电气自动化技术论文基于单片机或PLC电梯控制系统设计Word文档格式.docx
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“安全的升降梯”发明成功了！
一时间，奥的斯成了众人注目的中心。
第一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是第一台“安全”升降梯的发明者。
“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。
然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应该是在20世纪初才出现的。
二、PLC的发展
1、PLC的定义
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。
它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。
但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
2、PLC的特点
（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。
一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。
从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。
此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
（2）配套齐全，功能完善
适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备
它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便
容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
（5）体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
3、PLC控制系统的组成
PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组
成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和编程支持工具软件。
图1
PLC控制系统硬件组成
图为典型PLC控制系统的硬件组成图。
PLC控制系统的硬件是由PLC，输入/输出（I/O）电路及外围设备等组成的。
系统规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。
下面对构成控制系统的主要部分简要介绍。
（1）主控模块
除了早期生产的整体式PLC（PLC的各个不见都在同一机壳内）外，目前市场多数的PLC都已采用模块化的结构（PLC的各个部件独立封装，称之为模块）。
在PLC中各个模块均通过系统总线相互连接起来构成一个系统。
在这个系统中最核心的模块是主控模块（也称CPU），它包括：
CPU，存储器，通信接口等部分。
（2）输入/输出模块
PLC的控制对象是工业生产过程，它与工业生产过程的联系是通过I/O模块实现的。
生产过程有许多控制变量，如温度，压力，液位，速度，电压，开关量，继电器状态等，因此，需要有相应的I/O模块作为CPU与工业生产现场的桥梁。
且这些模块应具有较好的抗干扰能力。
目前，生产厂家已开发出各种型号的模块供用户选择。
对于输入/输出模块有：
数字量输入/输出模块，开关量输入/输出模块，模拟量输入/输出模块，交流新号输入/输出模块，220V交流输入/输出模
块。
还有智能模块，它本身带CPU，存储器和监控系统，可独立完成各种运算。
智能模块的种类很多，如高速计数模块，PID调节的模拟量控制模块，阀门控制模块，智能存储模块和智能I/O模块。
（3）电源模块
该模块将交流电源转换成供CPU存储器所需的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心。
它的好坏直接影响到PLC的功能和可靠性。
目前，大多数PLC采用高质量的开关式稳压电源，与普通电源相比，PLC的电源工作稳定性好，抗干扰能力也强。
有些机器的电源除了供内部电路使用外，还向外提供24VDC的稳压电源，用于外部传感器的需要，这样就避免了因外部电源不合格而引起的外部故障。
（4）I/O电路
PLC的基本功能就是控制，它采集被控对象的各种信号。
经过PLC处理后，通过执行装置实现控制。
输入电路就是被控对象（需要进行控制的机器，设备和生产过程）进行检测，采集，转换和输入。
另外，安装在控制台上的按钮，开关等也可以向PLC送控制指令。
输出电路的功能就是接受PLC输出的控制信号，对被控对象执行控制任务。
PLC控制系统的软件主要是系统软件，应用软件，编程语言及编程支持工具软件几个部分组成。
（1）系统软件与工作过程
PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。
在系统软件的支持PLC对用户程序进行逐条的解释，并加以执行，直到用户程序结束，然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫描。
PLC的这种工作方式就称之为循环扫描。
（2）应用软件
PLC控制系统的应用软件是指为完成PLC实际控制任务而编制的各种软件。
随着PLC应用领域范围的不断扩大，应用水平的提高，PLC应用软件也大大丰富起来了。
4、电梯模型PLC控制系统设计
由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层
和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。
即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。
而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示（开关上带有指示灯）。
采用PLC实现的电梯控制系统由以下几个主要部分构成如图所示:
图2电梯控制系统
三、PLC的选型
1、输入输出（I/O）点数的估算
为了完成设定的控制任务,主要根据电梯输入/输出点数确定PLC的机型。
根
据电梯控制的要求，电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮，以及相应的指示灯，估算所需I/O口的数量，并绘制I/O口分配表，见下表。
表1
I/O口分配表
序号
名称
输入点
输出点
B2层内呼
00000
B2层内呼指示
01000
1
B1层内呼
00001
B1层内呼指示
01001
2
1层内呼
00002
1层内呼指示
01002
3
2层内呼
00003
2层内呼指示
01003
4
3层内呼
00004
3层内呼指示
01004
5
4层内呼
00005
4层内呼指示
01005
6
5层内呼
00006
5层内呼指示
01006
7
6层内呼
00007
6层内呼指示
01007
8
7层内呼
00008
7层内呼指示
01100
9
8层内呼
00009
8层内呼指示
01101
10
B2层外呼上
00010
B2层外呼上指示
01102
11
B1层外呼下
00011
B1层外呼下指示
01103
12
B1层外呼上
00100
B1层外呼上指示
01104
13
1层外呼下
00101
1层外呼下指示
01105
14
1层外呼上
00102
1层外呼上指示
01106
15
2层外呼下
00103
2层外呼下指示
01107
16
2层外呼上
00104
2层外呼上指示
01200
17
3层外呼下
00105
3层外呼下指示
01201
18
3层外呼上
00106
3层外呼上指示
01202
19
4层外呼下
00107
4层外呼下指示
01203
20
4层外呼上
00108
4层外呼上指示
01204
21
5层外呼下
00109
5层外呼下指示
01205
22
5层外呼上
00110
5层外呼上指示
01206
23
6层外呼下
00111
6层外呼下指示
01207
24
6层外呼上
00200
6层外呼上指示
01300
25
7层外呼下
00201
7层外呼下指示
01301
26
7层外呼上
00202
7层外呼上指示
01302
27
8层外呼下
00203
8层外呼下指示
01303
28
开门开关
00204
电梯上行
01304
29
关门开关
00205
电梯下行
01305
30
开门限位
00206
门电机开
01306
31
关门限位
00207
门电机关
01307
32
电梯上升极限位
00208
电梯上行指示
01400
33
电梯下降极限位
00209
电梯下行指示
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