西安航空职业技术学院 毕业设计论文
目录
第1章 绪论
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1.1四层楼电梯自动控制的发展历史 .................................. 2 1.2 可编程序控制器（PLC）的研究现状 ............................... 2 1.3 PLC实现四层楼电梯自动控制研究的目的意义 ...................... 3 1.4 PLC实现四层楼电梯自动控制研究内容及创新点。 .................. 3 1.4.1 主要研究内容 3
1.4.1.1可编程序控制器的工作原理 3 第2章 PLC控制系统抗干扰措施 5
2.1 硬件抗干扰措施 ................................................ 5 2.1.1 抑制电源系统引入的干扰 5 2.1.2 抑制接地系统引入的干扰 5 2.1.3 抑制输入输出电路引入的干扰 5 2.1.4 抑制外部配线干扰的措施 6 2.2 软件抗干扰措施 ................................................ 6 第3章 硬件设计
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3.1 可编程序控制器PLC的选型 ...................................... 7 3.2 CPU的能力 .................................................... 7 3.3 I/O点数的确定 ................................................ 7 3.4 存储器容量的选择 .............................................. 7 3.5 PLC 电源的选择 ................................................ 8 第4章 设计过程
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4.1 方案研究与选择 ................................................ 8 4.2 控制要求分析 .................................................. 8 4.3 设计步骤 ...................................................... 8 4.3.1 四层楼电梯控制电气图 ........................................ 8 4.3.1四层楼电梯控制在各阶段运行状况 9 4.3.2 I/O设备及I/O点编号的分配 12 4.3.3 PLC I/O分配图/表 12 4.3.4 流程图 13
4.3.5 梯形图及指令解读 14
4.4 PLC系统的程序调试 ........................................... 19 第5章 结论 致谢
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参考文献
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第1章 绪论
1.1四层楼电梯自动控制的发展历史
在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。
电梯作为垂直运输的升降设备其特点是在高层建筑物中所占的面积很很小，同时通过电气或其它的控制方式可以将乘客或货物安全、合理、有效地送到不同的楼层。基于这些优点，在建筑业特别是高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期。
电梯的存在，使得每栋大型高楼都可以成为一座垂直的城市。在纽约的前世界贸易中心大楼里，除每天有5万人上班外，还有8万人次的来访和旅游，因此250台电梯和75台自动扶梯的设置与正常运行，才使得合理调运人员、充分发挥大楼的功能成为现实。我国第一高楼、做落在上海浦东的金茂大厦，高度为420.5米，主楼地上88层，建筑面积220000平方米，集金融、商业、办公和旅游为一体，其中60台电梯、18台扶梯的作用是显而易见的。
20世纪初，美国出现了拽引式电梯，拽引式电梯将钢丝绳悬挂在拽引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随拽引轮的转动，靠钢丝绳与拽引轮之间的摩擦力，使轿厢与对重作一升一降的相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受限制，当然轿厢的载重量以及提升的高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用要求。因此进一百年来，拽引式电梯一直受到重视，并发展沿用至今。
1.2 可编程序控制器（PLC）的研究现状
20世纪是人类科学技术迅猛发展的一个世纪，自动控制装臵的研究，是为了最大限度的满足人们及机械设备的要求。曾一度在控制领域占主导地位的继电器控制系统，存在着控制能力弱可靠性低的缺点，并且设备的固定接线控制不利于产品的更新换代。20世纪60年代末期，在技术改造浪潮的冲击下，为使汽车结构及外行不断改进，品种不断增加，需要经常变更生产工艺。这就希望在控制成本的前提下，尽可能缩短产品的更新换代周期，以满足生产的需求，使企业在激烈的市场竞争中取胜。美国通用汽车公司（GM）1968年提出了汽车装配生产线改造项目控制的十项指标，即新一代控制器应具备的10项指标：
（1） 编程简单，可在现场修改和调试程序； （2） 维护方便，采用插入式模块结构； （3） 可靠性高于继电器控制系统； （4） 体积小于继电器控制柜；
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（5） 能与管理中心计算机系统进行通信； （6） 成本可与继电器控制系统相竞争； （7） 输入量是115V交流电压
（8） 输出量为115V交流电压，输入电流在2A以上，能直接驱动电磁阀； （9） 系统扩展时，原系统只需作很小改动； （10） 用户程序存储器容量至少4KB。
1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装配上试用获得成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到世界各地，我国从1974年开始研制，1977年应用于工业。目前世界上已有数百家厂商生产可编程控制器，型号多达数百种。
1.3 PLC实现四层楼电梯自动控制研究的目的意义
使用“PLC可编程控制器”进行四层楼的电梯控制，是一个非常实用的项目。我进行了该课题的毕业设计后，能掌握PLC应用系统的一般设计方法，从而达到毕业后直接上岗的目的。
1.4 PLC实现四层楼电梯自动控制研究内容及创新点。
1.4.1 主要研究内容
我们这次使用的控制系统由西门子PLC控制器、四层楼电梯控制模形、控制软件等组成。通过对行程开关、传感器等的数据采集，控制电梯按规定的运行程序，安全可靠地运行。 1.4.1.1可编程序控制器的工作原理
（一）PLC的工作方式
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。如图（1-1）所示。
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图（1-1）
1） 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设臵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。
2） 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。 3） 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。
4） 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。
5） 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。
（二）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：
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
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