电梯PLC控制设计

1、.wd电电梯梯 PLC 控制控制设计设计姓名朱旭班级 电 07 高技 4 班专业电气工程及其自动化时间 2021 年 12 月指导教师师金莉句容句容农农林林 学学 院院.wd论 文 摘 要本文介绍一种电梯 PLC 控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，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 系统也要求越来越高，要求到达电梯运行的“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为一

2、体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器 PLC 对机器进展全过程控制。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其构造简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。关关键词键词：PLC 控制系统 电梯 逻辑控制电路 变频器目录论论文摘要文摘要 1关关键词键词： ：1目目录录 3前言前言 4.wd第一章第一章总总体体设计设计方案方案 51.1 总体方案确实定 51.2 电梯 PLC 控制系统的构建 61.3 可行性论证 81.4 设计的整体布局及其选型 9第二章可第二章可编编程序控制器的构造与工作原理程序控制器的构造与工作原理 112.1 PL

3、C 的体系构造 112.2 可编程序控制器的根本构造 112.3 开关量 I/O 模块 132.3.1 输入模块132.3.2 输出模块142.4 可编程序控制器的工作原理 142.4.1 可编程序控制器的工作原理152.4.2 扫描周期152.5 PLC 的选型 162.5.1 输入输出I/O点数的估算162.5.2 存储器容量的估算172.5.3 控制功能的选择172.5.4 机型的选择182.6 FX2N可编程序控制器简介 202.7 PLC 控制程序设计 202.7.1 PLC控制系统的设计根本原那么202.7.2 PLC编程步骤20.wd2.7.3 PLC提供的编程语言20第三章第三

4、章电电梯的开展、分梯的开展、分类类、 、规规格参数及格参数及组组成成 223.1 概述 223.1.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用223.1.2 电梯产品开展简史223.1.3 电梯的运行工作情况223.2 电梯的分类 243.2.1 按用途分类243.2.2 按速度分类243.2.3 按曳引电动机的供电电源分类243.2.4 按有、无蜗轮减速器分类253.2.5 按驱动方式分类253.2.6 按控制方式分类253.2.7 按拖动方式分类253.3 电梯的主要参数及规格尺寸 253.3.1 电梯的主要参数253.3.2 我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定263.4 电梯

5、的组成部件 26第四章第四章电电梯的梯的电电气控制系气控制系统统 294.1 概述 294.2 电梯电气控制系统中的主要电器部件 294.3 电梯自动控制系统中的各主要控制环节及构造原理 324.3.1 各类电梯平安可靠运行的充分与必要条件32.wd4.3.2 电梯自动开关门的控制环节334.3.3 电梯的方向控制环节344.3.4 发生制动减速信号的控制环节384.3.5 主驱动控制环节404.3.6 电梯的平安保护环节404.4 电梯的内外召唤指令的登记与消除 434.4.1 召唤指令信号登记记忆线路的原理说明444.4.2 轿内信号的登记、记忆与消除454.4.3 层外召唤信号的登记记忆

6、与消除464.5 电梯的信号指示系统 474.5.1 数码显示的层楼指示灯474.5.2 运行方向灯、轿内指令及厅外召唤信号灯474.5.3 超载信号指示灯及音响484.6 电梯的消防控制系统 494.6.1 电梯控制系统中适应消防控制的几个根本要求494.6.2 消防控制系统的类型及工作原理504.7 交流信号控制电梯线路原理说明 514.7.1 概况514.7.2 电梯投入使用和撤出使用514.7.3 自动开关门514.7.4 电梯的启动，加速和满速运行，制动减速，停车和开门51.wd4.7.5 指令信号登记，记忆和消除524.7.6 电梯的平安保护52第五章第五章结论结论 53第六章致第

7、六章致谢谢 54参考文献参考文献 55附录一I/O分配表56附录二交流双速电梯线路图元件代号说明59前言随着城市建立的不断开展，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。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。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，拖动控制那么由变频

8、器来完成；第二种控制方式用可编程控制器PLC取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多项选择择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置本钱较高；而PLC 可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等.wd特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速开展。特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的

9、飞速开展，现代电梯的技术含量日益提高。在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。第一章总体设计方案载 PLC 系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC 及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩大其功能的原那么选型所选用 PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要

10、求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。1.1 总体方案确实定目前，电梯行业在我国迅速的开展，在一定程度上占有很大的市场。而在今天选择控制电梯运动的设备已经从传统的继电器接触器转变成可编程序控制器PLC。可编程序控制器PLC与其他计算机控制相比较：个人计算机有很强的数据处理功能和图形显示功能，有丰富的软件支持，但是它们是为办公室自动化和家庭设计的，对环境要求很高，抗干扰能力不强，一般不适合在工业现场使用。单片机只是一片集成电路，不能直接将它与外部

11、I/O信号相连。要将它用于工.wd业控制，还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大，要求设计者具有很强的计算机领域的理论知识和实践经历。工业控制计算机简称工控机也是为工业控制设计的，目前比较流行的是PC总线工控机，它与个人计算机兼容。工控机采用总线式构造，各厂家产品的兼容性强。工控机一般是在通用微机的根底上开展起来的，有实时操作系统的支持，因此在要求快速、实时性强、功能复杂的领域占有优势。工控机的价格较高，将它有与开关量控制以取代继电器系统有些大材小用。工控机的外部I/O接线一般都用多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷电路板上引出，不如可编程序控制器的

12、接线端子那样方便可靠。以上各种计算机用语控制的程序一般都是用汇编语言编写的，不像可编程续控制器的梯形图语言那样易于被工厂的电气人员掌握。可编程序控制器是专为工厂现场应用环境设计的，构造上采取整体密封或插件组合型，对印刷电路板、电源、机架、插座的制造和安装，均采用了严密的措施。可编程序控制器由于具有前述的各种优点，在工业控制领域具有不可比较的竞争力。当然在电梯的控制领域也具有重要的地位，把可编程序控制器用于电梯运动的核心局部是很合理的选择，而且可编程序控制器现在在市场上也是一种成熟的产品。总之，经上述比较可得，我确定选用PLC控制电梯的运行。1.2 电梯 PLC 控制系统的构建1).机房机房机房

13、用来安装曳引机、电控屏、限速器等。机房可以设置在井道顶部，也可设置在井由自部。当机房设于井道底部时，即为曳引机下置式曳引方式。这种方式构造复杂，建筑物承重大，对井道尺寸要求大，只有在机房无法顶置时才使用。对于绝大多数电梯，椭均设于井道顶部。机房必须有足够的面积，高度、承重能力及良好的通风条件。2).曳引系曳引系统统曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮组成。曳引机由电动机联轴器、制动器、减速器、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源；曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重装置或者两端固定在机座房上，依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢的升降；导向轮的作用是分开轿厢和对重装置的距离，采用复绕

14、型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或重梁上。当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个，甚至3个，这与曳引比有关。3).导导向系向系统统.wd导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上；导轨架是支承导轨的组件，与井道壁联接；导靴装在轿厢和对重架上，与导导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。4).门门系系统统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门社在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成；层门社在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴和门锁装置及开锁装

15、置组成；开门机社在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。5).轿厢轿厢轿厢是用以运送乘客和货物的电梯组件。它由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架。是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成；轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮等组成；轿厢体空间的大小由额定载重量和额定载客量决定。6).门厅门厅每一层电梯门口装的门，门上带有机器锁及电气接点。客梯多为自动开关门，开关门由轿厢门上的开门刀带动厅门上的橡皮勒辘来完成的，而轿厢门是由轿厢上的开关门装置驱动的。7).井道井道井道由围壁、顶板及底坑围成一个在纳电梯轿厢和对重的有限空间。为了出人，在每个层站开有入口。8)

16、.围围壁壁围壁的作用是将电梯与外界分隔开，当导轨架直接安装在围壁上时，它还应承受费切力。围壁的构造分为封闭式和空格式。9).顶顶板板井道的顶部是机房，它是维修人员工作的地方。因此顶板必须是封闭型的，将井道与机房完全隔离。顶板还具有阻止机房即传向井道的作用。对于快、高速电梯，为了取得良好的隔声效果，常在井道顶部设隔音层，此时的井道顶成了双层构造。10).底坑底坑井道的底坑深入地面，用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水设施。11).重量平衡系重量平衡系统统该系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成，对重将平.wd衡轿厢自重和局部的额定载重

17、；重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯设计影响的装置。12).电电力拖力拖动动系系统统该系统由曳引机、供电系统、速度反应装置、调速装置和变频器等组成。对电梯实行速度控制。曳引电动机是电梯的动力源，根据电梯的配置可用交流电动机或直流电动机；供电系统是为电动机提供电源的装置；速度反应装置是为调速系统提供电梯运行速度信号，一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电动机相连；调速装置对曳引电动机实行调速控制；变频器可以通过改变频率的大小来控制其运行速度的快慢。13).电电器控制系器控制系统统该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成，它起着操纵和控制电梯运

18、行的作用。操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急；位置显示装置是指轿内和层站的指层灯；层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站；控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件或板组成，是电梯实行电气控制的集中组件；选层器能起到指示和反应轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。它可由机械式、继电器式或电子式组成。14).平安保平安保护护系系统统电梯上设有机械和电气的各类保护系统，以保证电梯平安使用。机械方面的有限速器和平安钳，起超速保护作用；缓冲器，起冲顶和撞底保护作用；切断总电源的极限保护。1.3 可行性论证可编程序控制器是由继电器逻辑控制而来的，

19、所以它在开关量处理、顺序控制方面具有一定的优势，开展初期主要侧重于开关量顺序控制。随着计算机技术的开展，可编程序控制器增加了数值运算、PID闭环调节功能，并开场与个人计算机或小型计算机联网，它本身也可以构成网络系统。可编程序控制器的应用领域，在兴旺的工业国家，可编程序控制器已经广泛地应用在所有的工业部门，随着可编程序控制器的性能价格比的不断提高，过去许多使用专用计算机的场合也可以使用可编程序控制器。比方用在开关量的控制，这是可编程序控制器最根本最广泛的应用，它的输入和输出信号都是只有通、断状态的开关量信号，这种控制与继电器控制最为接近，可以用价格较低，仅有开关量控制的功能的可编程序控制器作为继

20、电器控制系统的替代物。开关量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动线生产线，如机床控制、冲压、铸造机械、运输带、包装机械的控制，同样也可以用于电梯的控制。.wd通过上述的简述，我希望在控制系统中能够到达如下要求：1).乘坐舒适感乘坐舒适感根据人们生活中的经历证明，在运动速度不变的情况下，速度值的大小对人们的器官根本上没有什么影响，这只是指人们沿地面或空中的沿与地面平行的任意方向运动的情况而言的。高速的升降运动就和上述运动有所不同。这是由于在升降运动中，人体周围气压的迅速变化，对人们的器官产生影响。例如耳膜会感到压力而嗡嗡响等等。只要采取一定措施，这些影响是可以消除的。所以目前电梯的运行速度虽

21、已高达10m/s。仍能使乘客无大的不适感。2).电电梯理想运行曲梯理想运行曲线线根据大量的研究和实验说明，人可承受的最大加速度为 am1.5m/s2，加速度变化率 m3m/s3,电梯的理想运行曲线按加速度可划分为三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲线实现较为困难，而三角形曲线最大加速度和在启动及制动段的转折点处的加速度变化率均大于梯形曲线，即 m 跳变到-m 或由-m 跳变到 m 的加速度变化率，故很少采用，因梯形曲线容易实现并且有良好加速度变化率频繁指标，故被广泛采用。变频器构成的电梯系统，当变频器接收到控制器发出的呼梯方向信号，变频器依据设定的速度及加速度值，启动电动机，到达最大速

22、度后，匀速运行，在到达目的层的减速点时，控制器发出切断高速度信号，变频器以设定的减速度将最大速度减至爬行速度，在减速运行过程中，变频器的能够自动计算出减速点到平层点之间的距离，并计算出优化曲线，从而能够按优化曲线运行，使低速爬行时间缩短至0.3s,在电梯的平层过程中变频器通过调整平层速度或制动斜坡来调整平层精度。即当电梯停得太早时，变频器增大低速度值或减少制动斜坡值，反之那么减少低速度值或增大制动斜坡值，在电梯到距平层位置410cm时，有平层开关自动断开低速信号，系统按优化曲线实现高精度的平层，从而到达平层的准确可靠。 其速度曲线如下所示抛物线直线综合速度曲线抛物线直线综合速度曲线的加速时间的

23、起始阶段ta/n和最末段ta/n均为抛物线形速度曲线，而中间段n-2ta/n为直线形的速度曲线；n为起动时间系数。1.4 设计的整体布局及其选型通过上述的分析可知，我所选择的电梯载重量为1000kg,速度为1m/s,七层七站。PLC的型号为FX2N-128MR，通过其继电器电路图来设计出梯形图，通过PLC的选型连接其PLC接线图。电动机选用交流三相异步电动机，它具有构造简单、维护和操作简便、价格廉价、巩固耐用、工作可靠等优点；其缺点是调速性差、概.wd率因数低。变频器选用安川变频器616G5，它作为通用变频器适合任何应用场合,在低速下能够实现平稳启动1%额定转速，并且极其准确地运行。它的自动调

24、整功能可使世界各地生产的电动机到达高性能运行。具有如下优点：低速大转矩和全频域平稳加、减速；驱动普通电机能到达最正确的控制效果；操作简单灵活；具有扩展功能，既可单机使用也可联网使用；设计平均无故障时间：250000小时。把50Hz的工频交流电经过处理后输出频率可调的交流电的电气装置叫变频器。它由整流电路、滤波电路、再生制动电路、逆变电路和控制电路组成。第二章可编程序控制器的构造与工作原理2.1 PLC 的体系构造PLC 实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件构造和微机是根本一致的。如以下图所示：编程器中央处理单元CPU输入电路输出电路系统程序存储区用户程序存储区电源PLC 硬件的根本构造

25、.wd2.2 可编程序控制器的根本构造可编程序控制器简称为 PLCProgrammable Logic Controller主要由 CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成。 如以下图所示可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件构造与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由 CPU中央处理单元、存储器RAM 和 EPROM、输入/输出模块简称 I/O 模块、编程器和电源五大局部组成。(1) CPU 模模块块CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器CPU和存储器组成。CPU 的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：

26、1输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像存放器和数据存放器。2程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关存放器的内容。3输出处理：将输出映像存放器的内容送给输出模块，去控制外部负载。(2) I/O 模模块块I/O 模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和 CPU 模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信

27、号。可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装.wd置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。CPU 模块的工作电压一般是 5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高，如直流 24V 和交流 220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏CPU 模块中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模块不能直接与外部输入/输出装置相连。I/O 模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。(3) 编编程器程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。编

28、程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。2.3 开关量 I/O 模块开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流5V，12V，24V，48V 和交流 110V，220V 等。输入输出电压的允许范围很宽，如某交流 220V 输入模块的允许低电压为 070V，高电压为 70256V，频率为4763HZ。各 I/O 点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部 I/O 接线一般接在模块的接线端子上，某些模块使用可撤除的插座型端子板，在不拆去端子的外部连线的情况

29、下，可以迅速地更换模。开关量 I/O 模块可能4，8，16，32，64 点。2.3.1 输入模块2.3.1 a 直流输入电路输入电路中设有 RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误的输入信号。滤波电路延迟时间的典型值为 1020ms信号上升沿和2050ms信号下降沿，输入电流约为 10mA，上图 2.3.1a 是某直流输入模块的内.wd部电路和外部接线图。本节的输入电路和输出电路都只画出了一路，COM 是各路的公共点。图中的输入触点直接接在公共点和输入端400 是梯形图中输入继电器的编号之间，不需要外接电源。有的可编程序控制器还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供 24

30、V 电源。 如图 2.3.1b图 2.3.1b 输入电路当图 2.3.1b 中的外接触点接通时，光电耦合器中的发光二极管发光，光敏三极管导通，信号经内部电路传送给 CPU 模块。图 2.3.1 c 是交流输入电路。光电耦合器中有两个反并联的发光二极管，显示用的两个发光二极管也是反并联的，因此这个电路可以接收外部的交流输入电压。图 2.3.1 c 交流输入电路2.3.2 输出模块输出模块的功率放大元件有大功率晶体管和磁效应管驱动直流负载、双向可控硅驱动内交流负载和小型继电器，后者可以驱动交流负载或直流负载。输出电流的典型值为 0.52A，负载电源由外部现场提供。输出电流的额定值与负载的性质有关，

31、但是只能驱动 100VA/22V 的电感性负载和 100W 的白炽灯。额定负载电流还与温度有关，温度升高时额定负载电流减小，有的可编程序控制器提供了有关曲线。.wd输出模块内可能设置有熔断器，并在模块面板上用发光二极管显示熔断器的状态。某些新式的模块用非破坏性的电子保护电路代替熔断器。2.4 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器是从继电器控制系统开展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入、输出继电器等。这种计算机程序实现的“软继电器，与继电器系统中的物理构造在功能上某些相似之处。2.4.1 可编程序控制器的工作原理可编程序控制器有两

32、种根本的工作状态，即运行RUN状态与停顿STOP状态。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到 STOP 工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程序控制器还要完成，内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为 5 个阶段见左上图。可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。在内部处理联合阶段。可编程序控制器检查CPU 模

33、块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。在通信效劳阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。当可编程序控制器处于停顿STOP状态时，只执行以上的操作。可编程序控制器处于RUN状态时，还要完成另外 3 个阶段的操作见右图，图中仅画出了与用户程序执行过程有关的 3 个阶段。.wd2.4.2 扫描周期可编程序控制器在 RUN 工作状态时，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为 1100ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和 CPU 执行指令的速度有很大的关系。当用户程序较长时，指令执

34、行时间在扫描周期中占相当大的比例。不过严格地来说扫描周期还包括自诊断、通信等。如下图 2.4.2。图 2.4.2 PLC 的扫描运行方式(1)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次读入所有的数据和状态它们存入 I/O 映象区的相应单元内。输入采样完毕后，转入用户程序行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入数据和状态发生变化I/O 映象区的相应单元的数据和状态也不会改变。所以输入如果是脉冲信号，它的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(2)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC 的 CPU 总是由上而下，从左到右的顺序依次的扫描梯形图。并对控制线路

35、进展逻辑运算，并以此刷新该逻辑线圈或输出线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态。或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。例如：算术运算、数据处理、数据传达等。(3)输出刷新阶段在输出刷新阶段，CPU 按照 I/O 映象区内对应的数据和状态刷新所有的数据锁存电路，再经输出电路驱动响应的外设。这时才是 PLC真正的输出。2.5PLC 的选型为了能够更好的选型，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、第(N-1)个扫描周期输出刷新第(N+1)个扫描周期输入采样第 N 个扫描周期输入采样输出刷新用户程序执行.wd控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算

36、输入输出点数、所需存储器容量、确定 PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。2.5.1 输入输出I/O点数的估算I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商 PLC 的产品特点，对输入输出点数进展圆整。2.5.2 存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用工程使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器

37、内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量 I/O 点数的 1015 倍，加上模拟 I/O 点数的 100 倍，以此数为内存的总字数16 位为一个字，另外再按此数的 25%考虑余量。2.5.3 控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。(一)运算功能运算功能 简单 PLC 的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通 PLC 的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型 PLC 中还有模拟量的 PID 运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在 PLC 中都

38、已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进展数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和 PID 运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。(二)控制功能控制功能 控制功能包括 PID 控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC 主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成

39、所需的控制功能，提高 PLC 的处理速度和节省存储器容量。例如采用 PID 控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC 码转换单元等。(三)通信功能通信功能大中型 PLC 系统应支持多种现场总线和标准通信协议如.wdTCP/IP，需要时应能与工厂管理网TCP/IP相连接。通信协议应符合 ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。PLC 系统的通信接口应包括串行和并行通信接口RS2232C/422A/423/485、RIO 通信口、工业以太网、常用 DCS 接口等；大中型 PLC 通信总线含接口设备和电缆应 1：1 冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。PLC

40、 系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于 1Mbps，通信负荷不大于 60%。PLC 系统的通信网络主要形式有以下几种形式：1PC 为主站，多台同型号 PLC 为从站，组成简易 PLC 网络；21 台 PLC 为主站，其他同型号 PLC 为从站，构成主从式 PLC 网络；3PLC 网络通过特定网络接口连接到大型 DCS 中作为 DCS 的子网；4专用 PLC 网络各厂商的专用 PLC 通信网络。为减轻 CPU 通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的如点对点、现场总线、工业以太网通信处理器。(四)编编程功能程功能 PLC 的编程有离线编程和在线编程两种，设计时应根据应用要

41、求合理选用。离线编程方式：PLC 和编程器公用一个 CPU，编程器在编程模式时，CPU 只为编程器提供效劳，不对现场设备进展控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU 对现场设备进展控制，不能进展编程。离线编程方式可降低系统本钱，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU 和编程器有各自的 CPU，主机 CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进展数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式本钱较高，但系统调试和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。(五)诊诊断功能断功能 PLC 的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的

42、逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC 内部的性能和功能进展诊断是内诊断，通过软件对 PLC 的 CPU 与外部输入输出等部件信息交换功能进展诊断是外诊断。PLC 的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。(六)处处理速度理速度 PLC 采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，那么 PLC 将扫描不到该信号，造成信号数据的丧失。处理速度与用户程序的长度、CPU 处理速度、软件质量等有关。目前，PLC 接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约 0.20.4Ls，因此能适应控制要

43、求高、相应要求快的应用需要。扫描周期处理器扫描周期应满足：小型 PLC 的扫描时间不大于 0.5ms/K；大中型 PLC 的扫描时间不大于 0.2ms/K。.wd2.5.4 机型的选择(一)PLC 的的类类型型PLC 按构造分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按 CPU 字长分为 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型 PLC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型 PLC 提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功

44、能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。(二)输输入、入、输输出模出模块块的的选择选择输入、输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用本钱。考虑是否需要扩展机架或远程 I/O 机架等。(三)电电源

45、的源的选择选择PLC 的供电电源，除了引进设备时同时引进 PLC 应根据产品说明书要求设计和选用外，一般 PLC 的供电电源应设计选用 220VAC 电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不连续电源或稳压电源供电。如果 PLC 本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否那么应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入 PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。(四)存存储储器的器的选择选择由于计算机集成芯片技术的开展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用工程的正常投运，一般要求 PLC 的存储器容量，按 256 个 I/O

46、点至少选 8K 存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。(五)冗余功能的冗余功能的选择选择1控制单元的冗余1重要的过程单元：CPU包括存储器及电源均应 1：1 冗余。2在需要时也可选用 PLC 硬件与热备软件构成的热备冗余系统、两重化或三重化冗余容错系统等。2 I/O 接口单元的冗余.wd1控制回路的多点 I/O 卡应冗余配置。2重要检测点的多点 I/O 卡可冗余配置。3根据需要对重要的 I/O 信号，可选用两重化或三重化的 I/O 接口单元。(六)经济经济性的考性的考虑虑选择 PLC 时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比

47、等因素，进展比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对 CPU 选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。2.6FX2N可编程序控制器简介FX2N 是 FX 系列中功能最强、速度最高的微型可编程序控制器。它的根本指令执行时间高达 0.08s 每条指令，远远超过了很多大型可编程序控制器。用户存储器容量可扩展到 16K 步，最大可扩展到每 256 个 I/O 点，有 5 种模拟量输入/

48、输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4 种位置控制模块、多种 RS-232C/RS-242/RS-485 串行通信模块或功能扩展板，以及模拟定时器功能扩展板，使用特殊功能模块和功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。2.7PLC 控制程序设计2.7.1 PLC 控制系统的设计根本原那么1) 最大限度的满足被控对象的控制要求。2) 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。3) 保证控制系统平安可靠。4) 考虑到生产的开展和工艺的改良在选择 PLC 容量时应适当留有余量。2.7.2 PLC 编程步骤具体编制一个 PLC 控制程序的根本步骤如下(其流程

49、图见 2.7)。 2.7.3 PLC 提供的编程语言1)标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点；.wdA.它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。B.梯形图中接点触点只有常开和常闭，接点可以是 PLC 输入点接的开关也可以是 PLC 内部继电器的接点或内部存放器、计数器等的状态。C.梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。内部继电器、计数器、存放器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供 CPU 内部使用。D.PLC 是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态

50、暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当条件使用。2) 语句表语言，类似于汇编语言。3)逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能，左边画输入、右边画输出。图 2.7 PLC 编程步骤第三章电梯的开展、分类、规格参数及组成3.1 概述3.1.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用在我国，电梯、手扶梯、自动人行道等属于起重运输设备。电梯是在垂直方向上运行的运输设备，手扶梯是在斜面上运行的运输设备。但是电梯和手扶梯都是把人或货物从一个水平面提升到另一个水平面的起重运输设备。随着人口的增加、科学技术日新月异地开展、人们物质生活水平的逐步提高，建筑业得以迅速开展，大批

51、的高楼大厦拔地而起，十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。完全可以预想检查程序有无错误运行程序有无错误程序投入使用通过 PC 机、GPC 或 FIT 输入程序至PLC编制 PLC 程序梯形图或指令代码将 PLC 的 I/O 位分配给输入输出设备确定系统必须完成的各项任务及其顺序修改程序调整程序NOYESYESNO.wd到，随着社会的开展，电梯产品在人们物质文化生活中的地位将会和汽车一样，成为重要的运输设备之一。3.1.2 电梯产品开展简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，曾使用过由人力驱动的升降机械。公元 1765 年瓦特创造了蒸汽机后，1

52、858 年美国研制出以蒸汽机为动力，并通过带传动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878 年英国的阿姆斯特郎创造了水压梯。并随着水压梯的开展，淘汰了蒸汽梯。后来又采用液压泵和控制阀以及直接拄塞式和侧拄塞式构造的液压梯，这种液压梯至今仍为人们所采用。但是电梯得以兴盛开展的根本原因在于采用了电力作为动力来源。我国电梯的使用历史悠久。80 年代中期以来，随着我国对外开放，对内告活经济的政策深入贯彻执行，随着技术引进工作的进一步开展，在国内建立一批合资和独资电缆生产厂，使我国的电梯工业又取得巨大的开展，我国又新公布一批具有 80 年代国际水平的电梯制造标准，随着采用新标准生产的电梯批量推向市场，技术性能和质

53、量明显提高的电梯又进一步促进建筑业和电梯业的开展，电梯工业蓬勃开展的局面已经形成。3.1.3 电梯的运行工作情况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设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼，设在一楼的起点站常作为基站。起点站和终点站之间的停靠站称为中间站。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或触钮。一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮或触钮，中间层站的召唤箱上各设置两只按钮或触钮。对于无司机控制的电梯。在各层站的召唤箱上均设置一只按钮或触钮。而电梯的轿厢内都设置有杂物电梯除外操纵箱，操纵箱上设置有手柄开

54、关或与层站对应的按钮或触钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮或触钮称为指令或触钮，操纵箱上的按钮或触钮称为内指令按钮或触钮。外指令按钮或触钮发出的电信号称为外指令信号。内指令按钮或触钮发出的电信号称为内指令信号。80 年代中期后，触钮已被微动按钮所取代。.wd作为电梯基站的厅外召唤箱，除设置一只召唤按钮或触钮外，还设置一只钥匙开关，以便下班关闭电梯时，司机或管理人员把电梯开到基站后，可以通过专用钥匙扭动钥匙开关，把电梯的厅轿门关闭妥当后，自动切断电梯控制电源或动力源。电梯的运行工作情况和汽车有共同之处，但是汽车的起动、加速、停靠等全靠司机控制操作，而且在运行过程中可能遇到的情况

55、比较复杂，因此汽车司机必须经过严格的培训和考核。而电梯的自动化程度比较高，一般电梯的司机或乘用人员只需要通过操纵箱上按钮或触钮向电气控制系统下达一个指令，电梯就能自动关门、定向、起动、加速，在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度比较高的电梯，司机或乘用人员一次还可以下达一个一上的指令信号，电梯便能够依次起动和停靠，依次完成任务。尽管电梯和汽车在运行工作过程有许多不同的地方，但仍有许多共同之处，其中乘客电梯的运行工作情况类似公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接客。而载货电梯的运行工作情况下那么类似卡车，执行任务为一次性

56、的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一般一次只能下达一个指令任务，当一个指令任务完成后才达另一个任务。在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一层站时，假假设中间层站出现指令信号，一般都不能自动停靠，所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。3.2 电梯的分类电梯的分类比较复杂，一般常从不同的角度进展分类。3.2.1 按用途分类1乘乘客客电电梯梯：为运送乘客而设计的电梯。主要用于宾馆、饭店、办公楼、大型商店等客流量大的场合。这类电梯为了提高运送效率，其运行速度比较快，自动化程度比较高，轿厢的尺寸和构造形式多为宽度大于深度，使乘客能畅通地进出。而且平安设施齐全，装潢美观。2载货电载货电梯梯：为运送货物

57、而设计的并通常有人伴随的电梯。主要用于两层楼以上的车间和各类仓库等场合。这类电梯的装潢不太讲究，自动化程度和运行速度一般比较低，而载重量和轿厢尺寸的变化范围比较大。3病床病床电电梯梯：为运送病床而设计的电梯。4杂货电杂货电梯梯 效效劳电劳电梯梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等，并.wd不允许人员进入的电梯。这种电梯的平安设施不齐全，不准运送乘客。为了不使人员进入轿厢，进入轿厢内部的门洞及轿厢的面积都设得非常小，而且轿厢的净高度一般不大于 1.2m。5住宅住宅电电梯梯：供住宅楼使用的电梯。6客客货电货电梯梯：主要用做运送乘客，但也运送货物的电梯，它与乘客电梯的区别在于轿厢内部的装饰

58、构造不同。7特殊特殊电电梯梯：除上述常用的几种电梯外，还有为特殊环境、特殊条件、特殊要求而设计的电梯。如船舶电梯、观光电梯、防腐电梯、车辆电梯等。3.2.2 按速度分类1低速度低速度：速度 V1.0m/s 的电梯。2快速度快速度：速度 1.0m/sV2.0m/s 的电梯。3高速度高速度：速度 V2.0m/s 的电梯。3.2.3 按曳引电动机的供电电源分类1交流交流电电源供源供电电的的电电梯：梯：1采用交流异步双速电机变极调速拖动的电梯，简称交流双速电梯速度一般小于 1.0m/s。2采用交流异步双绕组双速电机调压调速拖动的电梯俗称 ACVV 拖动电梯3采用交流异步单绕组单速电机调频调压调速拖动的

59、电梯俗称 VVVF 拖动的电梯2直流直流电电源供源供电电的的电电梯梯：80 年代中期前用在中高档乘客电梯上，以后不再产生。3.2.4 按有、无蜗轮减速器分类1有有蜗轮蜗轮减速器的减速器的电电梯梯：用于梯速为 3.0m/s 以下的电梯。2无无蜗轮蜗轮减速器的减速器的电电梯梯：用于梯速为 3.0m/s 以上的电梯。3.2.5 按驱动方式分类1钢丝绳钢丝绳式式：曳引电动机通过蜗杆、蜗轮、曳引绳轮、驱动曳引钢丝绳两端的轿厢和对重装置做上下运行的电梯。2液液压压式式：电动机通过液压系统驱动轿厢上、下运行的电梯。3.2.6 按控制方式分类1轿内手柄开关控制的电梯；2轿内按钮开关控制的电梯；3轿内、外按钮开

60、关控制的电梯；.wd4轿外按钮开关控制的电梯；5信号控制的电梯；6集选控制的电梯；72 台或 3 台并联控制的电梯；8梯群控制的电梯。3.2.7 按拖动方式分类1交流异步单速电机拖动的电梯；2交流异步双速电机变极调速拖动的电梯；3交流异步双绕组双速电机调压调速俗称 ACVV拖动的电梯；4交流异步单速电机调频调压调速俗称 VVVF拖动的电梯；5直流电机拖动的电梯。3.3 电梯的主要参数及规格尺寸3.3.1 电梯的主要参数1额定载重量kg：制造和设计规定的电梯载重量。2轿厢尺寸mm：宽深高。3轿厢形式：有单或双面开门及其它特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对电风扇、 的要求等。