五层电梯
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PLC五层电梯控制系统设计1. 引言PLC(可编程逻辑控制器)是一种常用的工业控制设备,广泛应用于各个领域,包括电梯控制系统。
本文将介绍一种基于PLC的五层电梯控制系统设计方案。
2. 系统概述本电梯控制系统设计基于PLC控制器,能够实现电梯的安全运行和顺畅运行。
系统包括五层电梯控制逻辑设计,包括电梯的选择、调度、楼层显示等功能。
3. 五层电梯控制逻辑设计3.1 选择电梯电梯系统中可能存在多个电梯。
在发出上行或下行请求时,PLC控制器通过算法选择合适的电梯来响应请求。
选择电梯的算法可以基于电梯的当前楼层、运行方向和负载情况等因素进行决策。
选定电梯后,控制器将指令发送给该电梯。
3.2 调度电梯一旦选择了合适的电梯,PLC控制器将执行调度算法来确定电梯的运行顺序。
调度算法可以基于楼层请求的优先级和电梯的当前位置进行决策。
调度完成后,控制器将发送相应指令给电梯,使其按照正确的顺序运行到相应楼层。
3.3 控制电梯运行PLC控制器负责控制电梯的运行和停止。
根据接收到的指令,控制器将开启或关闭电梯的门,并控制电梯的上升和下降运动。
控制器还需要确保电梯在运行过程中不超过额定负载,并监控相关传感器以确保电梯的安全运行。
3.4 楼层显示电梯的楼层显示是用户与电梯交互的一个重要部分。
PLC控制器需要根据电梯的当前位置和运行方向来更新楼层显示。
楼层显示可以包括数字显示或者灯光指示器,用于指示当前运行到的楼层。
4. 总结本文介绍了基于PLC的五层电梯控制系统设计方案。
系统通过选择电梯、调度电梯、控制电梯运行和更新楼层显示等功能,实现了电梯的安全和顺畅运行。
PLC控制器作为系统的核心,负责控制和监控电梯的运行状态,为用户提供便捷的交通工具。
以上就是PLC五层电梯控制系统设计的相关内容。
通过合理的设计和实施,该系统能够提供可靠的电梯运行和舒适的使用体验。
基于PLC的五层电梯控制系统的设计引言电梯作为现代建筑中不可或缺的一部分,为人们提供出行便利。
本文旨在设计一个基于可编程逻辑控制器(PLC)的五层电梯控制系统,以确保电梯安全、高效地运行。
系统设计1. 电梯控制器PLC作为电梯控制系统的核心部分,负责处理和响应各种指令和信号。
其主要功能包括:- 接收来自用户的请求信号,如上行、下行、停止等;- 监控电梯运行状态,如位置、速度等;- 控制电梯运行,包括开启、关闭门以及楼层间的移动;- 处理故障和紧急情况,如停电和火灾。
2. 急停系统为了确保乘客和电梯的安全,我们设计了一个可靠的急停系统。
当系统检测到紧急情况时,PLC将立即向电梯发送停止信号,停止在当前楼层并打开门以供乘客疏散。
3. 楼层选择系统为了方便乘客选择所需的楼层,我们设计了一个楼层选择系统。
在电梯门口和每一层楼的电梯入口处安装触摸屏,乘客可以通过触摸屏选择所需的楼层。
PLC将接收到的楼层信号转化为控制指令,使电梯按照所选楼层运行。
4. 电梯调度算法为了提高电梯的运行效率和乘客体验,我们采用了一个高效的电梯调度算法。
该算法根据乘客的楼层选择、电梯的当前位置和运行状态,智能地决定电梯的移动方向和最佳路径,使电梯能够以最短的时间满足乘客请求。
5. 门控制系统为了确保乘客和电梯的安全,我们设计了一个可靠的门控制系统。
当电梯运行时,门将自动关闭并锁定,以防止乘客意外摔落。
当电梯到达目标楼层时,门将自动开启,乘客可安全进出电梯。
结论基于PLC的五层电梯控制系统的设计可以有效地提高电梯的运行效率和乘客体验,并保证乘客和电梯的安全。
这个系统通过使用PLC作为核心控制器、急停系统、楼层选择系统、电梯调度算法和门控制系统等模块,实现了自动化、智能化和可靠性强的电梯控制功能。
在未来的研究中,我们可以进一步优化和改进设计,以适应更高楼层和更复杂的电梯环境。
青岛五层家用电梯施工方案一、项目背景与概述本项目旨在为青岛地区一幢五层住宅楼安装家用电梯,以满足居民日常出行需求,提高生活质量。
本施工方案将详细规划电梯安装过程中的各个环节,确保施工安全、质量可控,并最终实现电梯的顺利投入使用。
二、现场勘察与测量对现场进行详细勘察,了解建筑结构、楼层高度、井道位置等关键信息。
使用专业测量工具,精确测量井道尺寸,确保电梯轨道安装精准。
三、施工前准备工作根据测量结果,制定详细的施工方案和进度计划。
准备所需施工材料和工具,包括电梯轨道、机房设备、电气材料等。
对施工人员进行安全教育和技能培训,确保施工过程安全可控。
四、井道搭建与加固根据设计方案,搭建井道结构,确保井道稳固、垂直。
对井道进行加固处理,包括增加支撑结构、防止井道变形等。
五、电梯轨道安装在井道内安装电梯轨道,确保轨道平整、无偏差。
使用专业工具对轨道进行固定和调整,保证电梯平稳运行。
六、井道门及开关装置安装井道门,确保门扇开合顺畅、密封良好。
设置电梯开关装置,包括内外呼叫按钮、楼层指示灯等。
七、机房与机械设备安装搭建电梯机房,确保机房内设备布局合理、通风良好。
安装电梯机械设备,包括曳引机、控制柜等,确保设备安装稳固、运行正常。
八、接线与调试对电梯控制系统进行接线,确保电气连接正确、可靠。
进行电梯调试,包括试运行、功能测试等,确保电梯运行平稳、安全可靠。
九、安全监测与验收对电梯进行安全监测,包括载重测试、速度测试等,确保电梯符合安全标准。
完成所有施工环节后,组织专业人员进行验收,确保电梯安装质量符合设计要求。
十、施工注意事项在施工过程中,严格遵守安全操作规程,确保施工人员和居民安全。
加强与居民的沟通协调,尽量减少施工对居民生活的影响。
定期对施工现场进行检查和维护,确保施工质量和进度。
十一、施工后维护在电梯投入使用后,定期进行维护和保养,确保电梯长期稳定运行。
建立电梯故障应急处理机制,及时处理电梯故障,保障居民出行安全。
PLC五层电梯控制系统原理图概述PLC(可编程逻辑控制器)五层电梯控制系统是一种常见的用于控制电梯运行的自动化系统。
该系统通过PLC控制器和相关传感器、执行器等设备的协作,实现了电梯的安全、高效运行。
本文将介绍PLC五层电梯控制系统的原理图及其各个部分的功能。
电梯控制系统五层结构PLC五层电梯控制系统包括:感知层、搬运层、执行层、计算层和人机交互层。
下面将分别介绍各个层次的功能及其原理图。
感知层感知层是电梯控制系统的最底层,用于感知电梯当前的状态和环境。
该层包括各类传感器,如限位开关、压力传感器、光电传感器等。
这些传感器可以实时感知电梯的位置、运行状态、载重情况等信息,以便进行后续的控制决策。
感知层的原理图如下:感知层┬─── 限位开关├─── 压力传感器├─── 光电传感器└─── ...搬运层搬运层负责将感知层获取到的信息转化为PLC控制器能够识别和处理的信号,并将控制器的输出信号传递给执行层。
搬运层包括信号转换模块和数据传输模块。
信号转换模块将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,以便PLC控制器进行处理。
数据传输模块负责将PLC控制器的指令传递给执行层。
搬运层的原理图如下:搬运层┬─── 信号转换模块└─── 数据传输模块执行层执行层是电梯控制系统的核心部分,负责执行PLC控制器下发的指令,控制电梯的运行。
执行层包括电机、电磁铁等执行器。
电机负责控制电梯的升降运动,电磁铁负责控制电梯的门的开关。
执行层的原理图如下:执行层┬─── 电机└─── 电磁铁计算层计算层是电梯控制系统的大脑,负责对感知层获取的信息进行处理,并根据设定的电梯运行策略生成控制指令。
计算层由PLC控制器组成,包括CPU、存储器、输入/输出模块等。
PLC控制器可以根据预设的逻辑、算法等进行判断和计算,以确定电梯的运行方向、停靠楼层等。
计算层的原理图如下:计算层┬─── CPU├─── 存储器└─── 输入/输出模块人机交互层人机交互层是用户和电梯控制系统的接口,负责向用户展示电梯的状态信息,并接收用户的操作指令。
基于PLC五层电梯控制系统设计毕业设计电梯是现代城市中常见的一种交通工具,能够方便快捷地将人们从一楼运送到其他楼层。
而电梯的控制系统是电梯正常运行的关键,因此,设计一个基于PLC五层电梯控制系统成为了一个综合能力的考核项目,本文将对其进行详细设计。
1.系统功能需求:(1)正常运行:电梯需要能够根据用户的需求,无故障地运行并停靠在用户选择的楼层;(2)安全可靠:电梯需要具备各种安全保护措施,如过载保护、故障保护、电气保护等,确保乘坐者的安全;(3)节能环保:电梯需要在使用过程中尽可能地降低能源消耗,并且能够在不影响正常运行的情况下自动进入省电模式。
2.系统设计方案:(1)硬件设计:选择PLC作为控制器,具备输入输出接口、计算能力、通信功能等。
连接传感器,如楼层传感器、门开关传感器、超载传感器等,用于感知外部环境。
(2)软件设计:编写电梯控制程序,采用状态机的方式来描述电梯的运行状态,根据楼层请求和传感器信号来实现电梯的运行和控制。
编写安全保护程序,当发生故障或超载时能及时停止运行,防止事故发生。
3.系统工作流程:(1)初始化:电梯处于待机状态,等待用户按下楼层按钮。
(2)运行状态:根据用户的楼层请求,电梯进入运行状态,控制电梯上升或下降到指定的楼层。
(3)停靠状态:当电梯到达用户选择的楼层后,触发门开关传感器,电梯停靠在该楼层,打开门,等待乘坐者上下电梯。
(4)故障保护:在电梯运行过程中,如发生故障或超载,电梯控制程序会实时检测到并响应,立即停止电梯运行,防止事故发生。
4.系统优化:(1)节能模式:当电梯长时间无人使用时,系统自动进入节能模式,关闭一部分电梯设备,降低能耗。
(2)自适应调度:根据电梯运行状态和楼层请求情况,动态调整电梯的运行策略,提高运行效率。
(3)可视化界面:通过触摸屏等设备,提供给用户一个直观的界面,显示电梯当前的状态和楼层信息。
通过以上设计方案,基于PLC的五层电梯控制系统能够满足电梯正常运行、安全可靠、节能环保等功能需求。
浅谈五层电梯的PLC控制近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速发展,电梯控制系统也在不断改进。
PLC控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强等优点,目前已成为在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
笔者以三菱FX系列PLC为例,对五层五站交流双速、集选控制电梯进行PLC控制改造,分别从电梯控制系统的构成及工作原理、软件设计等方面,详细阐述了PLC在电梯控制系统中的应用。
一、电梯控制系统的组成电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个部分。
电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿厢开关门电路。
电气控制系统则由众多按钮、传感器控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件(PLC)等组成。
PLC集采集、信号输出及逻辑控制于一体,与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。
二、电梯控制系统的硬件组成及I/O分配图(图略)1.系统输入部分系统输入分为两个部分,一是轿厢内控制箱、轿顶检修箱和厅外的指令按钮部分,包括轿内指令按钮、开关门按钮、厅外召唤按钮、轿顶检修运行指令等;二是换速、平层传感器,开关门限位开关等输入信号部分。
2.系统输出部分系统的输出部分包括发光二极管记忆电路、交流双速调速电路、轿箱开关门电路和七段数码管楼层显示电路等。
3.I/O分配图(略)三、电梯电气控制系统工作过程集选电梯具有无司机(自动)、有司机、检修三种运行态,又具有多种性能,包括超载保护及声光报警,满载自动关门并驶,安全触板保护,司机状态下一次直驶,轿内多指令登记,厅外顺向召唤信号截梯等等。
电梯的三种运行状态可通过钥匙开SYK进行切换,完成电梯在不同工作情况的需要。
1.有司机状态和无司机(自动)运行状态(1)下班关门关梯和上班开门开梯操作。
下班关门关闭电梯,管理人员或司机通过一楼厅外的召唤按钮1SZA,把电梯召回1楼,位于轿架的限位开关打板碰压位于井道轿厢导轨上的行程开关KGK。
扭动厅外召唤厢上的钥匙开关TYK,关闭轿厢内照明灯及关门。
plc五层电梯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和电梯控制系统的组成。
2. 学生能够掌握五层电梯控制系统的设计流程,包括输入/输出信号的配置、程序编写和调试。
3. 学生能够解释电梯运行过程中涉及到的传感器、驱动器和执行器的功能及其相互关系。
技能目标:1. 学生能够运用PLC编程软件进行电梯控制程序的编制和仿真测试。
2. 学生能够通过组态软件监控和优化电梯控制系统的运行状态。
3. 学生能够运用问题解决策略,对电梯控制系统进行故障诊断和排除。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对自动化控制技术的兴趣和好奇心,增强对工程技术职业的认识。
2. 学生能够在团队协作中进行有效沟通,培养合作精神和责任感。
3. 学生能够意识到技术在实际应用中对社会生活的积极影响,增强技术创新和可持续发展的意识。
课程性质分析:本课程为应用技术类课程,结合实际工程案例,侧重实践操作和问题解决能力的培养。
学生特点分析:学生处于高年级阶段,具备一定的电工电子基础和PLC编程知识,对实际工程应用有较高的兴趣。
教学要求:1. 理论与实践相结合,注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
2. 引导学生通过小组合作、讨论和反思,提高解决问题的综合能力。
3. 教学过程中关注学生的个体差异,提供个性化指导,确保每个学生都能达到预期学习成果。
二、教学内容1. PLC基本原理回顾:包括PLC的组成、工作原理、编程语言及常用指令。
教材章节:第一章“PLC概述”2. 电梯控制系统组成:介绍电梯控制系统中的主要部件,如传感器、驱动器、执行器等。
教材章节:第二章“电梯控制系统组成与原理”3. 五层电梯控制程序设计:a. 输入/输出信号的配置b. 控制程序编写及仿真c. 系统调试与优化教材章节:第三章“PLC电梯控制系统设计与应用”4. PLC编程软件应用:a. 编程软件的安装与使用b. 程序的编写、下载和调试教材章节:第四章“PLC编程软件操作”5. 组态软件监控与优化:a. 组态软件的安装与配置b. 电梯运行状态的监控与数据分析教材章节:第五章“组态软件在电梯控制系统中的应用”6. 故障诊断与排除:a. 常见故障现象及原因分析b. 故障诊断方法与排除策略教材章节:第六章“电梯控制系统故障诊断与处理”教学进度安排:1.PLC基本原理回顾(1课时)2.电梯控制系统组成(1课时)3.五层电梯控制程序设计(3课时)4.PLC编程软件应用(2课时)5.组态软件监控与优化(2课时)6.故障诊断与排除(2课时)教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,使学生在掌握基本知识的基础上,提高实际操作和问题解决能力。
五层电梯PLC控制设计电梯是城市现代化建筑中不可或缺的一部分,它在提升人们出行效率、节省时间的同时,也为人们带来了更多的舒适感和便利。
在电梯的运行过程中,PLC控制系统是至关重要的一环,它能够提供高效、安全和可靠的电梯控制功能。
一、电梯PLC控制系统的基本结构为了实现电梯的正常运行,电梯PLC控制系统通常由五个层次的控制层组成。
这五个层次分别是:1.系统管理层:主要负责电梯的整体管理和监控,包括故障报警、参数设置、运行记录等功能。
2.逻辑控制层:负责电梯的上下行控制、开关门控制、限位判断等,并将控制信号传递给驱动层。
3.驱动层:负责将逻辑控制层的指令转化为电梯驱动系统能够识别和接受的信号,并完成电机的启动、停止和转向等操作。
4.信号处理层:负责与外部硬件设备进行通信,接收传感器的输入信号并将其转化为控制层能够理解的信号。
5.外部连接层:实现电梯PLC控制系统与外部硬件设备的连接,包括按钮、指示灯、显示屏等。
二、电梯PLC控制系统的设计要点1.系统可靠性:电梯是一种用于运送人员的交通工具,其安全性和可靠性是首要考虑的因素。
在电梯PLC控制系统的设计中,要充分考虑各种可能的故障情况,并提供相应的安全保护措施,如过载保护、限位保护等。
2.系统响应速度:电梯是人们日常生活中经常使用的设备,因此其响应速度直接影响到人们的乘坐体验。
在电梯PLC控制系统的设计中,要确保系统能够快速响应用户的指令,提供高效的运行效果。
3.可编程性:电梯PLC控制系统的设计应考虑到电梯的多种工作模式和运行需求。
为了适应不同的使用场景,PLC控制系统需要具备良好的可编程性,能够根据不同的需求进行相应的调整和优化。
4.人机界面友好性:人机界面是电梯PLC控制系统与用户进行交互的重要途径。
在设计人机界面时,应考虑用户的使用习惯和操作便利性,提供简洁明了的界面设计和直观的操作指引,方便用户的使用。
5.安全保护功能:电梯是一种潜在的危险设备,因此在电梯PLC控制系统的设计中,应充分考虑安全保护功能的加入。
办公楼电梯造价标准
办公楼电梯的造价标准会根据楼层高度、电梯品牌、配置以及安装费用等因素而有所不同。
一般来说,5层的电梯价格在5万元至8万元左右一部,而7层的电梯价格在6\~20万元左右。
但请注意,这只是大致的价位,具体的价格还会因为品牌和配置的不同而有较大的差异。
此外,购买电梯后,还需要请专业师傅进行安装,电梯的安装费用也是一笔不小的开销。
所以,总体来看,安装一部5层楼的电梯大约需要10万元左右的资金。
而7层的电梯总费用可能会更高。
如有更多问题,建议咨询专业电梯销售及安装人员。
五层电梯控制系统设计2.1.1电梯的电力拖动部分轿厢升降运动的常见的电力拖动方式总体上可以划分为直流拖动和交流拖动。
而直流拖动发电机组供电的直流电动机由于能耗大、技术落后已不再生产,只有少量旧电梯还在运行。
本次方案选用的是交流双速异步电动机定子串电阻调速拖动方式,此方式不仅结构简单,而且使用方便,易于保养,价格低廉,在一般的电梯中得到了广泛的应用。
2.1.2电梯的电气控制部分电气控制系统由控制柜、操纵箱、层楼指示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中的电器元件构成。
电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序,完成各种电气动作功能,保证电梯安全运行。
电梯一般是由电动机来拖动的,其运行过程大多包括启动、正(反)转、停止等,这整个过程是由电气控制系统来完成。
具体地说电梯的控制主要是指对电动机的起动、停止、运行方向、层楼指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。
其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。
电梯电气控制系统与电力拖动系统比较,变化范围比较大。
当一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度确定后,电力拖动系统各零部件就基本确定了,而电气控制系统则有比较大的选择范围,必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择,才能最大限度地发挥电梯的使用效益。
2.2电梯模型结构电梯主体包括升降电机、轿厢、滑轮、钢丝绳、行程开关等。
升降电机为交流可逆电动机,轿厢套在钢丝绳上,电机带动钢丝绳正转或反转时,轿厢对应上升或下降。
每层楼均安装行程开关,利用机械碰撞,给出各楼层的层信号。
曳引电动机引导轮限位开关5轿厢关门到位轿厢门驱动电机4轿厢关门到位轿厢3212.2.1电梯层门电梯层门是为了确保安全,而在各层楼的停靠站,通向井道的入口处,设置供司机、乘用人员和货物等出入的门。
2.2.2轿厢内控制屏2.2.3楼位置显示功能afbgedc2.3设计参数表1电梯设计参数名称客梯数量单部载重设计参数1个1000Kg名称客梯层数单部定员设计参数5层13人2.4系统硬件电路图2.4.1主电路图详见附录一:主电路图。
设计题目:五层电梯模型PLC控制系统设计者: 任飞学号:专业班级:09电子信息指导老师:聂卫平完成时间:2010.11.233’局5’目录第一章PLC的简介-------------------------------------------------------------------------1 1.1 PLC的概念------------------------------------------------- 1.2 PLC的发展阶段--------------------------------------------- 1.3 PLC的组成及工作原理---------------------------------------- 1.4 PLC的特点及功能-------------------------------------------- 第二章电梯的概述12.1 电梯的定义12.2 电梯的分类 (1)2.3 电梯的主要机械部件 (4)第三章电梯的电力驱动系统 (5)3.1 电梯电力驱动系统的定义及构成 (5)3.2 电梯电力驱动系统的要求 (5)3.3 交流感应电动机的转速调节及其评价 (5)3.4 交流调速电梯的运行工艺过程 (6)3.5 交流双速电梯的主驱动系统 (7)3.6 三相交流双速异步电动机的拽引系统 (4)第四章PLC在电梯控制中的应用-------------------------94.1 电梯的启动所需条件 (9)4.2 电梯停车所需的条件 (9)4.3 设备选型 (9)4.4 电梯控制系统原理框图 (9)4.5 输入输出分配表 (10)4.6 程序的编写 (10)结束语.................... . (17)致谢 (18)参考文献....................... .. (19)附录 (20)第一章 PLC的简介一.PLC的概念可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC或PC,在现代工业控制中占有重要地位。
本文对其基础知识进行简要介绍。
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制随着技术的发展这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。
国际电工委员会(IEC)先后颁布了PLC 标准的草案第一稿,第二稿,并在1987 年2 月通过了对它的定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
”PLC 问世以来,尽管时间不长,但发展迅速。
为了使其生产和发展标准化,美国电气制造商协会NEMA(National Electrical Manufactory Association)经过四年的调查工作,于1984 年首先将其正式命名为PC(Programmable Controller),并给PC 作了如下定义:“PC 是一个数字式的电子装置,它使用了可编程序的记忆体储存指令。
用来执行诸如逻辑,顺序,计时,计数与演算等功能,并通过数字或类似的输入/输出模块,以控制各种机械或工作程序。
一部数字电子计算机若是从事执行PC 之功能着,亦被视为PC,但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。
”随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。
当前用于工业控制的计算机可以分为几类,类如可编程序控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。
PLC的应用广、功能强大、使用方便,是现代工业自动化的主要设备之一。
PLC已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中,PLC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。
一.PLC的发展阶段虽然PLC 问世时间不长,但是随着微处理器的出现,大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步,PLC 也迅速发展,其发展过程大致可分三个阶段:1.早期的PLC(60 年代末—70 年代中期)早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。
这时的PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义,其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。
它在硬件上以准计算机的形式出现,在I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。
装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路,存储器采用磁芯存储器。
另外还采取了一些措施,以提高其抗干扰的能力。
在软件编程上,采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。
因此,早期的PLC 的性能要优于继电器控制装置,其优点包括简单易懂,便于安装,体积小,能耗低,有故障指使,能重复使用等。
其中PLC 特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。
2.中期的PLC(70 年代中期—80 年代中后期)在70 年代微处理器的出现使PLC 发生了巨大的变化。
美国,日本,德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC 的中央处理单元(CPU)。
这样,使PLC 得功能大大增强。
在软件方面,除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外,还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。
在硬件方面,除了保持其原有的开关模块以外,还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。
并扩大了存储器的容量,使各种逻辑线圈的数量增加,还提供了一定数量的数据寄存器,使PLC 得应用范围得以扩大。
3.近期的PLC(80 年代中后期至今)进入80 年代中、后期,由于超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器的市场价格大幅度下跌,使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。
而且,为了进一步提高PLC 的处理速度,各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。
这样使得PLC 软、硬件功能发生了巨大变化。
二.PLC的组成及工作原理PLC各组成部件及作用1.CPU——是PLC的核心部分。
与通用微机CPU一样,CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。
其功能:(1)用扫描方式(后面介绍)接收现场输入装置的状态或数据,并存入输入映象寄存器或数据寄存器;(2)接收并存储从编程器输入的用户程序和数据;(3)诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误;(4)在PC进入运行状态后:a)执行用户程序——产生相应的控制信号(从用户程序存储器中逐条读取指令,经命令解释后,按指令规定的任务产生相应的控制信号,去启闭有关的控制电路)b)进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作,完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务c)更新输出状态——输出实施控制(根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,再由输入映象寄存器或数据寄存器的内容,实现输出控制、制表、打印、数据通讯等)2.存储器系统程序存储器——存放系统工作程序(监控程序)、模块化应用功能子程序、命令、解释、功能子程序的调用管理程序和系统参数,不能由用户直接存取。
用户程序存储器——存放用户程序。
即用户通过编程器输入的用户程序,可以由用户直接存取。
功能存储器(数据区)——存放用户数据PC的用户存储器通常以字(16位/字)为单位来表示存储容量。
注意:系统程序直接关系到PC的性能,不能由用户直接存取,所以,通常PC 产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量,是指用户程序存储器而言。
3.I/O输入/输出部件(I/O模块:接口电路、I/O映像存储器)I/O输入/ 输出部件——CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。
PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/O模块,以及各种用途的I/O组件供用户选用:输入/输出电平转换电气隔离串/并行转换数据传送A/D、D/A转换误码校验其他功能模块I/O模块可与CPU放在一起,也可远程放置。
通常,I/O模块上还具有状态显示和I/O接线端子排。
4.编程器等外部设备编程器——PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的工具作用:用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视通过键盘和显示器去检测PLC内部状态和参数通过通讯端口与CPU联系,实现与PLC的人机对话分类:简单型——只能联机编程;只能用指令清单编程智能型——既可联机(Online),也可脱机(Offline)编程;可以采用指令清单(语句表)、梯形图等语言编程。
常可直接以电脑作为编程器,安装相关的编程软件编程注意:编程器不直接加入现场控制运行。
一台编程器可开发、监护许多台PLC的工作。
其他外设:磁盘、光盘、EPROM写入器(用于固化用户程序)、打印机、图形监视系统或上位计算机等等。
5.电源内部电源——开关稳压电源,供内部电路使用;大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源,为现场的开关信号、外部传感器供电。
外部电源——可用一般工业电源,并备有锂电池(备用电池),使外部电源故障时内部重要数据不致丢失。
PLC的工作原理最初研制生产的PLC 主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运行方式是不相同的:继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
PLC 的CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作,必须等扫描到该触点时才会动作。
为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异,考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms 以上,而PLC 扫描用户程序的时间一般均小于100ms,因此,PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式—扫描技术。
这样在对于I/O 响应要求不高的场合,PLC 与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。
(1)输入采样阶段在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。