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1、太原理工大学毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：基于PLC的四层电梯控制毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：1、掌握PLC梯形图的编写及相关仿真软件的调试仿真。2、熟悉了解PLC控制电梯运行的原理。3、能用模拟软件组态王对电梯运行状态进行模拟。4、完成毕业设计说明书（毕业论文一份）。5、完成10000字符与设计内容相关的英文资料翻译。原始数据（资料）：1、四层电梯控制系统中共需21个输入量、27个输出量，选择三菱FX2N系列中的FX2N-64MR型PLC。2、曳引机参数设计取： 电梯额定载重量：1500kg电梯额定速度：1m/s电梯平衡系数：0.45曳引机传动总效率：0.55曳引机
2、电机功率应大于14.71kW3、门电机参数设计取：电梯门的质量30kg开关门时最大加速度为1m/s2开门速度为0.5m/s门对地的摩擦系数0.3电机总的传动效率0.8门电机功率应大于55W 4、牵引电梯的电机交流异步电机，根据上述所选电机的参数，选用GJH系列交流固态继电器。控制开关门的电机是直流电机，所以根据上述所选的直流电机参数，我们选用GZ系列的直流固态继电器。毕业设计（论文）主要内容：1、 梯形图的设计与编程方法。2、 电梯的组成及工作原理。3、PLC的程序设计语言和编程方法。4、四层电梯系统梯形图的设计。5、仿真软件GX Developer的介绍与仿真调试运行。6、上位机组态监控软件
3、模拟仿真电梯运行状态。学生应交出的设计文件（论文）：毕业设计论文一本。主要参考文献（资料）：1廖常初.FX系列PLC编程及应用M.机械工业出版社，2005.42李俊秀.可编程控制器应用技术M.化学工业出版社，2008.73陈伯时. 电力拖动自动控制系统M.机械工业出版社，1992.54周波等.可编程序控制器原理与应用M.国防工业出版社 ，20085高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例M.人民邮电出版社，20046刘春禹等.提高PLC控制系统可靠性研究J.中国新技术新产品，2008.77王亚东.FX2N系列PLC在电梯控制系统中的应用J.工程技术，2007.68何满润等. FX-64MR可编程
4、控制器在电梯控制系统中的应用J.五邑大学学报，2009.119汪海燕.基于PLC电梯速度曲线产生方法J.安徽电子信息职业技术学院学报，2009.610 Ashford, Susan J;Northcraft, Gregory B. Conveying more (or less) than we realize: The role of impression-management in feedback-seekingJ. Elsevier, Dec-199211 Yoon Sang Kim;Ji O Lee. A New-Type PLC Wiring Training Using Augm
5、ented Reality: a Hybrid Learning for Technology EducationC. 2011 International Conference on Management Learning and Business Technology Education, 2011-04专业班级 姓名 要求设计（论文）工作起止日期 2012.2.20至2012.6.15 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 基于PLC的四层电梯控制摘 要本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖
6、动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。关键词：PLC控制系统；电梯；逻辑控制电路Based on Programmable C
7、ontroller Four-story elevator control systemAbstractThis text introduces the control system of a kind of elevator PLC. The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equipments. It depends electric power, dragging along
8、to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport, there is prominent function in the peoples life. And the control elevator circulate of the PLC system also has more and more high request, request to atta
9、in the movement purpose of steady, quasi-, quick of elevator movement. That system mainly from PLC, logic control the electric circuit constitute. Include an exchanges difference to tread electric motor among them, after the electric appliances, get in touch with a machine, route of travel switch an
10、d press button, give out light the indicator constitute and transducer for the control system of integral whole. This machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Mitsubishi company.The whole system passes PLC, logic control th
11、e electric circuit is to the rise and fall of elevator; Add, decelerate; Even layer; Start, make to move a control. Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control.Key Words: PLC controls system;elevator; logic controls electric circuit目
12、 录摘 要iAbstractii第一章绪论1第一节 PLC的应用和发展1第二节 电梯的概述2第二章 PLC的结构原理和编程方法4第一节 PLC的特点4第二节 PLC的结构及工作原理5一、PLC的结构5二、 PLC的工作原理5三、三菱FX系列PLC内部继电器的编号和功能6第三节 梯形图的设计与编程方法8第三章 系统软件设计10第一节 控制系统的功能要求10第二节 控制系统的工作流程11第一节系统信号的确定以及软元件的选取12第二节系统梯形图的设计15一、开门环节15二、关门环节16三、楼层显示环节17四、内呼信号的登记与消除环节19五、外呼信号的登记与消除环节20六、定向环节21七、启动环节23
13、八、制动环节24九、抱闸环节25第四章 仿真软件的介绍与调试运行27第一节 仿真软件的介绍27第二节 软件中梯形图程序的编写方法28第三节软件调试方法29第四节梯形图程序仿真30第五章 硬件的设计与选择33第一节 PLC的硬件选择33第二节 牵引电机的选择34第三节 开关门电机的选择35第四节 继电器的选择36第五节 PLC外部接线及主电路设计36第六章 上位机组态监控软件39第一节 上位机软件设计概述39第二节 设计监控画面40一、定义数据变量41二、变量动画连接42三、动画演示45结论47致谢48参考文献49附录1 英语原文50附录2中文翻译57第一章 绪论继电器组成的顺序控制系统是最早的
14、一种实现电梯控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制所代替。因此，PLC控制技术己成为现代电梯行业的一个热点2。第一节 PLC的应用和发展一、PLC的应用领域在发达的工业国家，PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着其性能价格比的不断提高，应用范围也不断扩大。PLC主要用于以下方面。（一）开关量逻辑控制PLC用“与
15、”、“或”、“非”等逻辑指令来实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。开关量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域已遍及各行各业，甚至深入到家庭中。（二）运动控制PLC使用专用的指令或运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，使运动控制与顺序控制功能有机结合在一起，有的可以实现单轴、双轴、三轴和多轴位置控制。PLC的运动控制功能广泛应用于各种机械，例如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等场合。（三）闭环过程控制闭环过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块
16、，实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换与D/A转换，并对模拟量实行闭环PID（比例积分微分）控制。现代的PLC一般都有PID闭环控制功能，这一功能可以用PID子程序或专用的PID模块来实现。其PID闭环控制功能已经广泛应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。（四）数据处理现代的PLC具有数学运算（包括四则运算、矩阵运算、函数运算、字逻辑运算、求反、循环、移位和浮点数运算等）和数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值比较，也可以用通信功能
17、传送到别的智能装置，或者将它们打印制表1。二、PLC的发展前景PLC技术随着计算机和微电子的发展而迅速发展，由一位机发展到8位机，直到现在，PLC产品已经使用了32位高性能微处理器，而且实现了多通道处理。PLC在未来将会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现
18、少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用5。第二节 电梯的概述电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物
19、内垂直交通运输工具的总称。在乘梯楼层电梯入口处，根据自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭头按钮，只要按钮上的灯亮，就说明你的呼叫已被记录，只要等待电梯到来即可。电梯到达开门后，先让轿厢内人员走出电梯，然后呼梯者再进入电梯轿厢。进入轿厢后，根据你需要到达的楼层，按下轿厢内操纵盘上相应的数字按钮。同样，只要该按钮灯亮，则说明你的选层已被记录；此时不用进行其他任何操作，只要等电梯到达你的目的层停靠即可。电梯行驶到你的目的层后会自动开门，此时按顺序走出电梯即结束了一个乘梯过程。电梯的组成及工作原理。电梯结构包括：曳引系统、轿厢、门系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。安全保护系统保证电梯
20、安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静
21、止状态，供人员和货物出入。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。曳引驱动电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，曳引钢绳的一端悬挂着轿厢，另一端悬挂着对重装置，依靠曳引轮的绳槽与曳引绳之间的摩擦力来传动拽引绳，以带动轿厢上、下运行，按工作指令去完成垂直运输的任务。一、曳引系统 曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮等组成。曳引机由电动机联轴器、制动器、减速器、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源；曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和対重（或者两端固定在机座房上），依靠钢丝绳与曳引轮槽之间的
22、摩擦力来驱动轿厢升降；导向轮的作用是分开轿厢和对重的距离，采用复绕型时还可以增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或重梁上。二、导向系统导向系统由导轨、导靴和 导架等组成。它的作用是限制轿厢和対重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上；导轨架是支承导轨的组件，与井道壁联接；导靴装在轿厢和対重架上，与导轨配合，强制轿厢和対重的运动服从于导轨的直立方向。三、门系统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架、门靴和门刀等组成；层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴和门锁装置组成；开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。四、轿厢轿厢是以运送乘客或
23、货物的电梯组件。它由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架。是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成；轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成；轿厢体空间的大小由额定载重量和额定载客量决定。五、重量平衡系统该系统由対重和重量补偿装置组成。対重由対重架和対重块组成，対重将平衡轿厢自重和部分的额定载重；重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与対重侧拽引钢丝绳长度的变化对电梯的设计影响的装置。六、电力拖动系统该系统由曳引电动机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组成。对电梯实行速度控制。曳引电动机是电梯的动力源，根据电梯的配置可用交流电动机或直流电动机；供电系统是
24、为电动机提供电源的装置；速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号，一般采用测速电机或速度脉冲发生器，与电动机相连；调速装置对曳引电动机实行调速控制。七、电气控制系统该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器组成，它起着操纵和控制电梯运行的作用。操纵装置包括轿厢内的按钮操纵箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急；位置显示装置是指轿内和层站的指示灯；层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站；控制屏安装在机房中，由各类电器控制元件(或板)组成，是电梯实行电气控制的集中组件；选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减信号等作用。八、安全保护系统电梯上设
25、有机械和电气的各类保护系统，以保证电梯的安全使用。机械方面有限速器和安全钳，起超速保护作用；缓冲器，起冲顶和撞底保护作用；切断总电源的极限保护。第二章 PLC的结构原理和编程方法第一节 PLC的特点PLC有许多优点，其可概括为以下五点：（一）可靠性高，抗干扰能力强 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系
26、列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 (二)硬件配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品
27、种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 （三）易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它
28、接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 （四）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造 PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备
29、经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 （五）体积小，重量轻，能耗低 以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。第二节 PLC的结构及工作原理一、PLC的结构（一）中央处理单元CPUCPU是PLC的核心部件，由运算器和控制器组成。主要用于：接收并存储从编程器输入的用户程序；检查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及外设的某些功能。（二）存储器包括系统程序存储
30、器、用户程序存储器和工作数据存储器。（三）I/O模块I/O接口是PLC 与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集输入信号，输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。（四）电源模块用来将外部供电电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源。（五）编程器编程器是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的部分。编程器的作用是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。二、 PLC的工作原理（一）工作方式图1-2 PLC的扫描过程PLC有两种工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态。在运行
31、状态，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直到PLC停机或切换到STOP工作状态。除了执行用户程序外，每次循环过程中，PLC要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，如图1-2所示。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。在工作状态下，执行一次上图所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。（二）扫描周期在工作状态下，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期。其典型值为1-100ms。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输
32、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。 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。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。 2、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
33、(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
34、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。 3、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6。三、三菱FX系列PLC内部继电器的编号和功能三菱FX系列产品，它内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别为继电器、计时器、计数器等，但它们与真实的元件有很大的差别，一般称之为“软继电器”。这些编程用的继电器，它们的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械损耗和电腐蚀等问题
35、。它在不同的指令操作下，汽工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以做脉冲数字元件使用。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。FX系列PLC梯形图中的编程元件的名称由字母和数字组成，它们分别表示元件的类型和元件号，例如Y10、M129。输入继电器和输出继电器的原件号用八进制数表示，八进制数只有07这8个数字符号，遵循“逢8进1”的运算规则。（一）输入继电器（X）输入继电器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口，PLC通过光电耦合，将外部信号的状态读入并存储在输入
36、映像寄存器中。输入端可以外接常开触点或常闭触点，也可以接多个触点组成的串并联电路或电子传感器。在编程中可以多次使用输入继电器的常开和常闭触点。入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000X007，X010X017，X020X027，它们一般位于机器的上端。（二）输出继电器（Y）输出继电器是PLC向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将PLC的输出信号传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。输出模块中的每一个硬件继电器仅有一对常开触点，但是在梯形图中，每一个输出继电器的常开触点和常闭触点都可以多次使用。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为Y000Y007，Y
37、010Y017，Y020Y027，它们一般位于机器的下端。（三）辅助继电器（M）PLC有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。在FX2N系列中普遍采用M0M499，共500点通用辅助继电器，其地址按十进制编号。辅助继电器中还有电池后备/锁存辅助继电器、特殊辅助继电器等，这里就不一一介绍了。（四）定时器（T）PLC中的定时器（T）相当于继电器系统中的时间继电器。它是根据时钟脉冲的累积形式
38、，当所计时间达到设定值时，输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。FX2N系列定时器元件编号及定时范围如下：100ms定时器T0T199，共200点，定时范围：0.13276.7秒；10ms定时器T200T245，共46点，定时范围：0.01327.67秒；1ms积算定时器T246T249，共4点，定时范围：0.00132.767秒；定时器的精度与程序的安排有关，如果定时器的触
39、点在线圈之前，精度将会降低。平均误差约为1.5倍扫描周期。最小定时误差为输入滤波器时间与定时器分辨率之差，1ms、10ms和100ms定时器的分辨率分别为1ms、10ms和100ms。（五）计数器（C）FX2N系列中的16位加计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值自加1，当当前值等于设定值时，其位存储单元被置1。其常开触点接通，常闭触点断开。再来计数脉冲时当前值不变，直到复位控制电路接通时，触点才断开，设定值又重新写入，又进入计数状态。16位加计数器的设定值为132767。16位通用计数器的通
40、道有C0C99，共100点；16位电池后备/锁存计数器的通道有C100C199，共100点；32位通用双向计数器的通道有C200C219，共20点；32位电池后备/锁存双向计数器的通道有C220C234，共15点4。第三节 梯形图的设计与编程方法一、给元件编号并分配I/O口PLC是按编号来区分操作元件的，所以在编写梯形图程序时，首先必须确定所使用编程元件的编号。使用时一定要明确，每个元件在任何时刻决不能同时担任几个角色，一般来讲，选定的PLC，其输入点数与控制对象的输入信号数总是相对应的，输出点数与输出控制回路数也是相对应的。所以I/O地址的分配实际上是对PLC输入输出点数给实际I/O电路的分
41、配。编程时按点号建立逻辑与控制关系，接线时按点号对号入坐进行接线。二、梯形图的编程规则（一）每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。（二）梯形图的每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点)。（三）线圈不能直接接在左边母线上。（四）在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。（五）在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。三、梯形图的设计方法FX系列的
42、PLC梯形图设计方法通常有三种类型：经验设计法、根据继电器电路图设计法和顺序控制法。（一）经验设计法经验设计法类似于通常设计继电器电路图的方法，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修复和完善梯形图。这种设计方法的特点：有时需要多次反复地调试和修复，增加一些触点或中间编程元件，最后才能得到一个满意的结果。而且这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果也不一定是惟一的，设计的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般只用于较简单的梯形图的设计。（二）根据继电器电路图设计法用PLC改造继电器控制系统时，因为原有的继电器控制系统经过长期使用
43、和考验，已有被证明能完成要求的控制功能，而继电器电路图和梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此可以根据继电器电路图来设计梯形图，即将继电器电路图翻译为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图。将继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部硬件接线图和梯形图的步骤如下：1、了解和熟悉被控设备的工艺流程和机械的动作情况,，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能做到在设计和调试控制系统时心中有数；2、确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。画出这PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC各输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号；3、确定与继电器
44、电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时继电器的元件号。建立了继电器电路图中的元件和梯形图中的元件号之间的对应关系，为梯形图设计打下了基础；4、根据元件和梯形图中的元件号对应关系画出梯形图。（三）顺序控制设计法顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。顺序控制设计法具有简单、规范和通用的优点。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺流程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图主
45、要由步、有向连线、转换、转换条件和动作组成。顺序功能图有三个基本结构：单序列结构、选择系列结构和并行系列结构。下面介绍顺序功能图中转换实现的基本规则：1、转换实现的条件：该转换所有的前级步都是活动步和相应的转换条件得到满足；2、转换实现应完成的操作：使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步和使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步变为不活动步；3、绘制顺序功能图时的注意事项：两个步绝对不能直接相连必须用一个转换将它们隔开、两个转换绝对不能直接相连必须用一步将它们隔开、必须有初始步和初始状态、必须是可以循环的能回到初始步、必须用初始化脉冲M8002的常开触点作为转换条件将初始步置
46、为活动步、定时器在下一次运行之前就将它复位4。第三章 系统软件设计第一节 控制系统的功能要求一、电梯内外部功能电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。在电梯内部，应该有四个楼层按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器。上升和下降显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应有能让乘客按下的代表其要去的目的地的楼层按钮，称内呼按钮。电梯停下时，应具有开门、关门的功能，即电梯门可以自动打开，经过一定延时后，又可自动关闭。而且，在电梯内部也应有控制电梯开门、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。电梯内部还应配有显示屏，用来显示电梯现在所在的状态，即电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使乘客清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有远，电梯是上升还是下降等。电梯的外部共分四层，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
