可控制编程器PLC控制三层电梯

1、归档编号起止日期 2008年2月1日至4月18日无锡职业技术学院毕业设计可控制编程器PLC 控制三层电梯Programming can be controlled with PLCcontrol three-Elevator学 生 姓 名： 李冰凌专 业： 机电一体化班 级： 机电50501指 导 教 师： 郑贞平职 称： 讲师2008 年04 月 18日毕 业 设 计 任 务 书2008年4 月18 日 无锡职业技术学院机电工程系 2008年 4 月 18 日目录第1章引言1第2章PLC 的概述12.1PLC 的产生12.2PLC 的结构22.3PLC 的发展趋势3第3章电梯设备43.1电梯

2、的分类43.2电梯的组成43.3工作原理53.4电梯主参数5第4章控制方案的选择54.1继电器控制54.2PLC 控制7第5章三菱FX 系列PLC 85.1各编程元件的选择85.2电动机的选择18第6章PLC 控制电梯硬件电路的设计256.1线路部分256.2PLC 的选型及输入、输入端口和输出、输出端口安排29第7章PLC 控制电梯梯形图的设计307.1工作过程317.2程序分析34第8章系统干扰来源及处理方法398.1PLC 系统设计中干扰的途径及主要来源408.2PLC 系统设计时的抗干扰措施41第八章总结与展望43 致谢43 参考文献44毕业设计调研报告国民经济的飞速发展, 现代化程度

3、日益提高, 高层建筑愈来愈多, 电梯也随之增多, 电梯产品在人们物质文化生活中的地位得到了提高, 成为重要的运输设备之一。因为人们无论是上下班、逛商场、看病或访友、居家生活都要与电梯打交道。电梯的使用数量越来越大，使用频率越来越高。国内传统的电梯控制一是由继电器、接触器构成。它不仅存在着可靠性差、成本高、故障率高等缺点, 而且在层数增加时, 配线变化给制造及安装带来诸多不变。若用微机来控制电梯具有许多优点, 进而数字化电梯控制系统是发展的必然。可控制编程器优点是抗干扰能力强，可靠性高、. 控制系统结构简单、通用性强、应用灵活、功能完善，扩展能力强PLC 控制系统设计、安装、调试方便维修方便，维

4、修量小、结构紧凑 、体积小、重量轻，易于实现机电一体化。本文主要介绍三菱公司的PLC 控制电梯。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC 可靠性高，程序设计方便灵活。可控制编程器PLC 控制三层电梯摘要:随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC （即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC 是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的

5、电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。关键词: 可编程控制器 自动控制 电梯第1章引言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

6、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。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID 功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制

7、器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的

8、生产设备及产品中不断扩大了PLC 的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF 系列、杭州机床电器厂生产的DKK 及D 系列、大连组合机床研究所生产的S 系列、苏州电子计算机厂生产的YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。第2章PLC 的概述2.1PLC 的产生PLC 的产生，在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，

9、及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，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序控制器，称Programmable Controller(PC。个人计算机(简称PC 发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC。上世纪80年代至90年代中期是PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数

10、字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS 系统。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，是无法取代的2.2PLC 的结构2.2.1PLC 硬件的结构PLC 的构成从结构上分，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

11、一定规则组合配置。CPU 的构成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。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

12、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。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：开关量：按电压水平分，有220V A

13、C 、110V AC 、24VDC ，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。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。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。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。电源模块PLC 电源用于为PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V 的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220V AC

14、或110V AC ），直流电源（常用的为24VDC ）。底板或机架大多数模块式PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。2.3PLC 的发展趋势21世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多

15、品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS （Distributed Control System ）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。第3章电梯设备电梯是服务于规定楼层的固定式提升设备，是高层建筑的垂直通行运输工具。3.1电梯的分类按用途可分为乘客电梯、载货电梯、客货两

16、用电梯、观光电梯，及其他专用(如矿井、冷库、建筑工程 电梯。按拖动方式可分为曳引式、液压式和齿轮齿条式。曳引式是最常见的电梯驱动方式。3.2电梯的组成 以一般乘客曳引式电梯为例，电梯由曳引系统、悬挂补偿系统、电气系统和安全装置组成，轿厢和对重在建筑物的井道内运行，曳引机电气系统放置在机房里 。 右图为电梯示意图1控制柜 2限速器 3门联动装置 4轿门 5轿厢底板 6楼层地面 7层门 8补偿绳 9张紧装置 10地坑 11缓冲器 12对重 13对重导轨 14轿厢导轨15井道壁 16导靴 17导轨压板 18轿厢 19安全钳 20曳引绳 端接装置 21曳引绳 22曳引机 23机房曳引系统包括曳引电动机

17、、曳引绳轮、减速器、制动器、曳引机底座、盘车手轮等。曳引绳轮安装在承载梁上。电梯曳引机是电梯运行的驱动机构，借助承载梁通过曳引绳轮，承担了所有往复升降运动构件的全部载荷(动载、静载 ，承重梁多采用工字钢结构。悬挂补偿系统由曳引绳、轿厢和对重的全部结构件、补偿绳、张紧轮等组成。轿厢和对重是电梯垂直运行的主体部件，轿厢是载客和运货的箱体容器。导引系统包括导轨和导靴，引导轿厢和对重作垂直升降运动。电气系统是电梯的控制系统，包括各种接触器、继电器、控制器和显示器等。 安全装置有限速器、安全钳、缓冲器、各种门安全装置等。3.3工作原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减

18、速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位

19、置。安全装置保证电梯运行安全。3.4电梯主参数指额定载荷和额定速度额定载荷Q(kg是制造电梯所依据的载荷或卖方保证正常运行的载荷。额定速度v(m/s是制造电梯所依据的并由卖方保证正常运动的轿厢速度。第4章 控制方案的选择4.1继电器控制4.1.1继电器控制原理图1. 主回路原理图 图4-1主电路原理2. 原理说明(1电梯开始向上启动运行时，快车接触器K 吸合，向上方向接触器S 吸合。因为刚启动时接触器1A 还未吸合，所以380V 通过电阻电抗RQA 、XQ 接通电动机快车绕阻，使电动机降压起动运行。(2约经过2秒左右延时，接触器1A 吸合，短接电阻电抗，使电动机电压上升到380V 。电梯经过一

20、个加速最后达到稳速快车运行状态。(3电梯运行到减速点时，上方向接触器S 仍保持吸合，而快车K 释放，1A 释放，慢车M 吸合。因为此时电动机仍保持高速运转状态，电机进入再生发电制动状态。如果慢车绕阻直接以380V 接入，则制动力矩太强，而使电梯速度急速下降，舒适感极差。所以必需要分级减速。最先让电源串联电阻电抗，减小慢车线圈对快速运行电动机的制动力。经过一定时间，接触器2A 吸，短接一部分电阻，使制动力距增加一些。然后再3A 、4A 也分级吸合，使电梯速度逐级过渡到稳速慢车运行状态。(4电梯进入平层点，S 、M 、2A 、3A 、4A 同时释放，电动机失电，制动器抱闸，使电梯停止运行。4.1.

21、2继电器控制电梯的特点及存在的问题1. 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。2. 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 3. 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。4. 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。4.1.3电梯继电器控制系统存在的问题(1系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。(2普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。(3电磁机构及触

22、点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。(4系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。(5由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高; 而且检查故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。4.2 PLC 控制PLC 控制为存储程序控制，其工作程序存放在存储器中，系统要完成的控制任务是通过存储器中程序来实现的。其程序是由程序语言来表达的。控制程序的修改通过编程器来改变存储器中一些语句的内容就可实现。4.2.1PLC 的特

23、点1. 抗干扰能力强，可靠性高PLC 采用微电子技术，大量的开关动作由无触头的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。2. 控制系统结构简单、通用性强、应用灵活在PLC 的构成的控制系统中，只需要在PLC 的端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而又复杂的硬接线线路。工作量大大减少。用同一个PLC 装置用于不同的控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。3. 编程方便，易于使用PLC 是面向用户的设备，PLC 的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC 程序的编制，采用梯形图或面向工业控制

24、的简单指令形式。梯形图简单易懂，直观、容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言，也称功能图，是编程更加简单方便。4. 功能完善，扩展能力强5.PLC 控制系统设计、安装、调试方便 6. 维修方便，维修量小7. 结构紧凑 体积小、重量轻，易于实现机电一体化。 4.2.2 PLC控制电梯的优点(1在电梯控制中采用了PLC ，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。(2去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 (3PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 (4 PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便

25、于检修。 (5用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 (6更改控制方案时不需改动硬件接线。第5章三菱FX 系列PLC5.1 各编程元件的选择表5-1 FX系列PLC 的内部软继电器及编号 1. 输入继电器（X ）输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受PLC 外部开关信号的元件。PLC 通过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存在输入映象寄存器中。如图5-1所示为输入继电器X0的等效电路。输入端子 图5-1输入继电器X0的等效电路输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。由于输入继电器（X ）为输入映象寄存器中的状态，所以其触点

26、的使用次数不限。FX 系列PLC 的输入继电器以八进制进行编号，FX2N 输入继电器的编号范围为X000X267（184点）。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。例如：基本单元FX2N-64M 的输入继电器编号为X000X037（32点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从X040开始编号。2. 输出继电器（Y ）输出继电器是用来将PLC 内部信号输出传送给外部负载（用户输出设备）。输出继电器线圈是由PLC 内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。每个输出继电器在输出单元中

27、都对应有维一一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。FX 系列PLC 的输出继电器也是八进制编号其中FX2N 编号范围为Y000Y267（184点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。 3. 辅助继电器（M ）辅助继电器是PLC 中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PL

28、C 内部编程时可无限次使用。辅助继电器采用M 与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器才用八进制数）。(1通用辅助继电器（M0M499）FX2N 系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC 运行时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF 。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为ON 的以外，其余的仍将保持OFF 状态，它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。根据需要可通过程序设定，将M0M499变为断电保持辅助继电器。 (2断电保持辅助继电器（M500M3071）FX2N 系列有M500M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普通

29、辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC 中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中M500M1023可由软件将其设定为通用辅助继电器。(3特殊辅助继电器PLC 内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N 系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类1）触点型 其线圈由PLC 自动驱动，用户只可使用其触点。例如： M8000：运行监视器（在PLC 运行中接通），M8001与M8000相反逻辑。 M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003

30、与M8002相反逻辑。 M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms 、100ms 、1s 和1min 时钟脉冲的特殊辅助继电器2）线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC 执行特定的动作。例如： M8033：若使其线圈得电，则PLC 停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。M8034：若使其线圈得电，则将PLC 的输出全部禁止。M8039：若使其线圈得电，则PLC 按D8039中指定的扫描时间工作。 4. 状态器（S ）状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后述的步进顺控指令STL 配合应用。状态器有五种类型：初始状态器S0S9共10点；回零状

31、态器S10S19共10点；通用状态器S20S499共480点；具有状态断电保持的状态器有S500S899，共400点；供报警用的状态器（可用作外部故障诊断输出）S900S999共100点。在使用用状态器时应注意：1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；2）状态器不与步进顺控指令STL 配合使用时，可作为辅助继电器M 使用； 3）FX2N 系列PLC 可通过程序设定将S0S499设置为有断电保持功能的状态器。5. 定时器（T ）PLC 中的定时器（T ）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（

32、一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX2N 系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms 、10ms 、100ms 三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K 或数据寄存器D 的内容来设置。(1通用定时器通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms 和10ms 通用定时器两种。1100ms 通用定时器（T0T199） 共200点，其中T192T199为子程序和中断服务

33、程序专用定时器。这类定时器是对100ms 时钟累积计数，设定值为132767，所以其定时范围为0.13276.7s 。210ms 通用定时器（T200T245） 共46点。这类定时器是对10ms 时钟累积计数，设定值为132767，所以其定时范围为0.01327.67s 。(2积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF ，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈ON 后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。11ms 积算定时器（T246T249） 共4点，是对1ms 时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0

34、.00132.767s 。2100ms 积算定时器（T250T255）共6点，是对100ms 时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.13276.7s 。6. 计数器（C ）FX2N 系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类。 (1内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X 、Y 、M 、S 、T 等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比PLC 的扫描周期稍长。116位增计数器（C0C199） 共200点，其中C0C99为通用型，C100C199共100点为断电保持型（断电保持型即断电后能保持当前值待通电后继续计数）。这类计数器为递加计数，应用前先对其设置一设定值，当输入信

35、号（上升沿）个数累加到设定值时，计数器动作，其常开触点闭合、常闭触点断开。计数器的设定值为132767（16位二进制），设定值除了用常数K 设定外，还可间接通过指定数据寄存器设定。232位增/减计数器（C200C234） 共有35点32位加/减计数器，其中C200C219（共20点）为通用型，C220C234（共15点）为断电保持型。这类计数器与16位增计数器除位数不同外，还在于它能通过控制实现加/减双向计数。设定值范围均为-214783648-+214783647（32位）。C200C234是增计数还是减计数，分别由特殊辅助继电器M8200M8234设定。对应的特殊辅助继电器被置为ON 时为

36、减计数，置为OFF 时为增计数。计数器的设定值与16位计数器一样，可直接用常数K 或间接用数据寄存器D 的内容作为设定值。在间接设定时，要用编号紧连在一起的两个数据计数器。(2高速计数器（C235C255）高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。FX2N 有C235C255共21点高速计数器。适合用来做为高速计数器输入的PLC 输入端口有X0X7。X0X7不能重复使用，即某一个输入端已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其它高速计数器，也不能用做它用。看表5-2所示高速计数器简表。高速计数器可分为四类：1 单相

37、单计数输入高速计数器（C235C245） 其触点动作与32位增/减计数器相同，可进行增或减计数（取决于M8235M8245的状态）。 表中：U 表示加计数输入，D 为减计数输入，B 表示B 相输入，A 为A 相输入，R 为复位输入，S 为启动输入。X6、X7只能用作启动信号，而不能用作计数信号。2 单相双计数输入高速计数器（C246C250） 这类高速计数器具有二个输入端，一个为增计数输入端，另一个为减计数输入端。利用M8246M8250的ON/OFF动作可监控C246C250的增记数/减计数动作。3 双相高速计数器（C251C255） A 相和B 相信号决定计数器是增计数还是减计数。当A 相

38、为ON 时，B 相由OFF 到ON ，则为增计数；当A 相为ON时, 若B 相由ON 到OFF, 则为减速器。注意：高速计数器的计数频率较高，它们的输入信号的频率受二方面的限制。一是全部高速计数器的处理时间。因它们采用中断方式，所以计数器用的越少，则可计数频率就越高；二是输入端的响应速度，其中X0、X2、X3最高频率为10KHZ ，X1、X4、X5最高频率为7KHZ 。7. 数据寄存器（D ）PLC 在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位。可用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器有以下几种类型：(

39、1通用数据寄存器（D0D199）共200点。当M8033为ON 时，D0D199有断电保护功能；当M8033为OFF 时则它们无断电保护，这种情况PLC 由RUN STOP 或停电时，数据全部清零。(2断电保持数据寄存器（D200D7999）共7800点，其中D200D511（共12点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配；D490D509供通信用；D512D7999的断电保持功能不能用软件改变，但可用指令清除它们的内容。根据参数设定可以将D1000以上做为文件寄存器。(3特殊数据寄存器（D8000D8255）共256点。特殊数据寄存器的

40、作用是用来监控PLC 的运行状态。如扫描时间、电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体可参见用户手册。(4变址寄存器（V/Z）FX2N 系列PLC 有V0V7和Z0Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器。变址寄存器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的变址寄存器变，用于改变元件的编号（变址），例如V0=5，则执行D20V0时，被执行的编号为D25（D20+5）。变址寄存器可以象其它数据寄存器一样进行读写，需要进行32位操作时，可将V 、Z 串联使用（Z 为低位，V 为高位）。8. 指针（P 、I ）在FX 系列中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中

41、断程序的入口标号。分为分支用指针、输入中断指针及定时中断指针和记数中断指针。(1分支用指针（P0P127）FX2N 有P0P127共128点分支用指针。分支指针用来指示跳转指令（CJ ）的跳转目标或子程序调用指令（CALL ）调用子程序的入口地址。(2中断指针（I0I8）中断指针是用来指示某一中断程序的入口位置。执行中断后遇到IRET （中断返回）指令，则返回主程序。中断用指针有以下三种类型：1） 输入中断用指针（I00I50） 共6点，它是用来指示由特定输端的输入信号而产生中断的中断服务程序的入口位置，这类中断不受PLC 扫描周期的影响，可以及时处理外界信息。输入中断用指针的编号格式如下：

42、I O 0：下降沿中断 1：上升沿中断 输入号（05），对应输入X0X5且每个只能用一次例如：I101为当输入X1从OFF ON 变化时，执行以I101为标号后面的中断程序，并根据IRET 指令返回。2 定时器中断用指针（I6I8）共3点，是用来指示周期定时中断的中断服务程序的入口位置，这类中断的作用是PLC 以指定的周期定时执行中断服务程序，定时循环处理某些任务。处理的时间也不受PLC 扫描周期的限制。表示定时范围，可在1099ms 中选取。3 计数器中断用指针（I010I060）共6点，它们用在PLC 内置的高速计数器中。根据高速计数器的计数当前值与计数设定值之关系确定是否执行中断服务程序

43、。它常用于利用高速计数器优先处理计数结果的场合。9. 常数（K 、H ）K 是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值；H 是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的操作数值。 例如20用十进制表示为K20，用十六进制则表示为H14。5.2电动机的选择5.2.1三相异步电动机的分类三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。1. 按电动机尺寸大小分类大型电动机：定子铁心外径D 1000mm 或机座中心高H 630mm 。 中型电动机：D=5001000mm或H=355630mm。 大型电动机：D=120500mm或H=80

44、315mm。2. 按电动机外壳防护结构分类 3. 按电动机冷方式分类电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93旋转电机冷却方式。4. 按电动机的安装形式分类IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。 5. 按电动机运行工作制分类S1：连续工作制 S2：短时工作制 S3S8：周期性工作制 6. 按转子结构形式分类 1 三相笼型异步电动机 2 三相绕线型异步电动机5.2.2三相异步电动机的型号及选用我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84电机产品

45、型号编制方法实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。 26 2728 29第6章PLC 控制电梯硬件电路的设计6.1线路部分 图6-1安全、门锁回路、制动器械、门机回路图30 图6-2主回路图31 32 图6-3 PLC接线图336.2 PLC 的选型及输入，输入端口安排 6.2.1选型电梯的控制内容很多，如电梯厢内、外按钮的控制，电梯运行到位开门、关门的控制，电梯运行速度的控制，电梯运行到位的控制，每层指示灯以及安全措施、报警作用的控制等。电梯控制是一个随机控制系统，系统没有固定的控制顺序，其控制作用是根据PLC 外部提出的控制要求（输入的信号）而实施的。我们

46、选择日本三菱FX 系列PLC 。6.2.2电梯控制系统的要求（F ：呼梯开关）1. 电梯在第一层或二层时，出现三层呼梯（3F=ON）信号，则电梯上升，运行到三层限位开关闭合（SQ ：限位开关；SQ3=ON）后停止运行。2. 电梯在一层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯上升，运行到二层，二层的限位开关闭合（SQ2=ON）后停止运行。3. 电梯在第一层，同时出现二层和三层的呼梯（2F=ON，3F=ON）信号，则电梯上升，先上升到二层（SQ2=ON），暂停运行2s 后，再继续上升到三层限位开关闭合（SQ3=ON）后停止运行。4. 电梯在三层或二层时，出现一层呼梯（1F=ON）信号，则电梯下降

47、运行，直到一层的限位开关闭合（SQ1=ON）后停止运行。5. 电梯在三层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯下降运行，直到二层的限位开关闭合（SQ2=ON）后停止运行。6. 电梯在三层，同时出现二层和一层的呼梯（2F=ON，1F=ON）信号，则电梯下降运行，先到二层，暂停运行2s 后，再继续下降到一层的限位开关闭合（SQ1=ON），电梯停止运行。7. 电梯在上升途中，任何下降呼梯均无效。 8. 电梯在下降途中，任何下降呼梯均无效。9. 电梯到达每层的运行时间限定小于10s ；超时10，则电梯自动停止运行。 10. 此控制采用FX 系列PLC 实现控制。6.2.3 输入，输入端口安排 34

48、 第7章 PLC控制电梯梯形图的设计这里，我们首先对三菱FX 系列PLC 编程软件进行一些简单介绍。三菱FX PLC编程软件名称叫SWOPC-FXGP-WIN-C 。它是一个中文版的编程软件，可以在WINDOWS 系统下工作，使用十分方便。运行编程软件后，可以新建一个文件，编辑区域可以是梯形图的编辑界面，你可以使用工具直接在编辑区域画出梯形图。也可以用指令表的界面输入指令。这两个界面可以互相转换。PLC 单元为电梯控制系统的核心部分，由PLC 提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过PLC 的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内

49、外呼信号的登录与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。7.1工作过程：电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，电梯工作过程可分为自检、正常运行、强制运行等三种工作状态，电梯在三种工作状态35之间来回切换，构成了完整的电梯工作过程。 1电梯的自检状态PLC 后上电，电梯运行进入自检状态，检测项目为： （1）供电电压正常。（2）各控制回路电源电压正常。（3）相序正确，相序继电器吸合，安全回路中各开关接触良好，急停继电器可靠吸合。（4）关门到位后，各厅门门锁和轿门门锁触点吸合正常，保证门锁继电器可靠吸合。（5）开、关门回路正常。 （6）电梯制动器动作正常可靠。 （7）井道中各开关位置正确，动作可

50、靠。（8）上、下限位开关，上、下极限开关位置正确，动作可靠。 （9）变频器处于正常工作状态，准备就绪信号输出有效。 （10）PLC 处于正常工作状态，其运行模式开关处于RUN 状态。在以上条件都得到满足后，电梯才可以进入正常运行状态，否则，无法进行正常运行。2. 电梯的正常运行状态：电梯完成一个呼叫响应的步骤如下：（1）电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较，通过选向模块进行运行选向。（2）电梯开始起动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速，并以高速运行至目标层。（3）当电梯检测到目标层减速点后，电梯进入减速状态，由高速变为低速

51、，并以低速运行至平层点停止。（4）平层后，经过一定延时开门，直至碰到开门到位行程开关；再经过一定延时后关门，直到安全触板开关动作。 3电梯强制运行状态 （1）检修运行当电梯的初始位置需要调整或电梯需要检修时，应设置一种状态使电梯处于该状态时不响应正常的呼叫，并能移动到导轨上、下行极限点间的任意位置。检修时，打开检修开关，PLC 程序进入检修模式，电梯以检修速度运行。按住强迫上（下）行按钮，这时上（下）行继电器吸合，同时抱闸打开，变频器收到方向信号后，电梯启动并以检修速度运行。 （2）消防运行消防返回状态： 火灾时，设在大厅的消防开关合上后，消除内选和外呼信号，电梯向下返回消防层站，在返回消防层

52、站的过程中，电梯不应答任何内选和外呼信号。消防员专用状态：到达消防层后，电梯进入消防员专用状态，每次只应答一个内选，且只有一直按住内选按钮，直到关好门后此内选信号才被登记。此状态下，外呼信号不登记。 （3）泊梯泊梯开关闭合，进入泊梯状态。若电梯不在泊梯层，则消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层，然后关门，断开电源继电器和变频器电源接触器，变频器断电，进入泊梯状态。 图7-2流程图7.2程序分析根据上面的7-2流程图和控制要求设计PLC 控制程序梯形图。为方便把程序分成几段来讨论1开门、关门的控制程序，如图7-3 图7-3电梯开门、关门梯形图图7-3梯形图对应的指令助记符程序如下所示。 0 LD

53、X0 19 ANI Y01 OR Y0 20 ANI T2 2 OR T0 21 OUT Y1 3 ANI M1 22 LD X6 4 ANI Y1 23 OR X7 5 AND X2 24 OR M0 6 OUT Y0 25 ANI T2 7 LD X10 26 OUT M0 8 OR X11 27 LD M0 9 OR X12 28 OUTT2 10 ANI M1K20 11 ANI Y0 31 LD Y0 12 OUT T0 32 ANI Y1K30 33 OUTT115 LD X1 K50 16 OR Y1 36 LD Y4 17 OR T1 37 OR Y6 18 ANI X3 38

54、 OUT M1(1电梯开门控制分手动和自动两种情况。手动开门时：当电梯运行到位后，按下SB1，X0闭合，Y0导电，电机正转，轿厢门打开。开门到位，开门行程开关SQ1动作，X2常闭触点断开，YO 失电，开门过程结束。自动开门时；当电梯运行到为后，相应的楼层接近开关SQ5或SQ6或SQ7被按下，X10或X11或X12闭合。T0开始计时，延时3秒后，T0输出有效，较厢门打开。(2梯关门控制也分手动和自动两种情况。手动关门时：当按下关门按纽SB2时X1闭合，Y1导电并自锁，驱动关门继电器是电机反转，较厢门关闭。关门到位，关门行程开关SQ2动作，X3常闭触点断开，Y1 失电，关门结束。自动关门时：由定时

55、器T1来控制。当电梯开门到为后Y0常开触点闭合，T1开始计时，延时5秒后，T1触点闭合，Y1输出有效，较厢门开始关闭。自动关门时，可能夹注乘客，因此设计了在门侧的红外线检测装置SL1和SL2。当有人进出时SL1和SL2发出信号使得X6和X7闭合，内部继电器M0导电并自锁是的T2开始延时，2秒后才开始关门。2电梯到层指示控制程序如图7-4所示。 图7-4电梯到层指示控制程序图7-4梯形图对应的指令注记符程序如下所示。 0 LD X10 16 ANI Y121 OR X12 17 OUT Y10 2 LDI M3 18 LD X10 3 AND M2 19 LD M3 4 ORB 20 AND Y11 5 OUT M2 21 ORB 6 LD X11 22 ANI Y10 7 LD M2 23 ANI Y12 8 AND M3 24 OUT Y11 9 ORB 25 LD X12 10 O