专用基于plc三层电梯控制系统设计毕业论文-文库吧

【正文】 器。常用的存储器有 RAM、 EPROM 和 EEPROM。 RAM 是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在 RAM 中的用户程序可方便地修改。 RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储的信息。 EPROM、 EEPROM 都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程 序和应用程序。 3. 输入输出单元（ I/O 单元） I/O 单元实际上是 PLC 与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。 I/O 单元有良好的电隔离和滤波作用。接到 PLC 输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。 PLC 的各输出控制器往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。 4. 电源 C P U存储器电源部分输入单元输出单元编程器或其他设备按钮 接触器电磁阀指示灯行程开关继电器触点 6 PLC 电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电源转换成内部工作电压。 PLC 内有一个稳压电源用于对 PLC 的 CPU单元和 I/O 单元供电。 5. 编程器 编程器是 PLC 的 最重要外围设备。利用编辑器将用户程序送入 PLC 的存储器，还可以有用编辑器检查程序，修改程序，监视 PLC 的工作状态。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对 PLC 编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。 PLC 的工作原理 PLC 采用循环扫描的工作方式，在 PLC 中用户程序按先后顺序存放， CPU 从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回到第一条，如此周而复始不断循环。 PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫 描一次所需的时间称为扫描周期。当 PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在 PLC 处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。 1. 输入处理 输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映像寄存器与外界隔离， 即使输入信号发生变化，其映像寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。 2. 程序执行 根据 PLC 梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执 行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时， PLC 从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。 3. 输出处理 程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的 Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。 PLC 的编程语言 梯形图编程语言 梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电路控制系统中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变来的，形象、直观、实用。 梯形图的设计应注意以下三点： （一）梯形图按从左到右、从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是触 7 点的串、并联接，最后是线圈与右母线相联。 （二）梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。 （三）输入继电器用于接 收外部的输入信号，而不能由 PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出继电器线圈得电时 ,就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点可供内部编程使用。 语句表编程语言 指令语句表示一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式，但比汇编语言易懂易学。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。 PLC 基本指令 线圈驱动指令 LD、 LDI、 OUT LD：取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。 LDI：取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。 OUT：线圈驱动指令，也叫输出指令。 LD、 LDI 两条指令的目标元件是 X、 Y、 M、 S、 T、 C，用于将接点接到母线上。也可以与ANB 指令、 ORB 指令配合使用，在分支起点也可使用。 OUT 是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是 Y、 M、 S、 T、 C。对输入继电器 X 不能使用。 OUT 指令可以连续使用多次。 LD、 LDI 是一个程序 步指令，这里的一个程序步即是一个字。 OUT 是多程序步指令，要视目标元件而定。 OUT 指令的目标元件是定时器 T 和计数器 C时，必须设置常数 K。 接点串联指令 AND、 ANI AND，与指令。用于单个常开接点的串联。 ANI，与非指令。用于单个常闭接点的串联。 AND 与 ANI 都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。 OUT 指令后，通过接点对其它线圈使用 OUT 指令称为纵接输出或连续输出，连续输出如果顺序不错可以多次重复。 接点并联指令 OR、 ORI OR：或指令。用于单个常开接点的并联。 ORI：或非指令。用于单个常闭接点的并联。 OR与 ORI 指令都是一个程序步指令，它们的目标元件是 X、 Y、 M、 S、 T、 C。这两条指 8 令都是并联一个接点。需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用 ORB 指令 。 串联电路块的并联连接指令 ORB 两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用 LD、 LDI 指令，分支结果用 ORB 指令。 ORB 指定与 ANB指令均为无目标元件指定 ,而两条无目标元件指定的步长都为一个程序步。 ORB 有时也简称 或块指令。 ORB 指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每个串联电路块后加 ORB指令；另一种是集中使用 ORB 指令。对于前者分散使用 ORB 指令时，并联电路块的个数没有限制，但对于后者集中使用 ORB 指令时，这种电路块并联的个数不能超过 8个。 并联电路的串联连接指令 ANB 两个或两个以上的接点并联的电路称为并联电路块。分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用 ANB 指令。分支的起点用 LD、 LDI 指令，并联电路快结束后，使用 ANB指令与前面电路串联。 ANB指令也简称与块指令， ANB 也是无操作目标元件， 是一个程序步指令。 主控及主控复位指令 MC、 MCR MC为主控指令，用于公共串联接点的连接， MCR 叫主控复位指令，即 MC的复位指令。在编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组接点控制。如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点，将多占用存储单元，应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点，它在梯形图中与一般的接点垂直。它们是与母线相连的常开接点，是控制一组电路的总开关。 MC指令是 3程序步， MCR 指令是 2程序步，两条指令的操作目标元件是 Y、 M，但不允许使用特殊辅助继电器 M。 与 主控接点相连的接点必须用 LD 或 LDI 指令。使用 MC 指令后，母线移到主控接点的后面， MCR 使母线回到原来的位置。在 MC指令内再使用 MC 指令是时嵌套级 N的编号（ 0— 7）顺序增大，返回时用 MCR 指令，从大的嵌套级开始解除。 置位与复位指令 SET、 RST SET 为置位指令，使动作保持； RST为复位指令，使操作保持复位。 SET 指令的操作目标元件为 Y、 M、 S。 RST 指令的操作目标元件为 Y、 M、 S、 D、 V、 Z、 T、 C。这两条指令是 1— 3 个程序步。用 RST 指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器 的内容清零。 脉冲输出指令 PLS、 PLF PLS 指令在输入信号上升沿产生脉冲输出，而 PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出，这两条指令都是 2程序步，它们的目标元件是 Y 和 M，但特殊辅助继电器不能作目标元件。使用 PLS 指令，元件 Y、 M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作。而使用 PLF 指令，元件 Y、 M仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。 空操作指令 NOP NOP 指令是一条无动作、无目标元件的一程序步指令。空操作指令是该步序作空操作。用 NOP 指令替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入 NOP指令，在改动或追加程序是 9 可以减少步序号的改变。 程序结束指令 END END 是一条无目标元件的 1 程序步指令。 PLC 反复进入输入处理、程序运算、输出处理，若在程序最后写入 END 指令，则 END 以后的程序步就不再执行，直接进行输出处理。在程序调试过程中，按端插入 END 指令，可以顺序扩大对各程序段的检查。采用 END指令将程序划分为若干段，在确认处理前面电路块的动作正确无误之后，依次删去 END 指令。 表 1 基本指令表 名称 助记符 目标元件 说明 取指令 LD X Y M S T C 常开接点逻辑 运算起始 取反指令 LDI X Y M S T C 常闭接点逻辑运算起始 线圈驱动指令 OUT Y M S T C 驱动线圈的输出 与指令 AND X Y M S T C 单个常开接点的串联 与非指令 ANI X Y M S T C 单个常闭接点的串联 或指令 OR X Y M S T C 单个常开接点的并联 或非指令 ORI X Y M S T C 单个常闭接点的并联 或块指令 ORB 无 串联电路块的并联连接 与块指令 ANB 无 并联电路块的串联连接 主控指令 MC Y M 公共串 联接点的连接 主控复位指令 MCR Y M MC 的复位 置位指令 SET Y M S 使动作保持 复位指令 RST Y M S D V Z T C 使动作复位 上升沿产生脉冲指令 PLS Y M 输入信号上升沿产生脉冲输出 下降沿产生脉冲指令 PLF Y M 输入信号下降沿产生脉冲输出 空操作指令 NOP 无 使步序作空操作 程序结束指令 END 无 程序结束 梯形图设计规则 1. 触点的安排 梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 2. 串、并联的处理 在有几个串联回 路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。在有几个并联图回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。 3. 线圈的安排 不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 10 4. 不准双线圈输出 如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有最后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。 5. 重新编排电路 如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。 6. 编程顺序 对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段 ，每一段从最左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。 3 三层电梯 PLC控制系统设计 电梯的控制要求 电梯由安装在各楼层厅门口的呼叫按钮进行呼叫操纵和电梯轿厢内设有楼层内选按钮进行控制，用以选择需停靠的楼层。 楼层指示灯有三个，分别指示电梯当前位置。运行状态指示灯有两个，分别指示当前电梯运行的状态。 电梯每次运行只响应单一呼叫，例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），在电梯停止运行前按其他层呼叫按钮均无效，依此类推。 三层电梯主电路 图 2 三层电梯主电路图 11 图中 L L L3 为三相电源，三相电动机 M3~为电梯轿厢上行和下行电动机，由 KM7和 KM8 分别控制电动机正反转从而控制轿厢的上行和下行； M M M3 为电梯开关门控制的直流电动机，分别由接触器 KM1~KM6 的触点控制； QS1 为总开关（刀开关），起隔离电源作用； FU为熔断器，起短路和严重过载保护； FR 为热继电器，起过载和断相保护作用。 输入输出点数分配 1. 输入部分 : 表 2 输入接口分配表 X1 一层内呼 SB1 X13 一层开门到 位 SQ1 X4 一层到位 SQ7 X2 二层内呼 SB2 X14 二层开门到位 SQ2 X5 二层到位 SQ8 X3 三层内呼 SB3 X15 三层开门到位 SQ3 X6 三层到位 SQ9 X23 一层外呼 SB4 X20 一层关门到位 SQ4 X10 一层防夹 SQ10 X24 二层外呼 SB5 X21 二层关门到位 SQ5 X