本設(shè)計就以可編程控制器（PLC）作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。先對四層電梯的硬件部分作分析，看需要什么樣的開關(guān)，電機，信號燈等。然后，畫出它的控制面板圖，再根據(jù)控制面板圖估計一下I/O點數(shù)，這樣可以確定所選機型，然后再設(shè)計軟件，寫出流程圖，梯形圖，寫出語句。

最后是進行調(diào)試，看看此程序是否可行。

目  錄

第1章 緒論

1.1 課題的研究背景及意義

1968年，美國最大的汽車制造商——通用汽車公司為滿足市場需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨�量、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運而生，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。

70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個人計算機（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。

1985年國際電工委員會（IEC）對PLC的定義如下：

可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。

PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運算（2）弱電控制強電。

PLC是集自動控制技術(shù)，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可編程控制器，簡稱PLC。它在集成電路、計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有1.可靠性高、抗干擾能力強 2.設(shè)計、安裝容易，維護工作量少 4.功能強、通用性好 5.開發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點。具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電——接觸器控制系統(tǒng)小；價格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機構(gòu)；能向中央執(zhí)行機構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。

   電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，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。

電梯是集機電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設(shè)計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。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，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。

總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。因此，進行電梯的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動電梯行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。

1. 按使用性質(zhì)分客梯、貨梯、病床客梯、客貨兩用梯等。

客梯：客梯一般是用于運送乘客。

貨梯：貨梯一般專用于貨物的運輸。

病床電梯：病床電梯通常用于運送躺在病床上的病人及其護理人員。

客貨兩用梯：客貨兩用梯一般既可用于運送乘客，又可運送貨物。

2.電梯按速度分類

電梯按速度一般分為:高速梯、快速梯和低速梯。

高速電梯：高速電梯速度在2 m/s以上，有的稱之為甲類梯。

快速電梯：快速電梯速度在1.5m/s以上，有的稱之為乙類梯。

低速電梯：低速電梯速度在1.O1m/s以上，有的稱之為丙類梯。

目前大部分住宅客梯都選擇速度為1.Om/s 。               

3.電梯按拖動系統(tǒng)分類

電梯按拖動系統(tǒng)分類，一般分為交流電梯和直流電梯。

交流電梯：交流電梯使用交流電梯曳引機。貨梯及雜物梯一般為交流電驅(qū)動，速度在0.5m/s以內(nèi)。客梯中交流電梯一般用于樓層不十分高及使用要求不高的場所。如一般民用住宅等，它的速度一般在1m/s以內(nèi)。

直流電梯：直流電梯，由于它的啟車、換速、找平、停車比較平穩(wěn)，運行速度快，用于高層及要求較高的場所。直流電梯又分成直流快速電梯和直流高速電梯，其速度分別為1.5-1.75m/s,和2-3.5m/s 。直流電梯的直流電動機一般由電動發(fā)動機組供電和控制。

4.電梯接控制方式分類

電梯按控制方式分類，一般分為半自動電梯、自動電梯、集選控制電梯等。

半自動電梯：半自動電梯分三種情況:a.手開自平電梯——是由轎箱內(nèi)手柄開關(guān)控制，具有自動平層的電梯，貨梯多屬于此類。b.按鈕自平電梯——是由按鈕控制具有自動平層裝置的電梯，多用于貨梯及雜物電梯。c.自平、自開門電梯——上述兩種帶有自動開關(guān)門裝置的電梯。

自動電梯：自動電梯也分三種類型:1.信號控制電梯，除具有自動平層自開門動作外，并具有內(nèi)外選層、自動定向，順向截車等性能。此種電梯需有司機操作。2.集選控制電梯，除具有信號控制電梯的性能以外，也可以無司機操縱，所以需要增加廳外呼叫反向截車環(huán)節(jié)。3.下集選控制電梯，用于無司機交、直流電梯，基本工作狀態(tài)與集選同，所不同的是廳外向下召喚信號才予以應(yīng)答。

集選控制電梯：集選控制電梯是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、高度自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于它能實現(xiàn)無司機操縱。它除了具有信號控制方面的功能外，還具有自動掌握停站時間、自動應(yīng)召服務(wù)、自動換向應(yīng)答、反向廳外召喚等功能。

1857年美國人OTIS發(fā)明出真正意義上的電梯。從此以后，電梯電氣控制技術(shù)越來越受到人們的重視。電梯電氣控制技術(shù)是否，主要體現(xiàn)在電梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計上。電梯的電氣控制主要是對各種指令信號、位置信號、速度信號和安全信號進行管理，使電梯正常運行或處于保護狀態(tài)，發(fā)出各種顯示信號。電梯的電氣控制，過去采用繼電器邏輯線路，一般稱繼電器控制。這種硬布線的邏輯控制方式具有原理簡單、直觀等特點。但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，國家已規(guī)定淘汰。目前我國電梯主要由先進的、可靠性高的微型計算機或可編程控制器控制。

PLC是可編程控制器的簡稱，它是一種用于自動控制的專用微機，實質(zhì)上屬于微機控制方式，但可編程控制器具有其自身的特點：①PLC在設(shè)計和制造上采取了許多抗干擾措施，能在較惡劣的各種環(huán)境里工作，可靠性高。②PLC將CPU、存儲器、1/0接口等做成一體，使用方便，擴展容易。目前在國產(chǎn)電梯及中低檔的客梯廣泛采用了PLC控制系統(tǒng)，特別適合在用電梯的技術(shù)改造和控制器開發(fā)。

在經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ�活的一個不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大。總趨勢是上升的，目前進入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達(dá)到這個水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長17．8%。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!

我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達(dá)到了74%。先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。

中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍。

世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成為電梯家族中新的組成部分。

目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PLC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務(wù)，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。

隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機電設(shè)備，要實現(xiàn)“綠色”，也就是強調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。

目前意義上的“綠色”，一般是強調(diào)“天然”的一面，強調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。

(1)智能化。 我們這里所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運動速度和停車政策；自動選擇運動方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。

(2)安全。 運行安全是電梯的根本和關(guān)鍵。可以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發(fā)生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。

(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個方面：

①視覺協(xié)調(diào)。 有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協(xié)調(diào)無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內(nèi)的許多電梯公司對此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過引進國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。

②消除電磁輻射。 如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達(dá)到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化(0A)、樓宇自動化(BA)、通訊自動化(CA)的正常運轉(zhuǎn)。

③舒適感。 通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計算機優(yōu)化設(shè)計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。

對現(xiàn)代化電梯性能的衡量，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(yīng)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(shè)置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應(yīng)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(yù)報、新聞等。

2.1 PLC控制系統(tǒng)組成

圖2-1 典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖

2.1.1 硬件的組成

圖2-1為典型PLC控制系統(tǒng)的硬件組成圖。PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)實際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡要介紹。

   主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式PLC（PLC的各個部件都在同一機殼內(nèi)）外，目前市場多數(shù)的PLC都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC的各個部件獨立封裝，稱之為模塊）。在PLC中各個模塊均通過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱CPU），它包括：CPU，存儲器，通信接口等部分。

   輸入/輸出模塊 PLC的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程， PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。生產(chǎn)過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的I/O模塊作為CPU與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號的模塊供用戶選擇。對于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入/輸出模塊，開關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流信號輸入/輸出模塊，220V交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶CPU，存儲器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨立完成各種運算。智能模塊的種類很多，如高速計數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能I/O模塊。

  電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。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PLC的制造商對電源的設(shè)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。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

   I/O電路 PLC的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。經(jīng)過PLC處理后，通過執(zhí)行裝置實現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對象（需要進行控制的機器，設(shè)備和生產(chǎn)過程）進行檢測，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關(guān)等也可以向PLC送控制指令。輸出電路的功能就是接受PLC輸出的控制信號，對被控對象執(zhí)行控制任務(wù)。

PLC的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機，條碼讀入機等等。編程器是PLC的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到PLC的用戶程序存儲器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。可編程終端是具有I/O功能的PLC人機界面產(chǎn)品。人可以通過觸摸屏幕將信息輸入PLC中同樣可編程終端也可以將PLC的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。

2.1.2 軟件的組成

PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。

   PLC系統(tǒng)軟件與工作過程  PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下PLC對用戶程序進行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。

  應(yīng)用軟件 PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成PLC實際控制任務(wù)而編制的各種軟件。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴大，應(yīng)用水平的提高，PLC應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。PLC應(yīng)用軟件與一般計算機信息處理軟件相比，有很大不同，PLC應(yīng)用軟件有以下幾個特點：

(1)應(yīng)用軟件設(shè)計必須與生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實現(xiàn)的方式也不一樣。所以程序設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計應(yīng)用程序。

(2)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。軟件設(shè)計人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計。設(shè)計必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實際情況進行相應(yīng)的程序設(shè)計。

(3)PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計需要計算機，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識。特別是PLC網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)不再是一個單獨的裝置。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺不同型號的PLC，計算機，外圍設(shè)備等。因此在進行軟件設(shè)計時，實現(xiàn)和處理某種控制功能都離不開計算機，自動控制和通信技術(shù)。因此，應(yīng)用程序中不僅有PLC程序，還有計算機程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。

   編程語言及編程支持工具軟件 PLC有多種編程語言：梯形圖語言，助記符語言，邏輯功能圖語言，布爾代數(shù)語言和某些高級語言（Basic，C語言等）。但使用廣泛的還是梯形圖語言和助記符語言。現(xiàn)在世界上各個PLC生產(chǎn)廠家都研制了自己的PLC編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。

自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機設(shè)備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制裝置，在設(shè)計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的I/O設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線 或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作。PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在實際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設(shè)計系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

  PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過于惡劣，或安裝使用不當(dāng)，會降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃ ～55℃范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時應(yīng)保證有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強烈的振動源，系統(tǒng)的可靠性也會降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。

   PLC的電源與接地 PLC本身的抗干擾能力一般都很強。通常，只能將PLC的電源與系統(tǒng)的動力設(shè)備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴(yán)重，可加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果一個系統(tǒng)中含有擴展單元，則其電源必須與基本單元共用一個開關(guān)控制，也就是說，它們的上電與斷電必須同時進行。良好的接地是保證PLC安全可靠運行的重要條件。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接專用地線，并且接地點要與其它設(shè)備分開，如圖2-2（a）。若達(dá)不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖2-2（b）。但是禁止采用串聯(lián)接地方式，如圖2-2（c），因為它會使各設(shè)備間產(chǎn)生電位差而引入干擾。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點應(yīng)盡可能靠近PLC 。

圖2-2 PLC的接地

接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。接地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。在PLC控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是具有空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。交流地是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器中心點構(gòu)成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個嚴(yán)重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。數(shù)字地和模擬地的共點地最好置懸浮方式。地線各點之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子(LG)是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當(dāng)電磁干擾比較嚴(yán)重時，這個端子需與接大地的端子(GR)連接。

   PLC的輸入、輸出設(shè)備 輸入電路是PLC接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計時，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機械限位開關(guān)。此外，按鈕觸點的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計電路時，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來說，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號；0～5V、0～10V直流電壓信號，電源為直流24V。

　　對于開關(guān)量輸出來說，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來決定，選擇不當(dāng)會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴(yán)重時導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。此外，PLC的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機械故障造成觸點不動或接觸不良。這一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點部位進行診斷，當(dāng)檢測到異常信號時，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施，以保護PLC的輸出觸點。

為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用各自的電纜；對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地，其處理方式如圖2-3。

圖2-3 屏蔽電纜的處理

硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

   利用“看門狗”方法對系統(tǒng)的運動狀態(tài)進行監(jiān)控 PLC內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯誤信號，防止輸出元件的誤動作。在設(shè)計應(yīng)用程序時，可以利用"看門狗"方法實現(xiàn)對系統(tǒng)各組成部分運行狀態(tài)的監(jiān)控。如用PLC控制某一運動部件時，編程時可定義一個定時器作“看門狗”用，對運動部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視。定時器的設(shè)定值，為運動部件所需要的最大可能時間。在發(fā)出該部件的動作指令時，同時啟動"看門狗"定時器。若運動部件在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到指定位置，發(fā)出一個動作完成信號，使定時器清零，說明監(jiān)控對象工作正常；否則，說明監(jiān)控對象工作不正常，發(fā)出報警或停止工作信號。

   消抖 在振動環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會因為抖動而發(fā)出誤信號，一般的抖動時間都比較短，針對抖動時間短的特點，可用PLC內(nèi)部計時器經(jīng)過一定時間的延時，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達(dá)到抗干擾的目的。

   用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動，則采用算術(shù)平均法。即用n次采樣的平均值來代替當(dāng)前值。一般認(rèn)為：流量n= 12，壓力n=4最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積分器A/D轉(zhuǎn)換來說，采樣時間應(yīng)取工頻周期(20ms)的整數(shù)倍。實踐證明其抑制工頻干擾能力超過單純積分器的效果。

PLC當(dāng)初是針對工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過30幾年的迅速發(fā)展，PLC已不僅能進行開關(guān)量控制，而且還能進行模擬量控制，位置控制。特別是PLC的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得PLC如虎添翼，由單機控制向多機控制，由集中控制向多層次分布式控制系統(tǒng)發(fā)展。現(xiàn)在PLC的足跡已遍布了國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，形成了滿足各種需要的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。

目前，可編程控制器正向著兩個不同的方向進一步發(fā)展。一個是向簡易、廉價和超小型發(fā)展，以占領(lǐng)小型、分散和簡單功能的工業(yè)控制市場，同時也便于適應(yīng)機電一體化的要求。另一個方向是向大型化、高速度、多功能和分散型、多層次全自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，這種系統(tǒng)不僅具有邏輯運算、計數(shù)、定時、數(shù)值計算、模擬量控制、監(jiān)控、記錄、顯示、以及與計算機接口并作數(shù)據(jù)傳送等一般功能，同時還具有中斷控制、智能控制、過程控制和遠(yuǎn)程控制等高級功能，此外I/O的點數(shù)進一步擴大，最多已達(dá)3200點。

我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了可編程控制器的應(yīng)用，目前我國已經(jīng)可以生產(chǎn)中、小型可編程控制器。隨著我國四個現(xiàn)代化進程的逐步深入，可編程控制器在我國將有十分廣闊的天地。

1.可靠性高，抗干擾能力強

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2.配套齊全，功能完善，適用性強
   PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎
   PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。
4.系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造
   PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。
5.體積小，重量輕，能耗低
   以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。

本系統(tǒng)控制四層電梯,采用集選控制方式。為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯輸入/輸出點數(shù)確定PLC的機型。

根據(jù)電梯控制的要求，電梯應(yīng)具有內(nèi)呼和外呼按鈕、行程開關(guān)、開關(guān)門按鈕，以及相應(yīng)的指示燈，估算所需I/O口的數(shù)量，并繪制I/O口分配表，見表2-1。

表2-1 I/O口分配表

3.1 硬件連接圖及流程圖

3.1.1 電動機控制電路圖

根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖3-1所示。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1~KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。

圖3-1 電動機控制電路圖                                                                                    

3.1.2 PLC外部接線圖

PLC外部接線圖見下圖3-2，其中包含主控制器CPU224CN及擴展模塊EM223。接線圖分為DC輸入端和DC輸出端。

輸入端DC24V的負(fù)極接公共端1M和2M。輸入開關(guān)的一端接到DC24V的正極，輸入開關(guān)的另一端連接到CPU224或ME223各輸入端。

輸出端DC24V的正極接L+端。輸出負(fù)載的一端接到DC24V的負(fù)極，輸入開關(guān)的另一端連接到CPU224或EM223各輸出端。

圖3-2 PLC外部接線圖

3.1.3 流程圖

電梯上下行流程圖見圖3-3。假設(shè)電梯停在N（N=1,2,3,4）樓,M樓有信號,M

＞N時，電梯上行；M＜N時，電梯下行。

圖3-3 電梯上下行流程圖

在電梯運行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應(yīng)該外號。

電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。

電梯響應(yīng)流程圖見圖3-4。

圖3-4 電梯響應(yīng)流程圖

當(dāng)電梯到達(dá)系統(tǒng)控制的目標(biāo)樓層時，控制系統(tǒng)發(fā)出開門信號，電梯門開，當(dāng)門開到開門限位時，計時5秒鐘，然后關(guān)門，直到關(guān)門限位產(chǎn)生信號。此過程期間，按開門按鈕電梯門打開，按關(guān)門電梯門關(guān)閉，并且當(dāng)門關(guān)閉動作時，門間來人會使光電傳感器產(chǎn)生信號，控制系統(tǒng)發(fā)出開門信號，電梯開關(guān)門流程圖見圖3-5。

圖3-5 電梯開關(guān)門流程圖

3.2 操作原理簡要說明

電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1～S4，用以選擇需停靠的樓層。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1～SQ4為到位行程開關(guān)。具體如下：

1、開始時，電梯處于任意一層。

2、當(dāng)有外呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時5S后自動關(guān)門。

3、當(dāng)有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時5S后自動關(guān)門。

4、在電梯運行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應(yīng)該外號。

5、電梯應(yīng)具有最遠(yuǎn)反向外梯響應(yīng)功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。

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。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕電梯門打開，按關(guān)門電梯門關(guān)閉。

3.3 編程元件明細(xì)表

根據(jù)電梯控制的要求，為能實現(xiàn)電梯各種功能，構(gòu)思PLC控制的程序，粗略估算肯能用到的編程元件。編程元件見下表3-1。

表3-1 編程元件明細(xì)表

3.4 梯形圖及注釋

由于斷電或故障等原因，會使PLC停止運行。當(dāng)PLC重新運行時，假如電梯門未完全打開或關(guān)閉時，Q2.3置位有信號，產(chǎn)生關(guān)門動作，直到電梯門完全關(guān)閉，Q2.3復(fù)位。當(dāng)電梯未在任意平層時，利用輔助繼電器M1.1,電梯會下降，直到電梯碰觸行程開關(guān)后停止。

按下警報器按鈕，警報器響，計時10秒鐘，警報器關(guān)門。此系統(tǒng)由電梯載重控制儀控制電梯載重。當(dāng)電梯超重時，電梯禁止上下運行，并且超重指示燈亮起。

3.4.3 電梯指令信號的登記與消除

              電梯的指令信號分為內(nèi)指令型號和外指令信號

電梯內(nèi)指令信號  以2層內(nèi)呼為例：當(dāng)按下2層內(nèi)呼時，若電梯未在2樓平層時，2層指示燈亮，電梯運行至2樓平層，門打開，2層指示燈滅；若電梯在2樓平層時，按下時指示燈亮。

電梯外指令信號  以2層外呼下指示燈為例：按下2層外呼下按鈕，若電梯未在2樓平層時，指示燈亮，當(dāng)電梯運行至二樓平層，并且該外呼信號得以響應(yīng)時，門打開，指示燈滅；若電梯停在2樓平層且門未處于打開動作時，按下2層外呼下按鈕，指示燈亮，電梯門打開，指示燈滅。

當(dāng)電梯到達(dá)目標(biāo)樓層后，開門到位后開始計時5秒后，電梯門自動關(guān)閉，若在關(guān)門過程中激光傳感器感應(yīng)到有人或物體通過，或在此過程中有人按了開門按鈕則電梯門再次打開，碰到開門限位后重新開始計時，在記時過程中若有人按下了關(guān)門按鈕則電梯門關(guān)。

當(dāng)電梯門關(guān)閉后電梯開始運行，電梯運行有上行和下行兩種方式，當(dāng)電梯處于上行（下行）過程中時，任何反方向的外乎信號均不執(zhí)行，直到?jīng)]有另外的同方向信號時才執(zhí)行反方向的信號，。

電梯樓層位置由行程開關(guān)控制。以2層指示燈為例：若電梯在2樓平層時，2層指示燈亮，當(dāng)電梯向上運行，指示燈依然亮著，直到電梯到達(dá)3層平層位置；若電梯在3樓層時，3層指示燈亮，電梯下行至2層平層位置時，3層指示燈滅，2層指示燈亮。

編好的程序用S7-200仿真軟件進行了仿真，步驟如下：

第一步，把程序?qū)С霰４鏋椤八膶与娞菘刂葡到y(tǒng).awl”文件。

第二步，打開仿真軟件，選擇CPU224及擴展模塊EM223。

第三步，裝載“四層電梯控制系統(tǒng).awl”文件。

第四步，監(jiān)控梯形圖，運行PLC。

第五步，點擊輸入點，使相應(yīng)輸入點閉合，查看梯形圖輸出情況，如圖4-6所示。

第六步，根據(jù)仿真情況對程序進行相應(yīng)的修改和調(diào)試。

通過仿真與調(diào)試，最終得到的程序符合電梯控制的各項要求。

圖4-6 PLC仿真

可編程序控制器編寫一個四層電梯的控制系統(tǒng)。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、開門控制等控制任務(wù)。它的工作過程是當(dāng)電梯處于基站，關(guān)門等運行狀態(tài)時，此時按基站外呼按鈕，信號經(jīng)按鈕傳輸?shù)絇LC，經(jīng)PLC判斷為本層開門，再將信號傳輸?shù)組2開關(guān)門電動機。輸出開門信號，電梯開門。

人進入轎廂后，經(jīng)延時，電梯自動關(guān)門。也可按關(guān)門按鈕，使電梯提前關(guān)門。開門時顯示板上的關(guān)門顯示發(fā)光二極管點亮，開門結(jié)束后熄滅。關(guān)門時關(guān)門顯示發(fā)光二極管點亮，關(guān)門結(jié)束后熄滅。

如果轎內(nèi)指令選四層按鈕，則指令經(jīng)串行傳輸?shù)絇LC上，顯示屏上的發(fā)光二極管L4閃亮，當(dāng)手離開按鈕后，信號被登記，內(nèi)選按鈕指示燈也點亮。電梯定為上方向運行。

PLC核實信號后，可將運行信號傳輸?shù)礁鱾�工作部位并發(fā)出運行指令。電梯開始按運行，其給定速度信號不斷與速度反饋信號比較，不斷校正，使電梯運行的速度盡量符合理想的運行速度，使電梯運行平穩(wěn)。

運行過程中，井道中的轎廂位置傳感繼電器每過一個隔磁板即核對一次運行位置，并將信號輸入PLC與其中記憶的位置和旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)回的脈沖數(shù)量核對，三個信號核對無誤后電梯繼續(xù)運行。電梯每到一個隔磁板，門區(qū)繼電器即吸合一次，層樓指示便變化一次。

運行過程中PLC里的“先行樓層”不斷尋索樓層呼梯指令信號。當(dāng)“先行樓層”導(dǎo)索到呼梯指令后，到達(dá)目標(biāo)樓層時電梯發(fā)出提示鐘聲，經(jīng)延時，電腦發(fā)出換速信號，電梯開始減速運行。當(dāng)隔磁板插入平層感應(yīng)器時，電梯進一步減速進入爬行。當(dāng)轎廂到達(dá)平層位置后，接觸器斷電，電梯停止運行。制動系統(tǒng)工作，電梯停穩(wěn)。

電梯停穩(wěn)后，發(fā)出開門信號，電梯開門。經(jīng)延時，關(guān)門時間到，發(fā)出關(guān)門信號，電梯又開始關(guān)門。

電梯門關(guān)好后，其運行方向按轎內(nèi)指令和廳外召喚與轎廂的相對位置而定。如沒有任何指令，電梯就地待命（有返回基站功能時即返回基站）。在設(shè)計的過程中，由于指令多，很可能出現(xiàn)指令的重復(fù)使用.所以在寫完程序后，要多次校驗程序。

本系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強大的控制功能，實現(xiàn)了利用可編程控制器控制電梯的功能，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當(dāng)電梯的功能增加時，硬件接線上只需增加行程開關(guān)輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計的要求，表明該設(shè)計方案是可行的。

通過本設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個設(shè)計，也是為了彌補以前學(xué)習(xí)上的不足。這次設(shè)計，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的東西。

這次設(shè)計也存在一定的不足。由于時間的倉促、設(shè)備條件和專業(yè)知識的限制，只能模擬電梯控制，用軟件進行仿真，未能對相關(guān)的元器件進行選型和制作電梯模型。另外，整篇文章肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤，肯請閱讀此篇文章的人多予指正。面對問題，才有可能解決問題。不足和遺憾不會給我打擊，只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為社會做出應(yīng)有的貢獻，為祖國建設(shè)做出貢獻。