基于PLC的四层电梯控制系统的设计与研究毕业设计

西安航空职业技术学院 毕业设计论文

2可编程控制器

2.1 可编程控制器的特点

A:抗干扰能力强，可靠性高。

B:控制系统结构简单、通用性强、应用灵活。 C:编程方便，易于使用。 D:功能完善，扩展能力强。

E:PLC控制系统设计、安装、调试方便。 F:维修方便，维修工作量小。

G:体积小、重量轻、是“机电一体化”特有的产品。

2.2 可编程控制器的组成与工作原理

2.2.1可编程控制器的组成

可编程控制器主要由中央处理单元（CPU）、I/O接口、I/O扩展接口、存储器（RAM、ROM）、电源等几部分组成，其结构框图如图2-1所示。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。

图2-1 PLC硬件系统结构

2.2.2可编程控制器的工作原理

PLC的工作方式

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PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大的不同，微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序，无键按下，则继续扫描等待。PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程

分为自诊断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。

挤貼綬电麥结鈺贖哓类。 自诊断：每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容包括I/O部分、存储器、CPU等，并通过CPU设置定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，如果发现异常，则停机并显示出错。若自诊断正常，则继续向下扫描。 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。 通讯服务：PLC检查是否有与编程器、计算机等的通讯要求，若有则进行相应处理。

输入处理：PLC在输入刷新阶段，首先以扫描方式按顺序从输入缩存器中写入所有输入端子的状态或数据，并将其存入内存中为其专门开辟的暂存区——输入状态映像区中，这一过程称为输入采样，或是如刷新，随后关闭输入端口，进入程序执行阶段，即使输入端有变化，输入映像区的内容也不会改变。变化的输入信号的状态只能在下一个扫描周期的输入刷新阶段被读入。 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。 输出处理：同输入状态映像区一样，PLC内存中也有一块专门的区域称为输出状态映像区。当程序的所有指令执行完毕，输出状态映像区中所有输出继电器的状态就在CPU的控制下被一次集中送至输出锁存器中，并通过一定的输出方式输出，推动外部的相应执行器件工作，这就是PLC输出刷新阶段。 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。 程序执行：PLC在程序执行阶段，按用户程序顺序扫描执行每条指令。从输入状态映像区读出输入信号的状态，经过相应的运算处理等，将结果写入输出状态映像区。通常将自诊断和通讯服务合称为监视服务。输入刷新和输出刷新称为I/O刷新。可以看出，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的扫描只是在输入采样阶段进行，对输出赋的值也只有在输出刷新阶段才能被送出，而在程序执行阶段输入、输出会被封锁。这种方式称做集中采样、集中输出。 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。 扫描周期：扫描周期即完成一次扫描（I/O刷新、程序执行和监视服务）所

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需要的时间，由PLC的工作过程可知，一个完整的扫描周期T应为： 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。 T等于（输入一点时间×输入点数）+（运算速度×程序步数） +（输出一点时间×输出点数）+监视服务时间

扫描周期的长短主要取决于三个要素：一是CPU执行指令的速度；而是每条指令占用的时间；三是执行指令条数的多少，即用户程序的长度。扫描周期越长，系统的响应速度越慢。现在厂家生产的基型PLC的一个扫描周期大约为10ms，这对于一般的控制系统来说完全是允许的，不但不会造成影响，反而可以增强系统的抗干扰能力，这是因为输入采样仅在输入刷新阶段进行。PLC在一个工作周期的大部分时间里实际上是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲式的、短期的，由于系统响应慢，往往要几个扫描周期才响应一次，多次扫描因瞬时干扰而引起的误动作将会大大减少，从而提高了系统的抗干扰能力。但是对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时还需要采取一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应带来的不良影响。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。

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3 硬件设计

3.1四层电梯控制要求：

上行要求：当电梯停于1层或2层、或3层时，按S4按钮呼梯则电梯上升至LS4停。当电梯停于1层，若按S2按钮呼梯，则电梯上升LS2停，若按S3按钮呼梯，则电梯轿箱上升至LS3停。当电梯停于2层，若按S3按钮呼梯，则电梯上升到LS3停。当电梯停于1层而S2、S3按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后继续上升到LS3停。当电梯停于2层，而S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4暂停。当电梯、停于1层，而S2、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后，继续上升到LS4停。当电梯停于1层，而S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4停。当电梯停于1层，而S2、S3、S4按钮均有人呼梯时，电梯上升到LS2暂停5秒后继续上升到LS3暂停5秒后继续上升到LS4停。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。 下行要求：当电梯在4层或3层或2层时，按S1呼梯，则电梯下降到LS1停。当电梯停于4层，若按S3呼梯，则电梯下降到LS3停，若按S2呼梯，则电梯下降到LS2停。当电梯停于3层，若按S2按钮呼梯，则电梯下降到LS2停止。当电梯停于4层，而S2、S3按钮均有人呼梯时，电梯下降到LS3暂停5秒后继续下降至LS2停。当电梯停于4层，而S3、S1均有人呼梯时，电梯下降到LS3暂停5秒，继续下降到LS1停止。当电梯停于4层，而S3、S2、S1按钮均有人呼梯，则电梯下降到LS3暂停5秒继续下降到LS2暂停5秒后，继续下降到LS1停止。当电梯停于3层，而S2、S1按钮均有人呼梯，则电梯下降到LS2暂停5秒后继续下降到LS1停止。当电梯停于2层，而S1、S3、S4按钮均有人呼梯，则电梯先下降至LS1暂停5秒后，再上升。当电梯停于3层，而S1、S2、S4按钮均有人呼梯，则电梯先下降至LS2暂停5秒后，继续下降到LS1暂停5秒，再上升至LS4停止。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。 注：选择方向与运行方向不一致时，呼叫无效，内选同上。

3.2 输入输出分配表及接线图

3.2.1输入输出分配表

表3-1 I/O分配表

序号 0 1 2 名称 一层平层 二层平层 三层平层 输入点 I0.0 I0.1 I0.2 序号 0 1 2 名称 电梯上行记忆 电梯下行记忆 电机正转 输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 6