电梯自动控制技术基于plc的电梯控制技术

会计学1电梯自动控制技术基于PLC的电梯控制技术

PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。与传统的继电-接触器控制系统相比，具有如下优点:高可靠性和强抗干扰能力。系统安装简单，维修方便。采用软件编程序来完成控制任务。工作运行时，其面板上有对应各通道I／O状态指示灯灯。5.1.2

PLC概述第1页/共57页PLC的硬件框图：第2页/共57页5.1.3

PLC的内部结构1.控制系统核心为PLC，来自操纵箱、呼梯盒、井道装置及安全装置的外部信号送入PLC内部进行逻辑运算与处理，经过输出接口分别向指层灯、呼梯信号灯发出显示信号，向主回路和门机电路发出控制信号，实现电梯运行状态的控制。第3页/共57页（1）输入接口电路：它是各种输入信号（动作命令信号及

回授的检测信号）的输入接口。2.各部分介绍第4页/共57页特点：➢各种输入信号的输入接口➢直流输入类型➢采用光耦隔离，可将外部信号与PLC内部隔离注意：输入接线中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原理图一致，便于阅读。外部输入元件可以是无源触点或有源传感器。输入电路采用RC滤波，用于消除输入触点抖动和外部噪声，光电隔离目的是将外部信号与PLC内部隔离。第5页/共57页（2）输出接口电路：这是把PLC处理结果（即输出信号）送给控制对象的输出点。输出电路有：继电器输出（M）、晶体管输出（T）、 晶闸管输出（S）三种类型。第6页/共57页（1）继电器输出型接口电路：继电器输出型最常用，适合于交流负载或直流负载的场合。第7页/共57页输出指示灯用户电源（交、直流均可）（2）晶体管输出：

开关速度高，负载能力小，适用于直流负载。第8页/共57页（3）晶闸管输出：开关速度高，负载能力小，适用于交直流负载。第9页/共57页（3）中央处理单元（CPU）：CPU模块是PLC的主要组成部分，是系

统的控制核心。它以循环扫描的工作

方式采集现场各输入装置的状态信号，执行用户控制程序，并将运算结果传

送到相应的输出装置，驱动外部负载

工作。第10页/共57页（4）存储器：用于存放系统软件的系统程序存储器和存放应用软件的用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，能完成PLC设计者规定的工作；可由生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。用户程序由用户设计，决定了PLC的输入信号与输出信号之间的关系。第11页/共57页（5）电源：把外部电源转换成PLC内部所需直流的电源装置。PLC的外部电源输入可接受两种形式，一种为单相AC85~264V、50/60Hz的交流电源，另一种为

DC24~26V的电源。第12页/共57页（6）编程器：编程器是编制、编辑、调试、监控PLC的用户程序的必备设备。它通过通信接口与PLC的CPU模块相联系，完成人机对话。小型PLC的程序编制科直接使

用简易的手持式编程器来完成，较为复杂的编程一般使用专门第13页/共57页PLC基本单元的外部特征基本相似，一般都有外部接线端子、指示部分及接口部分。（1）外部接线端子部分：包括PLC电源端子（L、N、GND），供外部传感器用的DC24V电源端子（24+，COM），输入端子5.1.4

PLC外部特征第14页/共57页（X），输出端子（Y）等。主要完成信号的I/O连接，是PLC（2）指示部分：包括各I/O点的状态指示、PLC电源指示、

PLC运行指示、出错指示、内存指示等，用于反映I/O点及

PLC机器的状态。（3）接口部分：包括编程器、扩展单元、扩展模块、特殊模块及存储器卡盒等外部设备的接口，其作用是完成基本单元同上述外部设备的连接。（4）PLC：各部分元件名称及第15页/共57页5.1.5

PLC的分类第16页/共57页1.按照硬件的结构形式分类:整体式、模块式整体式将电源、CPU、输入/输出等部件集中配置在一起，体积小、重量轻、价格较便宜；但I/O点数固定，使用不太灵活。模块式将电源、CPU、输入/输出等做成模块形式组装在机架上，便于扩展，但价钱较高。适用于比较复杂的控制场合。3）叠装式-一种新结构，吸收了上面两种方式的优点，用扁平电缆连接。整体式模块式2.按容量的分类:以PLC输入、输出点数分为小型、中型、大型。1）小型：I/O点数小于256点中型：I/O点数一般在256-1024点之间大型：I/O点数大于1024点3.按PLC功能上的强弱分类:低档机、中档机、高档机低档机：具有逻辑运算、计时、技术等功能，可实现逻辑、顺序、计时计数等控制功能中档机：除具有低档机的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算数运算、数据传送等功能，可完成既有开关量又有模拟量的控制任务。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、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，构成分布式控制系统，实现工厂自动化管理第17页/共57页

近二十年来，PLC的生产厂家在美、日、德等工业发达国家中迅速增加。国外PLC的主要生产厂家及其主要产品列举如下。美国：通用电气公司（GE）、歌德公司（GM）

日本：三菱电机公司（F、A、K等系列）、立石电机公司（OMRONC系列等）、日立公司（D、

E等系列）、东芝公司（

EX等系列）、富士电机公司。

德国：西门子公司（SIMENS）:

SIMATICS5、S7等系列。5.1.6常见PLC第18页/共57页富士NB系列PLC第19页/共57页富士NB系列PLC第20页/共57页富士SPB系列PLC第21页/共57页主机扩展单元第22页/共57页第23页/共57页5.2

PLC编程元件和工作原理

5.2.1富士SPB系列PLC中编程元件输入继电器（X）输出继电器（Y）辅助继电器（M）状态继电器（S）定时器（T）计数器（C）数据寄存器（D）指针（P、I）元件符号元件名称存储器范围容量X输入继电器X0000～X03FF合计1024点Y输出继电器Y0000～Y03FFM辅助继电器M0000～M03FF1024点M扩展辅助继电器M0400～M0FFF3072点L闩锁继电器L0000～L03FF1024点L扩展闩锁继电器L0400～L0FFF3072点M特殊继电器M8000～M81FF512点T定时器（10Ms时基）T000～T17F384点定时器（1Ms时基）T180～T1FF128点C计数器C000～C0FF256点D数据寄存器D0000～D1FFF8192字D数据寄存器D8000～D80FF256字P指针（分支用）P00～PFF256点I指针（中断用）1000～11Fxx10点第24页T/共57页定时器当前值T000～T1FF512字C计数器当前值C000～C0FF256字

编程元件的名称由两部分组成，第一部分用字母代表功能，如X、Y等；第二部分用数字表示该编程元件的序号。输入、输出继电器的序号采用十六进

制，其余编程元件序号采用十进制。八种编程元件简介见书P94页。第25页/共57页5.2.2

PLC工作作原原理理第26页/共57页由等效电路可知：输入部分采集输入信号，输出部分就是系统的执行部分，PLC内部电路是由编程实现的逻辑电路，用软件编程代替继电器的功能。对于使用者来说，可以把PLC看成是内部由许多软继电器组成的控制器，用近似继电器控制的电路图的编程语言进行编程。这些软继电器由线圈、第常27页/共开57页触点和常闭触点组成。PLC提供的继电器中，输入继

5.2.3

PLC的工作状态和工作过程PLC的工作状态PLC由两种工作状态：运行状态和停止状态。PLC的工作过程PLC的扫描工作方式从内部处理到输出处理分为几个阶段，如下图所示。全过程扫描一次所需要的时间称为扫描第2周8页/共期57页，各阶段工作情况如下所述。见书P96（1）内部处理阶段；

5.2.3

PLC的工作过程当PLC处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作内容。当PLC处于运行状态时，还要进行输入采样、程序执行和输出刷新处理等操作。这个工作过程如下图5-12所示。第29页/共57页PLC重复地执行上述后三个阶段的工作周期，每次称为一个扫描。第30页/共57页5.3

PLC的基本逻辑指令和功能指令基本逻辑指令第31页/共57页第32页/共57页第33页/共57页常用功能指令第34页/共57页第35页/共57页5.3.3编程位元件和字元件只处理ON/OFF状态的元件称为位元件，用来表示开关量的状态，如触点的通/断、线圈的通/断，其值为二进制数1/0，或编程元件ON/OFF；处理数据的元件称为字元件。1字节=16个位第3。6页/共57页5.4梯形图的基本规则梯形图按“自上而下，从左到右”的顺序绘制。

每一个逻辑行上，当几条支路并联时，串联触点多的应安排在上面。几条支路串联时，并联触点多的应安排在左面。

梯形图中的触点应画在水平支路上，不应画在垂直之路上。

同一编号的输出元件在一个程序中可以使用两次，不同编号的输出元件可以并行输出。线圈不能直接与左母线相连。触点不能直接与右母线相连。梯形图画合理，可减少编程时指令的使用。第37页/共57页梯形图例第38页/共57页第39页/共57页5.5基本电路的硬件接线与软件编程硬件接线(电动机起保停电路)5-19第40页/共57页第41页/共57页软件编程(电动机起保停电路1)5-20第42页/共57页5-22软件编程(电动机起保停电路2)第43页/共57页5-22

软件编程(电动机起保停电路3)第44页/共57页硬件接线(电动机正反转电路)5-23第45页/共57页软件编程(电动机正反转电路)第46页/共57页梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。Y034、Y035的常闭触点分别与对方线圈串联，保证它们不会同时为ON，这种安全保护措施称为互锁。X0002、X0003的常闭触点接入对方的回路，称按钮互锁电路。注意：虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁和按钮互锁电路，但在外部硬件输出电路中还必须使用KM1和KM2的常

闭触点进行互锁。因为PLC内部软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期，来不及反应。所以如果在没有外部硬件互锁的情况下，可能引起主电路短路，因此必须采用软硬件双重互锁措施。第47页/共57页软件编程（振荡电路）5-25第48页/共57页5.6

PLC的通信技术

数据通信主要采用并行通信和串行通信两种方式并行通信。并行通信时数据的各个位同时传送，可以以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，计算机或PLC内部各种总线就是以并行方式传送数据的。缺点是数据有多少位，就需要多

少根传送线。成本高，不适宜进

行远距离通信。串行通信第49。页/共串5串7页行通信时数据是一位一位顺序传送的，只用很少

几根通信线。串行传送的速度低，（3）从通信双方信息的交互方式分类，串行通信方式又可以分为以下三种

：单工通信只有一个方向的信息传送而没有反方向的交互半双工通信通信双方可以同时发送（接收）信息，但不能同时双向发送。1

2

3全双工通信通信双方都可以同时发送和接收信息，双方的发送与接收装置同时工作。第50页/共57页RS232C通信接口RS232C是美国电子工业协会公布的串行通信接口。RS是英文“推荐标准”一词的缩写，232是标识号，C表示修改的次数。当今几乎每台计算机和终端设备都配备了

RS232C接口。有了RS232C口，PLC与计算机、PLC与PLC可以通信联网。第51页/共57页RS232C口的不足之处：数据传输速率低；传输距离短；各种信号RS422/RS485通信接口

RS422是全双工型的串行通信方式，需要4根线。RS485是半双工型的串行通信方式，需要2根线。普通计算机一般不配备RS422、RS485接口，但工业控制计算机多有配置。普通计算机欲配备上述两个通信接口，可通过插入通信板予以扩展。5-295-305-31第52页/共57页5.7

PLC的选择和应用注意事项5.7.1

PLC选择输入点数该PLC能处理的信号点数。输出点数该PLC能控制的输出点数。定时器数量该PLC内部仿真的定时器数量。计数器数量该PLC内部仿真的计数器数量。PLC支持指令该PLC所