人數計數裝置設計的國內外現狀

Ⅰ PLC的發展史、及其介紹等（越詳細越好）

PLC發展史:

一、PLC的產生

1．繼－接控制回顧

由學生回答繼電器（接觸器）的結構、原理、畫出三相非同步電機啟－停的主電路圖、控制電路圖

由學生歸納出繼－接控制的不足，從而引出「PLC的產生」

2．PLC的產生

68年美國通用汽車公司（GM）招標要求：

（1）軟連接代替硬接線 （2）維護方便 （3）可靠性高於繼電器控制櫃 （4）體積小於繼電器控制櫃 （5）成本低於繼電器控制櫃 （6）有數據通訊功能 （7）輸入115V （8）可在惡劣環境下工作 （9）擴展時，原系統變更要少 （10）用戶程序存儲容量可擴展到4K

核心思想：

·用程序代替硬接線

·輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯

·結構易於擴展

這是PLC的雛形。

69年美國DEC公司研製出世界上第一台PLC（PDP-14），並在GM公司汽車生產線上應用成功

PLC的誕生：

·1969年，美國研製出世界第一台PDP-14

·1971年，日本研製出第一台DCS-8

·1973年，德國研製出第一台PLC

·1974年，中國研製出第一台PLC

二、PLC的特點、現狀與發展

（一）特點

（1）體積小 （2）可靠性高 （3）柔性好，可在線更改程序 （4）對環境條件無要求 （5）價格低廉……具備招標要求的所有功能

（二）現狀

80%以上的行業，80%以上的設備均可使用PLC

（三）發展

發展史：

第一代：1969年~1972年，代表產品有

·美國DEC公司的PDP-14/L

·日本立石電機公司的SCY-022

·日本北辰電機公司的HOSC-20

第二代：1973年~1975年，代表產品有

·美國GE公司的LOGISTROT

·德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列

·日本富士電機公司的SC系列

第三代：1976~1983年，代表產品有

·美國GOULD公司的M84、484、584、684、884

·德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列

·日本三菱公司的MELPLAC-50、550

第四代：1983年~現在，代表產品有

·美國GOULD公司的A5900

·德國西門子公司的S7系列

發展方向：

·產品規模向兩極分化

·處理模擬量

·追求高可靠性

·通訊介面和智能模塊

·系統操作站配高解析度的監視器

·追求軟、硬體標准化

三、PLC的分類

·按結構分：

·整體型

·組合型

·按I/O點數及內存容量分：

·超小型：小於64點，256Byet~1KB

·小 型：65~128點，1~3。

6KB

·中 型：129~512點，3。

6~13KB

·大 型：513~896點，大於13KB

·超大型：大於896點，大於13KB

四、網路型PLC與DCS的關系

DCS起源於模擬量

PLC起源於開關量

二者相互滲透、取長補短，功能上日趨接近，使數字世界、模擬世界更加模糊

決定DCS與PLC應用面大小的是其性能/價格比

1、PLC即可編程式控制制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。

在1987年國際電工委員會（International Electrical mittee）頒布的PLC標准草案中對PLC做了如下定義：

PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。

它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬體結合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有PLC

「PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。

它採用可以編製程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴展其功能的原則而設計。」

PLC的特點

2.1可靠性高，抗干擾能力強

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。

PLC由於採用現代大規模集成電路技術，採用嚴格的生產工藝製造，內部電路採取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。

一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。

從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC帶有硬體故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。

在應用軟體中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。

這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。

2.2配套齊全，功能完善，適用性強

PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。

可以用於各種規模的工業控制場合。

除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用於各種數字控制領域。

近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。

加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。

2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎

PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。

它介面容易，編程語言易於為工程技術人員接受。

梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。

為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。

2.4系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。

更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。

這很適合多品種、小批量的生產場合。

2.5體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小於100mm，重量小於150g，功耗僅數瓦。

由於體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。

3。

PLC基礎知識

1.1 PLC的發展歷程 在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。

傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。

4. PLC的應用領域

目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。

4.1開關量的邏輯控制

這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。

如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。

4.2模擬量控制

在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。

為了使可編程式控制制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。

PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程式控制制器用於模擬量控制。

4.3運動控制

PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。

從控制機構配置來說，早期直接用於開關量I/O模塊連接位置感測器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。

如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。

世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。

4.4過程式控制制

過程式控制制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。

作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制演算法程序，完成閉環控制。

PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。

大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。

PID處理一般是運行專用的PID子程序。

過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

4.5數據處理

現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。

這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們列印製表。

數據處理一般用於大型控制系統，如無人控制的柔性製造系統；也可用於過程式控制制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。

4.6通信及聯網

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。

隨著計算機控制的發展，工廠自動化網路發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網路系統。

新近生產的PLC都具有通信介面，通信非常方便。

5. PLC的國內外狀況

在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。

傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。

1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字設備公司（DEC）研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一台PLC.

限於當時的元器件條件及計算機發展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。

20世紀70年代初出現了微處理器。

人們很快將其引入可編程式控制制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。

為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可編程式控制制器採用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，並將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。

此時的PLC為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。

個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程式控制制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。

20世紀70年代中末期，可編程式控制制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可編程式控制制器中，使其功能發生了飛躍。

更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。

20世紀80年代初，可編程式控制制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。

這個時期可編程式控制制器發展的特點是大規模、高速度、高性能、產品系列化。

這個階段的另一個特點是世界上生產可編程式控制制器的國家日益增多，產量日益上升。

這標志著可編程式控制制器已步入成熟階段。

上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。

在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程式控制制領域，在某些應用上取代了在過程式控制制領域處於統治地位的DCS系統。

20世紀末期，可編程式控制制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。

從控制規模上來說，這個時期發展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用於壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程式控制制器的工業控制設備的配套更加容易。

目前，可編程式控制制器在機械製造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。

我國可編程式控制制器的引進、應用、研製、生產是伴隨著改革開放開始的。

最初是在引進設備中大量使用了可編程式控制制器。

接下來在各種企業的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。

目前，我國自己已可以生產中小型可編程式控制制器。

上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規模並在工業產品中獲得了應用。

此外，無錫華光公司、上海鄉島公司等中外合資企業也是我國比較著名的PLC生產廠家。

可以預期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。

6. PLC未來展望

21世紀，PLC會有更大的發展。

從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用於可編程式控制制器的設計和製造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網路的發展情況來看，可編程式控制制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程式控制制器技術的發展方向。

目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程式控制制器應用。

伴隨著計算機網路的發展，可編程式控制制器作為自動化控制網路和國際通用網路的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。

1.2 PLC的構成

從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。

固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。

模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。

1.3 CPU的構成

CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。

進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。

CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。

內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。

在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。

CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。

但工作節奏由震盪信號控制。

運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。

寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。

CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。

1.4 I/O模塊

PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。

I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。

輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。

I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。

常用的I/O分類如下：

開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。

模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。

1.5 電源模塊

PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。

同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。

電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

1.6 底板或機架

大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。

1.7 PLC系統的其它設備

1.7.1

編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。

我程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。

也就是我們系統的上位機。

1.7.2 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。

1.8 PLC的通信聯網

依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。

因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。

PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC

之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。

多數PLC具有RS-232介面，還有一些內置有支持各自通信協議的介面。

PLC的通信現在主要採用通過多點介面（MPI）的數據通訊、PROFIBUS

或工業乙太網進行聯網。

2 PLC控制系統的設計基本原則

2.1 最大限度的滿足被控對象的控制要求。

2.2 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、使用和維護方便。

2.3 保證控制系統安全可靠。

2.4 考慮到生產的發展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有餘量。

3 PLC軟體系統及常用編程語言

3.1 PLC軟體系統由系統程序和用戶程序兩部分組成。

系統程序包括監控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用於管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。

系統軟體由PLC廠家提供並已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。

用戶程序是用戶根據現場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是邏輯控制）用來實現各種控制。

STEP7是用於SIMATIC可編程邏輯控制器組態和編程的標准軟體包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬體組態和邏輯程序編制，以及邏輯程序執行結果的在線監視。

3.2 PLC提供的編程語言

3.2.1 標准語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點

3.2.1.1 它是一種圖形語言，沿用傳統控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。

3.2.1.2 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內部繼電器的接點或內部寄存器、計數器等的狀態。

3.2.1.3 梯形圖中的接點可以任意串、並聯，但線圈只能並聯不能串聯。

3.2.1.4 內部繼電器、計數器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內部使用。

3.2.1.5 PLC是按循環掃描事件，沿梯形圖先後順序執行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當做條件使用。

3.2.2 語句表語言，類似於匯編語言。

3.2.3 邏輯功能圖語言，沿用半導體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。

4 STEP7程序的使用

4.1 創建一個項目結構，項目就象一個文件夾，所有數據都以分層的結構存在於其中，任何時候你都可以使用。

在創建一個項目之後，所有其他任務都在這個項目下執行。

4.2 組態一個站，組態一個站就是指定你要使用的可編程式控制制器，例如S7300、S7400等。

4.3 組態硬體，組態硬體就是在組態表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什麼樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程序自動生成。

模板的特性也可以用參數進行賦值。

4.4 組態網路和通訊連接，通訊的基礎是預先組態網路，也就是要創建一個滿足你的控制方案的子網，設置網路特性、設置網路連接特性以及任何聯網的站所需要的連接。

網路地址也是程序自動生成如果沒有更改經驗一定不要修改。

4.5 定義符號，可以在符號表中定義局部或共享符號，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號名替代絕對地址。

符號的命名一般用字母編寫不超過8個位元組，最好不要使用很長的漢字進行描述，否則對程序的執行有很大的影響。

4.6 創建程序，用梯形圖編程語言創建一個與模板相連結或與模板無關的程序並存儲。

創建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以採用線形編程（基於一個塊內，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調用）、結構化編程（編寫通用塊）。

我們最常採用的是結構化編程和分布編程配合使用，很少採用線形編程。

4.7 下載程序到可編程式控制制器，完成所有的組態、參數賦值和編程任務之後，可以下載整個用戶程序到可編程式控制制器。

在下載程序時可編程式控制制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,

RUN-P模式表示，這個程序將一次下載一個塊，如果重寫一個舊的CPU程序就可能出現沖突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。

5 WINCC程序的使用

5.1 簡介，WINCC是在生產和過程自動化中解決可視化和控制任務的工業技術中性系統。

具有控制自動化過程的強大功能，是基於個人計算機的操作監視系統，它很容易結合標準的和用戶的程序建立人機界面精確的滿足生產實際要求。

WINCC有兩個版本RC版（具有組態和開發環境）、RT版（只有運行環境），我們一般使用的是RC版。

5.2 WINCC簡單使用步驟

5.2.1 變數管理，首先確定通訊方式安裝驅動程序，然後定義內部變數和外部變數，外部變數是受你買的WINCC軟體授許可權制的最大授權64K位元組，內部變數沒有限制。

5.2.2 畫面生成，進入圖形編輯器，圖形編輯器是一種用於創建過程畫面的面向矢量的作圖程序。

也可以使用包含在對象和樣式庫中的眾多的圖形對象來創建復雜的過程畫面。

可以通過動作編程將動態添加到單個圖形對象上。

5.2.3 報警記錄設置，報警記錄提供了顯示和操作選項來獲取和歸檔結果。

可以任意地選擇消息塊、消息級別、消息類型、消息顯示以及報表。

為了在運行中顯示消息，可以使用包含在圖形編輯器中的對象庫中的報警控制項。

5.2.4 變數記錄，變數記錄是用來從運行過程中採集數據並准備將它們顯示和歸檔。

5.2.5 報表組態，報表組態是通過報表編輯器來實現的。

是為消息、操作、歸檔內容和當前或已歸檔的數據定時器或事件控制文檔的集成的報表系統，可以自由選擇用戶報表的形式。

5.2.6 全局腳本的應用，全局腳本就是C語言函數和動作的通稱，根據不同的類型腳本被用於給對象組態動作並通過系統內部C語言編譯器來處理。

全局腳本動作用於過程執行的運行中。

一個觸發可以開始這些動作的執行。

5.2.7 用戶管理器設置，用戶管理器用於分配和控制用戶的單個組態和運行系統編輯器的訪問許可權。

每建立一個用戶，就設置了WINCC功能的訪問權利並獨立的分配給此用戶。

至多可分配999個不同的授權。

5.2.8 交叉表索引，交叉索引用於為對象尋找和顯示所有使用處，例如變數、畫面和函數等。

使用「鏈接」功能可以改變變數名稱而不會導致組態不一致。

Ⅱ plc畢業論文設計

PLC和變頻器在中央空調系統中的節能應用

摘要:介紹一種以PLC作為總控制部件，採用變頻器控制中央空調冷凍水循環泵，構成恆壓
循環供水；變頻調速循環供水，以及用PLC控制一台軟起動器分別起動4台井水泵的控制系統。
從而實現節能的目的，提高系統的可靠性，確保設備的安全運行。

關鍵詞：PLC；變頻器；軟起動器；節能

1引言
晶澳太陽能有限公司採用3台設備製冷機組用
於生產設備製冷，設備冷凍水循環泵2台，額定功
率30kW，一備一用。另採用2台空調製冷機組用
於環境製冷，空調冷凍水循環泵3台，額定功率
37kW，二用一備。兩種循環水泵均為工頻全速運轉，
由於設備冷凍水採用傳統的固定節流方式來滿足生
產設備恆壓供水要求和空調冷凍水採用固定節流的
方式實現調節室內溫度的目的，造成了大量電能的
浪費，減短了水泵和閥門的使用壽命。現改造為由
PLC作為核心控制部件，由變頻器和設備冷凍水泵
組成恆壓供水系統。空調冷凍水根據溫差△T控制
原理，由變頻器，PID溫差控制器，溫度變送器，
循環泵組成溫差△T控制變頻調速系統。
現公司有4口水井，井水泵額定功率為75kW，
採用工頻恆速運行。井水統一供給兩種製冷機組冷
卻水、其他車間用水、消防用水等。由於井水泵的
自耦降壓起動方式控制機構寵大，故障率高。現改
造為由PLC控制一台軟起動器分別起動4台井水泵
的起動方式。
2硬體配置
設計選用一台PLC作為核心控制部件，控制井
水泵的軟起動，設備冷凍水恆壓供水和空調冷凍水
的變頻調速。其中，PLC選用Siemens公司的s7-200，
CPU選用S7-222，電源模塊一塊，數字擴展模塊選
用EM223 24VDC 16輸入/16輸出。共24個輸入點，
22個輸出點。數字量輸入主要有循環泵手/自動運行
方式的切換，循環水泵和井水泵的手動啟/停操作和
井水流量反饋。數字輸出點用於19點繼電器輸出和
兩個冷凍水系統故障報警和井水流量報警。
變頻器選用MicroMaster430系列2台，一台額
定功率30kW，用於控制設備冷凍水循環泵，另一
台額定功率37kW，用於控制空調冷凍水循環泵。
MicroMaster430系列變頻器是風機類和水泵類的專用變頻器，它擁有內置PID調節器，可以提高供水
壓力的控制精度，改善系統的動態響應。軟起動器
選用SIRIUS 3RW40系列一台，額定功率75kW，
用於軟起動井水泵。PID溫差控制器一台，選用
Transmit（全仕）G-2508系列PID雙路溫差控制器，
用於設定溫差，並將PID處理後的4～20mA的模擬
信號送至變頻器。壓力變送器一個，用於檢測設備
冷凍水的管網壓力，並將壓力信號反饋給變頻器。
溫度變送器兩個，用於檢測蒸發器兩端的溫度，並
將溫度信號送至PID溫差控制器。
3控制方案設計

3.1設備冷凍水恆壓供水控制方案設計
控制原理如圖2所示，設備冷凍水循環系統是
一個密閉的系統，由1#，2#循環泵供水，供水壓力
要求在4.0±0.5Mbar。正常情況下，一台循環泵工
頻全速運轉時，出水壓力可達7.5 Mbar。具有很大
的裕量，為避免電能的浪費，將設備冷凍水循環系
統設計為恆壓供水系統。方案設計有手動/自動兩種
工作方式。

在手動方式下，工作人員可以根據實際情況現
場決定起/停水泵的變頻運行，並設最高優先控制
級，不受PLC的自動控制，以保證檢修或出現故障
時的安全使用。
自動方式控制過程：將控制面板上設備冷凍水
泵的手動/自動開關，打到「自動」檔，由井水泵的運
行給定PLC設備冷凍水泵的起動信號，PLC控制
KM11吸合，並與變頻器通信，由變頻器1F軟起動
1#循環泵。壓力變送器檢測設備冷凍水管網壓力，
轉化為4～20mA的模擬信號反饋至變頻器1F，變頻器1F通過內置的PID將檢測壓力與壓力給定值
進行比較優化計算，輸出運行頻率調節1#循環泵
的轉速。當壓力變送器檢測到的管網壓力低於給定
壓力時，變頻器輸出頻率上升，增加1#泵的轉速，
提高管網壓力；反之，則頻率下降，降低1#水泵的
轉速。為防止備用泵在備用期間發生銹蝕現象，在
自動控制方式下，將1#、2#循環泵設置起始/停止周
期，使其自動定時循環使用。
為避免在水泵切換時，管網壓力變化過大，應
採取必要的起/停時間協調措施，以盡量保證水壓的
穩定，並在切換過程中，對壓力檢測信號進行一定
延時的「屏蔽」，防止變頻器在較高的壓力信號下不
起動。切換過程為：當設定的循環周期已到時，屏
蔽壓力檢測信號。將正在運行的水泵的頻率升至
50Hz後切換為工頻運行，之後將備用泵變頻起動
（備用泵與運行泵不固定），在頻率升至30Hz時，
切除工頻泵，並取消對壓力信號的屏蔽，恢復正常
運行，如此循環。在水泵切換時為了防止KM11與
KM12、KM21與KM22、KM11與KM22誤動作同
時吸合發生故障，須將它們電氣互鎖和程序互鎖。
當工作泵發生故障時，則立即停止工作泵，將備用
泵投入變頻運行，並輸出聲光報警，提示工作人員
及時檢修，當變頻器發生故障時則停止水泵運行立
即輸出報警。
3.2空調冷凍水系統循環泵變頻調速控制方案設計
控制原理如圖3所示，空調冷凍水系統的供回
水溫度之差反映了冷凍水從室內攜帶熱量的情況。
溫差大，說明室內溫度高，應提高冷凍水泵的轉速，
加快冷凍水循環；反之，溫差小，說明室內溫度低，
可以適當降低冷凍水泵的轉速，減緩冷凍水循環。
一般中央空調冷凍水系統設計溫差為5oC~7oC。通
過溫差△T控制，控製冷凍水系統的循環狀態，可
以降低能源損耗，延長水泵的壽命。此外，空調冷
凍水系統是一個密閉的系統不必考慮恆壓問題。

差控制器和循環泵溫差閉環變頻調速系統，控製冷
凍水泵的轉速隨著室內熱負載的變化而變化。工作
過程為：溫度變送器1、2分別在空調機組蒸發器輸
入和輸出端測得溫度後，轉換為4～20mA的標准信
號送入PID溫差控制器，經PID與給定溫差值比較
處理後，輸出4～20mA的標准信號到變頻器2F的
模擬量輸入端，變頻器2F輸出相應頻率，調節循環
水泵的轉速，達到控制溫度的目的，形成一個完整
的閉環控制系統。系統設計為手動和自動兩種控制
方式手動方式工作過程與設備冷凍水泵手動工作方
式類似自動控制過程為：將控制面板上的空調冷凍
水循環泵手動/自動控制開關打到「自動」檔，系統將
在自動方式下運行，由井水泵的運行給定PLC空調
冷凍水泵起動指令後，首先控制KM31吸合投入3#
循環泵變頻運行，由溫度變送器1、2檢測蒸發器兩
端的溫度，並將溫度信號送到PID溫差控制器，PID
溫差控制器將檢測到的溫差與給定溫差比較處理後
的標准信號反饋給變頻器2F。若檢測到的溫差大於
溫差給定值時，變頻器2F提升輸出頻率，提高水泵
的轉速，加快冷凍水的循環；反之，則降低頻率，
降低水泵轉速。在自動運行方式下，將3台水泵設
定自動循環周期，定時自動循環使用。3台水泵的
開閉順序為「先開先關」的順序，當室內熱負荷加
大時，若變頻器2F的輸出頻率已升至50Hz，經一
定延時（如20min），當檢測溫差值仍大於溫差給定
值時，通過PLC程序控制，把3#水泵切換為工頻運
行，再投入4#水泵變頻運行，如此循環，直到變頻
運行5#水泵。當3台水泵被全部投入運行，且變頻
泵頻率已至50Hz，經延時若頻率仍沒下降，則由
PLC輸出報警，提醒工作人員及時修改空調機組設
定值；相反，當室內熱負荷減小時，變頻器2F降低
輸出頻率，降低5#泵的轉速，當頻率降到20Hz時，
若檢測溫差值仍低於溫差給定值時，經延時（如
20min），停止3#泵，依此類推。為保證變頻器2F
只控制一台水泵，將KM31、KM41和KM51電氣
互鎖和程序互鎖，同時須將KM31與KM32、KM41
與KM42、KM51與KM52電氣互鎖。當變頻器2F
或水泵發生故障時，由PLC輸出聲光報警，提示工
作人員及時檢修。
3.3井水泵軟起動控制方案設計
如圖1所示，利用PLC控制一台軟起動器，即
可分別起動4台井水泵.將井水泵的運行方式設計為
手動方式。具體控制過程為：按下控制面板上相應的起動按鈕，如按下6#泵起動按鈕，PLC控制KM61
吸合並運行軟起動器，軟起動6#井水泵。當軟起動
器起動完畢後利用其輔助觸點反饋信號給PLC，
PLC斷開KM61並立即閉合KM62，將6#井水泵切
入工頻運行，並停止運行軟起動器，依此類推。為
防止軟起動器同時起動兩台以上的井水泵，須將
KM61、KM71、KM81、KM91電氣互鎖和程序互
鎖，另須將KM61與KM62、KM71與KM72、KM81
與KM82、KM91與KM92電氣互鎖，
4 S7-200與MM430變頻器的通信設置
S7-200PLC作為核心控制部件，它有匯流排訪問
權，可以讀取或改寫變頻器的狀態，控制軟起動器
的運行狀態，從而達到控制和監視設備運行狀態的
目的。系統採用匯流排式拓撲結構，兩台變頻器採用
匯流排接插件連入匯流排。S7-200選用S7-222CPU，軟
件採用WIN3.2。採用西門子Profibus屏蔽電纜及9
針D形網路連接頭。利用S7-222的自由通信口功
能，即RS485通信口。由用戶程序實現USS協議與
兩台MM430變頻器通信。在硬體連接完畢後，需
要對兩台MM430變頻器的通信參數進行設置，如
表1所示。

5軟體設計
在應用設計中，PLC起到「總監總控」的角色，
可以對兩台變頻器的狀態進行查詢和控制。程序首
先將S7-222的通信口初始化為自由通信口方式，然
後程序進入一個順序控制邏輯功能塊。控制順序為：
手動起動井水泵，在井水流量滿足要求的情況下，
自動運行設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵。
在PLC的程序中設計了井水泵的手動軟起動井水泵
控制、設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵自動
定時循環程序；同時設計了設備冷凍水循環泵和空調冷凍水循環泵的手動控製程序。在本系統中採用
了變頻器自身控制的方法，這樣就省去了對PLC的
PID演算法的編程。
6結論
本系統設計實際應用運行一個夏季後，得出與
上個季度循環水泵電能消耗數據及故障次數如表2
所示。數據顯示，系統改造後節能達30%以上，並
且在春，秋、冬季節空調冷凍水循環泵的節能效果
會更加明顯，並且故障發生次數大幅下降。因此采
用調速調節流量的方式，可以大幅度降低截流能量
的損耗，具有顯著的節能效果，並能延長水泵的壽
命，提高系統運行的穩定性，降低生產成本，提高
生產效率。

參考文獻
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頻器選型,應用與維護.北京:人民郵電出版社,2002:
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列).西安:西安電子科技大學出版社,2004.
叮叮貓進士 回答採納率:42.2% 2010-03-24 20:38 隨著我國經濟的高速發展，交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣泛。而電梯作為現代高層建築的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關。隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速的發展，其拖動技術已經發展到了變壓變頻調速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。
通過對變頻器和PLC的合理選擇和設計，大大提高了電梯的控制水平，並改善了電梯運行的舒適感，使電梯得到了較為理想的控制和運行效果。並利用旋轉編碼器發出的脈沖信號構成位置反饋，實現電梯的精確位移控制。通過PLC程序設計實現樓層計數、換速信號、開門控制和平層信號的數字控制，取代井道位置檢測裝置，提高了系統的可靠性和平層精度。該系統具有先進、可靠、經濟的特色。該電梯控制系統具有司機運行和無司機運行的功能，並且具有指層、廳召喚、選層、選向等功能和具有集選控制的特點。

關鍵詞： 電梯； PLC； 變頻調速； 旋轉編碼器

ABSTRACT
As China's rapid economic development, exchange of VVVF technology has entered a new era, its application more widely. The elevator as a modern high-rise building the vertical transport, and is closely related to people's lives, as people raise their requirements, the lift has been the rapid development of its technology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original control relays.
Through the PLC chip and a reasonable choice and design, Greatly improving the control of the elevator, the elevator and to improve the operation of comfort, so that the lift has been better control and operation results. And using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signals to replace Wells Road location detection devices, improving the reliability of the system accuracy of the peace. The system has advanced, reliable and economic characteristics.The elevator control system has run drivers and drivers operating without that manual and automatic features, and with that layer, called the Office for the election of the Commission to function, with election-control characteristics.

Keywords: lift ; PLC; VVVF; rotary encoder

目 錄
1 緒論 1
1.1 PLC控制交流變頻電梯的簡介 1
1.2 電梯控制的國內外發展現狀 2
1.3 題目選擇的來源與意義 3
1.4 本文所做的主要工作 3
2 電梯設備的介紹 4
2.1 電梯設備 4
2.1.1 電梯的分類 4
2.1.2 電梯的主要參數 4
2.1.3 電梯的安全保護裝置 5
3 變頻器的選擇及其參數計算 7
3.1 變頻器的分類 7
3.2 變頻器的選擇 7
3.2.1 變頻器品牌型號的選擇 7
3.2.2 變頻器規格的選擇 8
3.2.3 選擇變頻器應滿足的條件 8
3.3 VS-616G5型通用型變頻器 8
3.4 變頻器有關參數的計算 10
3.4.1 變頻器容量的計算 10
3.4.2 變頻器制動電阻的計算 11
4 PLC的選擇及硬體開發 12
4.1 PLC簡介 12
4.2 控制器件的選擇 14
4.2.1 PLC的選擇 14
4.2.2 轎廂位置的檢測元件 14
4.3 PLC硬體系統的設計 16
4.3.1 設計思路 19
4.3.2 I/O點數的分配及機型的選擇 21
5 系統軟體開發 25
5.1 電梯的三個工作狀態 25
5.1.1 電梯的自檢狀態 25
5.1.2 電梯的正常工作狀態 25
5.1.3 電梯的強制工作狀態 26
5.2 系統的軟體開發方法確定 26
5.2.1 軟體設計特點 26
5.2.2 軟體流程 27
5.2.3 模塊化編程 29
5.3 系統的軟體開發 30
5.3.1 電路的開關門運行迴路 30
5.3.2 電梯的外召喚信號的登記消除及顯示迴路 33
5.3.3 利用旋轉編碼器獲取樓層信息 35
5.3.4 呼梯鈴控制與故障報警 35
5.3.5 電梯的消防運行迴路 36
結 論 38
致 謝 39
參考文獻 40
附錄 Ⅰ VS-616G5型變頻器的常用參數 41
附錄 Ⅱ VS-616G5變頻器主要參數設置表 42
附錄 Ⅲ 梯形圖 43

Ⅲ 基於數控機床的PLC技術的研究

樓上那一位加上以下的，自己整合一下
1、PLC即可編程式控制制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標准草案中對PLC做了如下定義：

「PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它採用可以編製程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴展其功能的原則而設計。」

PLC的特點

2.1可靠性高，抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由於採用現代大規模集成電路技術，採用嚴格的生產工藝製造，內部電路採取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬體故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟體中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。

2.2配套齊全，功能完善，適用性強
PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用於各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用於各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。

2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎
PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它介面容易，編程語言易於為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。

2.4系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。

2.5體積小，重量輕，能耗低
以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小於100mm，重量小於150g，功耗僅數瓦。由於體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。

3. PLC的應用領域
目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。

3.1開關量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。

3.2模擬量控制
在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程式控制制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程式控制制器用於模擬量控制。

3.3運動控制
PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用於開關量I/O模塊連接位置感測器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。

3.4過程式控制制
過程式控制制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制演算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。

3.5數據處理
現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們列印製表。數據處理一般用於大型控制系統，如無人控制的柔性製造系統；也可用於過程式控制制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。

3.6通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網路發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網路系統。新近生產的PLC都具有通信介面，通信非常方便。

4. PLC的國內外狀況

在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字設備公司（DEC）研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一台PLC.
限於當時的元器件條件及計算機發展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可編程式控制制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可編程式控制制器採用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，並將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程式控制制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。

20世紀70年代中末期，可編程式控制制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可編程式控制制器中，使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。20世紀80年代初，可編程式控制制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。這個時期可編程式控制制器發展的特點是大規模、高速度、高性能、產品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產可編程式控制制器的國家日益增多，產量日益上升。這標志著可編程式控制制器已步入成熟階段。

上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程式控制制領域，在某些應用上取代了在過程式控制制領域處於統治地位的DCS系統。

20世紀末期，可編程式控制制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。從控制規模上來說，這個時期發展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用於壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程式控制制器的工業控制設備的配套更加容易。目前，可編程式控制制器在機械製造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。

我國可編程式控制制器的引進、應用、研製、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程式控制制器。接下來在各種企業的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產中小型可編程式控制制器。上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規模並在工業產品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉島公司等中外合資企業也是我國比較著名的PLC生產廠家。可以預期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。

5. PLC未來展望
21世紀，PLC會有更大的發展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用於可編程式控制制器的設計和製造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網路的發展情況來看，可編程式控制制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程式控制制器技術的發展方向。目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程式控制制器應用。伴隨著計算機網路的發展，可編程式控制制器作為自動化控制網路和國際通用網路的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。

1.2 PLC的構成

從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。

1.3 CPU的構成

CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。

CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。

在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪信號控制。運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。

CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。

1.4 I/O模塊

PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。

常用的I/O分類如下：

開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。

模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。

1.5 電源模塊

PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

1.6 底板或機架

大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。

1.7 PLC系統的其它設備

1.7.1

編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。也就是我們系統的上位機。

1.7.2 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。

1.8 PLC的通信聯網

依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。

PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC

之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232介面，還有一些內置有支持各自通信協議的介面。PLC的通信現在主要採用通過多點介面（MPI）的數據通訊、PROFIBUS

或工業乙太網進行聯網。

2 PLC控制系統的設計基本原則
2.1 最大限度的滿足被控對象的控制要求。
2.2 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、使用和維護方便。
2.3 保證控制系統安全可靠。
2.4 考慮到生產的發展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有餘量。
3 PLC軟體系統及常用編程語言

3.1 PLC軟體系統由系統程序和用戶程序兩部分組成。系統程序包括監控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用於管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。系統軟體由PLC廠家提供並已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。用戶程序是用戶根據現場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是邏輯控制）用來實現各種控制。STEP7是用於SIMATIC可編程邏輯控制器組態和編程的標准軟體包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬體組態和邏輯程序編制，以及邏輯程序執行結果的在線監視。

3.2 PLC提供的編程語言

3.2.1 標准語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點

3.2.1.1 它是一種圖形語言，沿用傳統控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。

3.2.1.2 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內部繼電器的接點或內部寄存器、計數器等的狀態。

3.2.1.3 梯形圖中的接點可以任意串、並聯，但線圈只能並聯不能串聯。

3.2.1.4 內部繼電器、計數器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內部使用。

3.2.1.5 PLC是按循環掃描事件，沿梯形圖先後順序執行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當做條件使用。

3.2.2 語句表語言，類似於匯編語言。

3.2.3 邏輯功能圖語言，沿用半導體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。

4 STEP7程序的使用

4.1 創建一個項目結構，項目就象一個文件夾，所有數據都以分層的結構存在於其中，任何時候你都可以使用。在創建一個項目之後，所有其他任務都在這個項目下執行。

4.2 組態一個站，組態一個站就是指定你要使用的可編程式控制制器，例如S7300、S7400等。

4.3 組態硬體，組態硬體就是在組態表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什麼樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程序自動生成。模板的特性也可以用參數進行賦值。

4.4 組態網路和通訊連接，通訊的基礎是預先組態網路，也就是要創建一個滿足你的控制方案的子網，設置網路特性、設置網路連接特性以及任何聯網的站所需要的連接。網路地址也是程序自動生成如果沒有更改經驗一定不要修改。

4.5 定義符號，可以在符號表中定義局部或共享符號，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號名替代絕對地址。符號的命名一般用字母編寫不超過8個位元組，最好不要使用很長的漢字進行描述，否則對程序的執行有很大的影響。

4.6 創建程序，用梯形圖編程語言創建一個與模板相連結或與模板無關的程序並存儲。創建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以採用線形編程（基於一個塊內，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調用）、結構化編程（編寫通用塊）。我們最常採用的是結構化編程和分布編程配合使用，很少採用線形編程。

4.7 下載程序到可編程式控制制器，完成所有的組態、參數賦值和編程任務之後，可以下載整個用戶程序到可編程式控制制器。在下載程序時可編程式控制制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,

RUN-P模式表示，這個程序將一次下載一個塊，如果重寫一個舊的CPU程序就可能出現沖突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。

5 WINCC程序的使用

5.1 簡介，WINCC是在生產和過程自動化中解決可視化和控制任務的工業技術中性系統。具有控制自動化過程的強大功能，是基於個人計算機的操作監視系統，它很容易結合標準的和用戶的程序建立人機界面精確的滿足生產實際要求。WINCC有兩個版本RC版（具有組態和開發環境）、RT版（只有運行環境），我們一般使用的是RC版。

5.2 WINCC簡單使用步驟

5.2.1 變數管理，首先確定通訊方式安裝驅動程序，然後定義內部變數和外部變數，外部變數是受你買的WINCC軟體授許可權制的最大授權64K位元組，內部變數沒有限制。

5.2.2 畫面生成，進入圖形編輯器，圖形編輯器是一種用於創建過程畫面的面向矢量的作圖程序。也可以使用包含在對象和樣式庫中的眾多的圖形對象來創建復雜的過程畫面。可以通過動作編程將動態添加到單個圖形對象上。

5.2.3 報警記錄設置，報警記錄提供了顯示和操作選項來獲取和歸檔結果。可以任意地選擇消息塊、消息級別、消息類型、消息顯示以及報表。為了在運行中顯示消息，可以使用包含在圖形編輯器中的對象庫中的報警控制項。

5.2.4 變數記錄，變數記錄是用來從運行過程中採集數據並准備將它們顯示和歸檔。

5.2.5 報表組態，報表組態是通過報表編輯器來實現的。是為消息、操作、歸檔內容和當前或已歸檔的數據定時器或事件控制文檔的集成的報表系統，可以自由選擇用戶報表的形式。

5.2.6 全局腳本的應用，全局腳本就是C語言函數和動作的通稱，根據不同的類型腳本被用於給對象組態動作並通過系統內部C語言編譯器來處理。全局腳本動作用於過程執行的運行中。一個觸發可以開始這些動作的執行。

5.2.7 用戶管理器設置，用戶管理器用於分配和控制用戶的單個組態和運行系統編輯器的訪問許可權。每建立一個用戶，就設置了WINCC功能的訪問權利並獨立的分配給此用戶。至多可分配999個不同的授權。

5.2.8 交叉表索引，交叉索引用於為對象尋找和顯示所有使用處，例如變數、畫面和函數等。使用「鏈接」功能可以改變變數名稱而不會導致組態不一致。

參考文獻
[1] 林小峰.可編程式控制制器原理及應用.北京：高等教育出版社，1994
[2] 田瑞庭.可編程式控制制器應用技術.北京：機械工業出版社，1994
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[4] 於慶廣.可編程式控制制器原理及系統設計.北京：清華大學出版社.2004

PLC，俗稱「電力線上網」，英文全名為Power Line Communication，主要是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式
1、主要特點

① 結構靈活，不受環境的限制，有電即可組建網路，同時可以靈活擴展接入埠數量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美。

② 傳輸質量高、速度快、帶寬穩定，可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應用平台提供保證。最新的電力線標准HomePlug AV傳輸速度已經達到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlug AV採用了時分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測機能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協議，兩者結合，能夠很好地傳輸流媒體。

③ 范圍廣，無所不在的電力線網路也是這種技術的優勢。雖然無線網路可以做到不破牆，但對於高層建築來說，其必需布設N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號盲區的存在。而電力線是最基礎的網路，它的規模之大，是其他任何網路無法比擬的。由此，運營商就可以輕松地把這種網路接入服務滲透到每一處有電力線的地方。這一技術一旦全面進入商業化階段，將給互聯網普及帶來極大的發展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實現網際網路接入，電視頻道接收節目，打電話或者是可視電話。

④ 低成本。充分利用現有的低壓配電網路基礎設施，無需任何布線，節約了資源。無需挖溝和穿牆打洞，避免了對建築物、公用設施、家庭裝潢的破壞，同時也節省了人力。相對傳統的組網技術，PLC成本更低，工期短，可擴展性和可管理性更強。目前國內已開通電力寬頻上網的地方，其包月使用費用一般為50-80元/月左右，這樣的價格和很多地方的ADSL包月相持平。

⑤ 適用面廣。PLC作為利用電力線組網的一種接入技術，提供寬頻網路「最後一公里」的解決方案，廣泛適用於居民小區，酒店，辦公區，監控安防等領域。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網路接入，來瀏覽網頁、撥打電話，和觀看在線電影，從而實現集數據、語音、視頻，以及電力於一體的「四網合一」。

PLC 還有一種說法是:產品生命周期（proct life cycle）觀念，簡稱PLC，是把一個產品的銷售歷史比作象人的生命周期一樣，要經歷出生、成長、成熟、老化、死亡等階段。就產品而言，也就是要經歷一個開發、引進、成長、成熟、衰退的階段。
1、產品開發期：從開發產品的設想到產品製造成功的時期。此期間該產品銷售額為零，公司投資不斷增加。
2、引進期：新產品新上市，銷售緩慢。由於引進產品的費用太高，初期通常利潤偏低或為負數，但此時沒有或只有極少的競爭者。
3、成長期：產品經過一段時間已有相當知名度，銷售快速增長，利潤也顯著增加。但由於市場及利潤成長較快，容易吸引更多的競爭者。
4、成熟期：此時市場成長趨勢減緩或飽和，產品已被大多數潛在購買者所接受，利潤在達到頂點後逐漸走下坡路。此時市場競爭激烈，公司為保持產品地位需投入大量的營銷費用。
5、衰退期：這期間產品銷售量顯著衰退，利潤也大幅度滑落。優勝劣汰，市場競爭者也越來越少。
http://www.douban.com/isbn/7-118-04611-6/

Ⅳ 點鈔機現狀

中國點鈔機市場自2003年起呈現出多元化的格局，分為銀行市場為主的企業、民用和銀行市場企業、民用市場為主的企業以及以國外市場為主的企業。2004年後，隨著技術穩定和市場需求的增加，點鈔機設計逐漸個性化，維融等企業開始產品多樣化和多品牌戰略，行業銷售量大幅增長，但這也促使更多企業湧入，競爭壓力增大。

2004年-2007年間，盡管點鈔機在外觀和功能上有所改進，但在假幣鑒別技術上進展不大，主要依賴於傳統的熒光、紅外等方法。2008年以後，市場競爭激烈，部分企業採取低價策略，導致產品質量下降，對高質點鈔機市場造成沖擊。點鈔機防偽性能和使用壽命受到影響，行業的技術革新面臨挑戰。

針對這一問題，國家呼籲加強行業自律，規范市場行為，要求產品符合標准，質量監管機構應嚴把准入關，打擊不合格產品。然而，由於消費者對低質點鈔機的認識不足，這類產品占據了市場較大份額，對高端點鈔機產生壓力。直到2009年，中國啟動新的《人民幣鑒別儀通用技術》標准，規定了鑒別技術的革新要求，為行業發展提供了新方向。

雖然短期內市場仍呈現多強並立，但具備實力的廠家有望通過技術創新，生產出性能更優、鑒偽能力強的高端點鈔機。同時，隨著外幣點鈔機市場的發展，技術含量高的產品有望避開低價競爭。康藝和沃龍等企業作為先進鑒偽技術的代表，展示了多光譜鑒偽和數字量化定性分析檢測技術的優勢。

點鈔機的鑒別技術包括磁性、熒光、穿透、紅外、多光譜和數字量化等，通過綜合運用，能夠檢測出各種非正常紙幣狀態，形成全智能點鈔機。這些技術的提升，旨在應對不斷升級的假幣挑戰，推動行業技術革新，確保點鈔機的高效和准確識別能力。

點鈔機(Cash registers)是一種自動清點鈔票數目的機電一體化裝置，一般帶有偽鈔識別功能，集計數和辨偽鈔票的機器。由於現金流通規模龐大，銀行出納櫃台現金處理工作繁重，點鈔機已成為不可缺少的設備。隨著印刷技術、復印技術和電子掃描技術的發展，偽鈔製造水平越來越高，必須不斷提高點鈔機的辨偽性能。

Ⅳ 電梯plc的開題報告

電梯plc的開題報告

所有控制功能及信號處理均由硬體實現，線路直觀，易於理解和掌握，適合於一般技術人員和技術工人所掌握是PLC控制電梯的優點之一，那麼知道優點之後又該怎樣去寫電梯plc開題報告的開題報告呢?下面是我帶來的電梯plc的開題報告，希望對你有幫助。

電梯plc開題報告

一、 課題來源

老師命題

二、 選題的國內外研究現狀及水平、研究目標及意義(包括應用前景、科學意義、理論價值)以及主要參考文獻

1、國內外研究現狀及水平：

在經濟不斷發展，科學技術R新月異的今天，樓的高度已和經濟發展同樣的速度成長起來。作為建築的中樞神經，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建築物內的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經成為我們日常生活中一個不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經濟增長速度、城市化水平、人口密度及數量、在全球經濟持續低迷的情況下，我國國民經濟仍然以較高的速度持續增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導致了我國電梯行業的空前繁榮景象，我國已經成為全球最大的電梯市場.。上世紀80年代以來，隨著經濟建設的持續高速發展，我國電梯需求量越來越大。總趨勢是上升的，已經進入了「第三次浪潮」，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產安裝了6l萬多台電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。全世界平均1000人有l台電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加70萬台。到那時候，全國在用電梯將達到130萬台，每年僅報廢更新就需要6萬台。到2005年，中國電梯的年產量達到13.5萬台，與1980年相比，25年增長了59倍，產量每年平均增長17.8%。2005年安裝驗收電梯124465台，截至05年底，我國的在用電梯總數已達651794台.。如此龐大的市場需求為我國電梯行業的發展創造了廣闊的舞台!我國電梯行業已經具備了很強的生產能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內的市場份額達到了 74%」.

(1)先進技術和先進管理的引進對國內電梯企業產生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內市場需要的電梯產品，我國電梯行業幾乎全部可以生產，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產電梯的技術水平和產品質量正在穩步提高。自1985年我國參加了國際標准化組織ISO/TCl78以來，先後等同或等效採用了一批國際標准和先進國家的標准。標準的高起點使我國電梯行業在技術上居於有利地位。許多新技術和新產品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術、遠程監控技術等，國際上也是剛剛出現，我國就有多企業可以生產了。國產電梯以其高質量，低成本的優勢贏得了越來越多的國內外客戶，為逐步進入國際市場創造了有利條件。隨著計算機技術的發展，微型計算機在工業控制系統中得到了廣泛的應用，在電梯控制上採用微型計算機，取代傳統的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調試工作，使得電梯控制系統體積減小，節省能源、可靠性提高。可編程使靈活性增大。更突出的優點是微型計算機具有算術運算功能和靈活的邏輯運算功能，因此可以實現更完善的自動控制，例如對於電梯平層可以實現自適應控制，便平層情況達到最佳狀態」微機控制電梯是電梯技術的方向，～些生產企業與科研單位相結合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業外，也有其他廠家開發出了變頻調速電梯新產品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產企業開發了緊急供電裝置、防火廳門、自檢測以及語言合成等電梯新功能;對機械繫統採用了新結構、新材料、新技術和新工藝」

(2)總之，與國外先進技術水平相比，雖然還存在一定差距，但國內電梯技術正以迅猛的發展速度趕超世界先進水平。中國電梯在亞洲市場佔有越來越重要的位置，每年銷售量己達l萬台左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業在出口創匯方面也做出了貢獻「。當今世界，電梯的生產情況與使用數量已經成為衡量一個國家工業現代化程度的標志之一。

(3)隨著時代的發展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應與大自然相協調，在扶梯的周圍種植花草;在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，並且在色彩調配上要令人賞心悅目;在轎廂內播放優美的音樂，用以減少煩躁;在轎廂內播放電視節目，乘客可收看天氣預報、新聞等，同時綠色電梯也是將來發展的一個放心方向，要求電梯的智能化、安全水平、視覺協調、消除電磁輻射、舒適感等都要達到一定的要求。

2、研究的目的及意義：

電梯是垂直運行的電梯，通常簡稱電梯;傾斜方向運行的自動扶梯;傾斜或水平方向運行的自動人行道德總稱。電梯已成為現代生活中廣泛使用的運輸工具，對電梯的安全性，舒適性，高效性等的不斷追求推動了電梯技術的進步。目前，有可編程序控制器和微機組成的電梯運行邏輯控制系統，正以很快的速度發展著。採用PLC 控制的電梯可靠性高，維護方便，開發周期短，這種電梯運行更加可靠，並且有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，已成為電梯控制的發展方向，，其許多功能是傳統的繼電器控制系統無法實現的。

可編程式控制制(Progremmable Controller)系統是專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統，它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令。通過數字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機械設備或生產過程，通過可編程式控制制器可以實現由繼電器實現的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程式控制制器「可編程」功能，使得當改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，而不需要像繼電器一樣需要更改硬體和接線。

3、主要參考文獻：

(1)何衍慶，《可編程序控制器原理及應用技巧》[M].北京：北京工業出版社，1998、皮壯行，《可編程序控制器的系統設計與應用實例》[M].機械工業出

(2)版社，2000

(3)陳家盛，《電梯結構原理及安裝維修》，北京：機械工業出版社，2000

、《電梯維修與操作》，中國勞動社會保障出版社 (4)

三、 研究的主要內容、研究方案及准備採取的技術路線、擬解決的關鍵問題(註：本部分內容必須詳細填寫)

主要研究內容：

本課題的目的是在全面了解國內外電梯發展現狀的基礎之上，以江西長林電梯公司的一個三層電梯本體為控制對象，開發出以EMERSON公司

EC20.2012BRA型PLC為電梯控制器、採用TDl000-4T01 lOP型通用變頻器的電梯控制系統，重點解決目前VVVF電梯發展過程中所存在的控制器性價比低、速度曲線實現難的問題，圍繞這一主題，所開展的工作如下：

(1)根據長林公司提出的三層梯的控制的性能指標，確定一種新型的、以通用變頻器、光電編碼器組成的實現大閉環調速的控制方案，按該種方案 組建的控制系統價格將大幅下降。

(2)採用EMERsON公司EC20.2012BRA型PLc的編程開發軟體Controlst開發出本控制器軟體，實現了本電梯邏輯信號的控制、速度的PID大閉環的控制，滿足所要求的性能的控制。

(3)採用國內使用最廣的工業控制組態軟體組態王6.51，開發出本電梯的上位機組態程序，實現了上位機對電梯系統的監測控制，可以使用該組態程序對電梯進行調試運行和實時監控。

(4)對電梯系統進行數學分析，實現控制機理的建模，在此基礎上，從而對曳引電梯系統特性進行了分析，為控制策略實現和改進提供理論依據。

研究方案及准備採取的技術路線：

1、 查閱資料，選定設計方案;

2、 確定設計方案;

3、 確定工藝流程;

4、 PLC的選擇;

5、 繪製程序圖;

6、 實驗室調製程序;

7、 比較得出結論;

8、 撰寫設計論文。

擬解決主要研究內容：

(1)原有的電梯控制系統工作不穩定，故障率高，日常保養和故障檢修工作十分繁重。

(2)原有的電梯依靠井道內的位置感測器獲取樓層的信息，控制精度不高，平層精確度無法達到國家標準的相關規定。

(3)原有的電梯為雙速電梯，起動和制動時的加速度和減速度比較大，乘客乘坐時不舒服，舒適感差。

四、 已進行的科研工作基礎和已具備的科學研究條件(包括已經

取得的科研成果、已經完成的科學實驗及調查研究、具備的主要儀器設備及資料與數據等)，以及可行性分析

五、 課題研究起止年限、任務安排、分階段要求和預期結果

六、指導教師審查意見

指導老師簽字：

年 月 日

電梯plc論文範文

摘要：電梯作為垂直運輸的工具，其作用在建築物中至關重要。為了保證電梯運行既高效節能又安全可靠、操作方便，可採用可編程式控制制器(PLC)來控制電梯系統。本文介紹了基於PLC的電梯控制系統的研究和設計。主要涉及兩台11層住宅區居民樓電梯的PLC控制系統的基本結構、工作原理以及總體設計方案，並且分析了採用PLC在電梯控制系統中應用的優勢。

關鍵詞：PLC，電梯，控制系統，基本結構

1 文獻綜述

隨著現代經濟的發展，人們的物質文化生活水平的逐步提高，建築業得以迅速發展，大批的高樓大廈拔地而起[1]。電梯是服務於三分之一樓層的固定式升降設備，建築的發展必然帶來了電梯行業的快速發展[2]。如今電梯已和人們的日常生活密不可分，是機械電氣相組合的機電一體化產品。電梯的應用日益廣泛和普及，保證電梯的運行既高效節能又安全可靠，已越來越多地引起了電梯業界人士的關注[3]。

自 1889 年美國奧梯斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來，已經歷了一百多年，現在電梯已成為人們進出高層建築不可或缺的代步工具，而且作為載人工具[4]，人們對電梯在可靠性、舒適性、低噪音、低能耗、操作方便性等性能方面的要求也愈來愈高，電梯群控系統應運而生，兩台電梯的並聯優化控制又是電梯群控較簡單、也是最常見的情況[5]。兩台電梯並聯控制或是多台電梯群控，其最直觀的感覺是兩台或多台電梯並排設置並且共享各個樓層的廳外呼梯信號，並能按預定的規律進行各電梯的自動調度工作。目前電梯的控制普遍採用了兩種方式，一是採用微機作為信號控制單元，第二種控制方式用可編程式控制制器取代微機實現信號控制[6]。微機控制系統雖然在智能控制方面有較強大的功能，但也存在抗干擾性差、系統設計較復雜、一般維修人員難以掌控其維修技術等缺陷;而PLC控制系統由於運行可靠，使用維修方便，抗干擾性強等優點[7]，使得系統可靠性大大提高[8]，從而PLC控制系統已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式。

2 選題背景及其意義

隨著科學技術的發展、城市現代化進程的突飛猛進，電梯作為高層建築主要的垂直交通運輸工具[9],必然要做到高效、安全、可靠、方便等。現代高層建築中各辦公大樓、住宅、賓館、醫院、倉庫、碼頭、甚至是大型的貨輪等都離不開它。電梯已完全融入我們的生活、生產中，滿足人們生活、工作以及學習上的需要[10]。

據統計，我國在用電梯已達40多萬台，每年還以約5萬～6萬台的速度增長[11]。並

且在實現電梯群控系統後，據一些資料數據顯示，電梯並聯後的運送能力提高了20%-30%左右，減少了電梯因停層而帶來的加減速、開門、關門及等待的時間，因而在上、下班客流量的高峰時段，乘員候梯和乘梯的時間大大減短。電梯運行實際能量消耗的50%是在減速、加速這段運行過程中。電梯並聯後，電梯停層數量的減少很大程度減少電梯運行的電力消耗[12]。如果兩電梯各自獨立運行，容易發生電梯響應呼梯信號而運行到站後，乘客已被另一台電梯接走而空運行的現象，長期這樣必然造成很大的能源浪費，給電梯的集中管理造成較大的困難[13]，而且使得電梯系統處於非最佳運行狀態，難以提高運行效率，乘客的需求也不能得到最好的響應和最好的滿足。

可編程式控制制器(PLC: Programmable Logic Controller)是根據順序邏輯控制的需要而發展起來的，是專門為工業環境應用而設計的數字運算操作的電子裝置[14]。在電梯控制系統中，PLC控制可以降低因專門設計和製造微機控制裝置的成本，且 PLC 具有編程簡單、控制運行可靠性高、抗干擾能力強、通用性好、功能強大、開發周期短、體積小、使用方便、可擴展性強、成本低、維護方便以及強大的網路通訊功能等優點，因此成為現代樓宇電梯控制系統的主流[15]，同時在我國電梯行業有著廣泛運用。這種電梯控制系統較原有電梯控制系統可以更容易的完成更為復雜的控制任務,其許多功能是傳統的繼電器控制系統無法實現的。

現有的電梯控制技術仍存在缺點和不足之處，如何把更為先進的技術應用於電梯群控之中，以進一步改善運輸的效果、提高運行的效率、滿足乘客的需求[17]，仍然需要更深入的探索和研究。因此運用可編程式控制制器(PLC)對電梯控制系統、特別是電梯群控系統進行研究與設計具有十分重大的意義。

[16]

3 研究內容

3.1 電梯的主要組成部分

電梯是由機械繫統和電氣系統兩部分組成。

電梯的機械繫統部分由曳引系統、轎廂和門機系統、平衡系統、導向系統以及機械安全保護裝置等部分組成，如圖3-1所示。

電氣系統又由電力驅動系統、電氣控制系統和安全保護系統三部分組成。

1一減速箱

2一曳引輪

3一曳引機底座

4一導向輪

5一限速器

6一機座

7一導軌架

8一曳引鋼絲繩

9一開關碰鐵

10一緊急終端開關

11一導靴

12一轎架

13一轎門

14一安全鉗

15一導軌

16一繩頭組合

17一對重

18一補償鏈

19一補償鏈導輪

20一張緊裝置

21一緩沖器

22一底坑

23一層門

24一呼梯盒

25一層樓指示燈

26一隨行電纜

27一轎壁

28一轎內操縱箱

29一開門機

30一井道感測器

31一電源開關

32一控制櫃

33一曳引電機

34一制動器

圖3-1 電梯機械部分結構示意圖

3.2 系統整體方案設計

本次設計對象是某住宅區內居民樓的兩台11層並聯電梯，電梯轎廂可上下運行，轎廂門具有開關和限位等保護功能。轎廂內可提供上行信號、下行信號、平層檢測信號、開關門限位信號、門安全信號等。

2.系統整體設計框圖

3.3 PLC電梯控制系統的硬體設計

在設計中兩台電梯的硬體完全相同，在設計程序之前，首先通過進行PLC的I/O點的估算，進行PLC選型，在綜合考慮各方面的因素後，本課題採用西門子公司生產的S7-200型號的PLC作為電梯的控制器。

3.4 PLC電梯控制系統的軟體設計。

圖3-3 電梯運行流程圖

3.4.1 電梯的啟、停控制 3.4.2 電梯的開、關門控制

圖3-4 開關門流程圖

3.4.3 雙電梯的並聯調度

正常情況下，1台梯在底層待命，另1台梯停留在最後停靠層，稱自由梯或忙梯。某層有召喚信號，則忙梯立即定向運行去接某層的客人。

2台梯因轎內指令而到達基站後關門待命時，則應執行「先到先行」原則。如A梯先於B梯到基站，則A梯立即起動運行至事先指定的中間層樓待命，並成為自由梯而B梯則成為基站梯。

當A梯上行時，如上方出現任何方向的召喚信號，或下方出現向下的召喚信號，均在A梯的一周行程中完成，而B梯留在基站不予應答運行。但如在A梯下方出現向上召喚信號，則在基站的B梯應答信號而發車上行接客，此時B梯為忙梯。

如果當A梯正在向下運行時，其上方出現任何向上或向下的召喚信號，則在基站的B梯應答信號而發車上行接客，但如A梯下方出現任何方向的召喚信號，則B梯不予應答而由A梯去完成。

如當A梯正在運行，其他各層樓的廳外召喚信號又很多，但在基站的B梯又不具備發車條件，而在30～60s後，召喚信號仍存在，尚未消除，則通過延誤時間繼電器，令B梯發車運行。同理，如本應A梯應答廳外召喚信號而運行的，但由於電梯門鎖等故障而不能運行時，則也經30～60s的延誤時間後，令B梯(基站梯)發車運行。

3.4.4 召梯信號的登記和響應 3.4.5 電梯運行的方向

3.4.6 識別井道層間距離，實現准確的平層 3.4.7 故障報警控制

通過這幾個程序模塊以及其他控製程序的模塊組成電梯運行時所需功能的總框架。 3.5 對系統進行模擬。

這次的設計中，由於要對電梯控制系統進行模擬，所以我選用了北京亞控公司的King-view6.5組態王軟體，並且結合計算機以及S7-200型的PLC對系統進行模擬。組態軟體是指一些數據採集與過程式控制制的專用軟體，它們是在自動控制系統監控層一級的軟體平台和開發環境，使用靈活的`組態方式，為用戶提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟體工具。PLC為控制裝置，在組態軟體的畫面中生成的虛擬電梯為被控對象，可以通過計算機屏幕觀察虛擬電梯的運行情況。PLC的輸入信號可以從PLC的開關量輸入端輸入，也可以在組態軟體的畫面中用滑鼠點擊按鈕來產生。

在系統模擬過程中，運用到的一些參數可能會有所偏差，所以要通過多次模擬調試才能更接近實際，做到更完善。

4 工作特色及其難點，擬採取的解決措施

4.1 工作特色及其難點

工作特色：隨著電梯事業的快速發展，人們對電梯在運行中的可靠性、平滑性、高效性、准確性等都有了更為嚴格的要求，從而使電梯從故障率高、可靠性差、接線復雜等的繼電器控制方式發展為如今安全高效的PLC控制方式。因此PLC電梯控制已然成為電梯行業中互相競爭的資本，所以想要突破現有的技術有一定的成就是十分困難的。

難點：

(1)了解電梯的全部運作方式，以及充分理解並且能運用PLC基本及功能的指令。 (2)通過PLC設計電梯的電梯的廳呼叫控制、電梯的到站指示控制以為電梯的自動平層控制、停留時間等功能，並實現。

(3)用PLC程序設計來實現電梯的並聯控制系統。

(4)本次的設計電梯是通過系統模擬，雖然基本結構與實際的電梯能做到完全一樣，但是設計中運用到的參數總會與現實稍有偏差，導致最終模擬的結果會有些不符合實際。

4.2 擬採取的解決措施

在進行設計之前，必須先將所學的可編程式控制制器(PLC)的基本知識、功能指令熟悉掌握，再通過圖書館、上網等方式認真查閱有關技術資料、並且分析此類資料的內容，和所學PLC知識相結合。

熟悉並聯電梯的運行過程，並記錄，了解其中兩條電梯運作的規律以及電梯自動開關門、到站指示、顯示電路等。之後選擇恰當的可編程式控制制器的型號，以滿足電梯並聯控制系統的要求。參考關於電梯並聯控制的書籍，對電梯運行過程更進一步的了解和掌握，通過自己的研究以及老師給出的資料進行設計，減少誤差，成功完成最後電梯控制系統的模擬。本文中的電梯並聯系統模擬較簡單，還需要不斷的改進和加強。 5 論文工作量及預期進度

2011年12月根據所選課題，完成畢業設計的資料收集工作，並進行匯總整理,研究所收集的資料，定出設計大綱，並撰寫開題報告，在指導老師審閱通過後上交，進行開題答辯。

2012年1-3月：完成科技論文翻譯工作;進一步了解系統工作原理，確定系統設計方案，完成系統硬體電路設計;准備中期檢查。

2012年4月：完成系統各功能部分的軟體設計。

2012年5月：寫畢業論文，檢查全部內容，進行排版整理、定稿，准備答辯。 6 預期成果及其可能的創新點

預期成果：使用可編程式控制制器(PLC)實現對兩台11層住宅區內的民居電梯的並聯控制，准確無誤的實現電梯的運行過程，並通過組態軟體做出模擬。最終完成一篇關於PLC電梯控制系統的論文。

參考文獻

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