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1、 目录摘 要IAbstratII1 可编程序控制器概述21.1 可编程序控制器的产生和发展21.2 可编程序控制器的特点21.3 可编程序控制器的基本结构21.4 可编程序控制器的工作原理22 电梯PLC控制系统的基本结构22.1 信号控制系统22.2 电力拖动系统22.3 电气控制系统23 控制系统硬件设计23.1 PLC控制系统硬件设计23.2 PLC的选择24 控制系统软件设计24.1 系统主要功能及程序流程24.2 系统的梯形图软件设计说明25 系统设计中的问题及解决方法25.1 硬件方面问题25.2 软件方面问题2参考文献2致谢2 摘 要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具
2、。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。本文介绍了基于可编程序控制器的电梯控制系统的基本结构，以及相应的硬件构成和详细的系统软件设计。将可编程序控制器应用于电梯进行逻辑控制，大大提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，延长使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。关键词：可编程序控制器 ；电梯 ；控制系统ABSTRACTThe elevator is a ki
3、nd of tool that is indispensable in the highbuilding perpendicular transportation. The traditional elevator adopts a relaylogical to control its circulation which the elevator become accidentproneness, short lifespan, inconvenience in maintaining and this control circuit also takes up big space, etc
4、. See from the eyes of technique development, this kind of system will be gradually eliminated.This article introduced based on the programmable controllers lift control systems basic structure, as well as corresponding hardware constitution and detailed system software design. Applies the programma
5、ble controller in the elevator carries on the logical control, enhanced the elevator reliability, the maintainability as well as the flexibility greatly, the extension service life, simultaneously reduced elevators development cycle. This kind of lift control system may easier complete the more comp
6、lex control task than original lift control system, its many functions the traditional black-white control system are unable to realize.Key words: programmable controller ；elevator；control system181 可编程序控制器概述1.1 可编程序控制器的产生和发展可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。在可编程序控制器问世以前，工业控制领域
7、中是继电器控制占主导地位。这种由继电器构成的控制系统有着明显的缺点：体积大、故障率高、功耗大、不易维护、不易改造和升级等。对于传统的继电-接触器控制系统的一系列缺点，1968年，美国通用汽车公司（GM）提出了研制新型控制器的设想，总结出新型控制器应当具备的10项指标，并以此公布在社会上招标，这10项指标1是：(1) 编程方便，可在现场修改程序；(2) 维护方便，最好是插件式；(3) 可靠性高于继电-接触器控制柜；(4) 体积小于继电-接触器控制柜；(5) 可将数据直接送入管理计算机；(6) 在成本上可与继电-接触器控制柜竞争；(7) 输入为交流115V；(8) 输出为交流115V/2A以上，能
8、直接驱动电磁阀、接触器等；(9) 在扩展时，原有系统改变最少；(10) 用户程序存储器至少可扩展到4KB。美国数字设备公司（DEC）根据这10项指标，于1969年研制出第一台控制器（PDP-14），它的开创性意义在于引进了程序控制功能，为计算机技术在工业控制领域的应用开辟了空间。至20世纪70年代，PLC技术已经进入成熟期。推动PLC技术发展的动力主要来自两个方面，其一是企业对高性能、高可靠性自动控制系统的客观需要，其次是大规模及超大规模集成电路技术的飞速发展，微处理器性能的不断提高，为PLC技术的发展奠定了基础并开拓了空间。目前，PLC控制器的程序存储容量多以MB为单位，随着超大规模集成电路
9、技术的发展，微处理器的性能大幅度提高，指令执行速度达到微妙级，从而极大提高了PLC的数据处理能力，高档的PLC可以进行复杂的浮点数计算，并增加了许多特殊功能，如高速计数、脉宽调制变换、PID闭环控制、定位控制等，从而在以模拟量为主的过程控制领域也占有一席之地，在一定程度上具备了组建DCS系统的能力。此外，PLC的通信功能和远程I/O能力非常强大，可以组建成分布式通信网络系统2。在组成结构上，PLC具有一体化结构和模块式两种结构。一体化结构的PLC追求功能的完善，性能的提高，体积越来越小，有利于安装。而模块化结构的PLC则利用单一功能的各种模块拼装成一台完整的PLC，用户在设计自己的PLC控制系
10、统时拥有极大的灵活性，并使设备的性价比达到最优。同时，模块式结构也有利于系统的维护、换代和升级，并使系统的扩展能力大大加强。在控制规模上，PLC向小型化和大型化两个方向发展。大型PLC是基于满足大规模、高性能控制系统的要求而设计的，在规模上，可带的I/O点数达到数千点乃至上万点。在对高性能的追求上，主要体现在增强网络通信功能、发展智能模块、高可靠性、编程软件标准化及编程软件和语言向高层次发展。小型化PLC的发展方向是体积减小、成本下降、功能齐全、性能提高、简单易用。其针对目标是取代广泛分布在企业和民用领域的小规模继电器系统，以及需要采用逻辑顺序控制的小规模场合。其特点是安装方便、可靠性高、开发
11、和改造周期短。1.2 可编程序控制器的特点可编程序控制器的产生是基于工业控制的需要，是面向工业控制领域的专用设备，具有以下几个特点。(1) 可靠性高，抗干扰能力强。用程序来实现逻辑顺序和时序，最大限度地取代传统继电接触器系统的硬件线路，大量减少机械触点和连线的数量。在抗干扰性能方面，PLC在结构设计、内部电路设计、系统程序执行等方面都给予了充分的考虑。例如，对主要器件和部件用导磁良好的材料进行屏蔽、对供电系统和输入电路采用多种形式的滤波、I/O回路与微处理器电路之间用光电耦合器隔离、系统软件具有故障检测功能、信息保护和恢复、循环扫描时间的超时警戒等。(2) 灵活性强，控制系统具有良好的柔性。当
12、生产工艺和流程进行局部的调整和改动时，通常只需要对PLC的程序进行改动，或者配合以外围电路的局部调整即可实现对控制系统的改造。(3) 编程简单，使用方便。梯形图语言是PLC最重要也是最普及的一种编程语言，其电路符号和表达方式与继电接触器电路原理图相似，读者可以很快掌握梯形图语言，并用来编制用户程序。(4) 控制系统易于实现，开发工作量少，周期短。由于PLC的系列化、模块化、标准化及良好的扩张性和联网性能。它不仅能够完成多数情况下的控制要求，还能够大量节省系统设计、安装、调试的时间和工作量。(5) 维修方便。PLC有完善的故障诊断功能，可以根据装置上的发光二极管和软件提供的故障信息，方便地查明障
13、源。而由于PLC的体积小，并且有些采用模块化结构，因而可以通过更换整机或模块迅速排除故障。(6) 体积小，能耗低。由软件实现的逻辑控制，可以大量节省继电器、定时器的数量。一台小型的PLC，只相当于几个继电器的体积，控制系统所消耗的能量也大大降低。(7) 功能强，性价比高。用户程序所要实现的逻辑控制，需要的继电器、中间继电器、定时器、计数器等功能元件都由存储单元来替代，因而数量非常大。一台小型的PLC所具备的元件数量就可达到成千上百个，相当于过去一个大规模甚至超大规模的继电接触器控制系统。另外，PLC所提供的软元件的触点可以无限次使用，方便地实现复杂的控制功能。同时，PLC的联网通信功能有利于实
14、现分散控制、集中管理等功能。1.3 可编程序控制器的基本结构PLC的型号、规格繁多。它主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入、输出等部分组成。1. 中央处理单元CPUCPU是PLC的核心，其主要作用是：（1） 接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中；（2） 用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应的数据寄存器；（3） 执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，经过解释程序解释后逐条执行，完成程序规定的逻辑和算术运算，产生相应的控制信号去控制输出电路，实现程序规定的各种操作；（4） 通过故障自诊断程序，诊断PLC的各种运行错误。因此，CPU的性能对PLC的整机性能有着决定性的影
15、响。2. 存储器PLC的存储器用来存放程序和数据。程序分系统程序和用户程序。（1） 系统程序存储器存储器用于存放PLC生产厂家编写的系统程序，系统程序在出厂时已经被固化在PROM或EPROM中。这部分存储区不对用户开放，用户程序不能访问和修改。PLC的所有功能都是在系统程序的管理下实现的。（2） 用户程序存储器用户程序存储器可分为程序存储区和数据存储区。程序存储区用于存放用户编写的控制程序，数据存储区存放的是程序执行过程中所需要的或者所产生的中间数据，包括输入/输出过程映像、定时器、计数器的预置值和当前值等。3. 输入/输出单元（简称I/O）接口是CPU与工业现场装置之间的连接部分，是PLC的重要的组成部分。工业现场的输入和输出信号包括数字量和模拟量两类，因此，I/O单元也有数字I/O和模拟I/O两种。将来自现场的电信号转换为中央处理器能够接收的电平信号。如果是模拟信号，就需要进行A/D转换，变成数字量，最后送给中央处理器进行处理；输出单元则将用户程序的执行结果转换为现场控制电平，或者模拟量，输出至被控对象，如电磁阀、接触器、执行机构等3。
