毕业设计（论文）-16层楼宇双电梯PLC控制系统的设计.doc

攀枝花学院工程技术学院专科毕业论文（设计）16层楼宇双电梯PLC控制系统的设计学生姓名： _*_ _学生学号： _200921210037 _ _ 院 （系）： 工程技术学院 年级专业： 09级生产过程自动化指导教师： 张 仁 武 副教授_ 助理指导教师： _二一二年五月摘 要本论文介绍一种电梯PLC控制系统，天梯是垂直方向运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备，它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用而控制电梯运行的PLC系统要求也越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成的一体的控制系统。本机控制单元采用松下公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。整过系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起的、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。 关键词：PLC控制系统，电梯，逻辑控制电路，变频器ABSTRACT This text introduces the control system of a kind of elevator PLC. The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equipments. It depends electric power, dragging along to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport ,there is prominent function in the peoples life. And the control elevator circulate of the PLC system also has more and more high request, request to attain the movement purpose of steady, quasi-, quick of elevator movement. That system mainly from PLC, logic control the electric circuit constitute. Include an exchanges difference to tread electric motor among them, after the electric appliance, get in touch with a machine, route of travel switch and press button, give out light the indicator constitute and transducer for the control system of integral whole. The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Mitsubishi company. The whole system passes PLC, logic control the electric circuit is to the rise and fall of elevator; Add, decelerate; Even layer; Start, make to move a control. Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control. Key Words: The PLC controls system elevator ，The logic controls electric circuit，transducer.目 录摘要. .Abstract.1 概况 1.1课题背景.1 1.2 PLC的定义.1 1.3 PLC的工作原理.1 1.4 PLC的结构.2 1.4.1 中央处理单元.2 1.4.2 存储器.3 1.4.3 电源.4 1.4.4 I/O模块5 1.4.5 PLC系统的其他设备.5 1.4.6 PLC的通讯联网.5 1.4.7 外部设备.5 1.5 PLC的基本技术指标.6 1.6 PLC的应用领域.6 1.7 PLC的分类.7 1.8 PLC的特点.8 1.9 现代PLC的发展趋势.92 电梯的结构 2.1 电梯的基本结构组成.12 2.1.1 机房部分.12 2.1.2 井道部分.12 2.1.3 轿厢部分.12 2.1.4 厅门部分.13 2.2 电梯的停层与平层.14 2.3 电梯控制系统控制实现的功能.143 PLC控制电梯的设计 3.1 电梯的控制要求.16 3.1.1 电梯上行.16 3.1.2 电梯下行.17 3.2 程序设计.19 3.2.1 梯形图.19 3.2.2 助记符.38 3.2.3 I/O列表.574 结论.60参考文献.61致谢.62攀枝花学院专科毕业论文 16层双楼宇电梯设计1 概况1.1 课题背景 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。1.2 PLC的定义可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”1.3 PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，对每个程序，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期大致可分为I/O刷新和执行指令两个阶段，即I/O刷新执行指令I/O刷新执行指令 第一个扫描周期 第二个扫描周期 循环扫描的工作方式是PLC的一大特点，也可以说PLC是“串行”工作的，这和传统的继电器控制系统的继电器控制系统“并行”工作有质的区别。PLC的串行工作方式避免了继电器控制系统中触点竞争和时序失配的问题。对于用户来说，选择一个PLC，合理的编制程序是缩短响应时间的关键。1.4 PLC的结构PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。如图所示：1.4.1 中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢，它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器I/O以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止运行。为了进一步提高PLC 的可靠性近年来对大型PLC 还采用双CPU 构成冗余系统或采用三CPU 的表决式系统，这样即使某个CPU 出现故障整个系统仍能正常运行。CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。1.4.2 存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器；存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。1.PLC 常用的存储器类型（1） RAM (Random Assess Memory)，这是一种读/写存储器(随机存储器) ，其存取速度最快，由锂电池支持。（2） EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，这是一种可擦除的只读存储器，在断电情况下存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。（3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，这是一种电可擦除的只读存储器，使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。2.PLC 存储空间的分配虽然各种PLC 的CPU 的最大寻址空间各不相同，但是根据PLC 的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区；系统RAM 存储区(包括I/O 映象区和系统软设备等)；用户程序存储区。(1)系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序、等由制造厂商将其固化在EPROM 中，用户不能直接存取，它和硬件一起决定了该PLC 的性能。(2)系统RAM 存储区 系统RAM 存储区包括I/O 映象区以及各类软设备如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器、等存储器。I/O 映象区，由于PLC 投入运行后只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设，因此它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O 的状态和数据，这些单元称作I/O 映象区，一个开关量I/O 占用存储单元中的一个位(bit)，一个模拟量I/O 占用存储单元中的一个字(16 个bit)， 因此整个I/O 映象区可看作两个部分组成：开关量I/O 映象区，模拟量I/O 映象区。系统软设备存储区除了I/O 映象区区以外，系统RAM 存储区还包括PLC 内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区，该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC 断电时由内部的锂电池供电，数据不会遗失，后者当PLC 断电时数据被清零1) 逻辑线圈与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM 存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器，另外不同的PLC 还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。2) 数据寄存器与模拟量I/O 一样，每个数据寄存器占用系统RAM 存储区中的一个字(16bits) ，另外PLC 还提供数量不的特殊数据寄存器，具有不同的功能。3) 计时器4) 计数器(3) 用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序，不同类型的PLC 其存储容量各不相同。1.4.3 电源PLC 的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视，一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内可以不采取其它措施，而将PLC 直接连接到交流电网上去。1.4.4 I/O 模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。常用的I/O分类如下： 1.开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 2.模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 3.除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 4.按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 1.4.5 PLC系统的其它设备 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 1.4.6 PLC的通信联网 依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 1.4.7 外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类 1. 编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。 2.监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。 3.存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。 4.入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输入模拟量的电位器，打印机等。1.5 PLC的基本技术指标1.程序容量 通常用K字或K字节，K位来表示，一般以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。在PLC中程序是按“步”来存放的（一条指令少则1步，多则十几步）“步” 占用一个地址单元，一个地址单元占两个字节。2.输入/输出点数（即I/O点数）I/O点数指PLC外部的输入、输出端子数，这是PLC最重要的一项技术指标。一般小型机在256点以下，中型机在2562048点，大型机在2048点以上。3.扫描速度一般以执行1000步指令所需要的时间来衡量，故单位为ms/K,扫描速度有时也用执行一步指令所需的时间来表示，单位为m/步。4.内部继电器和寄存器PLC内部有许多继电器和寄存器，用以存放变量状态、中间结果、数据等，还有许多特殊功能的辅助继电器和寄存器，如定时器、计数器、索引寄存器等。用户通过使用它们，可以简化这个系统的设计。因此内部继电器、寄存器的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。5.高级模块PLC除了主控模块外还可以配接各种模块。主控模块实现基本控制功能，高级模块则可实现某种特殊功能。高级模块的种类及功能的强弱常用来衡量该PLC产品的水平如何。主要的高级模块有：A/D、D/A、高速计数、高速脉冲输出、PID控制、网络通信等。特别是网络通信模块的迅速发展，使得PLC可以充分利用计算机和互联网的资源，实现远程监控。1.6 PLC的应用领域由于PLC自身的特点和优势，在工业控制中PLC以得到了广泛应用，包括机械、冶金、化工、运输、建筑等众多领域，应用范围也在不断扩大。PLC主要的应用领域包括以下几个方面。1. 逻辑控制逻辑控制室PLC最基本的应用，它可以取代传统的继电器控制装置，如机床电气控制、各种电机控制等，可实现组合逻辑控制、定时控制和顺序逻辑控制等功能。2. 运动控制PLC使用专用的运动控制模块，可对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，实现单轴、双轴和多轴位置的控制，使运动控制和顺序控制功能有机的结合在一起。3. 过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。4通信联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。5. 数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。1.7 PLC的分类可编程控制器类型很多，可从不同的角度进行分类：1.按结构形式分类按照硬件的结构形式，PLC可分为：（1）整体式PLC：这种结构的PLC将电源、CPU、输入/输出部件等集中配置字一起，装在一个箱体内，通常称为主机。整体式结构的PLC具有结构紧凑、体积小、重量轻、价格较低等特点，但主机的I/O点数固定，使用上不太灵活。小型的PLC通常使用这种结构，适用于比较简单的控制场合。（2）模块式PLC：也称为积木式结构，即把PLC的各组成部分以模块的形式分开，如电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块等，把这些模块插在底板上，组装在一个机架内。这种结构的PLC配置灵活、装配方便、便于扩展，但结构复杂，价格高。大型PLC通常采用这种结构，适用于比较复杂的控制场合。（3）叠装式PLC：这是一种新的结构形式，它吸收了整体式和模块式PLC的优点，如三菱公司的FX2系列PLC，它的基本单元、扩展单元和扩展模块的等高等宽，但长度不同。它们不用基板，仅用扁平电缆，紧密拼装后组成一个整齐的长方形，输入、输出点数的配置也相当灵活。2.按容量的分类PLC的容量主要是指其输入/输出点数。按容量大小，可将PLC分为： 小型PLC: I/O点数一般在256点以下 中型PLC: I/O点数一般在2561024点之间 大型PLC: I/O点数在1024点以上3.按功能的分类按PLC功能上的强弱,可分为:（1）低档机:具有逻辑运算、计时、计数等功能，有的有一定的算术运算、数据处理和传送等功能，可实现逻辑、顺序、计时计数等控制功能。（2）中档机:除具有低档机的功能外,还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送等功能，可完成既有开并量又有模拟量的控制任务。（3）高档机:除具有中档机的功能外，还具有带符号运算、矩阵运算等功能，使得运算能力更强，还具有模拟量调节、强大的联网通信等功能，能进行智能控制、远程控制、大规模控制，可构成分布式控制系统，实现工厂自动化管理。1.8 PLC的特点作为一种新型的工业自动控制装置，PLC有以下一些特点。1.高可靠性和强抗干扰能力高可靠性和强抗干扰能力是PLC最突出的特点之一，主要表现在：用软件代替传统继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线大大减少，因触点接触不良造成的故障大为减少；所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离；各输入端均采用RC滤波器，并采取屏蔽措施；采用性能优良的开关电源；对采用的器件进行严格的筛选；良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防故障扩大；大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或3个CPU构成的表决系统，使可靠性更进一步增强。2.丰富的I/O接口模块为了实现与工业生产过程控制中的各种工业现场设备的相互连接，PLC除具有普通计算机的基本部分（如CPU、存储器等）外，还有丰富的I/O接口模块。对不同的工业现场信号（交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱点等），设计有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备（按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等）直接连接就。3.灵活性为了适应各种工业控制需要，除了一些小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。相对于传统的电气控制线路，PLC为改进和修改原设备提供了极其方便的手段，通过修改或重新编写应用软件，就可以用一台PLC实现不同的控制功能。4.编程简单易学PLC大多数用梯形图作为主要的编程语言。梯形图是一种面向用户的编程语言，它的表达方式类似于继电器控制系统电路图，具有形象直观、易学易懂的特点。5.系统安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。PLC的各种模块上大多都有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。1.9 现代PLC的发展趋势世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。总的发展趋势为：1向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。2向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为816点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司系列PLC。其共同特点是，现代PLC的结构和功能不断改进，产品更新换代周期越来越短，并不断地向高性能、高速度、高性能价格比方向发展。3PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。4增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。5编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。2 电梯的结构2.1电梯的基本结构组成电梯的基本结构按照位置，可分为机房、井道、轿厢和厅门四大部分。2.1.1机房部分机房设在顶层，在井道的上方，机房部分包括拽引机、控制屏和限速器等。(1)拽引机拽引机是电梯的驱动机构，它包括拽引电动机、电磁制动器减速器和拽引电动机为电梯专用YTD系列双速电动机。减速器采用蜗轮蜗杆减速。拽引轮是V型或轮挂着对重，当轿厢上升时同，对重下降，反之当轿厢下降时对重上升，轿厢与对重要在井道中各自的导轨内滑动。(2)控制屏控制屏上装有电梯电气控制系统的大部分电器，包括熔断器、接触器，各种继电器、变压器、整流器及各种阻容元件等。(3)限速器限速器是电梯专用的一种安全保护装置，通常使用离心甩块夹绳式限速器。2.1.2井道部分井道是电梯轿厢垂直运动的通道，在井道里安装有轿厢和对重的导轨，缓冲器，以及各种控制和保护用的电器。极限开关，楼层感应器，平层隔磁板等。2.1.3轿厢部分电梯的轿厢部分包括轿厢体，安全钳，轿厢门的自动开关装置，平层和层楼信号装置，以及轿厢渺无人烟操纵屏和指示灯。(1)轿厢体轿厢是指电梯用来载动运乘客或货物的装置。包括厢架、厢体、厢门。(2)自动开关装置开关门及电机开关门控制装置轿厢门由电动机拖动，能自动开关，开关门电动机采用直流电动机。(3)平层和楼层信号感应器装置，从电力拖动自动控制的角度来看，电梯是垂直运行按行程位置进行控制的电气设备，而向控制电路发出楼层和平层的位置信号的装置是永磁感应器。平层感应器一般用永磁感应器，他和换速感应器结构相同，均由干簧管和永磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点12之间相当于一组动断触点，23之间相当于一组动合触点。由于干簧管装在永久磁铁旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点12断开，而动合触点23断开。用永久磁感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。发出平层信号的平层感应器装在轿厢上，装在上面的是平层感应器，装在两者中间是开门感应器。三个感应器随轿厢上下运动，而平层隔磁板则固定在井道中，当轿厢到达停层位置时，平层隔磁板插入三个感应器中间，则轿厢的底版正好与楼面地板平齐。楼层信号感应器的原理与此相同，不同的是停层隔磁铁板装在轿厢顶上随轿厢运动，而楼层感应器则固定在井道中（每层一个）。(4)轿厢内操纵屏和指示灯在轿厢上装有操纵屏，上面装有选层按钮和各种控制按钮。在轿厢门上有指示灯，用以指示轿厢所在的楼层数。2.1.4 厅门部分厅门部分主要有厅门，厅门外的召唤按钮和指示灯。(1) 厅门 厅门是指每一楼层的电梯门，厅门平时应是关闭的。而且从外面不能打开。厅门本身没有开关门的动力。当电梯轿厢到达一层楼时，由轿厢门上的拔叉插入厅门上的两个渡轮之间，带动厅门与轿厢一起开、关。(2)厅门外的呼唤按钮和楼层信号指示灯在厅门的门框旁，装有两个按钮，用来发出呼唤电梯信号，一个是上呼唤按钮，一个是下呼唤按钮。XPM型电梯是由操纵者在轿厢内进行控制的，在厅门外能向操纵者发出呼唤电梯信号，现时不能控制电梯运行的方向。交流双速电梯电气控制系统由拖动电路部分,直流控制电路部分,交流控制电路部分,照明电路部分,厅外召唤电路部分,以及指示灯信号指示电路。交流双速电梯电气控制系统按电路功能分为自动门的开关电路,轿厢指令控制与厅外招呼控制电路,指层电路与定向控制电路,电梯的启动加速与减速平层电路等.各电路之间的控制关系。正是上述电路的相互配合,曳引电动机按指拧启动,正转、反转、加速、减速、等速、制动、停止来实现电梯各种工作状态的运行。2.2电梯的平层与停层平层与停层时使上行或下行接触器KM1或KM2断电释放，切断拽引电动机和电磁制动器线圈电路，实现制动抱闸，电梯停于某一层站。平层是指电梯平层时，轿厢底与层站地面在同一水平面上，这样便于乘客的进出。为了保证电梯的平层准确度。通常在轿厢顶设置平层器。平层器由三个干簧感应器构成，由上至下分别为上平层感应器，门区感应器和下平层感应器。图2.2.2 干簧感应器结构原理示意图干簧感应器的结构和工作原理图如图1-3所示，它由干簧管和永久磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点12之间相当于一组动断触点，23之间相当于一组动合触点。由于干簧管装在永久磁铁的旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点12断开，而动合触点23闭合（图2.2.2 (a)）当隔磁铁板插入干簧管与磁铁之间（图2.2.2 ( b)）时,簧片复位，其动断触点12闭合，动合触点23断开。用永磁干簧感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。2.3 电梯控制系统实现的功能(1)一台电机控制上升和下降(2)各层设上/下呼叫开关(最顶层与起始层只设一只)(3)电梯到位后具有手动或自动开门关门功能(4)电梯内设有层楼指令键，开关门按键，警铃风扇及照明按键(5)电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层号指示灯(6)当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客(7)在一般情况下，电梯停站4-6秒应能自动关门;在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作.(8)在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门将打开。(9)当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。(10)当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。(11)电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。(12)当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。(13)当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关闭轿厢照明。(14)当电梯设有基站时，电梯在完成全部指令后，自动驶回基站，停机待客。3 PLC控制电梯的设计3.1电梯的控制要求3.1.1电梯上行a.当电梯停于1楼（1F）或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F或11F或12F或13F或14F或15F时，16F呼叫，则上行到16F碰到行程开关后停止。b.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F或11F或12F或13F或14F时，15F呼叫，则上行碰到15F行程开关后停止。c.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F或11F或12F或13F时，14F呼叫，则上行碰到14F行程开关后停止。d.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F或11F或12F时，13F呼叫，则上行碰到13F行程开关后停止。e.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F或11F时，12F呼叫，则上行碰到12F行程开关后停止。f.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F或10F时，11F呼叫，则上行碰到11F行程开关后停止。g.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F或9F时，10F呼叫，则上行碰到10F行程开关后停止。h.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F或8F时，9F呼叫，则上行碰到9F行程开关后停止。i.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F或7F时，8F呼叫，则上行碰到8F行程开关后停止。j.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F或6F时，7F呼叫，则上行碰到7F行程开关后停止。k.当电梯停于1F或2F或3F或4F或5F时，6F呼叫，则上行碰到6F行程开关后停止。l.当电梯停于1F或2F或3F或4F时，5F呼叫，则上行碰到5F行程开关后停止。m.当电梯停于1F或2F或3F时，4F呼叫，则上行碰到4F行程开关后停止。n.当电梯停于1F或2F时，3F呼叫，则上行碰到3F行程开关后停止。o.当电梯停于1F时，2F呼叫，则上行碰到2F行程开关后停止。p.电梯停于1F时，2F、3F、4F、5F、6F、7F、8F、9F、10F、11F、12F、13F、14F、15F、16F同时呼叫，则电梯上行到2F后，停5S，继续上行到3F，停5S，继续上行到4F，停5S，继续上行到5F，停5S，继续上行到6F，停5S，继续上行到7F，停5S，继续上行到8F，停5S，继续上行到9F，停5S，继续上行到10F，停5S，继续上行到11F，停5S，停5S，继续上行到12F，停5S，继续上行到13F，停5S，继续上行到14F，停5S，继续上行到15F，停5S,继续上行到16F后停止。q.电梯停于1F时，3F、4F、5F、6F、7F、8F、9F、10F、11F、12F、13F、14F、15F、16F同时呼叫，则电梯上行到3F后，停5S，继续上行到4F，停5S，继续上行到5F，停5S，继续上行到6F，停5S，继续上行到7F，停5S，继续上行到8F，停5S，继续上行到9F，停5S，继续上行到10F，停5S，继续上行到11F，停5S，停5S，继续上行到12F，停5S，继续上行到13F，停5S，继续上行到14F，停5S，继续上行到15F，停5S,继续上行到16F后停止。r.电梯停于1F时，2F、4F、6F、8F、10F、12F、14F、16F同时呼叫电梯上行到2F，停5S，继续上行到4F，停5S，继续上行到6F，停5S，继续上行到8F，停5S，继续上行到10F，停5S，继续上行到,12F，停5S，继续上行到14F，停5S，继续上行到16F后停止。s.电梯停于2F时，3F、4F、5F、6F、7F、8F、9F、10F、11F、12F、13F、14F、15F、16F同时呼叫，电梯上行到3F，停5秒，继续上行到4F，停5S，继续上行到5F，停5S，继续上行到6F，停5S，继续上行到7F，停5S，继续上行到8F，停5S，继续上行到9F，停5S，继续上行到10F，停