基于PLC的三層電梯控制

基于PLC的三層電梯控制,基于,PLC,三層,電梯,控制 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文0 摘 要 隨著社會和科學技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代社會中，電梯已經(jīng)成為不可缺少的運輸設備。由可編程控制器控制的電梯運行系統(tǒng)，正以飛快的速度發(fā)展著。本次設計結(jié)合歐姆龍 CP1H 系列 PLC 完成,并運用組態(tài)王 6.53 進行動態(tài)仿真。其中涉及 PLC 的工作原理、功能特點、發(fā)展及趨勢、PLC 控制電梯的軟、硬件設計。各種指令及內(nèi)存單元分配，I/O 分配，模塊化程序設計，邏輯控制等一系列專業(yè)知識。在結(jié)合了示意圖、指令表和程序流程圖的基礎之上設計了電梯的控制梯形圖。最后運用 CX-Programmer7.3 實現(xiàn)程序運行，并結(jié)合組態(tài)王6.53 實現(xiàn)動態(tài)畫面效果。采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，也可以使電梯運行更加安全、方便、舒適。關(guān)鍵詞：PLC，可編程控制器，電梯，歐姆龍西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文1ABSTRACTWith the development of society and science technology, the elevator has became to be an indispensable transportation equipment. Controlled by programmable controller of the elevator operation system is developing at a fast pace. The design combined with Omron CPIH series PLC, and dynamic simulation using the Kingview 6.53, which involved in three-layer of the elevators PLC characteristic, function, development trend, PLC control software and hardware. It is also include distribution of all instructions and memory unit, allocation of I/O, modular program design, logic control and a series of professional knowledge. The elevator control ladder diagram is proposed on the base of the diagram, the instruction list and program flow chart. Finally, using CX-Programmer7.3 implementation program to run, and combining with Kingview 6.53 for dynamic picture.PLC control of elevator is in high reliability, easy maintenance and has short development cycle, the elevator operation is more reliable，has become to be the most currently used in the elevator control system control mode, which can also makes the elevator running more safe, convenient and comfortable.KEYWORDS: PLC，Programmable Controller，elevator，Omron西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文2目 錄第一章第一章 緒論緒論.51.1 電梯的起源、發(fā)展、分類及主要參數(shù) .51.2 PLC 定義及基本結(jié)構(gòu).111.3 PLC 工作原理和功能特點.121.4 任務設計綜述 .14第二章第二章 電梯的電梯的控制要求控制要求.162.1 電梯設計要求 .162.2 三層電梯工作示意圖及機箱界面圖 .162.3 PLC 選型規(guī)則及型號選擇.172.4 PLC 外部接線圖.222.5 電機的選型 .23第三章第三章 電梯的程序設計電梯的程序設計.243.1 電梯控制系統(tǒng)流程圖 .243.2 信號請求分析 .243.3 電梯設計方案 .263.4 地址分配 .263.5 CX-Programmer 編程軟件介紹.273.6 三層電梯功能圖及梯形圖 .28第四章第四章 組態(tài)畫面設計組態(tài)畫面設計.374.1 組態(tài)王介紹 .374.2 電梯的邏輯功能控制 .384.3 電梯內(nèi)外部結(jié)構(gòu)及功能簡介 .384.4 組態(tài)王監(jiān)控電梯的要求 .394.5 組態(tài)王監(jiān)控電梯的過程 .39第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試及運行系統(tǒng)調(diào)試及運行.465.1 程序編寫中的問題及解決 .465.2 模擬調(diào)試和現(xiàn)場運行中的問題及解決 .475.3 動態(tài)畫面演示 .47參考文獻參考文獻.50西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文3致致 謝謝.51畢業(yè)設計小結(jié)畢業(yè)設計小結(jié).52附附 錄錄.53西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文4第一章 緒論1.1 電梯的起源、發(fā)展、分類及主要參數(shù)1.1.1 電梯的起源電梯在我們的工作生活中占有如此重要的地位。它是集機械原理應用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學、人體工程學及空氣動力學等多學科和技術(shù)分支于一體的機電設備，它是建筑物中的永久性垂直交通工程。然而，電梯家族并沒有悠久的歷史，電梯面世至今不過一百多年。與電梯相類似的這種升降設備，起源于古代農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)中的原始起重升降機械，如我國古代周朝時期（公元前 1100 年）就出現(xiàn)提水用的轆轤，是由木制（或竹制）的支架、卷筒、貢柄和繩索組成的卷筒式卷揚機。據(jù)說在希臘，也曾于公元前 236 年由阿基米德設計出下種人力驅(qū)動的卷筒式卷揚機，安裝在妮羅宮殿里三臺。而這三臺卷揚機被稱為電梯的“鼻祖” 。 在瓦特發(fā)明了蒸汽機之后，于 1850 年，在美國紐約市出現(xiàn)了世界第一臺由亨利活特曼制作的以蒸汽機為動力的卷揚機。1852 年美國人伊沙格雷夫斯奧梯斯（1811-1861）年發(fā)明了世界上第一部以蒸汽機為動力、配有安全裝置的載人升降機。這便是世界上第一部備有安全裝置的客梯，在 1857 年被安裝在紐約市豪華商廈里。在 1889 年，美國奧梯斯升降機公司推出了世界第一部以電動機為動力的升降機，這才開始出現(xiàn)了名副其實的電梯，同年在紐約市的馬累特大廈安裝成功。在 1903 年，又將卷筒式（即鼓輪式）驅(qū)動方式改進為槽輪式（即曳引式）驅(qū)動。所謂卷筒式驅(qū)動，是將引繩纏卷在卷筒上來提升重物，而槽輪也稱為曳引式驅(qū)動，是在曳引繩一端提升重物，另一端為平衡重，依靠曳引繩與曳引輪的繩槽之間的摩擦來驅(qū)動重物作垂直運動。因此，只要在曳引系統(tǒng)的容量和強度允許范圍內(nèi)，通過改變曳引繩長度就可適應不同的提升高度，而不再像卷筒式那樣受卷筒長度限制。此外，當重物或平衡重碰底時，曳引繩與曳引槽會由于摩擦力減小而打滑，從而避免了像卷筒式那樣，在失控時造成的曳引繩斷裂等嚴重西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文5事故的發(fā)生。曳引式驅(qū)動可以使用多條曳引繩，而卷筒式驅(qū)動方式使用的曳引繩條數(shù)卻受到限制。曳引式驅(qū)動方式為長行程并具有高度安全性的現(xiàn)代電梯奠定了基礎。當時的電梯使用直流電動機驅(qū)動，用改變串接在電樞回路中的電阻值的方法來調(diào)節(jié)電梯運行速度。后來發(fā)明了交流感應電動機，在 1900 年開始用于驅(qū)動電梯。最初的交流電動機只是單速的，電梯運行性能很不理想。直到發(fā)明了交流雙速電動機，才基本滿足了電梯的運行要求。1.1.2 電梯的發(fā)展隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多。所以，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。盡管交流電動機結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，但在調(diào)速性能方面卻難以滿足更高的要求，而對直流電動機來講，由于后來采用了發(fā)電機 電動機組調(diào)速系統(tǒng)，能較好地滿足電梯調(diào)速的高要求。因此，在 20 世紀前半葉，電梯的電力拖動，尤其是高層建筑物中的電梯速度的調(diào)節(jié)，幾乎都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 1900 年美國奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺自動扶梯。1915 年已設計成功電梯自動平層控制系統(tǒng)。1933 年美國制造出 6m/s 的高速電梯。1949 年研制出 4-6 臺電梯的群控系統(tǒng)。1955 年出現(xiàn)了真空電子管小型計算機控制的電梯。1962 年在美國已出現(xiàn)了 8.5m/s 的超高速電梯。1967 年將固體晶閘管用于電梯拖動系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在用晶閘管取代直流發(fā)電機電動機組的同時，研制出了交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，使交流電梯的調(diào)速性能得到了明顯改善。1976 年將微處理器應用于電梯。1977 年日本三菱電機株式會社開發(fā)出了 10m/s 的超高速電梯。至此，電梯的控制技術(shù)已有了很大發(fā)展。進入 80 年代，電梯控制技術(shù)又有了新的變化。由于固體功率器件的不斷發(fā)展和完善以及微機技術(shù)的應用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速（VVVF）系統(tǒng)。1984 年在日本已將其用于 2m/s 以上的高速電梯。1985 年以后，又將其延西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文6伸到中、低速交流調(diào)速電梯。交流變頻調(diào)速技術(shù)被認為是電梯行業(yè)的當代技術(shù)。1985 年日本生產(chǎn)出世界上第一臺螺旋式自動扶梯，使其明顯減小了占地面積。1993 年日本生產(chǎn)的 12.5m/s 世界上最高速的交流變頻調(diào)整電梯已投入運行。當前，在電梯電力拖動方面，除了大容量電梯還采用直流拖動系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。應用微機全面取代繼電器控制邏輯實現(xiàn)閉環(huán)控制，可進一步提高電梯的性能和可靠性，并可降低現(xiàn)場調(diào)試要求，是電梯控制技術(shù)的方向。現(xiàn)代電梯技術(shù)，更加強調(diào)運行質(zhì)量和降低噪聲，電梯控制將趨向多微機分散分層控制。電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代電梯技術(shù)的又一重要組成部分。它不但有完善的分區(qū)服務、運行監(jiān)控、客流交通統(tǒng)計分析等功能，還具備故障診斷功能。在電梯品種方面，出現(xiàn)了雙層電梯、大噸位的集裝廂電梯等。為適應摩天大樓對電梯的特殊要求，目前正在研制無繩直線驅(qū)動電梯。對于電梯的曳引機，目前除了中、低速范圍的電梯還采用蝸輪副減速裝置外，其他均已采用圓柱斜齒輪曳引系統(tǒng)，使效率提高了 15%-25%。此外，用電子位置傳感器取代機械選層器、用更先進的裝置取代門安全觸板、增設轎廂內(nèi)通信設施以及轎廂非安全門區(qū)語音提醒和運行狀態(tài)語音報告等裝置，也是電梯技術(shù)現(xiàn)代化的體現(xiàn)。對現(xiàn)代電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對經(jīng)濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)心理上的壓抑感和恐懼感也應有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設置宇宙空間或深海景象；進而主張電梯、扶梯應與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案，甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預報、新聞等。時至今日，電梯已進入了全面發(fā)展的新時期。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文71.1.3 電梯的分類根據(jù)建筑物的高度、用途及客流量（或物流量）不同，而設置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下：一、按驅(qū)動方式分類1.交流電梯。用交流感應電動機作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)速電梯。2.直流電梯。用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度都在2m/s 以上。3.液壓電梯。一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。4.齒輪齒條電梯。將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)便轎廂升降的電梯。5.螺桿式電梯。將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動大螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。6.直線電機驅(qū)動的電梯。它是目前具有最新驅(qū)動方式的電梯，其動力源是直線電機。電梯問世初期，曾用蒸汽機、內(nèi)燃 機作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。二、按用途分類1.乘客電梯。為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內(nèi)裝飾。2.載貨電梯。主要為運送貨物而設計的、通常有人伴隨的電梯，有司機載貨電梯允許司機及裝卸人員隨同上下；無司機載貨電梯僅允許裝卸人員在裝卸貨物時出入轎廂，但不允許隨貨物一同上下，更不準運載乘客。3.病床電梯（醫(yī)梯） 。為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。4.服務電梯（雜物梯） 。供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。這類電梯無安全設施，轎廂內(nèi)嚴禁載人。5.觀光電梯。轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。6.車輛電梯。用作裝運車輛的電梯。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文87.船舶電梯。船舶上使用的電梯。8.建筑施工電梯。建筑施工與維修用的電梯。9.其他。除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。三、按速度分類電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按如下方法分類：（1）低速梯，常指低于 1.0m/s 速度的電梯；（2）中速梯，常指速度在 1.0-2.0m/s 的電梯；（3）高速梯，常指速度大于 2.0m/s 的電梯；（4）速度超過 5m/s 的電梯幾乎都裝在樓高超過 100m 的建筑物內(nèi)。由于這類建筑物叫做“超高層”建筑，所以與之相應的電梯也多被稱為“超高速”電梯。隨著電梯速度系列的擴展和提高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。四、按電梯有無司機分類1.有司機電梯。電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。2.無司機電梯。乘客進入電梯轎廂，按下操縱箱上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓。這類電梯具有集選功能。3.有/無司機電梯。這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操作。五、按操縱控制方式分類1.手柄開關(guān)操縱；2.按鈕控制電梯；3.信號控制電梯；4.集選控制電梯；5.并聯(lián)控制電梯；6.群控電梯。六、其他分類方式如果按機房位置分類，則有機房在井道頂部的電梯及機房在井道底部旁側(cè)西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文9的電梯。如果按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型” 、 “超大型”等抽象詞匯表示。隨著大型建筑物的興起，雙層電梯也相繼出現(xiàn)，這類電梯有兩個電梯轎廂，一個轎廂在另一個之上，同時運行。人們一進入大樓的大廳，如果要去單數(shù)層樓，即入下面轎廂。如要去雙層樓，則先乘自動扶梯到大廳的夾層樓面，然后進入上面轎廂內(nèi)。下樓時可以乘坐任一轎廂離開建筑物。如果按電梯載重量分類，則有“小噸位”與“大噸位”之分，習慣上把載重量在 3000kg 以上的電梯稱為大噸位電梯。七、特殊電梯1.斜行電梯。斜行電梯也是集觀光和運輸于一體的輸送設備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。2.立體停車場用電梯。在現(xiàn)代化的大城市中，汽車數(shù)量幾乎每年在增長，這樣必然會產(chǎn)生一個停車空間增加的問題。為了不致于更多地占用道路，需要設置立體停車場。各類汽車梯是停車場內(nèi)的必需設備。根據(jù)不同的停車場，可選配不同類型的電梯。3.建筑施工電梯（施工升降機） 。施工電梯是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升） ，使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械。1.1.4 電梯的主要參數(shù)1.額定載重量（乘客人數(shù)） 。即指制造和設計規(guī)定的電梯載重量。對于客用電梯，還有轎廂乘客人數(shù)的限定（包括電梯司機在內(nèi)） 。2.額定速度。即制造和設計所規(guī)定的電梯運行速度。3.轎廂尺寸。即寬 深 高，是指轎廂內(nèi)部的尺寸。4.門的形式。如封閉式中分門和雙折門、旁開式雙折門或三扇門、前后兩面開門、柵欄門，自動門、手動門等，并包括開門方向。5.開門寬度。指轎廂門和層門完全開啟后的凈寬。6.層站數(shù)量。即建筑物內(nèi)各樓層用于出入轎廂的地點數(shù)量。7.提升高度。是指從底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文108.頂層高度。即由頂層端站樓面至機房樓板或隔層樓板下最突出構(gòu)件的垂直距離。該參數(shù)與電梯的額定速度有關(guān)，梯速越高，頂層高度一般就越高。8.底坑深度。指由底層端站樓面至井道底平面之間的垂直距離。它同樣與梯速有關(guān)，速度越快，底坑一般則越深。10.井道總高度。即由井道底平面至機房樓板或隔層樓板之間的垂直距離。11.井道尺寸。即寬 深，是指井道內(nèi)部的尺寸。12.拖動方式。如交流電機拖動、直流電機拖動等。13.控制方式。如手柄控制、按鈕控制、集選控制，有/無司機控制等。14.信號裝置。如呼梯按鈕、層燈指示的方向和位置、呼叫方式等。15.轎廂裝置與裝飾要求。轎廂裝置通常是指照明燈、電風扇、電話、扶手等。裝飾則包括轎廂和層門、門套的材質(zhì)、顏色，轎頂裝飾的特定要求等。1.2 PLC 定義及基本結(jié)構(gòu)1.2.1 PLC 定義可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。1.2.2 PLC 基本結(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：1.電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。2.中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文11當可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對大型可編程邏輯控制器還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個 CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。3.存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。4.輸入輸出接口電路(1)現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。(2)現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。5.功能模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。1.3 PLC 工作原理和功能特點1.3.1 PLC 工作原理當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段， 即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。1.輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文12用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2.用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。3.輸出刷新階段當掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。1.3.2 PLC 功能特點可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點：1.使用方便，編程簡單。采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文132.功能強，性能價格比高。一臺小型 PLC 內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。PLC 可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強。PLC 產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC 的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC 有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。4.可靠性高，抗干擾能力強。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。5.系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少。PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文146.維修工作量小，維修方便。PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。1.4 任務設計綜述本次畢業(yè)設計是基于PLC的電梯控制，設計中將結(jié)合歐姆龍CP1H系列PLC完成程序設計,并運用組態(tài)王6.53進行動態(tài)仿真。論文第一章介紹了電梯的起源、發(fā)展、分類及主要參數(shù)，并涉及了PLC的定義、基本結(jié)構(gòu)、工作原理和功能特點。第二章是本次設計要求以及電梯控制中PLC和電機的選型。第三章依照設計要求，繪制了信號請求流程圖，制定了詳細的設計方案，并說明了電梯控制系統(tǒng)所需I/O分配和邏輯控制等。最后運用CX-Programmer7.3實現(xiàn)程序運行。第四章在電梯的指令表、程序流程圖和控制梯形圖的基礎之上，結(jié)合組態(tài)王6.53實現(xiàn)動態(tài)畫面設計。最后，第五章會涉及本次設計調(diào)試及運行中出現(xiàn)的問題及解決方案。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文15第二章 電梯的控制要求2.1 電梯設計要求1.電梯為三層。電梯停留在某一層時，有指示燈顯示。2.電梯外部呼叫按鈕分配：一層 1 個：上；二層 2 個：上，下；三層 1 個：下。3.電梯轎廂內(nèi)部呼叫按鈕分配：3 個按鈕,分別為一層按鈕，二層按鈕，三層按鈕。4.電梯在被呼叫的中轉(zhuǎn)樓層停留 5 秒。5.在電梯上升過程中，任何反方向的下降呼叫信號無效；在電梯下降過程中，任何反方向的上升呼叫信號無效。2.2 三層電梯工作示意圖及機箱界面圖西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文16圖 2-1 三層電梯工作示意圖圖 2-2 機箱界面圖如圖 2-1 所示為三層電梯的工作示意圖，圖 2-2 為機箱界面圖，其中包括了設計要求中的電梯外部指示燈 L1，L2，L3；外部按鈕 U1，U2，D2，D3；電梯內(nèi)部指示燈 S1，S2，S3；內(nèi)選按鈕 SL1，SL2，SL3 以及各層的行程開關(guān)SQ1，SQ2，SQ3。2.3 PLC 選型規(guī)則及型號選擇西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文172.3.1 PLC 選型規(guī)則可編程邏輯控制器及有關(guān)設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設計相應的控制系統(tǒng)。1.輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加 10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。2.存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 1015 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16 位為一個字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。3.控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。（1）運算功能簡單可編程邏輯控制器的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通可編程邏輯控制器的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的 PID 運算和其他高級運算功能。（2）控制功能西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文18控制功能包括 PID 控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定?？删幊踢壿嬁刂破髦饕糜陧樞蜻壿嬁刂疲虼?，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能。（3）通信功能大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE 通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡。可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口、RIO 通信口、常用 DCS 接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設備和電纜）應 1：1 冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，上級網(wǎng)絡通信速率應大于 1Mbps，通信負荷不大于 60%?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種：1）PC 為主站，多臺同型號可編程邏輯控制器為從站，組成簡易可編程邏輯控制器網(wǎng)絡；2）1 臺可編程邏輯控制器為主站，其他同型號可編程邏輯控制器為從站，構(gòu)成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡；3）可編程邏輯控制器網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型 DCS 中作為 DCS 的子網(wǎng)；4）專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡（各廠商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡）。為減輕 CPU 通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、）通信處理器。（4）編程功能離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個 CPU，編程器在編程模式時，CPU 只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU 對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU 和編程器有各西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文19自的 CPU，主機 CPU 負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常采用。五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如 C，Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。（5）診斷功能可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC 內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對可編程邏輯控制器的 CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。（6）處理速度可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)?？删幊踢壿嬁刂破鹘狱c的響應快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約 0.20.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于 0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于 0.2ms/K。4.可編程邏輯控制器的類型可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按 CPU 字長分為 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型可編程邏輯控制器的 I/O 點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型可編程邏輯控制器提供多種 I/O 卡件或插卡，因此用西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文20戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。5.PLC 輸入/輸出類型（1）數(shù)字量在時間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量。把表示數(shù)字量的信號叫數(shù)字信號。把工作在數(shù)字信號下的電子電路叫數(shù)字電路。（2）模擬量在時間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。6.轉(zhuǎn)換原理（1） 數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的系統(tǒng)，一般用低通濾波即可以實現(xiàn)。數(shù)字信號先進行解碼，即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對應的電平，形成階梯狀信號，然后進行低通濾波。（2） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的系統(tǒng)，是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。模擬信號經(jīng)帶限濾波，采樣保持電路，變?yōu)殡A梯形狀信號，然后通過編碼器，使得階梯狀信號中的各個電平變?yōu)槎M制碼。2.3.2 PLC 型號選擇由電梯工作要求以及示意圖可分析得知：本次設計有 10 個輸入，8 個輸出。對于電梯控制系統(tǒng)，可以選用一些小型 PLC 來實現(xiàn)，本次選用歐姆龍 CPIH-XA40DR-A 系列 PLC。圖 2-3 CPIH -XA40DR-A 型 PLC 主機面板西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文21現(xiàn)將 CP1H 各組成部分功能逐一簡要說明如下： 電池蓋。打開蓋可將電池放入，用做 RAM 的后備電源。 工作指示 LED。指示 CPIH 的工作狀態(tài)。主機面板的中部有 6 個工作狀態(tài)顯示 LED，分別為：POWER、RUN、ERR/ALM、INH、BKUP、PRPHL。 外圍設備 USB 端口。與計算機連接，由安裝在上位機的軟件 CX-P 對 PLC 進行編程及監(jiān)控。 7 段 LED 顯示。在 2 位的 7 段 LED 上顯示 CPIH CPU 單元的異常信息及模擬電位器操作時的當前值等 CPU 單元的狀態(tài)。 模擬電位器。通過旋轉(zhuǎn)電位器，可使 A642CH 的值在 0-255 范圍內(nèi)任意更變。 外部模擬設定輸入連接器。通過外部施加 0-10V 電壓，可將 A643CH 的值在0-255 范圍內(nèi)任意更變。 撥動開關(guān)。 內(nèi)置模擬輸入/輸出端子臺。模擬輸入 4 點，模擬輸出 2 點。 內(nèi)置模擬輸入切換開關(guān)。 存儲器卡槽位。 電池、接地、輸入端子臺。 選件板槽位。 輸入指示 LED。內(nèi)置 24 點輸入端子 00.00-00.11，01.00-01.11 對應的指示燈。輸入端子的接點為 ON 時，指示燈亮。 擴展 I/O 單元連接器。 輸出指示 LED。內(nèi)置 16 點輸出端子 100.00-100.07 和 101.00-101.07 對應的指示燈。輸出端子的接點為 ON 時，指示燈亮。 外部電源供給、輸出端子臺。對外部提供 DC24V，最大 300mA 的電源?？勺鳛檩斎朐O備或現(xiàn)場傳感器的服務電源。 CJ 單元適配器用連接器。位于 CPIH CPU 單元的側(cè)面。2.4 PLC 外部接線圖西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文22圖 2-4 PLC 外部接線圖如圖 2-4 所示為硬件部分 PLC 外部接線圖，設計中的輸入 0 通道和輸出100 通道分別于三層電梯的機箱界面輸入輸出設備相連接。2.5 電機的選型電機選擇的主要包括如下內(nèi)容： 1.類型的選擇。一方面要根據(jù)生產(chǎn)機械對電機的機械特性、起動性能、調(diào)速性能、制動方法、過載能力等方面的要求；另一方面，還要從節(jié)省初期投資、減少運行費用等經(jīng)濟方面綜合分析。 2.功率的選擇。選擇電機的翻定功率時，應使所選的電機額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機械所需要的功率。既不能過載，也不能長期輕載?？刹捎妙惐确?、統(tǒng)計法、實驗法、計算法等確定。 3.電壓的選擇。交流電機額定電壓選擇和供電電網(wǎng)的電壓一致。并結(jié)合電機順定功率考慮。直流電機的額定電壓也要與電源電壓相配合，常用 110 V 或220 V。當采用晶閘管整流裝置供電時，可選用專門為其配套設計的直流電機。其電壓有功率等級 160 V (Z3 型),180 V,340 V (Z2 型)及 440 V (Z2 ,Z3 型)。 4.轉(zhuǎn)速的選擇。根據(jù)生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速和傳動方式，通過經(jīng)濟技術(shù)比較后確定電機的額定轉(zhuǎn)速。額定功率相同的電動機額定轉(zhuǎn)速越高，則電動機體積、重夏和造價越低，因此選用高速電動機較為經(jīng)濟。但生產(chǎn)機械速度一定，電動機轉(zhuǎn)速越高，則傳動機構(gòu)傳動比越大，機構(gòu)越復雜，傳動損耗越大。因此，要綜西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文23合考慮。5.外形結(jié)構(gòu)的選擇。電機常用的外形結(jié)構(gòu)有開啟式、防護式、封閉式、密封式、防爆式。6.安裝形式的電機選擇。目前生產(chǎn)的電機的安裝形式主要有:B3(臥式安裝，機座帶底腳，端蓋上無凸緣)B5(臥式安裝，機座不帶底腳，端蓋上有凸緣)B35(臥式安裝，機座帶底腳，端蓋上有凸緣)V1(立式安裝，機座不帶底腳，端蓋上有凸緣)。每種又分單軸伸出和雙軸伸出兩種。應根據(jù)電動機在生產(chǎn)機械中的安裝方式選擇電動機的安裝形式。一般情況選用臥式，立式價格較高，只用于簡化傳動裝置又必須垂直運轉(zhuǎn)時，如立式深井泵等。 7.工作制的電機選擇。根據(jù)生產(chǎn)機械要求，選樣工作制與實際工作方式相當?shù)碾姍C比較經(jīng)濟。 8.型號的電機選擇。根據(jù)上述各項的結(jié)果，選擇電機的型號和生產(chǎn)廠家。而在本次設計中，因設備有限，電機的正反轉(zhuǎn)由電梯的指示燈亮滅來控制。第三章 電梯的程序設計3.1 電梯控制系統(tǒng)流程圖如圖 3-1 所示為電梯控制系統(tǒng)流程圖。設計中電梯處于待機位置，當電梯被呼叫時，先判斷電梯的上升下降趨勢以及電梯所要到達的樓層，同時檢測電梯此時所處位置。若電梯未被呼叫，則繼續(xù)待機。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文24圖 3-1 電梯控制系統(tǒng)流程圖3.2 信號請求分析1.電梯位于 1 樓時，轎廂內(nèi)外只能接收電梯上升的請求。那么，電梯進入預上升狀態(tài)，并且準備向上運行。若電梯沒有接收到上升請求，電梯待機。信號分析圖如圖 3-2 所示。圖 3-2 電梯在一樓時信號分析2.電梯位于 2 樓時，則可能出現(xiàn)以下三種情況。信號分析圖如圖 3-3 所示。（1）電梯收到向下請求，則進入預下降狀態(tài)。（2）電梯轎廂內(nèi)外未接收任何請求，電梯待機。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文25（3）電梯收到向上請求，則進入預上升狀態(tài)。圖 3-3 電梯在二樓時信號分析3.電梯位于 3 樓時，轎廂內(nèi)外只能接收電梯下降的請求。那么，電梯進入預下降狀態(tài)，并且準備向下運行。若電梯沒有接收到下降請求，則電梯待機。信號分析圖如圖 3-4 所示。圖 3-4 電梯在三樓時信號分析3.3 電梯設計方案3.3.1 電梯外部控制1.電梯停留在 1 層。（1）三層呼叫下和三層呼叫下后二層呼叫下（上） 。（2）二層呼叫下（上）和二層呼叫下（上）后三層呼叫下。2.電梯停留在 2 層。（1）一層呼叫上后三層呼叫下。（2）三層呼叫下后一層呼叫上。3.電梯停留在 3 層。（1）一層呼叫上和一層呼叫上后二層呼叫下（上） 。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文26（2）二層呼叫下（上）和二層呼叫下（上）后一層呼叫上。3.3.2 電梯內(nèi)部控制1.電梯內(nèi)選信號一層呼叫。（1）電梯停留在二層，內(nèi)部呼叫下降至一層。（2）電梯停留在三層，內(nèi)部呼叫下降至一層。2.電梯內(nèi)選信號二層呼叫。（1）電梯停留在一層，內(nèi)部呼叫上升至二層。（2）電梯停留在三層，內(nèi)部呼叫下降至二層。3.電梯內(nèi)選信號三層呼叫。（1）電梯停留在一層，內(nèi)部呼叫上升至三層。（2）電梯停留在二層，內(nèi)部呼叫上升至三層。3.4 地址分配如表 3-1 為三層電梯控制系統(tǒng)的 I/O 分配表，其中涉及 10 個輸入變量，8個輸出變量。圖 3-5 為對應的 PLC 外部硬件接線圖。表 3-1 I/O 分配表輸入點編號輸入設備輸出點編號輸出設備0.00三層內(nèi)選按鈕 S3100.003 層指示燈 L30.01二層內(nèi)選按鈕 S2100.012 層指示燈 L20.02一層內(nèi)選按鈕 S1100.021 層指示燈 L10.03三層下呼按鈕 D3100.03電梯下降 DOWN0.04二層下呼按鈕 D2100.04電梯上升 UP0.05一層上呼按鈕 U1100.05三層內(nèi)選指示 SL30.06二層上呼按鈕 U2100.06二層內(nèi)選指示 SL20.07一層行程開關(guān) SQ1100.07一層內(nèi)選指示 SL10.08二層行程開關(guān) SQ20.09三層行程開關(guān) SQ3西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文27圖 3-5 PLC 外部接線圖3.5 CX-Programmer 編程軟件介紹CX-Programmer 是 OMRON 公司新的編程軟件，適用于 C、CV、CS1 系列 PLC，它可完成用戶程序的建立、編輯、檢查、調(diào)試以及監(jiān)控，同時還具有完善的維護等功能，使得程序的開發(fā)及系統(tǒng)的維護更為簡單、快捷。1.運行 CX-P 編程軟件的計算機系統(tǒng)要求，如表 3-2 所示。表 3-2 系統(tǒng)要求CPUPentium 以上的微處理器、主頻 90 兆赫以上內(nèi)存16MB 以上硬盤40MB 以上操作系統(tǒng)Windows 95 以上，或 Windows NT 4.0 Service Pack 3 以上計算機IBMPC 及兼容機2.軟件安裝將 CX-P 安裝光盤放入 CD-ROM 中，在 CX-P 子目錄下雙擊安裝程序 Setup，啟動安裝過程，并按照屏幕提示依次進行。安裝時首先要選擇安裝語言；然后西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文28是輸入許可證號碼，利用許可證號碼才可以使用 CX-P 的所有功能，不輸入許可證號碼也能夠完成安裝，但得到的是 CX-P 的“部分功能”版本，它也能正常工作，但僅支持 CPM1, CPM2* 和 SRM1 PLC；最后在選擇是否安裝 CX-SERVER 時，應選擇“是” 。3.CX-P 編程軟件的主要功能CX-P 編程軟件可以實現(xiàn)梯形圖或語句表的編程、編譯檢查程序、程序和數(shù)據(jù)的上載及下載、設置 PLC 的設定區(qū)、對 PLC 的運行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和測試、打印程序清單、文檔管理等功能。3.6 三層電梯功能圖及梯形圖3.6.1 電梯外部1.電梯停留在 1 層時。（1）三層下呼叫和三層下呼叫后二層下（上）呼叫。如圖 3-6,3-7 所示。電梯在一層，閉合一層行程開關(guān) SQ1，三層下呼叫時按下 D3，則電梯上升，斷開 SQ1。電梯到達三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3。電梯在一層，閉合一層行程開關(guān) SQ1，三層下呼叫時按下 D3，則電梯上升，斷開 SQ1。電梯到達 2 層時，二層下呼叫，閉合 SQ2，按下 D2。電梯未停留繼續(xù)上升到達三層，斷開 SQ2，閉合 SQ3。電梯在一層，閉合一層行程開關(guān) SQ1，三層下呼叫時按下 D3，則電梯上升，斷開 SQ1。電梯未到二層時，二層下呼叫，按下 D2（或二層上呼叫，按下U2） 。電梯到達二層，閉合 SQ2，電梯停留 5s。時間到后，電梯上升至三層，斷開 SQ2，閉合 SQ3。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文29圖 3-6 電梯在一層時功能圖 a圖 3-7 電梯在一層時梯形圖 a（2）二層下（上）呼叫和二層下（上）呼叫后三層下呼叫。如圖 3-8,3-9所示。電梯在一層，閉合一層行程開關(guān) SQ1，二層下呼叫時按下 D2（或二層上呼叫時按下 U2） ，則電梯上升，斷開 SQ1，電梯到達二層，閉合 SQ2。電梯在一層，閉合一層行程開關(guān) SQ1，二層下呼叫時按下 D2（或二層上呼叫時按下 U2） ，則電梯上升，斷開 SQ1。此時，電梯三層下呼叫 D3。電梯先到達二層停留，閉合 SQ2。時間到后，電梯上升至三層，斷開 SQ2，閉合 SQ3。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文30圖 3-8 電梯在一層時功能圖 b圖 3-9 電梯在一層時梯形圖 b2.電梯停留在 2 層。（1）一層上呼叫后三層下呼叫。如圖 3-10,3-11 所示。電梯在二層，閉合二層行程開關(guān) SQ2，一層上呼叫時按下 U1，則電梯下降，斷開 SQ2，電梯到達一層，閉合 SQ1。電梯在二層，閉合二層行程開關(guān) SQ2，一層上呼叫時按下 U1，則電梯下降，斷開 SQ2。此時，電梯三層下呼叫，按下 D3。電梯先到達一層停留，閉合SQ1。時間到后，電梯上升至三層，斷開 SQ1，閉合 SQ3。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文31圖 3-10 電梯在二層時功能圖 c圖 3-11 電梯在二層時梯形圖 c（2）三層下呼叫后一層上呼叫。如圖 3-12,3-13 所示。電梯在二層，閉合二層行程開關(guān) SQ2，三層下呼叫時按下 D3，則電梯上升，斷開 SQ2，電梯到達三層，閉合 SQ3。電梯在二層，閉合二層行程開關(guān) SQ2，三層下呼叫時按下 D3，則電梯上升，斷開 SQ2，此時，電梯一層上呼叫，按下 U1。電梯先到達三層停留，閉合SQ3。時間到后，電梯下降至一層，斷開 SQ3，閉合 SQ1。西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文32圖 3-12 電梯在二層時功能圖 d圖 3-13 電梯在二層時梯形圖 d3.電梯停留在 3 層。（1）一層上呼叫和一層上呼叫后二層下（上）呼叫。如圖 3-14,3-15 所示。電梯在三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3，一層上呼叫時按下 U1，則電梯下降，斷開 SQ3，電梯到達一層，閉合 SQ1。電梯在三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3，一層上呼叫時按下 U1，則電梯下降，斷開 SQ3。到達二層后，閉合 SQ2。此時二層下呼叫，按下 D2（或二層上呼叫，按下 U2） 。電梯未停留，繼續(xù)下降至一層，斷開 SQ2，閉合 SQ1。電梯在三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3，一層上呼叫時按下 U1，則電梯下西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文33降，斷開 SQ3。電梯未到二層時，二層下呼叫，按下 D2（或二層上呼叫，按下U2） 。電梯到達二層停留，閉合 SQ2。時間到后，電梯下降至一層，斷開 SQ2，閉合 SQ1。圖 3-14 電梯在三層時功能圖 e圖 3-15 電梯在三層時梯形圖 e（2）二層下（上）呼叫和二層下（上）呼叫后一層上呼叫。如圖 3-16,3-17 所示。電梯在三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3，二層下呼叫按下 D2（或二層上呼西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文34叫按下 U2） ，則電梯下降，斷開 SQ3。電梯到達二層，閉合 SQ2。電梯在三層，閉合三層行程開關(guān) SQ3，二層下呼叫按下 D2（或二層上呼叫按下 U2） ，則電梯下降，斷開 SQ3。此時一層上呼叫按下 U1。電梯先到達二層停留，閉合 SQ2。時間到后，電梯下降至一層，斷開 SQ2，閉合 SQ1。圖 3-16 電