电梯的系统设计PLC编程控制

1、xxxxxxxx学院毕业设计（论文）电梯的系统设计plc编程控制学生姓名：xxx指导教师姓名：xx校外指导教师姓名：xxx专业名称：电气自动化二oo八年四月摘 要随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。在许多交通设备中，电梯是自动化程度最高的先进设备的一种。电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点。以前的电梯主要采用单片机控制，其性能等各方面都不太完善，现在电梯控制系统多采用plc，从电梯的性能、器件的灵

2、活性及安全保障方面等都有了很大的提高。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。 自1889年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来，电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程，逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具；而且作为载人工具，人们在运行的平滑性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能方面对它提出了更高的要求。目前电梯设计使用可编程控制器

3、(plc)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。由于早期的电梯继电器控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦接收完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。plc（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可靠性等优点，在

4、工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。随着社会的不断发展，楼房越来越高，而电梯成为了高层楼房的必须设备。电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯，为高层运输做出了不可磨灭的贡献。plc在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于plc具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与plc很好的结合，很好的实现了对电梯的控制。 目 录摘 要i第一章概述1.1可编程

5、控制器的概述1.1.1什么是可编程序控制器（plc）1.1.2 plc的背景1.1.3 plc的发展及前景第二章可编程控制器的简介2.1可编程控制器的结构2.1.1 plc的基本组成2.1.2 plc的工作原理2.2可编程控制器的编程语言2.3可编程控制器的主要性能指标第三章电梯控制系统程序设计3.1系统的结构与功能3.1.1电梯控制系统硬件构成3.1.2电梯plc控制系统3.1.3 plc控制电梯梯形图的设计3.1.4变频器3.1.5电梯的工作过程第四章软件设计4.1电梯控制系统软件设计4.2电梯的控制要4.2.1电梯的上升4.2.2电梯的下降4.3电梯调速的实现第五章系统干扰来源及处理方法

6、 5.1plc系统中干扰的主要来源及途径 5.2 主要抗干扰措施 结 束 语致 谢参考文献 i第一章概述1.1可编程控制器的概述1.1.1什么是可编程序控制器（plc）可编程序控制器是一种以计算机为核心的通用工业控制装置，目前已被广泛的应用于各个领域。造气的可编程序控制器只能进行开关量的逻辑控制，被称为可变程序逻辑控制器（programmable logic controller），简称plc。现代可变程序控制器采用微处理器（microprocessor）作为中央处理单元，其功能大大增强，它不仅具有逻辑控制功能，还具有算术运算、模拟量处理和通信联网等功能，plc这一名称已不能准确地反映它的特性

7、，于是，人们将其称为可编程序控制器（programmable controller），简称pc。但近年来个人计算机（personal computer）也简称为pc，为了避免混淆，可编程序控制器常被称为plc1.1.2 plc的发展背景在工业控制的顺序控制领域内，常常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件。但是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，原有“继电器控制系统”已不适应需要。到20世纪60年代，由传统的继电器控制装置来进行控制，不仅体积庞大、故障率高、柔性差、不灵活、耗能，而且调试困难，可靠性也差。需要与可能性，促使人们寻求新的出路，plc应运而生。 1

8、968年美国通用汽车公司提出使用新一代控制器的设想，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程控制器。差不多同时，美国modicon公司也研制出084控制器。它们的问世，引起了全世界的瞩目，美国的其他公司和西欧、日本等工业发达国家，也相继研究开发出类似的产品。 第一代可编程控制器最早是用于替代传统的继电器控制装置， 后来，随着电子科技之发展及产业应用之需要，其控制功能已经远远超出逻辑控制的范畴，plc的功能也日益强大，在plc中加入了模拟量、位置控制及网路等功能，其名称也就改为可编程控制器（programmable controller），称pc。 自1976年以来，微处理器开始引

9、入plc领域，大大加强了plc的作用，使plc由简单地代替继电器电路，而发展为先 进的控制装置。由于plc同时提高了功能和柔性度，使其应用迅速增长，并普及到许多其它离散零件制造工业领域。随后又扩展到与批量生产和连续生产过程有关的工业领域。随着cims(计算机集成制造系统)的发展，plc当前还被人们应用于工厂通信网络、柔性制造系统、工业机器人到大型分散型控制系统，之中，与其它智能控制器和计算机系统一起成为计算机综合控制系统中的重要组成部分，特别是单元级和工作站级1.1.3 plc的发展阶段及前景 从1969年第一台plc问世至今，可编程控制器大约经历了三个阶段： 第一阶段：开发的plc容量较小，

10、i/o点数小于120点。用户存储区容量在2kb左右，扫描速度为2050ms/kb，指令较为简单，只有逻辑运算、计时、计数等，编程语言采用简单的语句表语言。使用上，主要用来作开关量控制。 第二阶段：plc 的容量有所扩展，i/o点数从 512点至1024点，用户程序存储区扩展到8kb以上，速度也有提高，扫描速度达到56ms/kb，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数外，还增加了算术运算指令、比较指令，以及模拟量处理指令等，输入输出类型也由纯开关量i/o，扩展为带模拟量的i/o。编程语言除了使用语句表外，还可以使用梯形图编程语言。 第三阶段：进入80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子

11、技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的plc得到惊人的发展，其功能远远超出了上述两阶段的产品。使plc在概念，设计，性价比以及应用方面都有了新的突破。这一阶段的产品向大型和小型两个方向发展: a、 大型产品的i/o点数，超过4 000点，有些产品达到8 000个i/o点，用户存储区容量超过32kb，配置有各种智能模块（例如温度控制模块、轴定位模块、过程控制模块等）和通信模块，扫描速率也大大提高，达到0.47ms/kb，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数、顺序控制外，还有算术浮点运算指令、pid调节功能指令、图形组态功能指令、网络和通信指令等。 b、 小型plc使用的手握式编程器使用

12、大面积液晶显示器，也可以用梯形图和grafcet语言进行编程。 这一阶段plc的软件设计也有很大改进，普遍实现了软件模块化设计，在plc产品上提供大量的通用和专用软件功能模块，用户通过简单的功能调用就可实现复杂的控制任务给使用带来极大的方便。 plc技术代表了当今电气程序控制的最先进水平。通过plc与各种单元自动化装置（如智能仪表、数字化传单装置、智能的液压和气动阀组等）以及现场总线、计算机网络系统，构成了车间和工厂自动化的完整体系。 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。plc在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代第二章可

13、编程控制器的简介2.1可编程控制器的结构2.1.1 plc的基本组成可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元（cpu）、存储器（ram、rom）、输入输出单元（i/o）、电源和编程器等几个部分组成。 1中央处理单元（cpu） cpu作为整个plc的核心，起着总指挥的作用。cpu一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。cpu通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。cpu的功能有以下一些：从存储器中读取指令，执行指令，取下一条指令，处理中断。 2存储器（ram、rom）

14、存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。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；存放工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有ram、eprom和eeprom。ram是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在ram中的用户程序可方便地修改。ram存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储的信息。eprom、eeprom都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。 3输入输出单元（i/o单元） i/o单元实际上是plc与被控对象间传递输入输出信号的

15、接口部件。i/o单元有良好的电隔离和滤波作用。接到plc输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。plc的各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。 4电源 plc电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电源转换成内部工作电压。plc内有一个稳压电源用于对plc的cpu单元和i/o单元供电。 5编程器 编程器是plc的最重要外围设备。利用编程器将用户程序送入plc的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视plc的工作状态。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对plc编程。利用

16、微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。2.1.2 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，cpu从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。plc的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当plc处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在plc处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。 1输入处理 输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应

17、的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。 2程序执行 根据plc梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时，plc从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而

18、变化。 3输出处理 程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。 2.2可编程控制器的编程语言1 梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电器控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。 梯形图的设计应注意以下三点 （一）梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。 （二）梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端

19、没有电源。这个“概念电流”只是形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。 （三）输入继电器用于接收外部输入信号，而不能由plc内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使用。 2语句表编程语言 指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。3控制系统流程图编程图 控制系统流程图

20、是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会(iec)正在实施发展这种新式的编程标准。2.3可编程控制器的主要性能指标plc的主要性能指标分六部分：（1）i/o点数 指plc主机的输入、输出端子数。（2）内存容量 指用户程序的容量。（3）指令功能 从两方面来蘅量plc指令功能的强弱：一是指令条数的多少；二是指令中有多少综合性指令。（4）扫描速度 一般指执行一步指令所需的时间，单位为微妙/步。（5）内部寄存器 是衡量plc硬件功能强弱的主要指标之一。（6）高功能模块 以开发的常用高功能模块主要有：a/d和d/a转换模块、高速技术模块、高速输出脉冲模块

21、、pid控制模块、模糊控制模块、位置控制模块、速度控制模块、网络通信模块以及各种物理转换模块等。第三章电梯控制系统程序设计3.1系统的结构与功能3.1.1电梯控制系统硬件构成plc接受来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。plc在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动电梯等信号。电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、plc、变频器调速系统构成，控制系统结构图如图1所示。图中变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由plc完成的。plc负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起

22、停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给plc，形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及pg卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高。 本设计电梯为四层办公楼用的交流电梯，经过分析可知系统输入信号为26个，包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制等 。输出信号21个，包括开/关门、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。根据以上情况选择三菱fx264mr plc。 变频器选用安川616g5 cimr-g5a 4022通用变频器，技术特

23、性为:可直接控制交流异步电动机的电流，使电动机保持较高的输出转矩;适用于各种应用场合，在低速下实现平稳起动并且极其精确的运行;它的自动调整功能可使各种电动机达到高性能的控制;它将u/f控制、矢量控制、闭环u/f控制、闭环矢量控制四种控制方式熔为一体，其中闭环矢量控制最适合电梯控制要求。 旋转编码器与主电动机同轴连接，通过pg卡(又名编码器连接板)对电动机测速和反馈电梯的位置 。选用omron公司的1024脉动增量式光电脉冲旋转编码器。旋转编码器与电动机同轴连接，产生a、b两相脉冲。当a相脉冲超前于b相脉冲90度时，认为电动机处于正转状态;当a相脉冲滞后于b相脉冲90度时，认为电动机处于反转状态

24、。根据a、b相脉冲的相序，可判断电动机的转向。根据a、b脉冲的频率(或周期)可测得电动机的转速。若以a、b相脉冲的前沿或后沿产生计数脉冲，可以形成代表正向位移和反向位移的脉冲序列。旋转编码器将此脉冲输出给pg卡，pg卡再将此反馈信号送给变频器，以便进行运算调节。3.1.2电梯plc控制系统电梯plc控制系统s7200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器。它工作可靠，功能强，存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2a的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强。因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。s7-200系列小型plc(micro plc)可应用于各种自动化系统。紧凑的结构。低

25、廉的成本12b功能强大的指令集使得s7200 plc成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子s7200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。step 7-microwin 32是s7-200系列的plc的编程软件可以对s7200的所有功能进行编程。该软件在window8平台上运行。基本操作与omce等标准windows软件相类似，简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。还可以直接用软件设置plc的工作方式、参数和运行监控。21 电气控

26、制系统图l为本系统的组成框图。图中。输出为：l、电动机；2、上下行接触器；3、快慢速接触器；4、位置指示；5、门锁。输入为：6、轿内指令；7、厅外指令；8、门区感应；9、手动开关门；10、楼层感应。22 plc系统部分完成所设定的控制任务所需要的plc规模主要取决于控制系统对输入，禽出点的需求量和控制过程的难易程度。(1)io点的估算：系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计io点数为169；(2)可编程控制器s72

27、00的cpu226输入，输出点数为2416。足以满足要求。3.1.3 plc控制电梯梯形图的设计（附录如图3-1）network 1 /以下是电梯向上运行控制/ /network comments/ ld i1.3o i1.4o i1.5o i0.1o i0.2o i0.5o i0.3o i0.4a q0.5= m1.1network 2 /network title (single line)/ /network comments/ ld i1.4o i1.5o i0.2o i0.5o i0.4a q0.6a q0.0= m1.2network 3ld i1.5o i0.5a q0.7a q

28、0.0= m1.3network 4ld m1.1o m1.2o m1.3= q0.0network 5 /以下是电梯向下运行控制/ /network comments/ ld i1.2o i1.3o i1.4o i0.3o i0.4o i0.0o i0.1o i0.2a q1.0= m2.4network 6 /network title (single line)/ /network comments/ ld i1.2o i1.3o i0.3o i0.0o i0.1a q0.7a q0.1= m2.3network 7ld i1.2o i0.0a q0.6a q0.1= m2.2netwo

29、rk 8ld m2.2o m2.3o m2.4= q0.0di点：i0.0 一层请求上楼；i0.1 二层请求上楼；i0.2 三层请求上楼；i0.3 二层请求下楼；i0.4 三层请求下楼；i0.5 四层请求下楼；i0.6 厢体到达一层；i0.7 厢体到达二层；i1.0 厢体到达三层；i1.1 厢体到达四层；i1.2 电梯内呼一层；i1.3 电梯内呼二层；i1.4 电梯内呼三层；i1.5 电梯内呼四层；i1.6 开厢门按钮；i1.7 关厢门按钮；i2.0 厢门开到位；i2.1 厢门关到位；do点：o0.0 厢体向上运行；o0.1 厢体向下运行；o0.2 厢体停；o0.3 开厢门；o0.4 关厢门；

30、o0.5 当前厢体在一层；o0.6 当前厢体在二层；o0.7 当前厢体在三层；o1.0 当前厢体在四层；补充：m0.1 电梯在一层时停止指令；m0.2 电梯在二层时停止指令；m0.3 电梯在三层时停止指令；m0.4 电梯在四层时停止指令；m1.1 电梯在一层时向上运行指令；m1.2 电梯在二层时向上运行指令；m1.3 电梯在三层时向上运行指令；3.1.4变频器变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于

31、交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。3.1.5电梯的工作过程电梯一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。plc接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号 ，经程

32、序判断与运算后实现电梯的集选控制，plc在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。 曳引电动机正转(或反转)控制及高速控制信号有效时，电动机开始从0hz到50hz开始起动，起动时间在3s左右，然后维持50hz的速度一直运行，完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后，plc撤消高速信号，同时输出爬行信号，此时爬行的输出频率为6hz。从50hz到6hz的减速过程在3s之内完成，当达到6hz速度时电梯停止减速，并以此速度爬行。当平层信号到来后，plc撤消爬行信号，同时发出停梯信号，此时电动机从6hz减速到0hz，电梯停梯。正常情况下，在整个起动、运行、减速

33、爬行段内，变频器的零速输出点一直是闭合的，减至0hz之后，零速输出点断开，通过plc抱闸及自动开门，电梯运行曲线如图2所示。 图2中运行曲线可通过变频器进行设置，也可通过配置运行曲线输入板。本系统采用变频器进行参数设置:令c1-01=3s,设置加速起动时间为3s;令c1-02=3s,设置减速时间为3s;令d1-02=50hz,设置快车运行速度;d1-03=6hz，设置爬行速度。4.1电梯控制系统软件设计系统软件根据运行要求及保护要求共分为14个功能程序块:初始化、外呼、内选、自动开关电梯、平层、层楼计数及显示、超时基驶回基站、上行、下行、换速、开/关门、报警、相序更正、优先服务等。根据电梯运行

34、的要求，作出其运行流程的工作循环如图3所示。 电梯在有外呼信号或内选信号时，处于服务状态，当在一定的时间内没有服务信号时，电梯自动驶回基站，下面着重介绍程序初始化、换速、楼层计数及平层的程序设计及工作过程。 (1) 程序初始化: 将各楼层平层点对应的脉冲数及换速点对应的脉冲数写入数据寄存器(停电保持)。数据寄存器分配如下: 平层点:0d200 4000d201 8000d202 12000d203 换速点:2400d204 6400d205 10400 d206 9600d207 5600d210 1600 d211 (2) 换速 用plc的高速计数器对pg卡的输出脉冲进行计数，当高速计数器的

35、计数值与换速点对应的脉冲数相等时，且目的层有有效的选层信号或呼梯信号，则发出换速信号，电梯转入爬行阶段。程序流程如图4所示。 (3) 楼层计数 当轿厢到达各楼层计数点时，楼层数加1或减1。为防止计数脉冲高电平期间反复计数，采用楼层计数信号上沿触发楼层计数。程序流程如图5所示。 (4) 平层 当高速计数器的计数值与平层点的计数脉冲相等时发出平层信号，电梯平层。平层程序流程如图6所示采用plc构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮sb11和指示灯h11，二层有上升呼叫按钮sb21和指示灯h21以及下降呼叫按钮sb22和指示

36、灯h22，三层有上升呼叫按钮sb31和指示灯h31以及下降呼叫按钮sb32和指示灯h32，四层有下降呼叫按钮sb41和指示灯h41。一至四层有到位行程开关st1st4。电梯内有一至四层呼叫按钮sb1sb4和指示灯h1h4；电梯开门和关门按钮sb5和sb6，电梯开门和关门分别通过电磁铁ya1和ya2控制，关门到位由行程开关st5检测。此外还有电梯载重超限检测压力继电器kp以及故障报警电铃ha。控制信号说明如表1-1所示。 表1-1 四层电梯控制信号说明 输 入 输 出 文字符号 说 明 文字符号 说 明 sb1 电梯内一层按钮 h1 电梯内一层按钮指示灯 sb2 电梯内二层按钮 h2 电梯内二层

37、按钮指示灯 sb3 电梯内三层按钮 h3 电梯内三层按钮指示灯 sb4 电梯内四层按钮 h4 电梯内四层按钮指示灯 sb11 一层上升呼叫按钮 h11 一层上升呼叫按钮指示灯 sb21 二层上升呼叫按钮 h21 二层上升呼叫按钮指示灯 sb22 二层下降呼叫按钮 h22 二层下降呼叫按钮指示灯 sb31 三层上升呼叫按钮 h31 三层上升呼叫按钮指示灯 sb32 三层下降呼叫按钮 h32 三层下降呼叫按钮指示灯 sb41 四层下降呼叫按钮 h41 四层下降呼叫按钮指示灯 sb5 电梯开门按钮 km1 电动机正转接触器 sb6 电梯关门按钮 km2 电动机反转接触器 sb7 检修开关 ya1 电

38、梯开门电磁铁 st1 电梯一层到位限位开关 ya2 电梯关门电磁铁 st2 电梯二层到位限位开关 ha 电梯故障报警电铃 st3 电梯三层到位限位开关 st4 电梯四层到位限位开关 st5 电梯关门到位限位开关 sp 电梯载重超限检测 fr 电动机过载保护热继电器 2) 楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的响应时，相应指示灯一直接通指示。 3) 电梯运行时，电梯开门与关门按钮不起作用，电梯到达停在各楼层时，电梯开门与关门动作可由电梯开门与关门按钮控制，也可延时控制，但检测到电梯超重时，电梯门不能关闭，并由报警电铃发出报警信号。 4) 电梯最大运行区间为三层距离，若一次

39、运行时间超过30s，则电动机停转，并由ha报警。 5) 检修开关sb7接通时，电梯下行停在一层位置，进行检修，其他所有动作均不相应。 6) 电梯拖动电动机控制电路有各种常规电气保护，如短路保护、过载保护、正反转互锁等。 7) 相关参数： 拖动电动机m：5.5kw，ac380v，11.6a，1440r/min。 指示灯h：0.25w，dc24v。 电铃ha：8w，ac220v。 电磁铁ya：100ma，ac220v。4.2电梯的控制要4.2.1电梯的上升 1） 电梯停于某层，当有高层某一信号呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。例如电梯在1楼、4楼呼叫，则电梯升到4楼停止。 2） 电梯停于某层，当有高层

40、多个信号同时呼叫时，电梯先升到低的呼叫层，停五秒后继续上升到高的呼叫层。例如1楼，2、3、4楼同时呼叫，则电梯先上升到2楼，停三秒后继续上升到3楼，在停3秒后继续上升到4楼停止。4.2.2电梯的下降 1） 电梯停于某层，当有低层某一信号呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。例电梯在4楼，1楼呼叫，则电梯下降到1楼停止。 2） 电梯停于某层，当有低层多个信号同时呼叫时，电梯先下降到高的呼叫层，停5秒后继续下降到低的呼叫层。例如电梯在4、3、2、1楼同时呼叫，则电梯先降到3楼，停3秒后继续下降到2楼，再停3秒后继续下降到1楼停止。补充：电梯在上升或下降的过程中， 任何反向的呼叫按钮均无效。数码管应该显示电

41、梯的即时楼层位置。i/o端口足够时，可以接入呼叫指示。4.3电梯调速的实现本方法是利用plc扩展功能模块da模块实现的，事先将数字化的理想速度曲线存入plc寄存器，程序运行时，通过查表方式写入da，由 da转换成模拟量后将理想曲线输出。 321 加速给定曲线的产生 8位da输出05v010v，对应数字值为16进制数00ff，共255级。东洋电梯加速实践在253秒之问。按保守值计算，电梯加速过程中每次查表的时间间隔不宜超过10ms。 由于电梯逻辑控制部分程序最大，而plc运行采用周期扫描机制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令时间间隔过长，不能满足给定曲线的精度要求。在plc运行过程中，其c

42、pu与各设备之间的信息交换、用户程序的执行、信号采集、控制量的输出等操作都是按照固定的顺序以循环扫描的方式进行的，每个循环都要对所有功能进行查询、判断和操作。这种顺序和格式不能人为改变。通常一个扫描周期，基本要完成六个步骤的工作，包括运行监视、与编程器交换信息、与数字处理器交换信息、与通讯处理器交换信息、执行用户程序和输入输出接口服务等。在一个周期内，cpu对整个用户程序只执行一遍。这种机制有其方便的一面，但实时性差。过长的扫描时间，直接影响系统对信号响应的效果，在保证控制功能的前提下，最大限度地缩短cpu的周期扫描时间是一个很复杂的问题。一般只能从用户程序执行时间最短采取方法。电梯逻辑控制部

43、分的程序扫描时间已超过10ms，尽管采取了一些减少程序扫描时间的办法，但仍无法将扫描时间降到10ms以下。同时，制动段曲线采用按距离原则，每段距离到的响应时间也不宜超过10ms。为满足系统的实时性要求，本文在速度曲线的产生方式中，采用中断方法，从而有效地克服了plc扫描机制的限制。 本文采用的plc有三种中断功能：(1)外部中断；(2)高速计数内部中断(3)定周期中断。前两种中断各有8个中断点，后一种有4个中断点。在程序中采用了后面两种中断方式起动过程采用定周期中断，制动过程采用高速计数内部中断。中断服务程序放在主程序后，运行状态检测运行保护内选外呼等逻辑控制均在主程序中实现。而运行条件的判断

44、运行模式的选择查表等与运行曲线产生有关的程序放在中断服务程序中。 起动加速运行由定周期中断服务程序完成。这种中断不能由程序进行开关，一旦设定，就一直按设定时间间隔循环中断，所以，起动运行条件需放在中断服务程序中，在不满足运行条件时，中断即返回。 322 减速制动曲线的产生 为保证制动过程的完成，需在主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前，电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加速过程由固定周期中断完成，加速到对应模式的最大值之后，加速程序运行条件不再满足，每次中断后，不再执行加速程序，直接从中断返回。电梯以对应模式的最大值运行，在该模式减速点到后，产生高速计数中断，执行减速服务程序

45、。在该中断服务程序中修改计数器设定值的条件，保证下次中断执行。 在plc的内部寄存器中，减速曲线表的数值由大到小排列，每次中断都执行一次表指针加1操作，则下一次中断的查表值将小于本次中断的查表值。门区和平层区的判断均由外部信号给出，以保证减速过程的可靠性。第五章系统干扰来源及处理方法 5.1plc系统中干扰的主要来源及途径 四、plc应用中需要注意的问题 plc是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输

46、入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证plc的正常运行，要提高plc控制系统可靠性，一方面要求plc生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题： 1工作环境 （1）温度 plc要求环境温度在055oc，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。 （2）湿度 为了保证plc的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。 （3）震动 应使plc远离强烈的震动源，防止振动频率为1055hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取

47、减震措施，如采用减震胶等。 （4）空气 避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将plc安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。 （5）电源 plc对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般plc都有直流24v输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使plc接收到错误信息。 2控制系统中干扰及其来源 现场电磁干扰是plc控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标

48、先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。（1）干扰源及一般分类 影响plc控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统i/o模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰

49、电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 （2）plc系统中干扰的主要来源及途径 强电干扰 plc系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。 柜内干扰 控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对plc造成一定程度的干扰。 来自信号线引入的干扰 与plc控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部

50、干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起i/o信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。 来自接地系统混乱时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性（emc）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使plc系统将无法正常工作。 来自plc系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模

51、拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。 变频器干扰 一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。 5.2 主要抗干扰措施 （1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰 对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接lc滤波电路。如图1所示 （2）安装与布线 动力线、控制线以及plc的电源线和i/o线应分别配线，隔离变压器与plc和i/o之间应采用双胶线连接。将plc的io线和大功率线分开走线，如必须在

52、同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。 plc应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内plc应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与plc装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联rc消弧电路。 plc的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免

53、并行。 （3）i/o端的接线 输入接线 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 由于plc的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。 plc的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸