(完整版)基于PLC的三層電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文

工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于PLC的三層電梯控制設(shè)計專業(yè)：機械械設(shè)計制造及其自動化目錄TOC\o"1-6"\u引言 11電梯的概述 11.1電梯的發(fā)展簡史 11.2電梯的基本結(jié)構(gòu) 22可編程控制器簡介 32.1PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 42.2PLC的工作原理 52.3PLC的編程語言 62.4PLC基本指令 62.5梯形圖設(shè)計規(guī)則 93三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 93.1電梯的控制要求 93.2三層電梯主電路 93.3輸入輸出點數(shù)分配 103.4PLC外圍接線圖 113.5功能指令表概述 113.6程序分析 123.7三層電梯助記符語句程序 183.8本系統(tǒng)的不足及改進 24結(jié)束語 26致謝 27附錄 28參考文獻 31基于PLC的三層電梯的控制設(shè)計摘要：本論文通過討論電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述可編程控制器（PLC）在電梯控制中的應(yīng)用，采用三菱PLC編程的程序控制方式，提出了三層電梯的PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案、設(shè)計過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、電梯的控制梯形圖及指令表。并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機信號邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方案實現(xiàn)電梯控制，能夠解決繼電器——接觸器觸點多，故障率高、可靠性差、安裝調(diào)試周期長、維修工作量大、接線復(fù)雜等缺點。使電梯運行更加安全、方便、舒適。關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖引言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市迅速的崛起，高層建筑的不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。它是采用電力拖動方式，將載有乘客或貨物的轎廂，運行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運送乘客和貨物的固定式提升設(shè)備。所以，電梯是為高層建筑運輸服務(wù)的設(shè)備，它具有運送速度快、安全可靠、操作簡便的優(yōu)點。但傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進行控制，其缺點是觸點多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問題，使電梯運行更加安全、方便、舒適。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器取代微機實現(xiàn)信號控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活。1電梯概述1.1電梯的發(fā)展簡史據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸氣機之后，1858年美國研制以蒸氣為動力，并通過皮帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯，1878年英國的阿姆斯特發(fā)明了水壓梯，并隨著水壓梯的發(fā)展淘汰了蒸氣梯，后來又出現(xiàn)了采用液壓泵的控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。18世紀(jì)末發(fā)明了電機，特別是交流雙速電動機的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀(jì)初，美國OTIS電梯公司首先使用直流電動機作為動力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動的直流電梯。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異的發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。1.2電梯的結(jié)構(gòu)電梯是一個具有特種容載裝置轎廂沿著恒定不變的鉛垂導(dǎo)軌，在不同水平面間歇運動的用電力驅(qū)動的起重機械，它適宜于裝置在二層以上的高層建筑物內(nèi)，專供上下運送人員或貨物之用。電梯的結(jié)構(gòu)及其裝備可分為機械、電氣兩大部分，現(xiàn)將組成電梯的主要部件按其安裝部位的不同分別介紹，并說明其作用如下：一、機房部分：1、曳引機：電梯的起重機構(gòu)，安裝在專用承重鋼梁上，其主要有下列部件組成：a.驅(qū)動電動機―采用變壓變頻（VVVF）驅(qū)動方式，對電機進行控制，電梯起動時，逆變部分使定子頻率從零赫茲，按要求上升到額定頻率，使轉(zhuǎn)速相應(yīng)從零速平滑地上升到額定值，電梯停站前電源頻率從額定頻率按要求下降，使轉(zhuǎn)速平滑地下降為零速，實現(xiàn)電梯停層，保證了電梯具有良好的舒適感。b.制動器―閉式型電磁制動器，只有在制動器通電時松閘，或當(dāng)電梯停駛時即時制動。并保持轎廂位置不變，即制動器通電松閘，關(guān)電制動，充分保證工作的可靠性。c.減速器―采用蝸輪蝸桿減速器或永磁同步驅(qū)動技術(shù)，蝸輪蝸桿減速器具有承載能力大，驅(qū)動平穩(wěn)等特點，永磁同步驅(qū)動具有高效率及低噪音特點。d.防振裝置―采用橡膠防振裝置安裝于曳引機與承重大梁之間，以消除或減小曳引機的振動，提高電梯運行時的舒適感。2、限速器：由限速器的制動裝置和漲緊裝置組成，它通過安全繩索與轎廂連接，把轎廂的運動傳遞給限速器隨轎廂速度相應(yīng)轉(zhuǎn)動，當(dāng)轎廂的運動速度超過允許的安全速度時，限速器即起作用，其過程分為：a.首先通過超速限位開關(guān)，切斷控制電路；b.如果電梯繼續(xù)超速，則限速器動作帶動安全鉗或夾繩器動作。3、控制屏：控制屏是電梯電氣控制的中心，采用先進的微電子及電力電子元件，用現(xiàn)代的微機技術(shù)及變壓變頻技術(shù)對電梯進行電氣控制。在操縱裝置的配合下，使電梯正確地實現(xiàn)起動和停止、上行或下行、快速和慢速，以及達到設(shè)定的自動功能和安全性能。當(dāng)按下廳外召喚或轎內(nèi)指令按鈕時，控制系統(tǒng)按原先編制設(shè)定的程序，通過輸入輸出接口電路將信號輸入微處理器，根據(jù)電梯當(dāng)時的狀態(tài)確定電梯的運行，屏內(nèi)裝有自動檢修轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及上行下行按鈕，可對電梯實行機房控制。4、主開關(guān)：每臺電梯單獨裝設(shè)一只能切斷該電梯所供電電路（下列供電電路除外）的主動力開關(guān)，該開關(guān)不應(yīng)切斷下列供電電路。a.轎廂照明、通風(fēng)；b.轎頂電源插座；c.機房照明、電源插座；d.電梯井道照明；e.報警裝置，該開關(guān)裝于機房門內(nèi)。電梯的控制要求控制要求：（1）開始時，電梯處于任意一層。（2）當(dāng)有外呼電梯信號到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行，（轎廂門打開，延時3秒后自動關(guān)門）（3）當(dāng)有內(nèi)呼電梯信號到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行，（轎廂門打開，延時3秒后自動關(guān)門）（4）在電梯轎廂運行過程中，即轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信號均不響應(yīng)，但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應(yīng)該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應(yīng)二層向上的外呼梯信號，但不響應(yīng)二層向下的外呼梯信號。當(dāng)?shù)竭_二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應(yīng)二層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運行至三樓，然后向下運行響應(yīng)二層向下外呼梯信號。（5）電梯具有最遠反向外呼梯功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下呼梯，三層向下呼梯則電梯轎廂先去三樓響應(yīng)三層向下外呼梯信號。（6）電梯未平層或運行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門，按關(guān)門按鈕轎廂關(guān)門。2可編程控制器簡介可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)，當(dāng)時叫可編程控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計思想是反映計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙ο筮B接方便。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電器接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優(yōu)點。可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。2.1PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸出輸出單元（IO）、電源和編程器等幾個部分組成。 圖1PLC的結(jié)構(gòu)圖 圖1PLC的結(jié)構(gòu)組成1.中央處理單元（CPU）CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。2.存儲器（RAM、ROM）存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進行讀寫操作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。3.輸入輸出單元（IO單元）IO單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。IO單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。4.電源PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對PLC的CPU單元和IO單元供電。5.編程器編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編輯器將用戶程序送入PLC的存儲器，還可以有用編輯器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外，在個人計算機上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?，即可用個人計算機對PLC編程。利用微機作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。2.2PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回到第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時，只進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。1.輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。2.程序執(zhí)行根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，存入有關(guān)器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。3.輸出處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。2.3PLC的編程語言2.3.1梯形圖編程語言梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電路控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實用。梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意以下三點：（一）梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。（二）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這個“概念電流”只是形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。（三）輸入繼電器用于接收外部的輸入信號，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時,就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出繼電器的觸點可供內(nèi)部編程使用。2.3.2語句表編程語言指令語句表示一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學(xué)。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。2.4PLC基本指令2.4.1線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUTLD：取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點邏輯運算起始。LDI：取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。OUT：線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。也可以與ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起點也可使用。OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對輸入繼電器X不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。LD、LDI是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。OUT指令的目標(biāo)元件是定時器T和計數(shù)器C時，必須設(shè)置常數(shù)K。2.4.2接點串聯(lián)指令A(yù)ND、ANIAND，與指令。用于單個常開接點的串聯(lián)。ANI，與非指令。用于單個常閉接點的串聯(lián)。AND與ANI都是一個程序步指令，它們串聯(lián)接點的個數(shù)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。OUT指令后，通過接點對其它線圈使用OUT指令稱為縱接輸出或連續(xù)輸出，連續(xù)輸出如果順序不錯可以多次重復(fù)。2.4.3接點并聯(lián)指令OR、ORIOR：或指令。用于單個常開接點的并聯(lián)。ORI：或非指令。用于單個常閉接點的并聯(lián)。OR與ORI指令都是一個程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是并聯(lián)一個接點。需要兩個以上接點串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時，要用ORB指令。2.4.4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)果用ORB指令。ORB指定與ANB指令均為無目標(biāo)元件指定,而兩條無目標(biāo)元件指定的步長都為一個程序步。ORB有時也簡稱或塊指令。ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個串聯(lián)電路塊后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對于前者分散使用ORB指令時，并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制，但對于后者集中使用ORB指令時，這種電路塊并聯(lián)的個數(shù)不能超過8個。2.4.5并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB兩個或兩個以上的接點并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊。分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ANB指令。分支的起點用LD、LDI指令，并聯(lián)電路快結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)。ANB指令也簡稱與塊指令，ANB也是無操作目標(biāo)元件，是一個程序步指令。2.4.6主控及主控復(fù)位指令MC、MCRMC為主控指令，用于公共串聯(lián)接點的連接，MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時，經(jīng)常遇到多個線圈同時受一個或一組接點控制。如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的接點，將多占用存儲單元，應(yīng)用主控指令可以解決這一問題。使用主控指令的接點稱為主控接點，它在梯形圖中與一般的接點垂直。它們是與母線相連的常開接點，是控制一組電路的總開關(guān)。MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。與主控接點相連的接點必須用LD或LDI指令。使用MC指令后，母線移到主控接點的后面，MCR使母線回到原來的位置。在MC指令內(nèi)再使用MC指令是時嵌套級N的編號（0—7）順序增大，返回時用MCR指令，從大的嵌套級開始解除。2.4.7置位與復(fù)位指令SET、RSTSET為置位指令，使動作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S。RST指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是1—3個程序步。用RST指令可以對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零。2.4.8脈沖輸出指令PLS、PLFPLS指令在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標(biāo)元件是Y和M，但特殊輔助繼電器不能作目標(biāo)元件。使用PLS指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作。而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。2.4.9空操作指令NOPNOP指令是一條無動作、無目標(biāo)元件的一程序步指令。空操作指令是該步序作空操作。用NOP指令替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序是可以減少步序號的改變。2.4.10程序結(jié)束指令ENDEND是一條無目標(biāo)元件的1程序步指令。PLC反復(fù)進入輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序步就不再執(zhí)行，直接進行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，按端插入END指令，可以順序擴大對各程序段的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處理前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。表1基本指令表名稱助記符目標(biāo)元件說明取指令LDXYMSTC常開接點邏輯運算起始取反指令LDIXYMSTC常閉接點邏輯運算起始線圈驅(qū)動指令OUTYMSTC驅(qū)動線圈的輸出與指令A(yù)NDXYMSTC單個常開接點的串聯(lián)與非指令A(yù)NIXYMSTC單個常閉接點的串聯(lián)或指令ORXYMSTC單個常開接點的并聯(lián)或非指令ORIXYMSTC單個常閉接點的并聯(lián)或塊指令ORB無串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接與塊指令A(yù)NB無并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接主控指令MCYM公共串聯(lián)接點的連接主控復(fù)位指令MCRYMMC的復(fù)位置位指令SETYMS使動作保持復(fù)位指令RSTYMSDVZTC使動作復(fù)位上升沿產(chǎn)生脈沖指令PLSYM輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出下降沿產(chǎn)生脈沖指令PLFYM輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出空操作指令NOP無使步序作空操作程序結(jié)束指令END無程序結(jié)束2.5梯形圖設(shè)計規(guī)則1.觸點的安排梯形圖的觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。2.串、并聯(lián)的處理在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個并聯(lián)圖回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。3.線圈的安排不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。4.不準(zhǔn)雙線圈輸出如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。5.重新編排電路如果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易。6.編程順序?qū)?fù)雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從最左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。3三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計3.1電梯的控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的呼叫按鈕進行呼叫操縱和電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕進行控制，用以選擇需?？康臉菍?。樓層指示燈有三個，分別指示電梯當(dāng)前位置。運行狀態(tài)指示燈有兩個，分別指示當(dāng)前電梯運行的狀態(tài)。電梯每次運行只響應(yīng)單一呼叫，例如，電梯停在一層，在三層轎廂外呼叫時，必須按三層呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運行到三層），在電梯停止運行前按其他層呼叫按鈕均無效，依此類推。3.2三層電梯主電路圖2三層電梯主電路圖圖中L1、L2、L3為三相電源，三相電動機M3~為電梯轎廂上行和下行電動機，由KM7和KM8分別控制電動機正反轉(zhuǎn)從而控制轎廂的上行和下行；M1、M2、M3為電梯開關(guān)門控制的直流電動機，分別由接觸器KM1~KM6的觸點控制；QS1為總開關(guān)（刀開關(guān)），起隔離電源作用；FU為熔斷器，起短路和嚴(yán)重過載保護；FR為熱繼電器，起過載和斷相保護作用。3.3輸入輸出點數(shù)分配1.輸入部分:表2輸入接口分配表X1一層內(nèi)呼SB1X13一層開門到位SQ1X4一層到位SQ7X2二層內(nèi)呼SB2X14二層開門到位SQ2X5二層到位SQ8X3三層內(nèi)呼SB3X15三層開門到位SQ3X6三層到位SQ9X23一層外呼SB4X20一層關(guān)門到位SQ4X10一層防夾SQ10X24二層外呼SB5X21二層關(guān)門到位SQ5X11二層防夾SQ11X25三層外呼SB6X22三層關(guān)門到位SQ6X12三層防夾SQ122.輸出部分: 表3輸出接口分配表Y1燈LY14一層關(guān)門KM4Y2上升顯示L4Y15二層關(guān)門KM5Y3下降顯示L5Y16三層關(guān)門KM6Y4一層到位顯示L1Y13電梯上升輸出KM7Y5二層到位顯示L2Y17電梯下降輸出KM8Y6三層到位顯示L3Y11二層開門KM2Y10一層開門KM1Y12三層開門KM33.4PLC外圍接線圖圖3PLC外圍接線圖3.5功能指令表概述由于PLC是由取代繼電器開始產(chǎn)生并發(fā)展起來的，且早期的PLC絕大部分用于順序控制，于是許多人習(xí)慣把PLC看作是繼電器、定時器、計數(shù)器的集合．把PLC的作用局限地等同于繼電控制系統(tǒng)順控器等，其實PLC就是工業(yè)控制計算機PLC系統(tǒng)具有一切計算機控制系統(tǒng)的功能，大型的PLC系統(tǒng)就是當(dāng)代最先進的計算機控制系統(tǒng)小型的PLC由于運算速度及存貯容量的限制．功能自然稍弱。但為了使PLC在其基本邏輯功能順序步進功能之外具有更進一步的特殊功能．以盡可能多地滿足PLC用戶的特殊要求，從80年代開始PLC制造商就逐步地在小型PLC中加入一些功能指令或稱為應(yīng)用指令。這些功能指令實際上就是一個個功能不同的子程序。隨著芯片技術(shù)的進步，小型PLC的運算速度、存貯容量不斷增加，其功能指令的功能也越來越強。許多技術(shù)人員夢寐以求甚至以前不敢想象的功能，通過功能指令就成為極容易實現(xiàn)的現(xiàn)實．從而大大提高了PLC的實用價值。3.5.1傳送指令圖4傳送示意圖當(dāng)觸發(fā)條件被觸發(fā)時，傳送源數(shù)據(jù)到指定數(shù)據(jù)存儲器，如上圖3，當(dāng)X000觸發(fā)時，把K100移動到D10中去。3.5.2比較指令圖5比較指令示意圖比較S1和S2里面的數(shù)據(jù)，然后去控制D包含的連續(xù)三個對象的接通，上例中：S1>S2M0導(dǎo)通S1=S2M1導(dǎo)通S1<S2M2導(dǎo)通即K100大于C20的當(dāng)前值時，M0接通；K100等于C20的當(dāng)前值時，M1接通；K100小于C20的當(dāng)前值時，M2接通。3.6程序分析3.6.1程序總體結(jié)構(gòu)圖6程序總體結(jié)構(gòu)圖3.6.2電梯上下控制程序分析比較呼叫信號D1、樓層限位D2里面的數(shù)值，以比較結(jié)果指揮電梯動作。D1<D2：電梯在上，呼叫在下，電梯此時應(yīng)該下降。D1>D2：電梯在下，呼叫在上，電梯此時應(yīng)該上升。D1=D2：電梯與呼叫在同一位置，可根據(jù)不同的樓層位置驅(qū)動不同的門進行開關(guān)。圖7電梯控制程序分析圖3.6.3電梯呼叫信號分析根據(jù)不同的按鈕動作把呼叫信號轉(zhuǎn)換成數(shù)值存入寄存器D1里面當(dāng)?shù)谝粚雍艚袝r，就把常數(shù)1放在D1里面當(dāng)?shù)诙雍艚袝r，就把常數(shù)2放在D1里面當(dāng)?shù)谌龑雍艚袝r，就把常數(shù)3放在D1里面１.電梯呼叫信號程序（第一層）圖8電梯呼叫信號圖3.6.4電梯位置判斷程序分析通過傳感器把電梯位置信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號送到寄存器D2里面去如果在第一層，把常數(shù)1賦給D2；如果在第二層，把常數(shù)2賦給D2；如果在第三層，把常數(shù)3賦給D2。圖9電梯位置判斷分析圖電梯樓層顯示程序分析1.電梯樓層顯示程序：利用三個層限開關(guān)進行判斷：當(dāng)一層層限開關(guān)觸發(fā)時一層指示燈亮；當(dāng)二層層限開關(guān)觸發(fā)時二層指示燈亮；當(dāng)三層層限開關(guān)觸發(fā)時三層指示燈亮。圖10電梯樓層分析圖2.電梯上下顯示程序分析上下顯示完全按照電機當(dāng)前狀態(tài)來確定當(dāng)電機正轉(zhuǎn)時顯示上升狀態(tài)當(dāng)電機反轉(zhuǎn)時顯示下降狀態(tài)電梯上下顯示程序：圖11電梯上下分析圖3.6.6電梯開關(guān)門程序分析當(dāng)電梯到位后，延時0.5秒，根據(jù)當(dāng)前的樓層驅(qū)動相應(yīng)的門進行開門動作。開門到位后再延時1秒進行關(guān)門。如果在關(guān)門過程中檢測到有障礙，立即停止關(guān)門動作，繼續(xù)重新開門。1.電梯開關(guān)門程序（第一層）：圖12電梯開關(guān)程序圖3.7三層電梯助記符語句程序MPPANIY013ANIY017ANIM1100UTM4LDX002ORX024MPSANIY013ANIY017ANIM110MOVK2D1MPPANIY013ANIY017ANIM110OUTM5LDX003ORX025MPSANIY013ANIY017ANIM110MOVK3D1MPPANIY013ANIY017ANIM110OUTM6LDX004ANIY013ANIY017MOVK1D2LDX005ANIY013ANIY017MOVK2D264LDX00665ANIY01366ANIY01767MOVK3D272LDX00473ORX00474ANIX00575ANIX00676OUTX00477LDX00578ORX00579ANIX00480ANIX00481OUTY00582LDX00683ORY00684ANIX00485ANIX00586OUTY00687LDM800088CMPDID295MPS96ANDM11097ANIX00698ANIY01799OUTY013100MRD101ANDM101102MPS103ANDX004104ANIM4105OUTM1106MRD107ANDX005108ANIM5109OUTM2110MPP111ANDX006112ANIM6113OUTM3114MPP115ANDM102116ANIX004117ANIY013118OUTY017119LDY013120OUTY002121LDY017122OUTY003123LDM1124PLSM51126LDM51127ORT10128ORY010129ANIM11130ANIX013131ANIY014132OUTY010133LDX010134ORX010135ANIT0136OUTT0139OUTM11140LDTO141ORY014142ANDX010143ANIX010144ANIX020145OUTT10146LDIX010147OUTT10K5150LDM2151PLSM52153LDM52154ORT11155ORY011156ANIM12157ANIX014158ANIY015159OUTY011160LDX011161ORM2162ANIT1163OUTT1K10166OUTM12167LDT1168ORY015169ANDX011170ANIY011171ANIX021172OUTY015173LDIX011174OUTT11K5177LDM3178PLSM53180LDM53181ORT12182ORY012183ANIM13184ANIX015185ANIX016186OUTY012187LDX012188ORM13189ANIT2190OUTT2193OUTM13194LDT2195ORY016196ANDX012197ANIY012198ANIX022199OUTY016200LDIX012201OUTT12K5204END3.8本系統(tǒng)的不足及改進本系統(tǒng)使用三菱FX1N-40MRPLC實現(xiàn)三層電梯的控制,在實際運用中，由于電梯使用的樓層比較高，為了在運行過程中節(jié)省時間，可采用變頻調(diào)速。例：用樓層限位開關(guān)進行感應(yīng)，啟動時，若電梯離起點距離為一層以下時，進行低速運轉(zhuǎn)；若電梯離起點為一層以上時，轉(zhuǎn)為高速。停止時，若電梯當(dāng)前位置離目的地有兩層以上距離時，用高速進行運行；若電梯當(dāng)前位置離目的地在兩層以下距離時，用低速運行；本設(shè)計的三層電梯為相應(yīng)單一呼叫的電梯，即在一個動作沒有完成前不響應(yīng)其他呼叫，在現(xiàn)實生活中，通?？梢韵鄳?yīng)多個呼叫，這就需要用到另外兩條條功能指令SFWR、SFRD。用SFWR來依次存儲呼叫信號，用SFRD來依次讀取呼叫信號。以達到按呼叫順序來控制電梯運動的效果。SFWR使用：圖13SFWR運作圖利用這條指令，可以把先后采集到的呼叫信號存儲起來，在后面進行調(diào)用。可以實現(xiàn)多個呼叫依次存儲的功能。初始狀態(tài)下，D2－D10數(shù)據(jù)都為0，D1數(shù)據(jù)為0，當(dāng)X0被觸發(fā)時，D0的數(shù)據(jù)移動到D2，隨即D1里面數(shù)據(jù)變?yōu)?，當(dāng)X0再次被觸發(fā)時，D0數(shù)據(jù)移動到D3，D1里面數(shù)據(jù)變?yōu)?，以此類推。SFRD使用：圖14SFRD運作圖在電梯中可以利用關(guān)門信號的上升沿進行動作，依次把用SFWR存儲的呼叫信號讀取出來，進行相關(guān)的動作。當(dāng)X1沒有觸發(fā)時，D20數(shù)據(jù)為0，D1也為0；當(dāng)X1第一次觸發(fā)時，D2的數(shù)據(jù)被移動到D20，D1的數(shù)據(jù)變?yōu)?，表示當(dāng)前指針為1；當(dāng)X1再次觸發(fā)時，D3的數(shù)據(jù)移動到D20，D1的數(shù)據(jù)變?yōu)?，表示當(dāng)前指針為2。以此類推。結(jié)束語在設(shè)計本系統(tǒng)之初，我的三菱PLC編程語言知識幾乎為空白，特別是編程，除了在上課時學(xué)到的一些松下PLC基本指令外，我對三菱PLC基本指令、功能指令及應(yīng)用幾乎沒有什么接觸。在老師和同學(xué)的幫助下，我首先用了將近一個月的時間對三菱PLC的知識進行了強化補習(xí)，然后再根據(jù)所學(xué)的編程知識，用大約一個半月的時間完成了從最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計到最后實驗室模擬及實際實現(xiàn)，并在這個過程中進一步熟悉了歐姆龍和西門子PLC。在完成本設(shè)計的過程中，我既感受到了面對自己無法解決的問題時的苦惱，也體會到問題最終得以解決時的快樂。同時，也總結(jié)了以下一些經(jīng)驗：1.一個詳細(xì)周密的計劃對于完成一項任務(wù)的重要性。實際上，我對這次作業(yè)著手較早。但由于剛開始時間較松，在學(xué)習(xí)時就想到哪學(xué)到哪，沒有認(rèn)真計劃。到后來發(fā)現(xiàn)同學(xué)們的進度都已經(jīng)趕上甚至超過我，這才又著急起來，趕緊找經(jīng)驗豐富的同學(xué)出主意，制定出詳細(xì)的計劃，這才按時完成了任務(wù)。2.學(xué)習(xí)一門程序語言，實踐是最好的方法。我對PLC的學(xué)習(xí)實際上分為兩個階段。前一階段為學(xué)習(xí)語言而學(xué)習(xí)語言。在這一階段中，我總有隔霧觀花的感覺，學(xué)得似是而非。后一階段邊實踐邊學(xué)習(xí)，很多前一階段不甚了了的問題得到迎刃而解。3.要學(xué)會運用互聯(lián)網(wǎng)工具?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個具有大量資源的信息寶庫，在這次畢業(yè)設(shè)計中如果沒有互聯(lián)網(wǎng)也許我多花一倍的時間也完不成任務(wù)。所以一定要會并善于運用互聯(lián)網(wǎng)工具。完成這次設(shè)計后回過頭來看，我的這項作業(yè)完成得并不完美。還有很多需要提高和改進的地方。首先，是系統(tǒng)的功能還太單一，有一些實際工作中需要用到的功能在分析時沒有考慮進去，也沒能實現(xiàn)。其次，是設(shè)計過程中時間分配不合理，后期緊張的時間給我的工作帶來很大的被動。三是知識積累還不夠，有