一个四层电梯的PLC程序,毕业设计用！最好讲讲思路，谢谢！

我给你个五层的吧，仅供参考！

第二章 电梯的硬件设计

21电梯控制系统的硬件配置

本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、拽引电动机组成的交流变频调速系统（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）。通过PLC去控制电梯的运行方式，可以使得控制系统的可靠行更高，结构显得更加紧凑。本系统的硬件框图如图3-1所示。

图2-1 PLC电梯联动控制系统硬件框图

从图3-1可以看出，该系统主要由两个部分组成，其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出电梯联动控制程序，使得PLC能够控制电梯的运行 *** 作。电梯的调速部分则选用高性能的矢量控制变频器，配以脉冲发生器（编码器）测量鼠笼式拽引电动机的转速，从而够成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式拽引机电动机交流变频调速（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）运行。

PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过其内部一系列复杂的控制程序，对各种信号的逻辑关系有序的进行处理，最后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号，对电梯实施控制。在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，逻辑关系处理起来非常复杂，这就给PLC的编程带来很大难度。

在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过鼠笼式拽引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡，对电动机完成速度检测及反馈，形成闭环系统。脉冲发生器输出脉冲，PG卡接收到脉冲以后，再将此反馈给变频器内部，以便进行运算调节。根据脉冲的相序，可判断出电动机的转动方向，并可以根据脉冲的频率测得电动机的转速。

211硬件电路

图2-2 硬件接线图

其各部分功能说明如下；

Q1—三相电源断路图

K1—电源控制接触器

K2—负载电机通断控制接触器

VS—变频器

BU—制动单元

RB—能耗制动电阻

M—主拖动拽引电机

212主电路

主电路由三相交流输入、变频驱动、拽引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能送回电网，为限制泵升电压，采用受控能耗制动方式。

213PLC控制电路

PLC接收来自 *** 纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。

22电梯的速度控制曲线

电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确，电梯的运行速度应当符合图2-3所示，平层误差应符合表2-1所示：

Vm电梯运行额定速度 Vp 平行爬层慢车速度

图2-3 电梯运行速度曲线图

表2-1平层误差范围

高速梯 快速梯 低速梯m/s

≤±5 ≤±10 ≤05 >05

≤±15 ≤±30

采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需要进一步改进。本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口，通过累计脉冲数，经式计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。

电梯位移h=SI

式中I:累计脉冲数S:脉冲当量

S=IpD/(pr)(1)

本系统采用的减速机,其减速比1=1/20,拽引

轮直径D=580mm,电机额定转速ne=1450r/min,旋转编码器每转对应脉冲数p=1024,PG卡分频比r=1/18,带入式（1）得

S＝16mm/脉冲

23 拖动电动机的选择

电动机的选择包括选择电动机的种类、结构形式及各种额定参数。

电动机选择的基本原则

电动机的机械特性应满足生产机械的要求，要与负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好的启动性能和制动性能。

工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。

电动机结构形式要满足机械设计提出的安装要求，适合周围环境工作条件的要求。

根据生产机械调速要求选择电动机

在一般情况下选用三相笼型异步电动机或双速三相电动机；在既有一般调速又要求起动转矩大的情况下，选用三相绕线型异步电动机；当调速要求高时选用直流电动机或带变频调速的交流电动机来实现。

综上，电梯的曳引电动机选择三相绕线型异步电动机，门机可选择变频调速的交流电动机。

电动机结构形式的选择

根据不同工作环境选择电动机的防护形式。开启式适用于干燥、清洁的环境；防护式适用于干燥和灰尘不多，没有腐蚀性和爆炸性气体的环境；封闭自扇冷式与他扇冷式用于潮湿、多腐蚀性灰尘、多风雨侵蚀的环境；全封闭用于浸入水中的环境；隔爆式用于有爆炸危险的环境中。

综上，机房和井道的工作环境干燥和灰尘不多，没有腐蚀性和爆炸性气体，因此曳引电动机和门机电动机均选择防护式；

电动机额定电压的选择

电动机额定电压应与供电电网的供电电源电源一致。电梯均采用三相五线制，因此曳引电动机额定电压380V，门机电源可以和光幕或安全触板电源共用，因此选择220V额定电压。

电动机额定转速的选择

对于额定功率相同的电动机，额定转速越高，电动机尺寸、重量和成本愈低，因此在生产机械所需转速一定的情况下，选用高速电动机较为经济。但由于拖动电动机转速越高，传动机构转速比较大，传动机构越复杂。因此应综合考虑电动机与传动机构两方面的多种因素来确定电动机的额定转速。通常采用较多的同步转速为1500r/min的三相异步电动机。

电动机容量的选择

电动机的容量反映了它的负载能力，它与电动机的允许温升和过载能力有关。允许温升是电动机拖动负载时允许的最高温升，与绝缘材料的耐热性能有关；过载能力是电动机所能带最大负载能力，在直流电动机中受整流条件的限制，在交流电动机中由电动机最大转矩决定。实际上，电动机的额定容量由允许温升决定。

电动机容量的选择方法有两种，一种是分析计算法，另一种是调查统计类比法。

分析计算法 根据生产机械负载图求出其负载平均功率，再按负载平均功率的（11~16）倍求出初选电动机的额定功率。对于系数的选用，应根据负载变动情况确定。大负载所占分量多时，选较大系数；负载长时间不变或变化不大时，可选最小系数。

对初选电动机进行发热校验，然后进行电动机过载能力的校验，必要时还要进行电动机起动能力的校验。当校验合格时，该额定功率电动机符合负载要求；若不合格，再另选一台电动机重新进行校验，直至合格为止。此方法计算工作量大，负载图绘制较为困难。对于较为简单、无特殊要求、一般生产机械的电力拖动系统，电动机容量的选择往往采用调查统计类比法。

统计类比法 将各国同类型、先进的机床电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量与主要参数间的关系，再根据我国国情得出相应的计算公式来确定电动机容量。这是一种实用方法。

24 速度控制

本方法是利用PLC扩展功能模块D/A模块实现的,事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器,程序运行时,通过查表方式写入D/A,由D/A转换成模拟量后将、理想曲线输出

加速给定曲线的产生

由于电梯逻辑控制部分程序最大,而PLC运行采用周期扫描制,因而采用通常的查表方法,每次查表的指令时间间隔过长,不能满足给定曲线的精度要求。在PLC运行过程中，其PLC与各设备之间的信息交换、用户程序的执行、信息采集、控制量的输出等 *** 作都是按照固定的顺序以循环扫描的方式进行的，每个循环都要对所有功能进行查询、判断、和 *** 作。

2）减速制动曲线的产生

为保证制动过程的完成，需在主程序中进行制动条件判断和减速点确定。在减速点确定之前，电梯一直处于加速或稳速运行过程中。加速过程由固定周期中断完成，加速到对应模式的最大值之后，加速程序运行条件不再满足，每次中断后，不再执行加速程序，直接从中断返回。电梯以对应模式的最大值运行，在该模式减速点到后，产生高速计数中断，执行减速服务程序。在该中断服务程序中修改计数器设定值的条件，保证下次中断执行。

25 I/O点数分配及PLC的型号的选择

分配I/O点之前，首先要了解有哪些输入输出点，图34 五层电梯的简化模型和控制柜示意图，从中我们不难发现输入的大致分布情况。

图24 五层电梯的简化模型和控制柜示意图

251I/O接口模块

S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。

数字量I/O模块的选择

电梯逻辑控制系统的控制核心是PLC，哪些信号需要输入至PLC，PLC需要驱动哪些负载，以及采用何种编程方式，都是需要认真考虑的问题，都会影响到其内部I/O点数的分配。因此，I/O点数的确定，是设计整个PLC电梯控制系统首先需要解决的问题，决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编写的前提。

（二）模拟量I/O模块的选择

模拟量I/O模拟的主要功能、是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量转换成PLC内部接受的数字量；模拟量输出（D/A）模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。

典型模拟量I/O模块的量程为-10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。

（三）特殊功能模块的选择

目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。

252统计I/O点数

输入信号有31个，考虑到有15%的备用点，即31×（1+15%）=3565，取整数36，共需36个输入点。

输出信号有31个，考虑到有15%的备用点，即31×（1+15%）=3565，取整数36，因此共需36个输出点。

253 PLC程序中I/O点的定义

在编程过程中，所用到的I/O地址分配如表2-2所示。编程过程可分为电梯内部和电梯外部两分进行。

输入输出点分配下表：

表2-2 符号明细参数表

输入、输出点分配表

输入点 对应信号 输出点 对应信号

I01 外呼按钮1上 Q00 KM1电动机正转

I02 外呼按钮2上 Q01 ——

I03 外呼按钮2下 Q02 KM2电动机反转

I04 外呼按钮3上 Q03 KV线圈及故障

I05 外呼按钮3下 Q04 上行指示

I06 外呼按钮4上 Q05 下行指示

I07 外呼按钮4下 Q06 开门指示

I10 外呼按钮5下 Q07 关门指示

I11 内呼按钮去1楼 Q10 1上外呼指示

I12 内呼按钮去2楼 Q11 2上外呼指示

I13 内呼按钮去3楼 Q12 2下外呼指示

I14 内呼按钮去4楼 Q13 3上外呼指示

I15 内呼按钮去5楼 Q14 3下外呼指示

I16 1楼平层信号 Q15 4上外呼指示

I17 2楼平层信号 Q16 4下外呼指示

I20 3楼平层信号 Q17 5下外呼指示

I21 4楼平层信号 Q20 内呼按钮去1楼指示

I22 5楼平层信号 Q21 内呼按钮去2楼指示

I23 上下限位 Q22 内呼按钮去3楼指示

I24 轿厢内开门按钮 Q23 内呼按钮去4楼指示

I25 轿厢内关门按钮 Q24 内呼按钮去5楼指示

I26 热继电器 Q25 LED层显示a段

I27 —— Q26 LED层显示b段

I30 一楼上行减速接近开关 Q27 LED层显示c段

I31 二楼上行减速接近开关 Q30 LED层显示d段

I32 二楼下行减速接近开关 Q31 LED层显示e段

I33 三楼上行减速接近开关 Q32 LED层显示f段

I34 三楼下行减速接近开关 Q33 LED层显示g段

I35 四楼上行减速接近开关 Q34 加速继电器

I36 四楼下行减速接近开关 Q35 低速继电器

I37 五楼下行减速接近开关 Q36 快速继电器

254程序中使用的内部继电器说明

程序中使用的内部继电器说明见下表：

表2-3 符号明细参数表内部继电器说明

内部继电器说明

M00 1楼上升 外呼按钮用，用于记忆外呼按钮呼梯信号，平层解除 M40 上升综合信号

M01 2楼上升 M41

M02 2楼下降 M42

M03 3楼上升 M43

M04 3楼下降 M44 下降综合信号

M05 4楼上升 M45

M06 4楼下降 M46

M07 5楼下降 M47

M51 1楼平层 平层用，用于记忆平层信号，被其他平层信号解除 M16 上升记忆信号

M52 2楼平层 M17 下降记忆信号

M53 3楼平层 M61 1层有效开门信号

M54 4楼平层 M62 2层有效开门信号

M55 5楼平层 M63 3层有效开门信号

M11 内呼去1楼 用于要去的楼层，平层时解除 M64 4层有效开门信号

M12 内呼去2楼 M65 5层有效开门信号

M13 内呼去3楼 M66 已正常开关门记忆信号

M14 内呼去4楼 M71 1层手动开关

M15 内呼去5楼 M72 2层手动开关

M20 1楼上升 开关门有效外呼 M73 3层手动开关

M21 2楼上升 M74 4层手动开关

M22 2楼下降 M75 5层手动开关

M23 3楼上升 M76 各层手动开门信号综合

M24 3楼下降 T34 电梯加速时间

M25 4楼上升 T37 开门时间

M26 4楼下降 T38 关门时间

M27 5楼下降 T39 运行后不在平层的时间

M31 内呼去1楼 开关门有效内呼 T40 无人乘坐回基站的时间

M32 内呼去2楼

M33 内呼去3楼

M34 内呼去4楼

M35 内呼去5楼

255PLC的型号选择

选择能满足控制要求的适当型号的PLC是应用设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC生产厂家的PLC品种已达数百种，其性能各有特点。所以，在设计时，首先要尽可能考虑采用熟悉的PLC。

1 PLC的型号

在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑以下几点。

（1）性能与任务相适应

对于开关量的控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等，可选用小型PLC（如SIEMENS公司S7-200系列CPU224型PLC）就能满足要求。

对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器（对温度控制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块）和驱动装置，并且选择运算功能强的小型PLC，（如SIEMENS公司的S7-300系列PLC）。

对于控制比较复杂的中大型控制系统,如闭环控制、PID调制、通信联网等，可选用中、大型PLC（如SIEMENS公司的S7-400系列PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。

（2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求

PLC工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1或2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般的工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞后时间。例如PLC的I/O点数在几十2到几千点范围内，这时用户程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间（普通继电器的动作时间约为100ms），否则就没有意义了。通常为了提高PLC的处理速度，可以采用以下几种方法；

选择CPU处理速度快的PLC，使执行一条基本指令的时间不超过05us；

优化应用软件，缩短扫描周期；

采用高速响应模块，例如高速计数模块，其响应的时间可以不接受PLC扫描周期的影响，而只取决于硬件的延时。

（3）在线编程和离线编程的选择

小型PLC一般使用简易编程器。它必须插在PLC上才能进行编程 *** 作，其特点是编程器与PLC共用一个CPU，在编程器上有一个“运行/监控/编程（RUN/MONITOR/PROGRAM）”选择开关，当需要编程或修改程序时将选择开关转到“编程（PROGRAM）”位置，这时PLC的CPU不执行用户程序，只为编程器服务，这就是“离线编程”。当编程好后再把选择开关转到“运行（RUN）”位置，CPU则去执行用户程序，对系统实施控制。简易编程器结构简单、体积小，携带方便，很适合在生产现场调试、修改程序用。

图形编程器或者个人计算器与编程软件包配合可实现在线编程。PLC和图形编程器各有自己的CPU，编程器的CPU可随时对键盘输入的各种编程指令进行处理。PLC的CPU主要完成现场的控制，并在一个扫描周期的末尾与编程器通信，编程器将编好或修改好的程序发送给PLC，在下一个扫描周期，PLC将按照修改后的程序或参数控制，实现“在线编程”。图形编程器价格较贵，但它功能强，适应范围广，不仅可以用指令语句编程，还可以直接用梯形图编程，并可存入磁盘或用打印机打印出梯形图和程序。一般大、中型PLC多采用图形编程器。使用个人计算机进行在线编程，可省去图形编程器，但需要编程软件包的支持，其功能类似于图形编程器。

根据控制要求PLC控制系统选择SIEMENS公司S7-200系列CPU226，因为I/O点数不够，另外选择扩展模块EM221。

第三章 电梯的软件设计

31系统的软件设计

系统的软件设计因控制任务的难易程度不同而异，也因人而易。具体是用梯形图还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：

a)有些PLC使用梯形图编程不是很方便（例如书写不方便），则可用语句表编程，但梯形图比语句表直观。

b)经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。

c)如果是清晰的单顺序或并发顺序的控制任务，则最好用功能图来设计程序。

整个系统软件是一个整体，其质量的 好坏很大程度上影响可编程控制的性能。很多情况下 ，通过改进系统软件就可以在不断增加任何设备的条件下大大改善可编程控制器的性能，例如，S7-200系列在推出后，西门子公司不断的将其系统软件进行完善，使其功能越来越强。

软件设计可以与现场施工同步进行，即在硬件设计完成 以后，同时进行软件设计和现场施工，这样可以保证程序的正确运行。

311电梯控制的PLC外部接线图

根据I/O接口分配情况，可画出PLC外部接线图，如3-1所示。

3-1电梯的硬件接线图

312电梯的流程图

电梯的流程图（如图32）

32 电梯流程图

32电梯的基本功能

321电梯内部部件功能简介

在电梯内部，应该有5个楼层（1~5）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下行显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应该有能让乘客按下的代表其要去的目的地楼层按钮，称为内呼按钮。电梯停下时，应具有开门、关门的功能，即电梯门可以自动开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。电梯内部还应配有指示灯，用来显示电梯现在所处的状态，既电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使电梯里的乘客清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有多远，电梯是上升还是下降等。

322电梯的外部部件功能简介

电梯的外部共分5层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯及楼层显示器。呼叫按钮是乘客用来发出呼叫的工具，呼叫指示灯在完成相应的呼叫请求之前应一直保持为亮，它和上升指示灯、下降指示灯、楼层显示器一样，都是用来显示电梯所处的状态的。5层楼电梯中，1层只有上呼叫按钮，5层只有下呼叫按钮，其余3层都同时具有上呼叫和下呼叫按钮。而上升、下降指示灯以及楼层显示器，5层电梯均应该相同。

323电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析

1）电梯的初始状态。为了方便分析，假设电梯位于1层待命，各层显示器都被初始化，电梯处于以下状态：

a) 各层呼叫灯均不亮。

b) 电梯内部及外部各楼层显示器均为“1”。

c) 电梯内部及外部各层电梯门均关。

2）电梯在运行过程中：

a) 按下某层呼叫按钮（1~5层）后没，该层呼叫灯亮，电梯响应该层呼叫。

b)电梯上行或下行直至该层。

c)各楼层显示随电梯移动而改变，各层指示灯也随之而变。

d)运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，门才打开。

在电梯运行过程中，支持其他呼叫。

3）电梯运行后状态：在到达指定楼层后，电梯会继续待命，直至新命令产生。

a)电梯在到达指定楼层后，电梯门会自动打开，经一段延时自动关闭，在此过程中，支持手动开门或开门；

b)各楼层显示植为该层所在位置，且上行与下行指示灯均灭。

33实际运行中的情况分析

实际中，电梯服务的对象是许多乘客，乘客乘坐电梯的目的是不完全一样的，而且，每一个乘客呼叫电梯的时间有前有后，因此，我们将电梯在实际中的各种具体情况加以分类，做出分析，以便于编制程序。

331 分类分析

电梯上行分析。

若电梯在上行过程中，某楼层有呼叫产生时，可分以下两种情况：

若呼叫层处于电梯当前运行层之上目标运行层之下，则电梯应在完成前一指令之前先上行至该层，完成该层呼叫后再由近至远的完成其他各个呼叫运作。

呼叫层处于电梯当前运行层下，则电梯在完成前一指令之前不响应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。

电梯下行分析。

若电梯在下行过程中，楼层有呼叫产生时，可分以下两种情况：

若呼叫层处于电梯当前运行之下目标运行层之上，则电梯应在完成前一指令之前先下行至该层，完成该层呼叫后再由近至远地完成其他各个呼叫动作。

若呼叫层处于电梯运行层之上，则电梯在完成前一指令之前不响应该指令，直至电梯重新处于待命状态为止。

332 总结规律

由以上各种分析可以看出，电梯在接受指令后，总是由近至远地完成各个呼叫任务。电梯机制只要依此原则进行设计动作，就不会在运行时出现电梯上下乱跑的情况了。在分析的同时，我们也知道了电梯系统中哪些是可人工 *** 作的设备。

在电梯的内视图中，其中包括1个楼层显示灯、开门按钮、关门按钮、1层到5层的呼叫按钮以及电梯的上升和下降状态指示灯等。外视图中，1层有1个上呼叫按钮，5层有1个下呼叫按钮，2、3和4层有上、下呼叫按钮个1个，每个呼叫按钮内部都有1个相应的指示灯，用来表示该呼叫是否得到响应。

333 电梯的控制要求

接受每个呼叫按钮（包括内部和外部的呼叫）的呼叫命令，并做出相应的响应。

电梯停在某一层（例如3层）时，此时按动该层（3层）的呼叫按钮（上呼叫或下呼叫），则相当于发出打开电梯门命令，进行开门的动作过程；若此时电梯的轿箱不在该层（在1、2、4、5层），则等到电梯关门后，按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。

电梯运行的不换向原则是指电梯优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫，直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反方向运行的呼叫。例如现在电梯的位置在1层和2层之间上行，此时出现了1层上呼叫、2层下呼叫和3层上呼叫，则电梯首先响应三层上呼叫，然后再依此响应2层下呼叫和1层上呼叫。

电梯在每一层都有1个行程开关，当电梯碰到某层的行程开关时，表示电梯已经到达该层。

当按动某个呼叫按钮后，相应的呼叫指示灯亮并保持，直到电梯响应该呼叫为止。

当电梯停在某层时，在电梯内部按动开门按钮，则电梯门打开，按动电梯内部的开门按钮，则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。

当电梯运行到某层后，响应的楼层指示灯亮，直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。

plc的基本工作原理

一 扫描技术

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

(一) 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。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(二) 用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(三) 输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。

PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。 

11实现控制要点 

输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。 

输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。 

可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。 

I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。 

输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。 

输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的 

这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些位置成1，表示接点通，置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。 

输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。靠运行系统程序，输出继电器的状态映射到输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区的变换，特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的，而且也是较为容易的。

12实现控制过程

简单地说，PLC实现控制的过程一般是：

图11 PLC典型开机流程

输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新--再输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新……永不停止地循环反复地进行着。 

图11所示的流程图反映的就是上述过程。它也反映了信息的时间关系。

有了上述过程，用PLC实现控制显然是可能的。因为：有了输入刷新，可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区；经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息；再经输出刷新，输出锁存器将反映输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着，所以，输出总是反映输入的变化的。只是响应的时间上，略有滞后。当然，这个滞后不宜太大，否则，所实现的控制不那么及时，也就失去控制的意义。

为此，PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短，是PLC实现控制的基础。事实上，它的速度是很快的，执行一条指令，多的几微秒、几十微秒，少的才零点几，或零点零几微秒。而且这个速度还在不断提高中。

图11所示的过程是简化的过程，实际的PLC工作过程还要复杂些。除了I/O刷新及运行用户程序，还要做些公共处理工作。

公共处理工作有：循环时间监控、外设服务及通讯处理等。

监控循环时间的目的是避免"死循环"，避免程序不能反复不断地重复执行。办法是用"看门狗"（Watchingdog）。只要循环超时，它可报警，或作相应处理 

外设服务是让PLC可接受编程器对它的 *** 作，或通过接口向输出设备如打印机输出数据 

通讯处理是实现PLC与PLC，或PLC与计算机，或PLC与其它工业控制装置或智能部件间信息交换的。这也是增强PLC控制能力的需要。 

也就是说，实际的PLC工作过程总是：公共处理--I/O刷新--运行用户程序--再公共处理--……反复不停地重复着。

13可编程控制器实现控制的方式 

用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描方式。是用计算机进行实时控制的一种方式。此外，计算机用于控制还有中断方式。在中断方式下，需处理的控制先申请中断，被响应后正运行的程序停止运行，转而去处理中断工作（运行有关中断服务程序）。待处理完中断，又返回运行原来程序。哪个控制需要处理，哪个就去申请中断。哪个不需处理，将不被理睬。显然，中断方式与扫描方式是不同的。 

在中断方式下，计算机能得到充分利用，紧急的任务也能得到及时处理。但是，如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢？优先级高的还好办，低的呢？可能会出现照顾不到之处。所以，中断方式不大适合于工作现场的日常使用。 

但是，PLC在用扫描方式为主的情况下，也不排斥中断方式。即，大量控制都用扫描方式，个别急需的处理，允许中断这个扫描运行的程序，转而去处理它。这样，可做到所有的控制都能照顾到，个别应急的也能进行处理。 

PLC的实际工作过程比这里讲的还要复杂一些，分析其基本原理，也还有一些理论问题。有关人员如果能把上面介绍的入出变换、物理实现--信息处理、I/O电路--空间、时间关系--扫描方式并辅以中断方式，作为一种思路加以研究，弄清了它，也就好理解PLC是怎样去实现控制的，也就好把握住PLC基本原理的要点了。

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段（即：输入、执行、输出）。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (一) 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。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二) 用户程序执行阶段 在执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 (三) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

PLC *** 作方法如下：

1深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

2确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

3选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O模块的选择、电源模块的选择等。

4分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC程序设计，同时可进行控制柜或 *** 作台的设计和现场施工。

5设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

6将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC

时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC中去。

7进行软件测试

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

8应用系统整体调试

在 PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

我先对现在好多网上宣传花几百块买些资料自学就可以拿到上万的月薪的事说明一下，第一：光看资料视频你是学不会PLC的，除非你的智商达到250。第二：一般搞PLC的不可能拿到那么高工资，当然有部分高水平的除外。不过你也不必气馁，如果要搞工控，PLC是必须要掌握的，至于工资嘛也看你的水准了，努力肯定会有回报的。

对于初学PLC入门最大的一个难点不是怎样学习编写程式，也不是怎样让一台电机转动起来（这些东西到处都找得到答案），而是怎样将传感器开关电机等接入系统，怎样和PLC连接起来，怎样下载程式，还包括怎样认识元件如各种传感器开关马达等等，这些都是很细节的东西，然而这也是让初学者很困惑的事，一不小心就会对初学者的信心造成致命的打击，可惜这些书本上基本找不到或者说没有总结起来。所有呢要学习PLC最主要的是实践。我总结了以下几种学习PLC的方式，共大家参考下，主要还是看各自的自身情况而定。

第一：找一家做非标的公司先做一下助理电控工程师（或者有相同岗位的其他公司），这样的好处主要是不仅可以全面学习PLC各个方面的知识还可以拿工资养活自己。

第二：如果找不到公司要你，而你又是真想干这一行，那你就可以自己先掏一点钱去进一个培训机构学习，当然要找一个好点的机构，不然学不到东西不说又赔钱浪费时间。

第三：要是你现在没时间去培训机构同时又找不到合适的工作怎么办呢，那就只有自学了，不过还是那句话光看书是学不会的，我建议在淘宝上去买一套PLC学习机，当然了不是1百多块那种玩具机了，那种买来也没啥用，是带有PLC的做好系统架构的机器，至于价格嘛看自身情况而定，觉得合适就好，当然了初学者也不用花很多钱去买，我觉得1000一下比较合适。

以上三点主要看自身情况，第一点当然是最好的，不过这种事是可遇而不可求的。次一点的当然是第二种了，有人当面指导肯定比自学快，缺点就是需要几个月时间和不小的花费了。第三点是没办法才取的法子，比如在值的上班人员没办法抽时间去学，还有就是有时间但是没地方去学，所以呢，要是自己自学的话最好买一套PLC学习机来能，比看书强很多。

大家选好了学习方式，接下来讲一下入门的PLC品牌选择。现在在大陆最流行的PLC主要是三菱，西门子，omron，ab。用得最多的还是三菱，入门的话就随大众吧。在这里我还是要强调一下学习PLC最重要的是实践，做一次比看一百次书都顶用我还是要俗一把，当然我的讲法也是与众不同的，学PLC之前呢最好先学习一下继电器，大家不要小看继电器，能用继电器做控制电路的话你在学PLC不仅快而且理解深刻。长话短说,

1：学习继电器 ，延时器，计数器

2：认识各种传感器，开关，电磁阀，马达及其相关。

3：买一台PLC学习机

4：上传程式，调试程式，自己动手写程式。

5：将PLC学习机拆掉，自己动手组装，并加上自己的创意。

6：以上5点搞定，你已经超越了PLC初学者了，应该可以自己搞一些小案子了。

希望我说的能帮助你。

以上就是关于一个四层电梯的PLC程序,毕业设计用！最好讲讲思路，谢谢！全部的内容，包括:一个四层电梯的PLC程序,毕业设计用！最好讲讲思路，谢谢！、plc最基本原理、PLC在运行程序时是按照什么样的方式运行的等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！