发布时间 : 星期五 文章基于plc的三层电梯控制系统设计_毕业论文更新完毕开始阅读
第2章 可编程控制器简介
2.1电梯PLC控制系统
2.1.1 可编程控制器的结构及各部分的作用
PLC 内部主要由主机、输入 / 输出接口、电源、编程器、扩展接口和外部设备接口等几部分组成。
2.1.2 主机
主机部分包括中央处理器（ CPU ）、系统程序存储器和 用户程序及数据存
储器
CPU 是 PLC 的核心，一切逻辑运算及判断都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。 (1) 运行用户程序 。
(2) 监控输入/输出接口状态。 (3) 作出逻辑判断和进行数据处理 内部存储器有两类：一类是系统程序存储器，另一类是用户程序及数据存储器
系统程序存储器： 主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理 的程序。系统程序已由厂家固定，用户不能更改。
用户程序及数据存储器： 主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据、中间结果。
2.1.3 输入 / 输出 (I/O) 接口
输入接口 用于接收输入设备（如：按钮、行程开关、传感器等）的控制信
号。
输出接口 用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出设备（如 : 接触器、电磁阀、指示灯等）。
2.1.4 电源
电源 指为 CPU 、存储器、 I/O 接口等内部电子电路工作所 配备的直流
开关稳压电源
2.1.5 编程器
编程器 是 PLC 很重要的外部设备，它主要由键盘、显示 器组成。编程器
分简易型和智能型两类。小型 PLC 常用 简易编程器，大、中型 PLC 多用智能编程器。编程器的 作用是编制用户程序并送入 PLC 程序存储器。利用编程 器可检查、修改、调试用户程序和在线监视 PLC 工作状 况。现在许多 PLC 采用和计算机联接，并利用专用的工 具软件进行编程或监控。
2.1.5输入输出扩展接口
I/O 扩展接口 用于将扩充外部输入 / 输出端子数扩展单元与基本单元（即
主机）联接在一起。
2.1.6 外部设备接口
此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相连。 2.2 可编程控制器的工作原理
PLC 采用 “ 顺序扫描、不断循环 ” 的工作方式， 这个过程可分为输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段 ，整个过程扫 描并执行一次所需的时间称为扫描周期。
2.2.1 输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据，并将此状态存入输入状态寄存器，即输入刷新。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入 。
2.2.2 程序执行阶段
PLC 在执行阶段，按先左后右，先上后下的步序，执行 程序指令。其过程
如下：从输入状态寄存器和其它元件 状态寄存器中读出有关元件的通 / 断状态，并根据用户程 序进行逻辑运算，运算结果再存入有关的状态寄存器中。
2.2.3 输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通 / 断状态，在输出刷新阶段转存到输出寄存器，去 控制各物理继电器的通 / 断，这才是 PLC 的实际输出。
由 PLC 的工作过程可见， 在 PLC 的程序执行阶段，即使输入发生了变化，输入状态寄存器的内容也不会立即改变，要 等到下一个周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号，等到一个循环周期结束， CPU 集中将 这些输出信号全部输出给输出锁存器，这才成为实际的 CPU 输出。因此全部输入、输出状态的改变就需要一个扫描周 期，换言之，输入、输出的状态保持一个扫描周期。
2.2.4 可编程控制器的主要技术性能 1. I/O 点数 指 PLC 外部输入和输出端子数。
2. 用户程序存储容量 用来衡量 PLC 所能存储用户程序的多少。
3. 扫描速度 指扫描 1000 步用户程序所需的时间，以 ms/ 千步为单位。 4. 指令系统条数 指PLC具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强。
5. 编程元件的种类和数量 编程元件指：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用 “ 字 ” 寄存器、数据寄存器及特殊功能继 电器等。其种类和数量是衡量 PLC 的一个指标。
2.3 编程语言的形式
本教材采用最常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。采
用梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件；采用助记符形式便于实验，因为它只需要一台简易编程器，而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。
虽然一些高档的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、专用的高级语言（如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样，各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。
编程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎样去做的代码或符号。从本质上讲，指令只是一些二进制代码，这点PLC与普通的计算机是完全相同的。同时PLC也有编译系统，它可以把一些文字符号或图形符号编译成机器码，所以用户看到的PLC指令一般不是机器码而是文字代码，或图形符号。常用的助记符语句用英文文字（可用多国文字）的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图，它类似于电气原理图是符号，易为电气工作人员所接受。 指令系统：一个PLC所具有的指令的全体称为该PLC的指令系统。它包含着指令的多少，各指令都能干什么事，代表着PLC的功能和性能。一般讲，功能强、性能好的PLC，其指令系统必然丰富，所能干的事也就多。我们在编程之前必须弄清PLC的指令系统
程序：PLC指令的有序集合，PLC运行它，可进行相应的工作，当然，这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计，PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观，可读性差，特别是较复杂的程序，更难读，所以多数程序用梯形图表达。
2.4 PLC基本指令：
（1）LD（取）、LDI取反）、OUT（输出）指令；LD（取）、LDI（取反）以电工的说法前者是常开、后者为常闭。这二条指令最常用于每条电路的第一个触点（即左母线第一个触点），当然它也可能在电路块与其它并联中的第一个触点中出现。
图2.4.1 PLC基本指令
这是一张梯形图（不会运行）。左边的纵线称为左母线，右母线可以不表示。该图有三个梯级；第1梯级；左边第一个触点为常开，上标为X000，X表示为输入继电器，其后的000数据，可以这样认为它使用的是输入继电器中的编号为第000的触点（下同）。其指令的正确表示应为（如右图程序所示）：0、LD X000 （前头的0 即为从第0步开始，指令输入时无须理会，它会自动按顺序显示出）。 第2梯级；左边的第一个触点为常闭触点，上标为T0，T表示定时器（有时间长短不同，应注意），0则表示定时器中的编号为0的触点。其指令的正确表示应为：2、LDI T0（如程序所示）。 第3梯级；左边第一个触点为常闭，上标为M0, M为辅助继电器（该继电器有多种，注意类别），其指令的正确表示应为：4、LDI M0（如程序所示）。本梯级的第2行第一个触点为常开，上标为Y000，Y表示输出继电器，由于该触点与后面Y001触点呈串联关系，形成了所谓的电路\块\，故而其触点的指令应为 5、LD Y000。总之LD与LDI指令从上面可以看出，它们均是左母线每一梯级第一触点所使用的指令。而梯级中的支路（即第3梯级的第2行）有二个或二个以上触点呈串联关系，其第一触点同样按LD或LDI指令。可使用LD、LDI指令的元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。OUT为线圈驱动指令，该指令不能出现在左母线第一位。驱动线圈与驱动线圈不能串联，但可并联。同一驱动线圈只能出现一次，并安排在每一梯级的最后一位。如上图中的1、OUT Y000，3、OUT Y001，Y为输出继电器，其线圈一旦接获输出信号，可以这样认为，线圈将驱动其相应的触点而接通外部负载（外部负载多为接触器、中间继电器等）。而上图8、OUT T0 K40 为定时器驱动线圈指令，其中的K为常数40为设定值（类似电工对时间继电器的整定）。可使用OUT指令元件有：输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。 （2）触点的串联指令AND（与）ANI（与非）；前者为常开，后者为常闭。二者均用于单个触点的串联。二指令可重复出现，不受限制，。如下图所示。
图2.4.2 触点的串联指令AND( 与）ANI（与非)
800)this.width=800\ 由第1梯级来看；X000、T0、Y001三触点成串联关系，即T0的常闭串接于X000的后端，而Y001的常闭则串接于T0常闭的后端。由于都是常闭故用ANI指令。现来看第2梯级；X000、M0、Y001，同样三触点也是串联关系，M0的常闭接点串接于X001的后端，而Y000的常开接点则串接于M0的后端。故M0的指令用ANI，而Y000的指令则用AND（具体编程详上图），一句话只要是串联后面是常开的用AND，是常闭的则用ANI。可使用AND、ANI指令元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。 （3）触点并联指令OR（或）、ORI（或反）；触点并联时，不管梯级中有几条