周PLC控制四层电梯

1、毕毕 业业 论论 文文 （ 设设 计计） 四层电梯的设计 周亚东 指导老师： 尹 余 琴 班 级： 数控 091 系 （部）： 机电工程系 专 业： 数控技术 答辩时间： 2012.5 摘要摘要 随着科学技术的发展、近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展一些电梯厂也在不 断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大 部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变 化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。 PLC 控制系统由于体积小，重量轻，能耗低,运行可靠性高，抗干扰能力强，使用维修方便， 系统的设计、安装、调试工作

2、量小，容易改造，设计和调试周期较短等优点倍受人们重视，目 前已成为在电梯控制系统中使用最多的控制方式。 本文主要阐述了电梯的发展、三菱 FX2N 系列 PLC 编程的简介、电梯系统的基本结构以及 电梯 PLC 控制系统设计等内容。 关键词：关键词： 可编程控制器(PLC) 电梯 FX2N Summary With the development of science and technology in recent years, Chinas elevator production technology has been developing rapidly. Some elevator fa

3、ctories also continuously improve the design, modify the process. Production of newer replacement of the elevator, the elevator mechanical system is divided into two parts and control systems, with automatic control theory and the development of microelectronics technology, and dragging the elevator

4、 controls, great changes have occurred, AC variable speed drag is the main current direction of the elevator. PLC control system due to small size, light weight, low power consumption, high reliability, anti-interference ability, easy maintenance, system design, installation, commissioning work is s

5、mall, easy to transform, design and debug cycle is shorter, etc. much people value, has become in the elevator control system using the most control. This paper describes the development of the elevator, Mitsubishi FX2N Series PLC programming introduction to the basic structure of the elevator syste

6、m and elevator PLC control system design and so on. Keywords: programmable logic controller (PLC) Elevator FX2N 目目 录录 摘 要.I 第 1 章 绪论. 1.1 引言.1 1.2 电梯的概述.1 1.2.1 电梯的发展史.1 1.2.2 电梯的运行情况.2 1.2.3电梯系统的基本结 构.2 1.2.4 电梯控制系统.3 第 2 章 三菱 FX2N 系列 PLC 编程简介.4 2.1 可编程控制器概况.4 2.2PLC 的特点及应运.4 2.3PLC 的编程语言.4 2.4 编程器

7、件.5 第 3 章 电梯 PLC 控制系统设计.7 3.1 总体系统的确定.7 3.2 电梯的控制要求7 3.2 .1 楼层状态指示设计 .8 3.2.2 电梯下行程序设计.8 3.2.3 电梯上行程序设计.8 3.2.4 电梯到达时程序设计.9 3.3 PLC 的选择.9 3.4 I/O 分配表.9 3.5 硬线接线图.10 3.6 梯形图的设计.10 3.7PLC 程序梯形图.11 3.8 模拟调试.14 3.9 安装调试.14 3.9.1 单指令运行调试.14 3.9.2 复杂运行调试.14 结束语. . .15 致 谢 .15 参考文 献 15 附录.16 第第1 1章章绪论绪论 1.

8、11.1 引言引言 电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC 作为新一代工业 控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控 制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。高校中关于 PLC 教学实验的中等模型较少，为此，自行设计并制作了专用四层电梯。 此电梯所采用的类型为三菱 FX2N PLC 程序设计采用模块化编程思想，即根据各功能实现的条 件及原则设计各个功能模块。设计的程序要求完成电梯自动运行功能如：内外召唤信号的登记、消 号、到层自动开门、延时自动运行等。合理分配轿厢内指令的执行和厅外

9、召唤的应答。关于 PLC 控制系统的基本结构及电梯控制系统的安装与调试重点介绍如下。 1.21.2 电梯的概述电梯的概述 1.21.2.1.1 电梯的电梯的发展史发展史 据国外有关资料介绍，公元前 2800 年在古代埃及，为了建筑当时的金字塔，曾使用过人力驱 动的升降机械，公元 1765 年瓦特发明了蒸汽机后，1858 年美国研究出以蒸汽为动力，并通过带传 动和涡流减速装置驱动的电梯。1878 年英国的阿姆斯特朗发明了水压梯，并随着水压梯的发展， 淘汰了蒸汽梯。后来又出现了液压泵和控制阀以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯，这种液压 梯至今仍为人们所采用。 但是，电梯得以兴盛发展的根本原因在于

10、采用了电力作为动力来源。18 世纪末发明了电机， 并随着电机技术的发展，19 世纪初开始使用交流异步单速和双速电动机作动力的交流电梯，特别 是交流双速电动机的出现，显著改善了电梯的工作性能。在 20 世纪初，美国奥的斯电梯公司首先 使用直流电动机作为动力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯，从而为后来的高速度、高行程电梯的 发展奠定了基础。20 世纪 30 年代美国纽约市的 102 层摩天大楼建成，美国奥的斯电梯公司为这座 大楼制造和安装了 74 台速度为 6.0m/s 的电梯。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异地发展 着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠，乘坐舒适。随

11、着电子工业 的发展，可编程序控制器（PLC）和电子计算机成功地应用到电梯的电气控制系统中去后，电梯产 品的质量和运行效果显著提高。 1.21.2.2.2 电梯的运行情况电梯的运行情况 一部电梯主要由轿厢、配重、曳引机、控制柜/箱、导轨等主要部件组成。电梯在做垂直运行 的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还没有停靠 站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼。各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电 梯用的召唤按钮一般电梯在起点站和终点站上各设置一个按钮，中间层站的召唤箱上各设置两个按 钮。而电梯的轿厢内都设置有操纵箱，操纵箱上设置有手柄开关成与层站对应

12、的按钮，供司机或乘 用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮称外按钮，操纵箱上的按钮称指令按钮。 1.2.31.2.3 电梯系统的基本结构电梯系统的基本结构 图 1-1 电梯的基本结构剖视图 1-减速箱；2-曳引轮；3-曳引机底座；4-导向轮；5-限速器；6-机座；7-导轨支架；8-曳引钢丝绳； 9-开关碰铁；10-紧急终端开关；11-导靴；12-轿架；13-轿门；14-安全钳； 15-导轨；16-绳头组 合；17-对重；18-补偿链；19-补偿链导轮；20-张紧装置；21-缓冲器；22-底坑； 23-层门；24- 呼梯盒；25-层楼指示灯；26-随行电缆；27-轿壁；28-轿内操纵箱；29-开

13、门机；30-井道传感器； 31-电源开关；32-控制柜；33-曳引电机；34-制动器 1.2.41.2.4 电梯控制系统电梯控制系统 电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。 1.电力拖动部分电梯主拖动类型有直流电动机拖动、交流电动机拖动、直流 G-M（即发电机- 电动机组供电）拖动、晶闸管供电（SCR-M）的直流拖动和交流双速电动机拖动、交流调压调速 （AVCC）拖动、交流变频调速（VVVF）等。因直流电梯的拖动电动机有电刷和换相器，维护量较大， 可靠性低，现已被交流调速电梯所取代。为了得到较好的舒适感，要求曳引电动机在选定的调速方 式下，电动机的输出转矩总能达到负载转矩的要求，考

14、虑到电压波动、导轨不够平直造成的运动阻 力增大等因素，电动机转矩还应有一定的裕度。 2.电梯的电气控制部分 电气控制系统由控制柜、操纵箱、楼层指示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井 道内外和各相关电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序， 完成各种电气动作功能，保证电梯安全运行。 电梯一般是由电动机来拖动的，其运行过程大多包括启动、正（反）转、停止等们，这整个过 程是由电气控制系统来完成，具体地说电梯的控制主要是指对电动机的启动、停止、运行方向、层 楼指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。 电梯电气控制系统与电力拖动

15、系统比较，变化范围比较大，一台电梯的类别、额定载重量和额 定运行速度确定后，电力拖动系统各零件就基本确定了，而电气控制系统则有比较大的选择范围， 必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择，才能最大限度地发挥电梯的使用效益。 电气控制系统决定着电梯的性能、自动化程度和运行可靠性，随着科学技术的发展和技术引进 工作的进一步开展，电气控制系统发展换代迅速。继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电 梯的运行可靠性和安全性，所以基本上已经被淘汰，而 PLC 以其体积小、功能强、故障率低、寿命 长、噪声低、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制、易联成控制网络等诸多优点得到了广 大用户的支持。

16、第第2 2章章 三菱三菱FX2NFX2N 系列系列 PLCPLC编程简介编程简介 2.12.1 可编程控制器概况可编程控制器概况 可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称 PC）。与个人计算机的 PC 相区别，用 PLC 表示。PLC 是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯 技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制 功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对 PLC 的规定：可编程控制器是一种 数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，

17、用来在其内 部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控 制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可 靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC 控制技术的应用必 将形成世界潮流。PLC 程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提 供运行平台，同时，还为 PLC 程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用 户按控制要求设计。 2.2 PLC的特点及

18、应用 PLC 的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同与一 般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品 都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON 公司的产品也有它自己的语 言。但不管什么型号的 PLC，其编程语言都具有以下特点： 1、图形式指令结构：程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于理解和记忆。 系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形，用户根据自己的需要把 这些图形进行组合，并填入适当的参数。在逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控 制电路

19、的梯形图，很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示，它沿用二进制逻辑元 件图形符号来表达控制关系，很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等，一般也参照梯形图或 逻辑元件图给予表示，虽然象征性不如逻辑运算部分，也受用户欢迎 2、明确的变量常数：图形符相当于操作码，规定了运算功能，操作数由用户填人，如： K400，T120 等。PLC 中的变量和常数以及其取值范围有明确规定，由产品型号决定，可查阅产品目 录手册。 3、简化的程序结构：PLC 的程序结构通常很简单，典型的为块式结构，不同块完成不同的功 能，使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。 4、简化应用软件生成过程

20、：使用汇编语言和高级语言编写程序，要完成编辑、编译和连接三 个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系统软件自动完成，整个编辑过程都在人 机对话下进行的，不要求用户有高深的软件设计能力。 5、强化调试手段：无论是汇编程序，还是高级语言程序调试，都是令编辑人员头疼的事，而 PLC 的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用 PLC 和编程器上的按键、显示和内部编辑、 调试、监控等，并在软件支持下，诊断和调试操作都很简单。 总之，PLC 的编程语言是面向用户的。 2.32.3 PLCPLC 的编程语言的编程语言 其最常用的两种编程语言：一是梯形图，二是布尔助记符语言表。采用梯形图编程，

21、因为它 直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件；采用助记符形式便于实验，因为它只需要一 台简易编程器，而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。虽然一些高档的 PLC 还具有与计算机 兼容的 C 语言、BASIC 语言、专用的高级语言（如西门子公司的 GRAPH5、三菱公司的 MELSAP）， 还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样，各厂家的编程语言都只能适用 于本厂的产品。 布尔助记符（Boolean Mnemonic） 程序设计语言布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔 助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符

22、来表示操作功能。 布尔助记符程序设计语言具有下列特点： （1）采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点； （2）在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编 程设计； （3）与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本类同。 梯形图：梯形图是通过连线把 PLC 指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的 PLC 指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。 内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始， 必要时再继以若干个输入指令（含 LD 指令），以建

23、立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控 制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接 指令组的。 梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对 应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如 LD，AND，OR）对 应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可 变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。 有了这个对应关系，用 PLC 程序代表继电逻辑是很容易的。这也是 PLC 技术对传统继电控制技 术的继承。 2.42.4 编程器件编程器

24、件 下面我着重介绍三菱公司的 FX2N 系列产品的一些编程元件及其功能。 FX 系列产品，它内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称 为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这 些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量 限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记 忆，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，X 代表输入继电器，Y 代表输出继电器，M 代表辅 助继电器，SPM 代表专用辅助继电器，T 代表定时器，C 代表计数器，S 代表状态

25、继电器，D 代表数 据寄存器，MOV 代表传输等。 a. 输入继电器 （X） PLC 的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器 X 是用 光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只 取决于 PLC 外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输 入电路的时间常数一般小于 10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为 X000 X007，X010 X017，X020 X027 。它们一般位于机器的上端。 b. 输出继电器（Y） PLC 的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器

26、的线圈由程序控制，输出继电器的 外部输出主触点接到 PLC 的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输 出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的 。各基本单元都是八 进制输出，输出为 Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它们一般位于机器的下端。 c.辅助继电器（M） PLC 内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由 PLC 内各软元件的触点驱动。辅助 继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使 用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出

27、继电器来 实现。在 FX2N 中普遍途采用 M0M499，共 500 点辅助继电器，其地址号按十进制编号。辅助继电 器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。 d. 定时器（T） 在 PLC 内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作， 时钟脉冲有 1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数 K 作为设定值，也可以用 数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。 即使如此，若备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。 定时器通道范围如下： 100 ms

28、 定时器 T0T199， 共 200 点，设定值：0.1 3276.7 秒； 10 ms 定时器 T200T245，共 46 点，设定值：0.01327.67 秒； 1 ms 积算定时器 T246T249，共 4 点，设定值：0.00132.767 秒； 100 ms 积算定时器 T250T255，共 6 点，设定值：0.13276.7 秒； e. 计数器（C） FX2N 中的 16 位增计数器，是 16 位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数， 它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减 1，当现时 值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制

29、信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又 写入，再又进入计数状态。 其设定值在 K1K32767 范围内有效。 设定值 K0 与 K1 含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。 通用计数器的通道号：C0C99，共 100 点。 保持用计数器的通道号：C100C199，共 100 点。 通用与掉电保持用的计数器点数分配，可由参数设置而随意更改。 f. 其他编程元件 1）通用数据寄存器 D 2）文件寄存器 3）特殊用寄存器 第第3 3章章 电梯电梯PLCPLC控制系统设计控制系统设计 3.13.1总体系统的确定总体系统的确定 1）图 3-1 为电梯 PLC 控制系统的基本结构图，主要硬件包括

30、 PLC 主机及扩展、机械系统、轿 厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等系统控制核心为 PLC 主机、操纵 盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过 PLC 输入接口送入 PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出 显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。 图 3-1 电梯 PLC 控制系统的基本结构图 2）系统控制核心为 PLC 主机，通过 PLC 输入接口送入 PLC. 由存储器的 PLC 软件运算处理， 然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。具体的 电梯控制信号原理如图 3-2 所示。 运行方式选择运行控制信号安全保护信号 楼层显

31、示 呼梯信号指示 运行方向指示 开关门控制门区或平层信号拖动系统 内指令信号 外召唤信号 开关门信号 输入接口 输出接口 PLC 图 3-2 电梯 PLC 信号控制系统框图 3.23.2 电梯的控制要求电梯的控制要求 1）当电梯停于某层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。 2）当电梯停于某层时，有一低层呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。 3）当电梯停于某层时，有多高层呼叫时，电梯先上升到较低的呼叫层，停 3 秒后继上升到高 的呼叫层，响应完毕后停止。 4）当电梯停于某层时，有多低层呼叫时，电梯先下降到较高的呼叫层，停 3 秒后继续下降到 低的呼叫层，响应完毕后停止。 5）当电梯处于上升或上降

32、过程中，任何反向的呼叫均无效。 3.2.13.2.1 楼层状态指示设计楼层状态指示设计 当电梯运行至某层有指令发出时，指示位置及指令如表 3.1 所示（以二层为例）： 表 3.1 楼层状态指示表 LD two select 二层内选择 S two select q，1二层内选择指示 LD two up 二层上呼 S two up q，1二层上呼指示 LD two down 二层下呼 S two down q，1二层下呼指示 LD two seat 二层位置 = two seat q 二层位置指示 3.2.23.2.2 电梯下行程序设计电梯下行程序设计 以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层

33、有指令时，将三层下行位置 1，同时无上行， 驱动电梯下行。程序说明如表 3.2 所示： 表 3.2 楼层下行程序表 电棒在三层时下行情况 LD one select q 一层内选择 O two select q 或二层内选择 O one up q 或一层上呼 O two down q 或二层下呼 O two up q 或二层上呼 A three seat q 在三层位置时 S V0.1.1 置三层下行位 电梯下行 LD V0.0 有四层下行位 O V0.1 或有三层下行位 O V0.2 或有二层下行位 AN up 同时无上行 = down 电梯下行 3.2.33.2.3 电梯上行程序设计电梯上

34、行程序设计 以电梯在二层上行情况为例。程序说明如表 3.3 所示： 表 3.3 楼层上行程序表 电梯在二层时上行情况 LD four select q 四层选择 O three select q 或三层选择 O four down q 或四层下呼 O three down q 或三层下呼 O three up q 或三层上呼 A two seat q 在二层位置时 S V0.4.1 置二层上行位 电梯上行 LD V0.3 有一层上行位 O V0.4 或有二层上行位 O V0.5 或有三层上行位 AN down 同时电梯无下行 = UP 电梯上行 3.2.43.2.4 电梯到达时程序设计电梯到达

35、时程序设计 电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位。以电梯到达三层为例。程序说明如表 3.4 所示： 表 3.4 楼层到达程序表 电梯到达三层 LD three sear q 电梯到达三层 R three selet q.1 复位三层内选择 R V0.0.1 复位四层下行 R V0.3.1 复位一层上行 R V0.4.1 复位二层上行 LD three seat q 电梯到达三层 AN down 同时无下行 R three up q.1 复位三层上行 LD three seat q 电梯到达三层 AN up 同时无上行 R three down q.1 复位三层下行 3.3 PLC的选择的选择

36、 电梯的电力驱动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着决定性作用。驱动系统的优 劣直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精度、乘座的舒适感等指标。 FX2N 系列 PLC 以其可靠性高、运算速度快、产品成本低和电梯专用客制化服务等优点，PLC 的输入输出点数可根据需要配置，并可根据用户的要求增加并联功能。以编制一台 4 层 4 站的 电梯为例，先根据控制要求计算所需要的 I/O 接口点数，其中输入点数为 13，输出点数为 17， 所以我们的 PLC 选用 FX2N-64MR。 3.43.4 I/OI/O分配表分配表 表 3.5 输入分配 输入信号输入地址输入信号输入地址 上行 1 楼呼

37、入信号 X1 下行 2 楼呼入信号 X13 上行 2 楼呼入信号 X2 下行 3 楼呼入信号 X14 上行 3 楼呼入信号 X3 下行 4 楼呼入信号 X15 上行 4 楼呼入信号 X4 楼层限位开关信号 F1 X21 下行 1 楼呼入信号 X12 楼层限位开关信号 F2 X22 楼层限位信号 F3 X23 楼层限位开关信号 F5 X25 楼层限位信号 F4 X24 表 3.6 输出分配 输出信号输出地址输入信号输出地址 上行 1 楼信号灯 Y0 下行 4 楼信号灯 Y7 上行 2 楼信号灯 Y1 LED 数字显示 a 段 Y20 上行 3 楼信号灯 Y2 LED 数字显示 b 段 Y21 上

38、行 4 楼信号灯 Y3 LED 数字显示 c 段 Y22 下行 1 楼信号灯 Y4 LED 数字显示 d 段 Y23 下行 2 楼信号灯 Y5 LED 数字显示 e 段 Y24 下行 3 楼信号灯 Y6 LED 数字显示 f 段 Y25 电机正转上行 Y10 LED 数字显示 g 段 Y26 电机反转下行 Y12 3.53.5 硬线接线图硬线接线图 图 3-2 硬件接线图 3.63.6 梯形图的设计梯形图的设计 梯形图是各种 PLC 通用的编程语言，尽管各厂家的 PLC 所使用的指令符号等不太一致，但梯 形图的设计与编程方法基本上大同小异。 1、确定各元件的编号，分配 I/O 地址 利用梯形图

39、编程，首先必须确定所使用的编程元件编号，PLC 是按编号来区别操作元件的 。 一般讲，配置好的 PLC，其输入点数与控制对象的输入信号数总是相应的，输出点数与输出的控制 回路数也是相应的（如果有模拟量，则模拟量的路数与实际的也要相当），故 I/O 的分配实际上是 把 PLC 的入、出点号分给实际的 I/ /O 电路，编程时按点号建立逻辑或控制关系，接线时按点号“对 号入座”进行接线。 2、梯形图的编程规则 1）每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。 2）梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点 3）线圈不能直接接在左边母线上。 4

40、）在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作， 应尽量避免。 5）在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析 PLC 的周期扫描原理和逻辑上的因果关系， 假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动即从左向右流动， 层次的改变只能从上向下。 3.7PLC3.7PLC程序梯形图程序梯形图 PLC 部分程序梯形图如下图 3-3 所示 图 3-3 程序梯形图 3.83.8模拟调试模拟调试 模拟调试可以在输入端接上手动按钮，而在 PLC 的输出指示灯上看输出。这种调试比较抽象， 输入信号完全靠手动来控制。如按下 X4 是三层内呼，如此时电梯不在三

41、层，则对应输出指示灯亮， 然后依次通过手动来控制接近开关按钮，到第三层时电动机停转，输出指示灯灭。其它层的运行模 拟调试同理。 3.93.9安装调试安装调试 安装调试过程是一个比较复杂且耗时间的过程，首先要确定器件型号。选择器件型号除了要考 虑机械设备、电压、电流外，还要考虑经济实用及美观问题。内选、外召唤信号指示灯可统一使用 24V，这样可以用一个电源供电。不仅可以简化布线的繁杂，而且可以减少器件的使用，节省开支。 接近开关可用 KCB1 型双稳态磁保开关，功率为 100W，这种开关完全是靠磁性动作，不需电源。 这样不仅接线方便，而且可以节省一个电源。变压器型号是 BK50，主要用到 24V

42、 和 5V。5V 用在 层楼显示上。在正反转线路中，交流接触器型号是 B16 型，此接触器线圈电压为 220V，这是在 购买接触器时特别注意的问题。因为 PLC 输出外部电源不能超过 250V ，所以选用接触器线圈电压 为 220V 的型号。另外还有空气开关、热继电器、电动机等等，这里不必一一详述。所有的器件都 备好后，接下来就是安装。主电路及 PLC 都装在控制柜内，这就要考虑到互相干扰的问题，主要是 接触器、空气开关和 PLC 之间的干扰，所以要相隔一定的距离，在安装接近开关时还要考虑到一个 动作范围，要确保轿厢正好在每层中间停靠。按钮、指示灯或数码显示也按照同样原则接线。所有 的元器件都

43、按照一定的编号安装好后，确保无误后，就可以调试了。由于调试过程中，输入输出点 比较多，且完成一个动作所涉及的开关、按钮、输出显示也比较多。所以这里不作具体说明,只对 动作中一部分加以说明。 3.9.13.9.1 单指令运行调试单指令运行调试 这是一种最简单的调试方法，检查所设计的程序在完成其最简单的控制功能时是否会发生错误。 若各种调试无错误，则再用复杂的方法进行调试。单指令运行调试的具体内容如下：假定电梯的轿 厢在一楼，数码管显示为“1” ，此时按下三楼的内指令按钮 X5，三楼内指令显示 Y35 亮。电梯关 门后，开始上行，当轿厢上升到三楼后，数码管显示为“3”楼的内指令显示信号 Y35 消

44、除。 3.9.23.9.2 复杂运行调试复杂运行调试 首先必须弄清楚各种按钮的常开与常闭触点。布线时，一定要标号，以备维修查找方便。线头 不能过长也不能过短。线头过长会碰到一起，引起短路。线头过短，过细，固定牢靠性又成问题。 布线时还要考虑美观性。一根线的布置不会有太多问题，但是成百上千根线就有美观性可言。因此， 接线槽、扎带、套管就成为必不可少的辅件。交流输入输出信号与直流输入输出信号分别使用各自 的电缆。为了防止轿厢冲顶和蹲底，当电梯运行到顶层或底层时，可采取双重强迫停车。 结束语结束语 我所选的毕业设计课题是“PLC 在四层电梯控制中的应用”，我觉得 PLC 控制技术将会成为今 后工业自

45、动化的重要手段之一。 针对这个四层电梯的控制系统本文采用 FX2N-64MR 可编程控制器设置电梯的控制系统完成电 梯的梯内指令、梯外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。将 PLC 中的 串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。 检验和测试电梯 PLC 控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明,PLC 可编程控制器可以非 常好地使电梯控制系统的测试运行。有利于 PLC 控制系统的设置、检测，具有良好的应用价值。 在整个毕业论文设计的过程中我学到了做任何事情要有耐心和毅力，不要轻易的放弃；在工作 学习中要学会与人合作，认真听

46、取别人的意见，这样工作起来才不易犯错，才能把工作做的更好。 致致 谢谢 三年的大学生活已经快结束，在本专业的学习中使我掌握了不少专业知识，锻炼了自己。毕业 设计可以说是三年学习的总结和体现，在指导老师尹余琴老师的指导和帮助下，我完成了这篇毕业 设计。他热心的帮助和循循善诱的指导深深感动了我。这篇设计和三年中所有教育过我的老师也是 分不开的，没有他们的传授的知识我也不可能完成这个的课题。我无论是在课程学习阶段，还是在 论文的选题，资料查询和撰写的每一个环节，无不得到指导教师的悉心指导和帮助。我为我几个月 来静心学习，并取得较好成绩而感到欣慰，欣慰之余，我要感谢牧院，向关心和支持我学习的所有 老师

47、和同学们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心和支持！ 参考文献参考文献 1阮友德,邓松,张迎辉.电气控制与 PLC 实训教程M.北京：人民邮电出版社，2006 2许诺,陈鹏.电梯历史回顾与发展展望J.工程建设与设计,2004 3程子华，刘小明.PLC 原理与编程实例M.北京：国防工业出版社，2007 4廖常初.S7-300/400PLC 应用技术M.北京：机械工业出版社，2006 5黄桂梅,刘永立.PLC 电梯控制系统的设计与实践J.制造业自动化,2007 6崔广泉.可编程控制器在电梯控制中的应用J.东北电力技术，2003 7林海波.PLC 在电梯控制系统设计中的应用J.长春工程学院学报, 附录附录 梯形图指令一部分 1. LD X022 2. AND Y001 3. LD X023 4. AND Y002 5. ORB 6. L