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教学电梯的程序设计.pdf
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目录
第一章、
PLC 的有关知
识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
1.1. PLC 发展简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
1.2. PLC 的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
1.3. PLC 的选用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
第二章、用单片机和 PLC 分别做控制系统的比较„„„„„„„„„„„„„„„„5
第三章、SX- 702 型教学电梯的结构与控制要求„„„„„„„„„„„„„„„„10
第四章、 教学电梯 PLC 控制原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
第五章、 I/O 编号分配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31
第六章、 变频器原理图及接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31
第七章、 安全及门锁回路原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31
第八章、控制系统各环节的程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31
参
考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„36
教学电梯的程序设计
【摘要】 以前老师教课是以四层楼的电梯教学,没有仿真教学电梯,本人到
了另一个高职院,也就是我的同学那里,我俩对教学电梯的控制系统进行了设计,
其中使用的 PLC 编程方法为“起-保-停”电路编程,并展示了所设计的 PLC 外部
接线图。而后在软件 FXGP-WIN-C 上对 PLC 控制程序进行调试,以检测其可用性
并对其中少许错误进行修改。在对整个控制系统的设计结束后,在实验室里启动
了仿真模拟,一切正常,达到要求。
【关键词】教学电梯、梯形图、FXGP-WIN-C 、PLC 控制
第一章、 PLC 的有关知识
1.1. PLC 发展简介
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已扩展到了几乎所有
的工业领域。现在社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多
规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须
具有极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器正是顺应这一要求出现的,它是以微处理器为
基础的通用工业控制装置。
可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称 PLC,它的应用面广、功能强大、
使用方便,已经成为当代工业自动化的主要控制设备之一,在工业生产的所有领域得到了广
泛的使用,在其他领域(例如民用和家庭自动化)的应用也得到了迅速的发展。
国际电工委员会(IEC)在 1985 年的 PLC 标准草案第三稿中,对 PLC 作了如下定义:“可
编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编
程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术运算等操作
指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各类机械或生产过程。可编程序控制器及
其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”从
上述定义可以看出,PLC 是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各
种
1.2.PLC 的构成
从结构上分,PLC 分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、
I/O 板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 PLC
包括 CPU 模块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规
则组合配置。
1.2.1 CPU 的构成
CPU 是 PLC 的核心,起神经中枢的作用,每套 PLC 至少有一个 CPU,它按 PLC 的
系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送
来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态
和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析
后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构
成,CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,
是 PLC 不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析 CPU 的内部电路,但对各部分的工作机制还是应
有足够的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。
但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。
寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数,它们决定着 PLC 的工作速度,IO 数量及
软件容量等,因此限制着控制规模。
1.2.2 I/O 模块
PLC 与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O 模块集成了 PLC
的 I/O 电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块
将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统,输出模块相反。I/O 分为开关量输入(DI),
开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
开关量是指只有开和关(或 1 和 0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。
常用的 I/O 分类如下:
开关量:按电压水平分,有 220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔
离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)
等,
按精度分,有 12bit,14bit,16bit 等。
除了上述通用 IO 外,还有特殊 IO 模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按 I/O 点数确定模块规格及数量,I/O 模块可多可少,但其最大数受 CPU 所能管理的基
本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
1.2.3.电源模块
PLC 电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提
供 24V 的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC 或 110VAC),直流电源(常
用的为 24VAC)
1.2.4。底板或机架
大多数模块式 PLC 使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使
CPU 能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
1.2.5 PLC 系统的其它设备
1、编程设备:编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用
于编程、对系统作一些设定、监控PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况,但它不直接参
与现场控制运行。小编程器PLC 一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软
件)充当编程器。
2、人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的
一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备:用于永久性地存储用户数据,如 EPROM、EEPROM
写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机
1.2.6 PLC 的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络
在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点
说法。
PLC 具有通信联网的功能,它使 PLC 与 PLC 之间、PLC 与上位计算机以及其他智能设备
之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数 PLC 具有 RS-232
接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC 的通信,还未实现互操作性,IEC 规定了多种现场总线标准,PLC 各厂家均有
采用。
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲,选择网络非常重要的。首先,网
络必须是开放的,以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展;其次,针对不同网络
层次的传输性能要求,选择网络的形式,这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机
制的前提下进行;综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题,确定
不同层次所使用的网络标准
。
1.3 PLC 的选用
1.3.1、PLC 控制系统的 I/O 点数计算
根据电梯控制的特点,输入信号应该包括以下几个部分:
(1) 轿厢内及各层门厅外呼按钮
主要是轿厢内的楼层选择数字键 1~4,各层门厅外呼按钮,除一层只设置上升按钮,四层只
设置下降按钮外,其他层均设置上升和下降两个按钮。一共需要 10 个输入。
(2) 位置信号
位置信号由安装于各楼层的电梯停靠位置的 4 个传感器产生。平时为常开,当电梯运行到
平层时关闭。另外还有一组开光门限位。所以位置信号一共需要 6 个输入。
(3) 接近开关信号
(4) 电梯门控制信号
大部分电梯都具有开门啊、关门按钮,以方便手动开关门。一共需要 2 个输入。
(5) 模拟电梯到位按钮
由于条件有限,所以本文设置了到位按钮。电梯一共四层,所以设置了 4 个到位按钮,一共
需要 4 个输入。
综上所述,共需要输入点 22 个。
输出信号应该包括:
(1) 内呼指示信号
内呼指示信号有四个,分别用来表示 1~4 层楼层内呼的指令被接受,并在内呼指令完成后,
信号消失。
(2) 外呼指示信号
外呼指示信号共有六个,分别用来表示 1~4 层楼层外呼的指令被接受,并在外呼指令完成
后,信号消失。
(3) 电梯轿厢上下行,电梯上下行指示信号,共四个。
(4) 门电机开关指示,共需两个输出点。
综上所述,共需要输出点 16 个。
1.3.2 PLC 的型号选择
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竖子敢尔
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