三菱PLC的三層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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基于PLC的三層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 .......................................................1 第1章 電梯概述 ..................................................3 1.1 引言 ........................................................3 1.2 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)史 ..............................................3 1.3 電梯的基本結(jié)構(gòu) ..............................................3 1.4 電梯的分類.................................................. 5 第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介.......................................... 6 2.1 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 .....................................6 2.2 PLC的工作原理............................................... 7 2.3 PLC的編程語言............................................... 8 2.4 PLC基本指令 .................................................8 2.5 梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則.............................................. 11 第3章 三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................12 3.1 電梯的控制要求.............................................. 12 3.2 三層電梯主電路 ..............................................12 3.3 輸入輸出點(diǎn)數(shù)分配 ............................................12 3.4 PLC外圍接線圖 ...............................................13 3.5 功能指令表概述 ..............................................14 3.6 程序分析.................................................... 15 3.7 三層電梯梯形圖程序 ..........................................19 結(jié) 束 語 ........................................................29 參考文獻(xiàn) ....................................................... 摘 要 電梯是高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，用于垂直運(yùn)送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)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。 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(jì)方案、設(shè)計(jì)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(jī)信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了PLC的編程方法，設(shè)計(jì)了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。采用本方案實(shí)現(xiàn)電梯控制，能夠解決繼電器——接觸器觸點(diǎn)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(diǎn)。使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。 關(guān)鍵詞：電梯、PLC、梯形圖 Abstract Elevator, the necessary transportation tool for tall buildings, is used for transferring passengers and commodities vertically. Most traditional elevator control system adopts relay--- contacting machine as its central director. But this system has so many disadvantages such as too many contacting points, high fault rate, heavy repairing work and so on. So if it was replaced by the control system equipped with PLC, the problems will be solved much more easily. This essay explains the application of PLC (Mitsubushi PLC) on elevator，by discussing the construction of elevator control system. It also illustrates the general design project, the design process and construction of the PLC control system for three-story buildings, listing the specific main circuit, trapezia control chart of elevator and repertoires. It also shows the construction of frame chart of the system and process flow chart. Thus the programming method of PLC is brought forward on the basis of analyzing and dealing with the logic relationship of random signs. It also designed a complicated elevator control system. If the project can be accepted, it can solve the problems which can be brought by relay, such as too many contacting points, high fault rate, low reliability, long installation and debugging time, heavy repairing work, complex connection and so on. 第1章 電梯概述 1.1 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(yùn)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(dòng)方式，將載有乘客或貨物的轎廂，運(yùn)行于垂直方向的兩根剛性導(dǎo)軌之間，運(yùn)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(yùn)輸服務(wù)的設(shè)備，它具有運(yùn)送速度快、安全可靠、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)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(yùn)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(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)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(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jì)方便靈活。 1.2 電梯的發(fā)展簡(jiǎn)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(shí)的金字塔，曾使用過由人力驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)之后，1858年美國研制以蒸氣為動(dòng)力，并通過皮帶傳動(dòng)和蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)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(jī)，特別是交流雙速電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯。從此以后，電梯這個(gè)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(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。 1.3 電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng).機(jī)與電的高度合一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品.對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來控制它. 1.3.1.曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力,使電梯運(yùn)行. 曳引系統(tǒng)主要由曳引鋼絲繩,導(dǎo)向輪,反繩輪組成. 1.3.2.導(dǎo)向系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度,使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng). 導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌,導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成. 1.3.3.轎廂 轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件,是電梯的工作部分. 轎廂由轎廂架和轎廂體組成. 1.3.4門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口. 門系統(tǒng)由轎廂門,層門,開門機(jī),門鎖裝置組成. 1.3.5重量平衡系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量,在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi),保證電梯的曳引傳動(dòng)正常. 系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成. 1.3.6電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力,實(shí)行電梯速度控制. 電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī),供電系統(tǒng),速度反饋裝置,電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成. 1.3.7電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制. 電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置,位置顯示裝置,控制屏(柜),平層裝置,選層器等組成. 1.3.8安全保護(hù)系統(tǒng) 保證電梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故發(fā)生. 由限速器,安全鉗,緩沖器,端站保護(hù)裝置組成. 1.4 電梯的分類: 1.41 按用途分: (1)客梯 代號(hào)K 為運(yùn)行乘客而設(shè)計(jì)的電梯,有完善的安全裝置. (2)貨梯 代號(hào)H 為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯,通常有人操作,有必備的安全裝置. (3)客貨梯 代號(hào)L 主要用作運(yùn)送乘客,但也可運(yùn)送貨物,它與客梯的區(qū)別在于轎廂內(nèi)部裝飾結(jié)構(gòu)不同. (4)病床電梯 代號(hào)B 為運(yùn)送病床而設(shè)計(jì)的電梯,具有轎廂長而窄的特點(diǎn). (5)住宅電梯 代號(hào)Z 供住宅樓使用的電梯,一般采用下集選控制方式,轎廂內(nèi)部裝飾較簡(jiǎn)單. (6)雜物電梯 代號(hào)W 供圖書館,辦公樓,飯店運(yùn)送圖書,文件,食品等.不容許人員進(jìn)入電梯,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無乘人必備的安全裝置. (7)船舶電梯 代號(hào)C 用于船舶上的電梯,能在船舶搖晃中正常工作. (8)觀光電梯 代號(hào)G 轎廂壁透明供乘客觀光之用. (9)還有一些專用電梯.(略) 1.42 按速度分: (1)低速電梯 速度不大于1米/秒的電梯. (2)快速電梯 速度大于1米/秒,低于2米/秒的電梯. (3)高速電梯 速度在2米/秒以上的電梯. 1.43 按拖動(dòng)方式分: (1)交流電梯 曳引電動(dòng)機(jī)是交流電機(jī). 當(dāng)電機(jī)是單速時(shí),稱為交流單速電梯 當(dāng)電機(jī)是雙速時(shí),稱為交流雙速電梯 當(dāng)電機(jī)具有調(diào)壓調(diào)速裝置時(shí),稱為交流調(diào)速電梯. 當(dāng)電機(jī)具有調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速裝置時(shí),稱為變頻調(diào)速電梯. (2)直流電梯 曳引電動(dòng)機(jī)是直流電機(jī) 分為直流有齒和直流無齒電梯. (3)液壓電梯 靠液壓傳動(dòng)的電梯,分為柱塞直頂式和柱塞側(cè)置式. (4)齒輪齒條式電梯(一般為工程電梯). 14.4 按控制方式分: (1)手柄操縱控制電梯 由司機(jī)操縱轎廂內(nèi)的手柄開關(guān),實(shí)行轎廂運(yùn)行控制的電梯. (2)按鈕控制電梯 具有簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制方式的電梯,具有自動(dòng)平層功能. (3)信號(hào)控制電梯 自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯.具有自動(dòng)平層,自動(dòng)開門,轎廂命令登記,廳外召喚登記,自動(dòng)停層,順向截停和自動(dòng)換向等功能. (4)集選控制電梯 高度自動(dòng)控制的電梯,可無司機(jī)駕駛,除信號(hào)控制電梯的功能外,還具有自動(dòng)掌握停站時(shí)間,自動(dòng)應(yīng)召服務(wù),自動(dòng)換向應(yīng)答反向廳外召喚等功能. (5)下集選控制電梯 只有在電梯下行時(shí)才能被截停的集選控制電梯. (6)并聯(lián)控制電梯 幾臺(tái)電梯被聯(lián)在一起控制.共用廳門外召喚信號(hào)的電梯.具有集選功能. (7)梯群程序控制電梯 多臺(tái)集中排列,共用廳外召喚按鈕,按規(guī)定程序集中調(diào)度和控制的電梯. (8)梯群智能控制電梯 由電腦根據(jù)客流情況,自動(dòng)選擇最佳運(yùn)行方式的集群控制電梯. 第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介 2.1電梯PLC控制系統(tǒng) 2.1.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 PLC 內(nèi)部主要由主機(jī)、輸入 / 輸出接口、電源、編程器、擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等幾部分組成。 2.1.2 主機(jī) 主機(jī)部分包括中央處理器（ CPU ）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 CPU 是 PLC 的核心，一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。 (1) 運(yùn)行用戶程序 。 (2) 監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。 (3) 作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類：一類是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器： 主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對(duì)用戶程序作編譯處理 的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。 用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。 2.1.3 輸入 / 輸出 (I/O) 接口 輸入接口 用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開關(guān)、傳感器等）的控制信號(hào)。 輸出接口 用于將經(jīng)主機(jī)處理過的結(jié)果通過輸出電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如 : 接觸器、電磁閥、指示燈等）。 2.1.4 電源 電源 指為 CPU 、存儲(chǔ)器、 I/O 接口等內(nèi)部電子電路工作所 配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源 2.1.5 編程器 編程器 是 PLC 很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤、顯示 器組成。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩類。小型 PLC 常用 簡(jiǎn)易編程器，大、中型 PLC 多用智能編程器。編程器的 作用是編制用戶程序并送入 PLC 程序存儲(chǔ)器。利用編程 器可檢查、修改、調(diào)試用戶程序和在線監(jiān)視 PLC 工作狀 況。現(xiàn)在許多 PLC 采用和計(jì)算機(jī)聯(lián)接，并利用專用的工 具軟件進(jìn)行編程或監(jiān)控。 2.1.5. 輸入輸出擴(kuò)展接口 I/O 擴(kuò)展接口 用于將擴(kuò)充外部輸入 / 輸出端子數(shù)擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）聯(lián)接在一起。 2.1.6 外部設(shè)備接口 此接口可將編程器、打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相連。 2.2 可編程控制器的工作原理 PLC 采用 “ 順序掃描、不斷循環(huán) ” 的工作方式， 這個(gè)過程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段 ，整個(gè)過程掃 描并執(zhí)行一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。 2.2.1 輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入狀態(tài)寄存器，即輸入刷新。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入 。 2.2.2 程序執(zhí)行階段 PLC 在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步序，執(zhí)行 程序指令。其過程如下：從輸入狀態(tài)寄存器和其它元件 狀態(tài)寄存器中讀出有關(guān)元件的通 / 斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶程 序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)的狀態(tài)寄存器中。 2.2.3 輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對(duì)應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存器的通 / 斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出寄存器，去 控制各物理繼電器的通 / 斷，這才是 PLC 的實(shí)際輸出。 由 PLC 的工作過程可見， 在 PLC 的程序執(zhí)行階段，即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)立即改變，要 等到下一個(gè)周期輸入處理階段才能改變。暫存在輸出狀態(tài)寄存器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束， CPU 集中將 這些輸出信號(hào)全部輸出給輸出鎖存器，這才成為實(shí)際的 CPU 輸出。因此全部輸入、輸出狀態(tài)的改變就需要一個(gè)掃描周 期，換言之，輸入、輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期。 2.2.4 可編程控制器的主要技術(shù)性能 1. I/O 點(diǎn)數(shù) 指 PLC 外部輸入和輸出端子數(shù)。 2. 用戶程序存儲(chǔ)容量 用來衡量 PLC 所能存儲(chǔ)用戶程序的多少。 3. 掃描速度 指掃描 1000 步用戶程序所需的時(shí)間，以 ms/ 千步為單位。 4. 指令系統(tǒng)條數(shù) 指PLC具有的基本指令和高級(jí)指令的種類和數(shù)量。種類數(shù)量越多，軟件功能越強(qiáng)。 5. 編程元件的種類和數(shù)量 編程元件指：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用 “ 字 ” 寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼 電器等。其種類和數(shù)量是衡量 PLC 的一個(gè)指標(biāo)。 圖2.4 FP1—C24編程元件的表示形式編號(hào)范圍 2.3 編程語言的形式 本教材采用最常用的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。采用梯形圖編程，因?yàn)樗庇^易懂，但需要一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗恍枰慌_(tái)簡(jiǎn)易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計(jì)算機(jī)來編程。 雖然一些高檔的PLC還具有與計(jì)算機(jī)兼容的C語言、BASIC語言、專用的高級(jí)語言（如西門子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語言、通用計(jì)算機(jī)兼容的匯編語言等。不管怎么樣，各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。 編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號(hào)。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計(jì)算機(jī)是完全相同的。同時(shí)PLC也有編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號(hào)或圖形符號(hào)編譯成機(jī)器碼，所以用戶看到的PLC指令一般不是機(jī)器碼而是文字代碼，或圖形符號(hào)。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號(hào)即梯形圖，它類似于電氣原理圖是符號(hào)，易為電氣工作人員所接受。 指令系統(tǒng)：一個(gè)PLC所具有的指令的全體稱為該P(yáng)LC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著PLC的功能和性能。一般講，功能強(qiáng)、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。我們?cè)诰幊讨氨仨毰錚LC的指令系統(tǒng) 程序：PLC指令的有序集合，PLC運(yùn)行它，可進(jìn)行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計(jì)，PLC的廠家或代銷商不提供。用語句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。 2.4 PLC基本指令： （1）LD（取）、LDI取反）、OUT（輸出）指令；LD（?。?、LDI（取反）以電工的說法前者是常開、后者為常閉。這二條指令最常用于每條電路的第一個(gè)觸點(diǎn)（即左母線第一個(gè)觸點(diǎn)），當(dāng)然它也可能在電路塊與其它并聯(lián)中的第一個(gè)觸點(diǎn)中出現(xiàn)。 圖2.4.1 PLC基本指令 這是一張?zhí)菪螆D（不會(huì)運(yùn)行）。左邊的縱線稱為左母線，右母線可以不表示。該圖有三個(gè)梯級(jí)；第1梯級(jí)；左邊第一個(gè)觸點(diǎn)為常開，上標(biāo)為X000，X表示為輸入繼電器，其后的000數(shù)據(jù)，可以這樣認(rèn)為它使用的是輸入繼電器中的編號(hào)為第000的觸點(diǎn)（下同）。其指令的正確表示應(yīng)為（如右圖程序所示）：0、LD X000 （前頭的0 即為從第0步開始，指令輸入時(shí)無須理會(huì)，它會(huì)自動(dòng)按順序顯示出）。 第2梯級(jí)；左邊的第一個(gè)觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn)，上標(biāo)為T0，T表示定時(shí)器（有時(shí)間長短不同，應(yīng)注意），0則表示定時(shí)器中的編號(hào)為0的觸點(diǎn)。其指令的正確表示應(yīng)為：2、LDI T0（如程序所示）。 第3梯級(jí)；左邊第一個(gè)觸點(diǎn)為常閉，上標(biāo)為M0, M為輔助繼電器（該繼電器有多種，注意類別），其指令的正確表示應(yīng)為：4、LDI M0（如程序所示）。本梯級(jí)的第2行第一個(gè)觸點(diǎn)為常開，上標(biāo)為Y000，Y表示輸出繼電器，由于該觸點(diǎn)與后面Y001觸點(diǎn)呈串聯(lián)關(guān)系，形成了所謂的電路"塊"，故而其觸點(diǎn)的指令應(yīng)為 5、LD Y000?？傊甃D與LDI指令從上面可以看出，它們均是左母線每一梯級(jí)第一觸點(diǎn)所使用的指令。而梯級(jí)中的支路（即第3梯級(jí)的第2行）有二個(gè)或二個(gè)以上觸點(diǎn)呈串聯(lián)關(guān)系，其第一觸點(diǎn)同樣按LD或LDI指令?？墒褂肔D、LDI指令的元件有：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、狀態(tài)繼電器S。OUT為線圈驅(qū)動(dòng)指令，該指令不能出現(xiàn)在左母線第一位。驅(qū)動(dòng)線圈與驅(qū)動(dòng)線圈不能串聯(lián)，但可并聯(lián)。同一驅(qū)動(dòng)線圈只能出現(xiàn)一次，并安排在每一梯級(jí)的最后一位。如上圖中的1、OUT Y000，3、OUT Y001，Y為輸出繼電器，其線圈一旦接獲輸出信號(hào)，可以這樣認(rèn)為，線圈將驅(qū)動(dòng)其相應(yīng)的觸點(diǎn)而接通外部負(fù)載（外部負(fù)載多為接觸器、中間繼電器等）。而上圖8、OUT T0 K40 為定時(shí)器驅(qū)動(dòng)線圈指令，其中的K為常數(shù)40為設(shè)定值（類似電工對(duì)時(shí)間繼電器的整定）。可使用OUT指令元件有：輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、狀態(tài)繼電器S。 （2）觸點(diǎn)的串聯(lián)指令A(yù)ND（與）ANI（與非）；前者為常開，后者為常閉。二者均用于單個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)。二指令可重復(fù)出現(xiàn)，不受限制，。如下圖所示。 圖2.4.2 觸點(diǎn)的串聯(lián)指令A(yù)ND( 與）ANI（與非) 800)this.width=800" border=0> 由第1梯級(jí)來看；X000、T0、Y001三觸點(diǎn)成串聯(lián)關(guān)系，即T0的常閉串接于X000的后端，而Y001的常閉則串接于T0常閉的后端。由于都是常閉故用ANI指令?，F(xiàn)來看第2梯級(jí)；X000、M0、Y001，同樣三觸點(diǎn)也是串聯(lián)關(guān)系，M0的常閉接點(diǎn)串接于X001的后端，而Y000的常開接點(diǎn)則串接于M0的后端。故M0的指令用ANI，而Y000的指令則用AND（具體編程詳上圖），一句話只要是串聯(lián)后面是常開的用AND，是常閉的則用ANI。可使用AND、ANI指令元件有：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、狀態(tài)繼電器S。 （3）觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR（或）、ORI（或反）；觸點(diǎn)并聯(lián)時(shí)，不管梯級(jí)中有幾條支路，只要是單個(gè)觸點(diǎn)與上一支路并聯(lián)，是常開的用OR，是常閉的則用ORI。如下圖所示。 圖2.4.3觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR 可以看出上圖的X000、X001、M0三者處于并聯(lián)關(guān)系。由于X000下面二條支路均為單個(gè)觸點(diǎn)，因X001是常開觸點(diǎn)，故用OR指令。而M0是常閉觸點(diǎn)，則用ORI指令。三接點(diǎn)并聯(lián)后又與M1串聯(lián)，串聯(lián)后又與Y000并聯(lián)，而Y000也是單個(gè)觸點(diǎn)，所以仍采用OR指令?？墒褂肙R、ORI指令元件有：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、狀態(tài)繼電器S。 （4）串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令ORB（或）；任一梯級(jí)中有多（或單支路）支路與上一級(jí)并聯(lián)，只要是本支路中是二個(gè)以上的觸點(diǎn)成串聯(lián)關(guān)系（即所謂的：串聯(lián)電路塊），則應(yīng)使用ORB指令。如下圖所示。 圖2.4.4串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令 由上圖可以看出，第一支路X003的常開觸點(diǎn)與M1的常開觸點(diǎn)成串聯(lián)關(guān)系（在這樣的情況下，形成了塊的關(guān)系），它是與上一行的X000與M0串聯(lián)后相并聯(lián)，此時(shí)程序的編寫，如步序號(hào)0、1、2、3、4所示。4所出現(xiàn)的第一個(gè)ORB指的是與上一行并。而第二支路，常閉Y001與M2同樣是串聯(lián)關(guān)系。也是一個(gè)塊結(jié)構(gòu)，其串聯(lián)后再與第一支路并。故步序7再次出現(xiàn)ORB。ORB指令并無梯形圖與數(shù)據(jù)的顯示。可以這樣認(rèn)為；它是下一行形成電路塊的情況下與上一行并聯(lián)的一條垂直直線（如圖中所示的二條粗線）。 （5）并聯(lián)電路塊與塊之間的串聯(lián)指令A(yù)NB；如左下圖虛線框內(nèi)所示的二電路塊相串，各電路塊先并好后再用ANB指令進(jìn)行相串。左圖的梯形圖可以用右圖進(jìn)行簡(jiǎn)化。程序的編寫如下圖所示。ANB指令并無梯形圖與數(shù)據(jù)的顯示。可以這樣認(rèn)為；它是形成電路塊與電路塊之間的串聯(lián)聯(lián)接關(guān)系，是一條橫直線。 圖2.25 并聯(lián)電路塊與塊之間的串聯(lián)指令A(yù)NB （6）進(jìn)棧指令MPS、讀棧指令MRD、出棧指令MPP和程序結(jié)束指令END；MPS、MRD、MPP這是一組堆棧指令。如下圖使用的二種堆棧形式；在堆棧形式下MPS應(yīng)與MPP成對(duì)出現(xiàn)使用。如在第一堆棧形式下，則采用MPS、MPP指令。若在MPS、MPP指令中間還有支路出現(xiàn)，則增加MRD指令，如下圖的第二堆棧所示。應(yīng)知道MPS、MPP成對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)應(yīng)少于11次，而MRD的指令則可重復(fù)使用，但不得超過24次。要知道這一組指令，同樣并無梯形圖與數(shù)據(jù)的顯示?？梢赃@樣認(rèn)為；MPS是堆棧的起始點(diǎn)，它起到承上啟下的聯(lián)接點(diǎn)作用，而支路的MRD、MPP則與之依次聯(lián)接而已。而END指令則是結(jié)束指令，它在每一程序的結(jié)束的末端出現(xiàn)。 2.5 梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則 1．觸點(diǎn)的安排 梯形圖的觸點(diǎn)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(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)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(diǎn)畫在線圈右邊，只能在觸點(diǎn)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(shí)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(diǎn)畫出它的等效電路，然后再進(jìn)行編程就比較容易。 6．編程順序 對(duì)復(fù)雜的程序可先將程序分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的程序段，每一段從最左邊觸點(diǎn)開始，由上之下向右進(jìn)行編程，再把程序逐段連接起來。 第3章 三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1控制要求： （1）開始時(shí)，電梯處于任意一層。 （2）當(dāng)有外呼電梯信號(hào)到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號(hào)，達(dá)到該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行，（轎廂門打開，延時(shí)3秒后自動(dòng)關(guān)門） （3）當(dāng)有內(nèi)呼電梯信號(hào)到來是，轎廂響應(yīng)該呼梯信號(hào)，達(dá)到該樓層時(shí)，轎廂停止運(yùn)行，（轎廂門打開，延時(shí)3秒后自動(dòng)關(guān)門） （4）在電梯轎廂運(yùn)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(hào)均不響應(yīng)，但如果反方向外呼梯信號(hào)前方再無其他內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外呼梯信號(hào)。例如，電梯轎廂在一樓，將要運(yùn)行到三樓，在次過程中可以響應(yīng)二層向上的外呼梯信號(hào)，但不響應(yīng)二層向下的外呼梯信號(hào)。當(dāng)?shù)竭_(dá)二層，如果三層沒有任何呼梯信號(hào)，則電梯可以響應(yīng)二層向下外呼梯信號(hào)。否則，電梯將繼續(xù)運(yùn)行至三樓，然后向下運(yùn)行響應(yīng)二層向下外呼梯信號(hào)。 （5）電梯具有最遠(yuǎn)反向外呼梯功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時(shí)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(hào)。 （6）電梯未平層或運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行后，按開門按鈕轎廂開門，按關(guān)門按鈕轎廂關(guān)門。 3.2 三層電梯主電路 圖3.2 三層電梯主電路 3.3I/O點(diǎn)數(shù)分配 電梯邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC，哪些信號(hào)需要輸入至PLC，PLC需要驅(qū)動(dòng)哪些負(fù)載,以及采用何種編程方式，都是需要認(rèn)真考慮的問題，都會(huì)影響到其內(nèi)部I/O點(diǎn)數(shù)的分配。因此，I/O點(diǎn)數(shù)的確定,是設(shè)計(jì)整個(gè)PLC電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問題,決定著系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，也是系統(tǒng)軟件編寫的前提。在I/O口的分配確定了之后就可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要和設(shè)備結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行連接。 I/O分配 輸入 輸出 內(nèi)呼一層SB1： X0001 一層指示燈E1： Y0001 內(nèi)呼二層SB2： X0002 二層指示燈E2： Y0002 內(nèi)呼三層SB3： X0003 三層指示燈E3： Y0003 一層上呼SB5： X0005 一層呼叫燈E5： Y0005 二層下呼SB6： X0006 二層下燈E6： Y0006 二層上呼SB7： X0007 二層上燈E7： Y0007 三層下呼SB8： X0010 三層下呼燈E8： Y0010 三層上呼SB9： X0011 三層上呼燈E9： Y0011 一層到位開關(guān)SQ1：X0013 二層到位開關(guān)SQ2：X0014 三層到位開關(guān)SQ3：X0015 3.4 PLC外圍接線圖 一主回路 圖3.4 PLC外圍接線圖主回路 二、PLC接線圖（輸入回路） 圖3.4.2 PLC接線圖（輸入回路） 三 PLC接線圖（輸出回路） 圖3.4.3 PLC接線圖（輸出回路） 3.5功能指令表概述 LD X20 上限位 AND X21 下限位 OUT M10 平層 LD X03 一層感應(yīng)開關(guān) SET M500 一層顯示 RST M501 RST M502 RST M503 LD X04 二層開關(guān) SET M501 二層顯示 RST M500 RST M502 RST M503 LD X05 三層開關(guān) SET M502 三層顯示 RST M500 RST M501 RST M503 LD M500 ANI T0 OUT Y10 一層顯示輸出 LD M501 ANI T0 OUT Y11 二層顯示輸出 LD M502 ANI TO OUT Y12 三層顯示輸出 LD M503 ANI T0 LD X00 急停 ANI T1 OUT T0 K 090 LD TO OUT T1 K 0110 LD X00 ANI X01 檢修 MC N0 SP M000 LD X22 轎內(nèi)指令：X22-X25 OR M12 LDI M500 ORI M10 ANB OUT M12 LD X23 OR M13 LDI M501 ORI M10 ANB OUT M13 LD X24 OR M14 LDI M502 ORI M10 ANB OUT M14 LD X25 OR M15 LDI M503 ORI M10 ANB OUT M15 LD X11 外呼按鈕：X11-X16 OR M21 LDI M500 ORI M10 ANB OUT M21 LDI M501 ORI M10 ORI M32 LD X12 OR M22 ANB OUT M22 LDI M501 ORI M10 ORI M31 LD X13 OR M23 ANB OUT M23 LDI M502 ORI M10 ORI M32 LD X14 OR M24 ANB OUT M24 LDI M502 ORI M10 ORI M31 LD X15 OR M25 ANB OUT M25 LD X16 OR M26 LDI M503 ORI M10 ANB OUT M26 MCR N0 LD M13 OR M14 OR M15 AND M500 LD M14 OR M15 AND M501 ORB LD M15 AND M502 ORB OR M31 AND X00 AND X02 SET Y0 上行輸出 RST Y1 LD M14 OR M13 OR M12 AND M503 LD M13 OR M12 AND M502 ORB LD M12 AND M501 ORB OR M32 AND X00 AND X02 SET Y1 下行輸出 RST Y0 LD M21 OR M22 OR M23 OR M24 OR M25 AND M503 LD M21 OR M22 OR M23 AND M502 ORB LD M21 AND M501 ORB ANI M31 OUT M32 外呼下行 LD M22 OR M23 OR M24 OR M25 OR M26 AND M500 LD M24 OR M25 OR M26 AND M501 ORB LD M26 AND M502 ORB ANI M32 OUT M31 外呼上行 3.6程序分析 3.7三層電梯梯形圖程序 步序 指 令 步序 指 令 0 LD T48 13 OLD 1 O T56 14 LD T67 2 O T75 15 AN T68 3 AN I0.2 16 OLD 4 AN M0.1 17 OLD 5 AN M0.5 18 AN Q0.0 6 LD T38 19 AN Q0.1 7 AN T39 20 = Q0.2 8 LD T50 21 LD T52 9 AN T51 22 O T64 10 OLD 23 AN I0.1 11 LD T67 24 AN M0.1 12 AN T68 25 AN M0.2 步序 指 令 步序 指 令 26 AN M0.3 55 LD T44 27 AN M0.4 56 AN T45 28 LD T40 57 LD T62 29 AN T41 58 AN T63 30 LD T46 59 OLD 31 AN T47 60 LD T72 32 OLD 61 AN T73 33 LD T54 62 OLD 34 AN T55 63 AN Q0.1 35 OLD 64 AN Q0.2 36 LD T58 65 = Q0.0 37 AN T59 66 LD I0.2 38 OLD 67 AN I0.4 39 LD T69 68 AN I0.5 40 AN T77 69 A I0.3 41 OLD 70 LD M0.1 42 LD T74 71 AN M0.3 43 AN T78 72 OLD 44 OLD 73 AN I0.0 45 OLD 74 = M0.1 46 AN Q0.0 75 AN M2.0 47 AN Q0.2 76 TON T38, +10 48 = Q0.1 77 LD T38 49 LD T42 78 TON T39, +30 50 O T60 79 LD T39 51 O T70 80 AN I0.2 52 AN I0.0 81 TON T40, +30 53 AN M0.3 82 TON T41, +50 54 AN M0.6 83 TON T42, +80 步序 指 令 步序 指 令 84 TON T43, +100 116 TON T50, +10 85 LD I0.0 117 LD T50 86 AN I0.3 118 TON T51, +30 87 AN I0.4 119 LD T51 88 A I0.5 120 AN I0.2 89 LD M0.3 121 TON T52, +30 90 AN M0.1 122 TON T53, +50 91 AN M0.5 123 LD I0.2 92 OLD 124 AN I0.5 93 AN I0.2 125 A M0.1 94 = M0.3 126 A M0.5 95 AN M2.1 127 AN M2.1 96 TON T44, +10 128 LD M2.0 97 LD T44 129 AN M0.2 98 TON T45, +30 130 AN M0.3 99 LD T45 131 AN M0.4 100 AN I0.0 132 AN M0.6 101 TON T46, +30 133 OLD 102 TON T47, +50 134 AN I0.0 103 TON T48, +80 135 = M2.0 104 TON T49, +100 136 TON T67, +10 105 LD I0.2 137 LD T67 106 AN I0.3 138 TON T68, +30 107 AN I0.5 139 LD T68 108 A I0.4 140 AN I0.2 109 LD M0.5 141 AN I0.1 110 AN M0.2 142 LD M3.0 111 AN M0.4 143 AN I0.0 112 OLD 144 OLD 113 AN I0.0 145 TON T69, +10 114 = M0.5 146 TON T77, +30 115 AN M2.0 147 = M3.0 步序 指 令 步序 指 令 148 LD M3.0 178 TON T59, +30 149 AN I0.1 179 LD T59 150 TON T70, +30 180 AN I0.1 151 TON T71, +50 181 TON T60, +30 152 LD I0.1 182 TON T61, +50 153 AN I0.3 183 LD I0.0 154 AN I0.4 184 AN I0.3 155 A I0.5 185 AN I0.5 156 LD M0.4 186 A I0.4 157 AN M0.1 187 LD M0.6 158 AN M0.5 188 AN M0.2 159 OLD 189 AN M0.4 160 = M0.4 190 OLD 161 TON T54, +10 191 AN I0.2 162 LD T54 192 = M0.6 163 TON T55, +30 193 AN M2.1 164 LD T55 194 TON T62, +10 165 AN I0.1 195 LD T62 166 TON T56, +30 196 TON T63, +30 167 TON T57, +50 197 LD T63 168 LD I0.1 198 AN I0.0 169 AN I0.4 199 TON T64, +30 170 AN I0.5 200 TON T65, +50 171 A I0.3 201 LD I0.0 172 LD M0.2 202 AN M0.3 173 AN M0.6 203 A M0.3 174 OLD 204 A M0.6 175 = M0.2 205 AN M2.0 176 TON T58, +10 206 LD M2.1 177 LD T58 207 AN M0.1 步序 指 令 步序 指 令 208 AN M0.2 260 AN T57 209 AN M0.4 261 AN T76 230 AN M0.5 261 = Q0.7 231 OLD 263 = M1.0 232 AN I0.2 264 LD I0.0 233 = M2.1 265 O I0.2 234 TON T72, +10 266 A I0.4 235 LD T72 267 O M1.1 236 TON T73, +30 268 AN T41 237 LD T73 269 AN T47 238 AN I0.0 270 AN T53 239 A I0.1 271 AN T65 240 LD M3.1 272 AN T77 241 AN I0.2 273 A T78 242 OLD 274 = Q0.6 243 TON T74, 275 = M1.1 244 +10 276 LD I0.1 245 TON T78, 277 O I0.2 246 +30 278 A I0.3 247 = M3.1 279 O M1.2 248 LD M3.1 280 AN I0.0 249 AN I0.1 281 AN