PLC控制的電梯設(shè)計

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1、- 摘要 隨著城市建立的不斷開展，高層建筑不斷增多。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。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而PLC 控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。

2、 為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計了一套以PLC為核心控制器的電梯自動控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)雜的繼電器—接觸器控制。系統(tǒng)的核心局部〔控制局部〕使用了日本三菱公司生產(chǎn)的F*2N-80MR型PLC，因為在核心控制局部采用的是軟件程序控制，從而在保證電梯正常運行這個要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時還抑制了手動操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 關(guān)鍵詞：PLC；電梯；邏輯控制；程序設(shè)計 . z

3、- 目錄 前言5 第一章　電梯的概述7 1.1　電梯的開展簡史7 1.2　電梯的運行工作情況8 1.3　電梯控制系統(tǒng)的組成9 第二章 三菱F*2N 系列可編程序控制器介紹9 2.1　可編程控制器的根底認識9 2.2　可編程序控制器的工作方式及編程語言12 2.2.1　PLC的工作方式12 2.2.2　PLC的編程語言14 第三章　交流雙速電梯的電氣設(shè)計15 3.1　交流雙速電梯的根本工作原理15 3.1.1　交流雙速電梯的主電路15 3.1.2　電梯的主要電氣設(shè)備16 3.2　輸入輸出設(shè)計19 第四章　PLC梯形圖設(shè)計21 4.1　程序說明21 4.

4、1.1　算法說明21 4.1.2　程序中相關(guān)存儲單元及中間繼電器的說明21 4.2　主程序設(shè)計24 4.2.1　上下行指示燈輸出環(huán)節(jié)24 4.2.2　反向樓層號預(yù)處理環(huán)節(jié)24 4.2.3　樓層信號寫入環(huán)節(jié)24 4.2.4　呼叫信號寫入環(huán)節(jié)27 4.2.5　定向和等待信號設(shè)定環(huán)節(jié)29 4.2.6　上行啟動加速環(huán)節(jié)29 4.2.7　下行啟動加速環(huán)節(jié)30 4.2.8　停頓信號產(chǎn)生環(huán)節(jié)31 4.2.9　轎箱減速過程環(huán)節(jié)32 4.2.10　門控環(huán)節(jié)33 4.2.11　上行或等待狀態(tài)反向信號處理環(huán)節(jié)36 4.2.12　下行或等待狀態(tài)反向信號處理環(huán)節(jié)36 4.2.13　上行同向

5、信號處理環(huán)節(jié)39 4.2.14　下行同向信號處理環(huán)節(jié)40 4.2.15　部呼叫信號處理環(huán)節(jié)41 4.2.16　子程序調(diào)用環(huán)節(jié)42 4.3　子程序功能說明44 4.3.1　上行表排隊子程序模塊44 4.3.2　下行表排隊子程序模塊46 4.3.3　查詢上行表最大值子程序模塊49 4.3.4　查詢下行表最小值子程序模塊49 4.3.5　上行表已完成信號消除子程序模塊51 4.3.6　下行表已完成信號消除子程序模塊52 致 57 參考文獻58 前言 隨著現(xiàn)代城市的開展，高層建筑日益增多，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?。電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著，因此

6、必須努力提高電梯系統(tǒng)的性能，保證電梯的運行及高效節(jié)能又平安可靠?？删幊炭刂破鳌睵LC〕是根據(jù)順序邏輯控制的需要而開展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算裝置的電子裝置。鑒于其種種有點，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。但是，現(xiàn)在很多PLC控制電梯的程序設(shè)計思想還是源自于傳統(tǒng)繼電器的組合邏輯設(shè)計法，程序構(gòu)造比較復(fù)雜，并且很難完成比較高級的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 本設(shè)計充分發(fā)揮PLC在數(shù)據(jù)運算和數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢，采用純數(shù)字式控制方法，能夠非常準確、高效地實現(xiàn)電梯上行、下行以及電梯門開關(guān)等控制功能，并具有智能分析樓層信號能力以及良好的可擴展

7、性。本系統(tǒng)采用的是“雙排序表查詢算法〞。所謂的“雙排序表〞，即設(shè)定兩個數(shù)據(jù)表，一個專門存儲上行信號的升序排列的數(shù)據(jù)表和一個專門存儲下行信號的降序排列的數(shù)據(jù)表，電梯完全按照兩個數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)運行。采用這種控制策略有如下優(yōu)點： 首先，由于電梯的?？亢蛦臃较蚴怯杀碇械臄?shù)據(jù)來指定，而非傳統(tǒng)的組合邏輯控制方式。這樣就有效地防止了由于邏輯錯誤而導(dǎo)致一系列如漏停、多停等電梯運行故障。增加了電梯的可靠性和運行穩(wěn)定性，并減少了維護本錢。 其次，用數(shù)據(jù)表的方式存儲呼叫信號，可以方便地通過各種優(yōu)化算法對這些呼叫信號進展優(yōu)化處理，使電梯的運行更加智能化，提高電梯運送乘客的工作效率，同時也到達了節(jié)省能源的目的。

8、 最后，純數(shù)字式的處理方法有效地防止了傳統(tǒng)設(shè)計方法中的組合邏輯爆炸的風(fēng)險，可以使系統(tǒng)高效地運行在高樓層電梯系統(tǒng)中，而不用擔憂負擔過重而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓甚至崩潰。這種控制算法具有非常優(yōu)良的可擴展和可升級性。只要稍加修改，便可將其移植到其他的電梯控制系統(tǒng)中。 本論文著重闡述了“雙排序表查詢算法〞的工作原理，以及此算法用三菱F*2n系列PLC編程語言實現(xiàn)的方法。 第一章　電梯的概述 隨著人口的增加，科學(xué)技術(shù)日新月異地開展，人們物質(zhì)文化生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速開展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅比比皆是。伴隨建筑業(yè)的開展，為建筑提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也

9、在日新月異地開展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種工作和生活中的必需設(shè)備，完全可以預(yù)想到，隨著社會的開展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將和汽車一樣，成為重要的運輸設(shè)備之一。 1.1　電梯的開展簡史 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年瓦特創(chuàng)造了蒸汽機后，1858年美國研制出以蒸汽為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特朗創(chuàng)造了水壓梯。并隨著水壓梯的開展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式構(gòu)造的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。

10、 但是，電梯得以興盛開展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。18世紀末創(chuàng)造了電機，并隨著電機技術(shù)的開展，19世紀初開場使用交流異步單速和雙速電動機作動力的交流電梯，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世紀初，美國奧的斯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，從而為后來的高速度、高行程電梯的開展奠定了根底。20世紀30年代美國紐約市的102層摩天大樓建成，美國奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺速度為6.0m/s的電梯。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異地開展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動化程度高，而且平安可靠，乘坐舒適。隨

11、著電子工業(yè)的開展,可編程序控制器〔PLC〕和電子計算機成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運行效果顯著提高。 1.2　電梯的運行工作情況 一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。電梯在做垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物的電梯，起點站和終點站之間還設(shè)有?？空尽Ｆ瘘c站設(shè)在一樓，終點站設(shè)在最高樓。 各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點站和終點站上各設(shè)置一個按鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個按鈕。而電梯的轎廂都設(shè)置有〔雜物電梯除外〕操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕，供司機

12、或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上的按鈕稱外召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱指令按鈕。 電梯的運行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動、加速、?？康热克緳C控制操作，而且在運行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機必須經(jīng)過嚴格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機或乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達一個指令信號，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、在預(yù)定的層站平層停靠開門。對于自動化程度高的電梯，司機或乘用人員一次還可下達一個以上的指令信號，電梯便能依次起動和停靠，依次完成全部指令任務(wù)。 盡管電梯和汽車在運算工作過程中有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘

13、客電梯的運行工作情況類似公共汽車，在起點站和終點站之間往返運行，在運行方向前方的停靠站上有順向的指令信號時，電梯到站能自動平層停靠開門接乘客。而載貨電梯的運行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機或乘用人員控制電梯上下運行時一般一次只能下達一個指令任務(wù)，當一個指令任務(wù)完成后才能再下達另一個指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一個層站時，假假設(shè)中間層站出現(xiàn)順向指令信號，一般都不能自動?？?，所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。 1.3　電梯控制系統(tǒng)的組成 第二章 三菱F*2N 系列可編程序控制器介紹 2.1　可編程控制器的根底認識 1. 三菱F*2N PLC的主要特點

14、： 1)集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。 對6種根本單元，可以以最小8點為單元連接輸入輸出擴展設(shè)備，最大可以擴展輸入輸出256點。 2)高速運算 根本指令：0.08μs／指令 　應(yīng)用指令：1.52～幾百μs／指令 3)安心、寬裕的存儲器規(guī)格 　置8000步RAM存貯器 　安裝存儲盒后，最大可以擴展到16000步。 4)豐富的軟元件圍 　輔助繼電器：3072點，定時器：256點，計數(shù)：235點 　數(shù)據(jù)存放器；8000點 5)除了具有輸入輸出16～256點的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 6)面向海外的產(chǎn)品適合各種平安規(guī)

15、格 　為大量實際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能： 　開發(fā)了各個圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要----模擬I／O，高速計數(shù)器。對每一個F*2n主單元可配置總計達8個特殊功能模塊。 2. PLC的性能指標和分類 1) PLC的主要性能指標 l (1)輸入／輸出點數(shù)〔I／O點數(shù)〕 I／O點數(shù)是指可編程序控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標志著可以接多少個開關(guān)、按鈕和可以控制多少個負載。 l (2)存儲容量 存儲容量是指可編程序控制器部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進制16位即一個字為一步。 l (3)掃描速度 一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，單位為ms/k

16、步，也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計算的，單位用μs/步。 l (4)功能擴展能力 可編程序控制器除了主模塊之外，通常都可配備一些可擴展模塊，以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要，如A／D模塊、D／A模塊、位置控制模塊等。 l (5)指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指一臺可編程序控制器指令的總和，它是衡量可編程序控制器功能強弱的主要指標。 2) PLC的分類 通常，PLC產(chǎn)品可按構(gòu)造形式、控制規(guī)模等進展分類。按構(gòu)造形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。 3. PLC系統(tǒng)的組成 PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其硬件構(gòu)造與微型

17、計算機控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大局部組成的。 1) PLC的硬件構(gòu)造 一套PLC系統(tǒng)在硬件上由根本單元〔包含中央處理單元、存儲器、輸入／輸出接口、部電源〕、I／O擴展單元及外部設(shè)備組成。圖2-1為PLC的硬件構(gòu)造圖。 輸入電路 CPU EPROM RAM 輸出電路 根本單元 內(nèi)部電源 擴展I/O接口 各種外設(shè)接口 輸出信號 現(xiàn)場輸入信號 主機 編程器 打印機 … PC機 … 輸入電路 輸出電路 擴展單元 … 輸出信號 擴展連接電纜 至其他擴展單元 … … 現(xiàn)場輸入信號 圖2-1 PLC的硬件構(gòu)造圖

18、2) PLC的軟件 PLC的軟件系統(tǒng)指PLC所使用的各種程序的集合，它由系統(tǒng)程序〔系統(tǒng)軟件〕和用戶程序〔應(yīng)用軟件〕組成。系統(tǒng)程序：包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，用PLC的編程語言〔如梯形圖〕編制的應(yīng)用程序。 2.2　可編程序控制器的工作方式及編程語言 2.2.1　PLC的工作方式 1. PLC的掃描工作方式 開場 內(nèi)部處理 通信處理 RUN方式. 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 圖2.2 plc的掃描過程 可編程序控制器在進入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開場，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況

19、下，按程序存儲的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序完畢。然后再從頭開場掃描，并周而復(fù)始地重要進展?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖2-2所示，包括五個階段：部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC完成一次掃描過程所需的時間稱為掃描周期。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)。 2. PLC的程序執(zhí)行過程 PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個主要階段，如圖2 -3所示。 輸入端子 輸入映象存放器 輸出映像存放器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階

20、段 輸出刷新階段 *001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 3.PLC的掃描周期在PLC的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進展自診斷、與外設(shè)〔如編程器、上位計算機〕通信等處理。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時間。 4. PLC的I／O響應(yīng)時間，PLC采用集中I／O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像存放器區(qū)的容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為2-3

21、個掃描周期。 2.2.2　PLC的編程語言 PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言等。其中前兩種語言用得較多，順序功能圖語言也在許多場合被采用。本課題所采用的編程語言為梯形圖語言。 第三章　交流雙速電梯的電氣設(shè)計 3.1　交流雙速電梯的根本工作原理 3.1.1　交流雙速電梯的主電路 圖3-1是交流雙速電梯的主電路圖。圖中M1為電梯專用型雙速籠型異步電動機；KM1、KM2為電動機正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下行控制；KM3、KM4為電梯上下速運行接觸器，用以實現(xiàn)電梯的高速或者低速運行；KM5為啟動加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動接觸器，用以調(diào)整電梯制動

22、時的加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動機定子電路中的電抗和電阻，當KM1或者KM2與KM3通電吸合時，電梯將進展上行或下行啟動，延時后KM5通電吸合，切除R1、L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運行；當電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，點擊轉(zhuǎn)為低速接法，傳入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且KM6~KM8依次通電吸合，用來控制制動過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸全部斷電釋放，包閘抱死，電梯停頓運行。 3.1.2　電梯的主要電氣設(shè)備 1〕牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構(gòu)。主要由驅(qū)動電動機，電磁制動器〔也稱電器包閘〕，減速器牽引輪組成。

23、 2〕自動門機 用來完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門分為廳門〔每層站一個〕與轎門〔只有一個〕。只有當電梯?？吭?層站時，此層廳門才允許開啟〔由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成〕；也只有當廳門，轎門全部關(guān)閉后才允許啟動運行。 3〕層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎箱轎門的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構(gòu)成，現(xiàn)多由數(shù)碼管組成，且與呼梯盒做成一體構(gòu)造。 4〕呼梯盒 用以產(chǎn)生呼叫信號。常安裝在廳門外，離地面一米左右的墻壁上。基站與底站只有一只按鈕，中間層站由上呼叫與下呼叫兩個按鈕組成。 5〕操縱箱 操縱箱安裝在轎箱，供乘客對電梯發(fā)布動

24、作命令。其上面設(shè)有與電梯層站數(shù)一樣的選層按鈕。 6〕平層及開門裝置 該裝置如圖3-2所示。由平層感應(yīng)器及樓層感應(yīng)器組成。上行時，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號；電梯開場減速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉(zhuǎn)，包閘抱死。下行時，下磁鐵板出發(fā)樓層感應(yīng)器，發(fā)出減速停車信號；電梯開場減速，至平層信號出發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號。 圖3.2 電梯的平層停層裝置示意圖 3.2　輸入輸出設(shè)計 為了便于對電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進展分析，現(xiàn)列出電梯所用電器元件表。 表3-1 電梯電氣元件表 元件符號 名稱及作用 元件符號 名稱及作用 KM1 上行接觸器

25、 1HL～6HL 1~6層層樓指示燈 KM2 下行接觸器 7HL～8HL 上行、下行指示燈 KM3 高速接觸器 HL8 1樓外呼記憶燈 KM4 低速接觸器 HL9 2樓上呼記憶燈 KM5 啟動加速接觸器 HL10 2樓下呼記憶燈 KM6～KM8 制動減速接觸器 HL11 3樓上呼記憶燈 KM9 開門接觸器 HL12 3樓下呼記憶燈 KM10 關(guān)門接觸器 HL13 4樓上呼記憶燈 SQ6 開門到位開關(guān) HL14 4樓下呼記憶燈 SQ7 關(guān)門到位開關(guān) HL15 5樓上呼記憶燈 SQ17 上限位開關(guān) HL16 5樓下呼

26、記憶燈 SQ18 下限位開關(guān) HL17 6樓下呼記憶燈 SB1 開門按鈕 1KR～6KR 各樓層感應(yīng)器 SB2 關(guān)門按鈕 7KR 平層感應(yīng)器 SB3 上行啟動按鈕 1SB1～5SB1 1～5樓上行外呼按鈕 SB4 下行啟動按鈕 2SB2～6SB2 2～6樓下行外呼按鈕 SB5～SB10 1～6樓層選層按鈕 綜合考慮輸入輸出要求，估計需要PLC輸入輸出點70左右。因此，采用三菱F*2N-80MR可編程控制器完本錢次設(shè)計。其輸入輸出電路如圖3-3所示 第四章　PLC梯形圖設(shè)計 本套電梯控制系統(tǒng)的核心算法是采用“查表排序〞的方式進展對電梯轎箱

27、的上下行控制。 程序設(shè)置了兩個表——上行表和下行表。在樓層數(shù)據(jù)存入和讀取時，分別通過六個子程序模塊對兩個表中的數(shù)據(jù)進展派對處理，以實現(xiàn)電梯轎箱的控制要求。本程序由主程序和六個子程序模塊組成，六個子程序模塊分別是：上行表排隊子程序模塊，下行表排隊子程序模塊，查詢上行表最大值子程序模塊，查詢下行表最大值子程序模塊，上行表完成信號消除模塊，下行表完成信號消除模塊。 4.1　程序說明 可編程控制器，從本質(zhì)上說，是應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機。所以本程序充分發(fā)揮計算機數(shù)據(jù)處理方面的有事，采用雙排序表查詢算法進展電梯任務(wù)數(shù)據(jù)的控制。 4.1.1　算法說明 程序的根本控制流程如圖4-1所示。 4.1.2

28、　程序中相關(guān)存儲單元及中間繼電器的說明 為了便于理解程序的功能，現(xiàn)將程序中使用到的相關(guān)存儲單元中間繼電器的作用加以說明。 D100：上行表起始地址；D120：下行表起始地址； D110：上行表反向呼叫信號預(yù)處理存儲單元； D130：下行表反向呼叫信號預(yù)處理存儲單元； D0： 呼叫信號存儲單元；D1：樓層信號存儲單元； D2： 上行表最大值存儲單元；D3：下行表最小值存儲單元； D200：子程序調(diào)用時樓層信號臨時存儲單元； M200：等待狀態(tài)信號；M201：上行控制信號； M202：下行控制信號；M211：開門控制信號； M1-M6：六個子程序的入口。 呼叫信號 是否

29、與電梯運行方向一樣 是否大于該樓層最大值 加10處理 是否與電梯運行方向一樣 降序排序處理 升序排序處理 是否低于當前樓層 是否小于該樓層最小值 減10處理 呼叫信號 是否高于當前樓層 上行表 下行表 是 圖4-1-1 呼叫信號控制流程圖 是 是 是 是 是 否 否 否 否 否 否 4.2　主程序設(shè)計 4.2.1　上下行指示燈輸出環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成上行指示燈Y25和下行指示燈Y26的控制。當上行控制信號Y21有效時，發(fā)出一個上升沿脈沖，通過SET指令將Y25設(shè)置為有效狀態(tài)，通過RST指令將Y26設(shè)置為無效狀態(tài)。當下行控制信號Y

30、22有效時，發(fā)出一個上升沿脈沖，通過SET指令將Y26設(shè)置為有效狀態(tài)，通過RST指令將Y25設(shè)置為無效狀態(tài)。當?shù)却隣顟B(tài)中間繼電器M200有效時，發(fā)出一個上升沿脈沖，通過RST指令將Y25和Y26都設(shè)置為無效狀態(tài)。梯形圖如圖4-2-1所示。 4.2.2　反向樓層號預(yù)處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)預(yù)先完成對上行和下行過程中的反向樓層呼叫信號進展預(yù)處理，以便以后的程序直接使用處理后的結(jié)果。梯形圖如圖4-2-1所示。 4.2.3　樓層信號寫入環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成1-6樓的樓層感應(yīng)器信號的相應(yīng)和存入功能。當各樓層的樓層信號感應(yīng)器*25-*32有信號觸發(fā)后，通過MOVP指令樓層數(shù)據(jù)寫入樓層信息存儲單元D1中。另外也

31、通過MOVP指令將七段顯示器的對應(yīng)數(shù)據(jù)寫入到樓層信號輸出單元K2Y34中，并在七段顯示器中輸出。梯形圖如圖4-2-3所示 圖 4-2-1 上下行指示燈輸出環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.2反向呼叫信號預(yù)處理環(huán)節(jié)梯形圖 . z - 樓層信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.4　呼叫信號寫入環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成對呼梯盒以及部按鈕產(chǎn)生的呼叫信號的響應(yīng)和存入功能。呼梯盒及部按鈕*1-*20如果被出發(fā)，將發(fā)出一個上升沿脈沖，通過MOV指令將對應(yīng)的樓層信號存入呼叫信號存儲單元D0中。之后，通過比較

32、語句[<> D0 D1]判斷呼叫的樓層信號是否與轎箱當前所處的樓層相等，假設(shè)相等則不點亮對應(yīng)的按鈕指示燈，并通過后續(xù)的程序直接觸發(fā)開門程序。梯形圖如圖4-2-4所示 圖4-2-4呼叫信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.5　定向和等待信號設(shè)定環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成定向信號和等待信號的設(shè)定功能。通過比較語句[= D100 k0]和[=D120 k0]判斷上行表和下行表的首個單元為0，也就是說上行表和下行表中都沒有任務(wù)數(shù)據(jù)，電梯處于等待狀態(tài)。假設(shè)比較語句[<> d100 k0]為真，說明上行表中有任務(wù)數(shù)據(jù)，則觸發(fā)M201〔上行狀態(tài)控制位〕。同理，假設(shè)比較語句[<> d120 k0]為真，說明下行表中有任務(wù)

33、數(shù)據(jù)，則觸發(fā)M202〔下行狀態(tài)控制位〕。上行和下行控制位通過互鎖使兩個控制位不能同時為真。梯形圖如圖4-2-5所示 圖4-2-5 定向或等待狀態(tài)設(shè)定環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.6　上行啟動加速環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成轎箱的上行啟動加速功能。當M201〔上行狀態(tài)控制位〕有效時，同時觸發(fā)Y32〔低速運行輸出〕和Y21〔上行輸出〕。電梯轉(zhuǎn)入低速上行狀態(tài)。同時激活定時器T0開場計時，當計時到時后，觸發(fā)Y33〔高速運行輸出〕，斷開Y32。電梯轉(zhuǎn)入高速上行狀態(tài)。當M203〔轎箱停頓控制位〕有效時，將切斷Y33。電梯轉(zhuǎn)入減速環(huán)節(jié)。梯形圖如圖4-2-6所示。 圖4-2-6 上行啟動加速環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.7　

34、下行啟動加速環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成轎箱的下行啟動加速功能，程序流程與上行啟動加速環(huán)節(jié)相似。當M202〔下行狀態(tài)控制位〕有效時，同時觸發(fā)Y32〔低速運行輸出〕和Y22〔下行輸出〕。電梯轉(zhuǎn)入低速下行狀態(tài)。同時激活定時器T1開場計時，當計時到時后，觸發(fā)Y33〔高速運行輸出〕，斷開Y32。電梯轉(zhuǎn)入高速下行狀態(tài)。當M203〔轎箱停頓控制位〕有效時，將切斷Y33。電梯轉(zhuǎn)入減速環(huán)節(jié)。梯形圖如圖4-2-7所示。 圖4-2-7 下行啟動加速環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.8　停頓信號產(chǎn)生環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)負責殘生停頓轎箱運行的信號。當上行表的首地址數(shù)據(jù)〔D100〕或預(yù)處理后的上行反向信號數(shù)據(jù)〔D110〕與當前的樓層信號〔D1

35、〕相等時，既說明轎箱到達任務(wù)目標樓層，則觸發(fā)轎箱停頓信號〔M203〕。下行表中的同類數(shù)據(jù)【=D120 D130〕同樣也會觸發(fā)M203。梯形圖如圖4-2-8所示。 圖4-2-8 停頓信號產(chǎn)生環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.9　轎箱減速過程環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成轎箱停頓信號發(fā)出后的轎箱減速停頓的過程。當M203被觸發(fā)后，轎箱轉(zhuǎn)入低速運行狀態(tài)〔Y32〕。同時觸發(fā)一級、二級、三級減速定時器T2, T3, T4。當T2計時到時后，觸發(fā)一級減速〔Y27〕；當T3計時到時后，觸發(fā)二級減速〔Y30〕；當T4及時到時后，觸發(fā)三級減速〔Y31〕。進而電梯轎箱緩緩接近平層位置，當平層信號〔*34〕被觸發(fā)后，Y32及T2，T3

36、，T4被斷開，轎箱停頓。梯形圖如圖4-2-9所示。 圖4-2-9 減速環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.10　門控環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成轎箱門的開關(guān)門控制功能。開門按鈕〔*21〕，機械平安觸板〔*33〕和平層信號〔*34〕中的任意一個都會觸發(fā)開門控制信號〔M211〕，進而觸發(fā)開門信號〔Y23〕并自保。當開門過程完成后，開門狀態(tài)信號〔*23〕會被觸發(fā)，M211和*23的“與〞連接說明了“開門開場并最終開門完成〞這樣一個過程，之后會觸發(fā)SET M205和RST M211兩條功能指令。中間變量M205會首先觸發(fā)開門等待計時器T5，T5計時到時后會觸發(fā)關(guān)門信號〔Y24〕，電梯門開場關(guān)閉，同時觸發(fā)另一個臨時中間變

37、量M212。當電梯門關(guān)閉完成后，關(guān)門狀態(tài)信號〔*24〕會被觸發(fā)。*24會斷開Y24和復(fù)位M205。M212和*24的“與〞連接說明了“關(guān)門開場并最終關(guān)門完成〞這樣一個過程。之后會復(fù)位M203和M212。梯形圖如圖4-2-10所示。 圖4-2-10 門控環(huán)節(jié)梯形圖 4.2.11　上行或等待狀態(tài)反向信號處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成上行或等待狀態(tài)下，外部反向呼叫信號的處理功能。2-6樓的下行呼叫*2，*4，*6，*10，*12為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。觸發(fā)后，先判斷呼叫的樓層信號是否與當前轎箱所處的樓層相等，如果相等，則直接觸發(fā)開門控制信號M211。如果不相等，則調(diào)用查詢上升表最大值子程序模塊，入口M3

38、。當查詢上升表最大值子程序模塊執(zhí)行完成后，發(fā)出M103任務(wù)完成信號，進而呼叫信號是否大于最大值，如果大于最大值，需要對先信號做加10處理，然后調(diào)用上行表排隊子程序模塊，入口M1。如果小于最大值，則直接調(diào)用下行表排隊子程序。梯形圖如圖4-2-11所示 4.2.12　下行或等待狀態(tài)反向信號處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成下行或等待狀態(tài)下，外部反向呼叫信號的處理功能。1-5樓的上行呼叫*1，*3，*5，*7，*11為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。觸發(fā)后，先判斷呼叫的樓層信號是否與當前轎箱所處的樓層相等，如果相等，則直接觸發(fā)開門控制信號M211。如果不相等，則調(diào)用查詢下降表最小值子程序模塊，入口M4。當查詢下降表最小值子

39、程序模塊執(zhí)行完成后，發(fā)出M104任務(wù)完成信號，進而呼叫信號是否小于最小值，如果小于最小值，需要對先信號做減10處理，然后調(diào)用上行表排隊子程序模塊，入口M2。如果大于最小值，則直接調(diào)用下行表排隊子程序。梯形圖如圖4-2-12所示。 圖4-2-11 上行或等待狀態(tài)下反向信號處理梯形圖 圖4-2-12 下行或等待狀態(tài)下反向信號處理梯形圖 4.2.13　上行同向信號處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成上行過程中，外部同向呼叫信號的處理過程。1-5樓的外部上行呼叫按鈕*1, *3, *5, *7, *11為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。程序被觸發(fā)后通過比較指令判斷呼叫信號與轎箱所在樓層的關(guān)系，如果呼叫信號大于轎箱所在

40、樓層則調(diào)用上行表排隊子程序，入口M1。如果呼叫信號小于轎箱所在樓層則調(diào)用下行表排隊子程序，入口M2。梯形圖如圖4-2-13所示。 圖4-2-13 上行同向信號處理梯形圖 4.2.14　下行同向信號處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成上行過程中，外部同向呼叫信號的處理過程。2-6樓的外部上行呼叫按鈕*2, *4, *6, *10, *12為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。程序被觸發(fā)后通過比較指令判斷呼叫信號與轎箱所在樓層的關(guān)系，如果呼叫信號大于轎箱所在樓層則調(diào)用上行表排隊子程序，入口M1。如果呼叫信號小于轎箱所在樓層則調(diào)用下行表排隊子程序，入口M2。梯形圖如圖4-2-14所示。 圖4-2-14 下行過程中同向信號

41、處理梯形圖 4.2.15　部呼叫信號處理環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成部呼叫信號的處理過程。部呼叫按鈕*13, *14, *15, *16, *17, *20為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。程序被觸發(fā)后通過比較指令判斷呼叫信號與轎箱所在樓層的關(guān)系，如果呼叫信號大于轎箱所在樓層則調(diào)用上行表排隊子程序，入口M1。如果呼叫信號小于轎箱所在樓層則調(diào)用下行表排隊子程序，入口M2。梯形圖如圖4-2-15所示。 圖4-2-15 部呼叫信號處理梯形圖 4.2.16　子程序調(diào)用環(huán)節(jié) 本環(huán)節(jié)完成六個字程序模塊的相關(guān)存儲單元和指針的賦初值和調(diào)用功能。梯形圖如圖4-2-16所示。 圖4-2-16 子程序調(diào)用環(huán)節(jié)梯形圖 4.3

42、　子程序功能說明 本系統(tǒng)有六個子程序功能模塊，分別是：上行表排隊處理子程序模塊，下行表排隊處理子程序模塊，查詢上行表最大值子程序模塊，查詢下行表最小值子程序模塊，上行表已完成任務(wù)消除子程序模塊，上行表已完成任務(wù)消除子程序模塊。 4.3.1　上行表排隊子程序模塊 本模塊完成進入上行表的呼叫信號的排序以及轉(zhuǎn)移處理功能。首先，呼叫信號通過D200進入子程序。子程序開場局部有三個監(jiān)控觸點: [= D200 D100V0]，[= D100V0 K0]和[> D200 D100V0]-[ <> D100V0 K0]。它們分別監(jiān)控D100V0是否與D200相等，是否等于0或者D100是否大于D100V

43、0。如果滿足第一個監(jiān)控觸點，說明當前的呼叫信號已經(jīng)在上行表中，不需要進一步處理可完畢子程序調(diào)用，返回主程序；如果滿足第二個監(jiān)控觸點，說明指針V0指向的表單元為空閑空間，可直接使用MOVP指令將D200存入D100V0中，然后返回主程序；如果滿足第三個監(jiān)控觸點，說明D200大于V0所指向的表單元，需要進一步搜索，使用INC指令給V0加一。 第四個監(jiān)控觸點[< D200 D100V0]-[ < D100V0 K10]如果被觸發(fā)，說明找到了表于D200的樓層信號，并且這個信號不是經(jīng)過加10處理的反向呼叫信號，可直接將D200插入到V0所指的表單元，并將其后的表單員中的數(shù)據(jù)一次向后移動一位，完成這一

44、系列操作后，返回主程序。 第五個監(jiān)控觸點[>= D100V0 K10]說明V0所指向的是經(jīng)過加10處理的反響呼叫信號。首先要對反向呼叫信號做減10處理，將其復(fù)原為普通的呼叫信號，然后通過比較指令判斷D200是否大于這個反向呼叫信號，如果大于，則需要將這個反響呼叫信號發(fā)往下行表中；如果不大于，則可直接將D200插入到V0所指的表單元中。本子程序模塊的梯形圖如圖4-3-1和圖4-3-2所示。 圖4-3-2 上行表排隊子程序模塊1 圖4-3-2 上行表排隊子程序模塊 4.3.2　下行表排隊子程序模塊 本模塊的程序構(gòu)造與上行表排隊子程序模塊類似，不同點在于本模塊的排序方式為升序排序方式。

45、梯形圖如圖4-3-3和圖4-3-4所示 圖4-3-3 下行表排隊子程序模塊1 圖4-3-4 下行表排隊子程序模塊 4.3.3　查詢上行表最大值子程序模塊 本模塊是為電梯響應(yīng)和處理上升過程中的反響呼叫信號提供效勞的。在出現(xiàn)反向呼叫信號時，需要判斷呼叫信號是否大于上行表中的最大任務(wù)數(shù)據(jù)，如果大于最大任務(wù)數(shù)據(jù)，則需要將其做加10標記處理后再存入上行表；如果小于最大任務(wù)數(shù)據(jù)，則直接將其存入下行表即可。本模塊初始化先將D2為0，開場執(zhí)行后，先D100V2的容存入D4中〔V2為指針，初值為0〕，然后進一步判斷當前讀取的表單元數(shù)據(jù)是否是經(jīng)過加10標記處理過的反向呼叫信號，如果是，將其做減10復(fù)原

46、處理，并存入D4中。最后將D4與D2進展比較，如果D4大于D2，則用D4的容覆蓋D2的容，然后將指針V2加1，直到將表中所有的數(shù)據(jù)查詢一遍后，D2的容便是當前上行表中的最大值了。本模塊梯形圖如圖4-3-5所示。 4.3.4　查詢下行表最小值子程序模塊 本模塊是為電梯響應(yīng)和處理下降過程中的反響呼叫信號提供效勞的。在出現(xiàn)反響呼叫信號時，需要判斷呼叫信號是否小于小行表中的最小任務(wù)數(shù)據(jù)，如果小于最小任務(wù)數(shù)據(jù)，則需要將其做減10標記處理后再存入下行表；如果大于最小任務(wù)數(shù)據(jù)，則直接將其存入上行表即可。本模塊初始化先將下行表的第一個表單元的容存入D3中，開場執(zhí)行后，先D120V3的容存入D5中〔V3為指

47、針，初值為0〕，然后進一步判斷當前讀取的表單元數(shù)據(jù)是否是經(jīng)過減10標記處理過的反向呼叫信號，如果是，將其做加10復(fù)原處理，并存入D5中。最后將D5與D3進展比較，如果D5小于D3〔D5等于0除外〕，則用D5的容覆蓋D3的容，然后將指針V3加1，直到將表中所有的數(shù)據(jù)查詢一遍后，D3的容便是當前下行表中的最小值了。本模塊梯形圖如圖4-3-6所示。 圖4-3-5 查詢上行表最大值子程序梯形圖 圖4-3-6 查詢下行表最小值子程序梯形圖 4.3.5　上行表已完成信號消除子程序模塊 本模塊完成電梯轎箱到站之后，上行表中已完成的任務(wù)數(shù)據(jù)的刪除以及被記憶的按鈕指示燈的熄滅功能。這局部的觸發(fā)信號都

48、是[ = D100 K**]形式的。當上升表的首單元D100等于*一個樓層信號時，即表示當前轎箱將要到達目標樓層，將開場一系列減速、平層和門控程序，這時D100中的樓層任務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)完成，應(yīng)該將其刪除，并依次將其后的樓層任務(wù)數(shù)據(jù)向前提升一位。 本模塊前半局部完成的是被記憶的按鈕指示燈的熄滅功能。當電梯運行至*一目標樓層時，[ = D100 K**]中的*一個會被觸發(fā)〔包括經(jīng)過加10處理過的上行反響呼叫信號〕，此時如果這一樓層的*一個按鈕指示燈處于被記憶狀態(tài)，則這個觸點就會連同被觸發(fā)的[ = D100 K**]以及平層信號〔*34〕構(gòu)成一個通路，從而觸發(fā)一個將此被記憶的指示燈復(fù)位的RST指令，從

49、而到達了按鈕指示燈熄滅的功能。 本模塊的后半局部完成了上行表中已完成的樓層呼叫數(shù)據(jù)刪除工作。其構(gòu)造很簡單，就是通過兩個指針V4和V5的移動和傳送數(shù)據(jù)來完成的。首先通過子程序起始賦初值將V4指向D100，將V5指向D101，然后通過MOV指令用V5指向的數(shù)據(jù)單元覆蓋V4指向的數(shù)據(jù)單元，然后分別將V4和V5做加1操作，直至將表中的所有數(shù)據(jù)向前移動一次為止。本模塊梯形圖如圖4-3-7和4-3-8所示。 4.3.6　下行表已完成信號消除子程序模塊 本模塊的構(gòu)造與上行表已完成信號消除子程序模塊完全一樣，梯形圖如圖4-3-9和4-3-10所示。 PLC程序就此完畢。 圖4-3-7 上行已完成信

50、號去除子程序模塊梯形圖1 圖4-3-8 上行已完成信號去除子程序模塊梯形圖2 圖4-3-9 下行表已完成的樓層呼叫信號刪除1 圖4-3-10 下行表已完成的樓層呼叫信號刪除2 致 三年大學(xué)時光伴隨著畢業(yè)設(shè)計即將畫上一個完整的句號。回首這兩年的美好歲月，感覺自己收獲頗多。在完成了大學(xué)最后一項任務(wù)后，突然發(fā)現(xiàn)不僅是對自己這三年的一個總結(jié)，同時也是對三年學(xué)習(xí)成果的一次考核，更是自己下一步學(xué)習(xí)的一次演習(xí)。在本次畢業(yè)設(shè)計以及論文編寫過程中，從工程的選定、和理性分析到最后的論文編排，感指導(dǎo)教師*教師給了我許多指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計工程的開場階段，也是我最迷茫的階段， *教師給了我很多方向上的

51、建議和指導(dǎo)，使我明確了設(shè)計目的。在隨后的工作中，*教師在電梯控制功能及編程方面，又給了我很多珍貴的建議。在論文編排階段， *教師又給我指出了很多的容組織上缺乏和錯誤之處。畢業(yè)設(shè)計是一個系統(tǒng)化的工程，在這個過程中我遇到了很多無法靠自己能力以及知識儲藏來解決的問題，盡管付出了很多努力，但是仍然無法沒有明顯的進展，這使我明白了協(xié)同工作的重要性。一個人的知識面永遠都是有限的，在接觸到一個全新的領(lǐng)域時，都會遇到很多棘手的問題，這是就要不斷地想別人請教和咨詢。這次的畢業(yè)設(shè)計不僅使我了解了很多新的知識，更重要的是我探索和獲取知識的能力的到了很大的提高，這跟教師們給我的指導(dǎo)也是分不開的。 同時也感學(xué)院為我

52、提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。 再一次感所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。還要感職業(yè)學(xué)院所有教師在這大學(xué)期間給我的培養(yǎng)。不僅使我學(xué)到了很多新知識，更重要的是，使我建立起了一套完整的科學(xué)思考觀，正是有了這樣科學(xué)的分析和思考問題的方式，才能使我解決畢業(yè)設(shè)計中遇到的一系列問題，同時這在我以后的生活、學(xué)習(xí)和工作中也將起到舉足輕重的作用。 最后，特別感各位教師在百忙中抽出時間評閱我的論文。 參考文獻 [1] ?可編程序控制器及其應(yīng)用?[M] 中國勞動社會保障，2007 [2] 廖常初主編，?F*系列PLC編程及應(yīng)用?[M

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