裝配圖電梯升降的PLC控制設(shè)計(jì)
裝配圖電梯升降的PLC控制設(shè)計(jì),裝配,電梯,升降,plc,控制,節(jié)制,設(shè)計(jì)
升降電梯的PLC控制 36
1引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來(lái),我國(guó)的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展.一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯,電梯主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份,隨著自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展,電梯的拖動(dòng)方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化,交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動(dòng)的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式:繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點(diǎn),目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能,但也存在抗擾性差,系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜,一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高,使用維修方便,抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn),倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn),已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式,目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。[1][2][3][11]
目前國(guó)內(nèi)七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統(tǒng),線路復(fù)雜,接線多,故障率高,維修保養(yǎng)難,許多已處于閑置狀態(tài),其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機(jī)系統(tǒng)換速,效率低,調(diào)速性能指標(biāo)較差,嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。由于這些電梯交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng),交流雙速電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)性能及乘坐舒適感較差,交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬能耗型調(diào)速的機(jī)械部分無(wú)大問(wèn)題,為節(jié)約資金,大部分老式電梯用戶(hù)希望對(duì)電梯的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造,提高電梯的運(yùn)行性能。因此對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究,尋找適合我國(guó)老式電梯的改造方法具有十分重要的意義。[4][5][13]
電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器,以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性,在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用,從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向,成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。
PLC是一種專(zhuān)門(mén)從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自80年代后期PLC引入我國(guó)電梯行業(yè)以來(lái),由PLC組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中,PLC系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。[6][12]
電梯控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì)電梯運(yùn)行是乘客的舒適感有著重要影響,而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了改善電梯的舒適感和運(yùn)行的可靠性,現(xiàn)在都改為用PLC來(lái)控制電梯的運(yùn)行,這樣大大提高了電梯的性能。
可編程控制器(Programmable Logic controller,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn),已成為解決自動(dòng)控制問(wèn)題的最有效工具,是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。[5][9]
所以,綜上所述,本設(shè)計(jì)就以PLC作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。我打算先對(duì)四層電梯的硬件部分作分析,看需要什么樣的開(kāi)關(guān),電機(jī),信號(hào)燈等。然后,畫(huà)出它的控制面板圖,再根據(jù)控制面板圖估計(jì)一下I/O點(diǎn)數(shù),這樣可以確定所選機(jī)型,然后在軟件設(shè)計(jì),寫(xiě)出流程圖,梯形圖,寫(xiě)出語(yǔ)句。最后是進(jìn)行調(diào)試,看看此程序是否可行。
下面就是詳細(xì)介紹PLC的特點(diǎn)及整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。
2 綜述
2.1可編程控制器的由來(lái)與發(fā)展
第一臺(tái)可編程控制器的設(shè)計(jì)規(guī)范是美國(guó)通用公司提出的。當(dāng)時(shí)的目的是要求設(shè)計(jì)一種新的控制裝置以取代繼電器盤(pán),在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,同時(shí)具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時(shí)間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)于1969年研制成第一臺(tái)PLC,型號(hào)為PDP-14,投入通用汽車(chē)公司的生產(chǎn)線控制中,取得了令人滿(mǎn)意的效果,從此開(kāi)創(chuàng)了PLC的新紀(jì)元。
第一臺(tái)PLC具有模塊化、可擴(kuò)充、可重編程及用于工業(yè)環(huán)境的特性。這些控制器易于安裝,占用空間小,可重復(fù)使用。盡管控制器編程有些瑣碎,但它具有公共的工廠標(biāo)準(zhǔn)—梯形圖編程語(yǔ)言,這樣使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便的使用它。
在短時(shí)間內(nèi),PLC在其他工業(yè)部門(mén)也得到應(yīng)用。到70年代初,食品、金屬和制造等工業(yè)部門(mén)相繼使用PLC代替繼電器控制設(shè)備,邁出了其實(shí)用化階段的第一步。
70年代中期,由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),使8位微處理器和位片處理器相繼問(wèn)世,使可編程控制技術(shù)產(chǎn)生了飛躍。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上,增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度,擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。在這個(gè)時(shí)期,日本、西德(原)和法國(guó)相繼研制出了自己的PLC,我國(guó)在1974年也開(kāi)始研制。
70年代由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),使PLC向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展,形成了多種系列化產(chǎn)品。這是面向工程技術(shù)人員的編程語(yǔ)言發(fā)展成熟,出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語(yǔ)言。在功能上,PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī)DDC系統(tǒng)。
進(jìn)入八九十年代后,PLC的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng),PLC已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng),能與其他設(shè)備通信,生成報(bào)表,調(diào)度產(chǎn)生,可診斷自身故障及機(jī)器故障。這些改進(jìn)使PLC符合今天對(duì)高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。盡管PLC功能越來(lái)越強(qiáng),但他仍然保留了先前的簡(jiǎn)單與易于使用的特點(diǎn)。[5]
2.2可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)
2.2.1 硬件的可靠性
PLC是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,一個(gè)設(shè)計(jì)良好的PLC能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。
在硬件設(shè)計(jì)方面,首先是選用優(yōu)質(zhì)器件,再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),加固,簡(jiǎn)化安裝,使它易于抗振動(dòng)沖擊,對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施,而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如,在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施,做到電浮空,既方便接地,用提高了抗干擾性能;各個(gè)I/O端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外,還加上了數(shù)字濾波;內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施,防止輻射干擾;采用了較先進(jìn)的電源電路,以防止由電源回路串入的干擾信號(hào);采用了較合理的電路程序,一旦某模塊出現(xiàn)故障,進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行。
由于PLC本身具有很高的可靠性,所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上,以及如傳感器件、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。
2.2.2 編程簡(jiǎn)單,使用方便
用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,常使用匯編語(yǔ)言編程,難于掌握,要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。
PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程,容易掌握。例如,目前打多數(shù)PLC均采用的梯形圖語(yǔ)言編程方式,既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感,又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受,易于編程,程序改變時(shí)也容易修改,很靈活方便。
這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式,與目前微機(jī)控制常用的匯編語(yǔ)言相比,雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序,增加了程序執(zhí)行時(shí)間,但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō),這是微不足道的。
2.2.3 接線簡(jiǎn)單,通用性好
PLC的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備(按鈕、開(kāi)關(guān)等)與PLC輸入端子連接,將接受輸出信號(hào)執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件(接觸器、電磁閥等)與PLC輸出端子連接。接線簡(jiǎn)單、工作最少,省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的“接線網(wǎng)絡(luò)”,這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過(guò)程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件接口實(shí)際上是PLC的組成部分,模塊化的自診斷接口電路能指出故障,并易于排除故障與替換故障部件,這樣的軟硬件設(shè)計(jì)就使現(xiàn)場(chǎng)電氣人員與技術(shù)人員易于是用。
2.2.4可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)可分為兩類(lèi):一類(lèi)是低速網(wǎng)絡(luò),采用主從方式通信,傳輸速率從幾千波特到上萬(wàn)波特,傳輸距離為500—2500m;另一類(lèi)為高速網(wǎng)絡(luò),采用令牌傳送方式通信,傳輸速率為1M—10Mbps,傳輸距離為500—1000m,網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)。這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連,網(wǎng)上可兼容不同類(lèi)型的可編程控制器和計(jì)算機(jī),從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。
2.2.5 易于安裝,便于維護(hù)
PLC安裝簡(jiǎn)單而且功能有效,其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方,在從繼電器系統(tǒng)改換到PLC系統(tǒng)的情況下,PLC小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端,其實(shí)改換很方便,只要將輸入/輸出設(shè)備連向接線端即可。
在大型安裝中,長(zhǎng)距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長(zhǎng)距離站通過(guò)同軸電纜獲雙扭線連向CPU,這種配置大大減少了物料和勞力,長(zhǎng)距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝場(chǎng)地前由PLC制造商預(yù)先連好線,這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。
從一開(kāi)始,PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的,維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件,故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中,就能指示器是否正常工作,借助于編程設(shè)備可見(jiàn)輸入/輸出是ON還是OFF,還可寫(xiě)編程指令來(lái)報(bào)告故障。
PLC的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后,其作用立即顯現(xiàn),其收益也馬上實(shí)現(xiàn),向其他智能設(shè)備一樣,PLC的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時(shí)的創(chuàng)造性。[5]
2.3 PLC的工作原理
PLC具有微機(jī)的許多特點(diǎn),但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中,用戶(hù)程序按先后順序存放,CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序,直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為I/O刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。
所謂I/O刷新即對(duì)PLC的輸入進(jìn)行一次讀取,將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLC中存入內(nèi)部寄存器,同時(shí)將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實(shí)際是將存入輸入、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新,故稱(chēng)為“I(輸入)/O(輸出) 刷新”。
由此可見(jiàn),若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化,則本次掃描期間輸出端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化,或者說(shuō)輸出隊(duì)輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。反之,若在本次I/O刷新之后,輸入變量才發(fā)生變化,則本次掃描輸出不變,即不響應(yīng),而要到下一次掃描期間輸出才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于這幾個(gè)因數(shù):一是CPU執(zhí)行指令的速度,二是每條指令占用的時(shí)間,三是指令條數(shù)的多少,即程序的長(zhǎng)短。
對(duì)于慢速控制系統(tǒng),響應(yīng)速度常常不是主要的,故這種方式不但沒(méi)有壞處反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力。因?yàn)楦蓴_常是脈沖式的、短時(shí)的,而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢,常常要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次,而多次掃描后,瞬間干擾所引起的誤動(dòng)作將會(huì)大大減少,故增加了抗干擾能力。
但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng),這一問(wèn)題就需慎重考慮。應(yīng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間作出精確的計(jì)算,精心編排程序,合理安排指令的順序,以盡可能減少周期造成的響應(yīng)延時(shí)等的不良影響。[5]
2.4 PLC的編程語(yǔ)言
PLC提供了較完整的編程語(yǔ)言,以適應(yīng)PLC在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。利用編程語(yǔ)言,按照不同的控制要求編制不同的控制程序,這相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器的硬接線線路,這就是所謂的“可編程序”。程序由編程器送到PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器中,它也能方便地讀出、檢查與修改。
PLC提供的編程語(yǔ)言通常由三種:梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。
梯形圖(Ladder Programming)是應(yīng)用最廣的,梯形圖編程有時(shí)稱(chēng)為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因?yàn)樗鸵酝睦^電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)的,它與電氣操作原理相呼應(yīng)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是形象、直觀和實(shí)用,為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的,只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。PLC的梯形圖使用的時(shí)內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,都是由軟件實(shí)現(xiàn)的,其主要特點(diǎn)為使用方便、修改靈活。
功能圖編程(Function Chart Programming)是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來(lái)表達(dá)一個(gè)順序控制過(guò)程。
布爾邏輯編程(Boolean Logic Programming)包括“與”(AND)、或(OR)、非(NOT)以及定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器等。
每一種編程方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),根據(jù)每一種特殊的控制要求,根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)用編程方法。[5]
3可編程控制器的機(jī)型選擇
3.1可編程控制器控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)估算
3.1.1控制電磁閥等所需的I/O點(diǎn)數(shù)
有電磁閥的動(dòng)作原理可知,一個(gè)單線圈電磁閥用可編程控制器時(shí)需兩個(gè)輸入及一個(gè)輸出;一個(gè)雙線圈電磁閥需三個(gè)輸入及兩個(gè)輸出;一個(gè)比例式電磁閥需三個(gè)輸入及五個(gè)輸出。一個(gè)按鈕需一個(gè)輸入;一個(gè)光電開(kāi)關(guān)要占用一個(gè)或兩個(gè)輸入點(diǎn);一個(gè)信號(hào)占用一個(gè)輸出點(diǎn);而波段開(kāi)關(guān),有幾個(gè)波段就占用幾個(gè)輸入點(diǎn);一般情況,各種位置開(kāi)關(guān)都要占用兩個(gè)輸入點(diǎn)。根據(jù)上面所述原理分析,本設(shè)計(jì)用到十個(gè)按鈕,需要十個(gè)輸入點(diǎn)。四個(gè)位置按鈕,需要八個(gè)輸入點(diǎn)。十六個(gè)信號(hào)燈,需要十六個(gè)輸出點(diǎn)。
3.1.2控制交流電機(jī)所需的I/O點(diǎn)數(shù)
根據(jù)具體情況,本設(shè)計(jì)可以不用到交流電機(jī),所以,可以不算上交流電機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)。
3.1.3控制直流電動(dòng)機(jī)所需的I/O點(diǎn)數(shù)
本設(shè)計(jì)是對(duì)電梯的控制,所以,我們根據(jù)情況可知,要控制電梯的上升和下降,需要一個(gè)可逆運(yùn)行的直流電機(jī)。這樣,我們需要九個(gè)輸入點(diǎn)和六個(gè)輸出點(diǎn)。[5][7][8][9]
3.2內(nèi)存估計(jì)
用戶(hù)程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個(gè)因素的影響:內(nèi)存利用率;開(kāi)關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù);模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù);用戶(hù)的編程水平。
3.2.1內(nèi)存利用率
我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語(yǔ)言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱(chēng)為利用率。
3.2.2開(kāi)關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)
一般系統(tǒng)中,開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出的比為6:4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公司是根據(jù)開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。
所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量(輸入+輸出)總點(diǎn)數(shù)*10
3.2.3模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)
只有模擬量輸入時(shí):
內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*100
模擬量輸入輸出同時(shí)存在:
內(nèi)存擬量字?jǐn)?shù)*200
3.2.4程序編寫(xiě)質(zhì)量
經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:
總存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=(開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù))*10+模擬量點(diǎn)數(shù)*150。然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮裕量。[5][7][8][9]
3.3響應(yīng)時(shí)間
可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。
系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此而使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)刻的時(shí)間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間=輸入濾波時(shí)間+輸出濾波時(shí)間+掃描周期。[5]
3.4功能、結(jié)構(gòu)要合理
單片控制往往是用一臺(tái)可編程控制器控制一臺(tái)設(shè)備,或者一臺(tái)可編程控制器控制幾臺(tái)小設(shè)備。[5]
3.5輸入輸出模塊的選擇
可編程控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(按鈕、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等)的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào),模型類(lèi)型分直流5、12、24、48、60V幾種;交流115V和220V兩種。
模塊輸出的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過(guò)程的控制信號(hào)。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共段所允許通過(guò)的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。[5]
3.6機(jī)型確定
綜上所述,根據(jù)具體情況,我們選擇三菱的FX系列。輸入輸出點(diǎn)數(shù)為34點(diǎn),電機(jī)20點(diǎn),考慮10%到15%的I/O裕量,我們選擇FX2C-64MR這種型號(hào)。
4硬件設(shè)計(jì)
4.1硬件配置簡(jiǎn)介
PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來(lái),它以面向工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn),普遍受到電器控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容量PLC成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng),使得控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國(guó)生產(chǎn)的PLC品種繁多,發(fā)展速度快。本文所用到的產(chǎn)品是日本三菱FX系列超小型的FX2C-64MR。在此簡(jiǎn)單的介紹該機(jī)型的一些技術(shù)指標(biāo)。
技術(shù)性能分為:一般性能,功能特性(基本單元),輸入性能,輸出性能和其它性能。[10][16][17][18]
4.1.1一般性能(見(jiàn)下表4.1)
表4.1一般性能
電源
AC110~120V/220~240V單相50/60Hz
電源波動(dòng)
AC93.5~132V/187~264V,10ms以下瞬時(shí)斷電,控制不受影響
環(huán)境溫度
0~55度
環(huán)境濕度
45%~95%,無(wú)凝露
抗振動(dòng)
10~55Hz,0.5mm,最大2g(重力加速度)
抗沖擊
10g,3軸X、Y、Z方向各3次
抗噪聲
1000V,1us,30~100Hz(噪聲仿真器)
絕緣耐壓
AC 1500V,1min(各端子與接地端之間)
絕緣電阻
5MΩ,500V DC(各端子與接地端之間)
接地
小于100Ω(如果不可能,也可以不接地)
環(huán)境
無(wú)腐蝕氣體,無(wú)導(dǎo)電塵埃
4.1.2輸入性能(見(jiàn)表4.2)
表4.2輸入性能
輸入類(lèi)型
無(wú)電壓觸點(diǎn)或NPN集電極開(kāi)路晶體管
絕緣
光-電隔離
輸入電壓
內(nèi)部電源DC24V±4V,外部電源DC24V±8V
輸入阻抗
近似3.3KΩ
工作電流
OFF-ON
DC4mA(最小)
ON-OFF
DC1.5mA(最大)
響應(yīng)時(shí)間
OFF-ON
近似10ms(有8點(diǎn)可改變從0~60ms)
ON-OFF
近似10ms(有8點(diǎn)可改變從0~60ms)
4.1.3功能特性(見(jiàn)下表4.3)
表4.3功能特性
執(zhí)行方法
周期執(zhí)行存儲(chǔ)的程序,集中輸入/輸出
執(zhí)行速度
平均12us/步
程序語(yǔ)言
繼電器和邏輯符號(hào)(梯形圖)
程序容量
1000步
指 令
邏輯指令
20條(包括MC/MCR,CJP/EJP,S/R)
步進(jìn)梯形指令
2條(STL,REJ)
功能指令
87個(gè)(包括+,-,×,÷,>,=,<,等=
程序記憶
內(nèi)部配置CMOS-RAM,EPROM/EEPROM卡
輔助繼電器
無(wú)鎖存
128點(diǎn)
鎖存
64點(diǎn)
狀態(tài)(鎖存)
64點(diǎn)
特殊
16點(diǎn)
數(shù)據(jù)寄存器
64點(diǎn)
定時(shí)器
0.1s定時(shí)器
24點(diǎn)(延時(shí)接通)0.1~999s
0.01s定時(shí)器
8點(diǎn)(延時(shí)接通)0.01~99.9s
計(jì)數(shù)器(鎖存)
30點(diǎn),減法計(jì)數(shù)(0~999)
高速計(jì)數(shù)器(鎖存)
1點(diǎn),加/減計(jì)數(shù)(0~999999),最大2KHz
電池保護(hù)
鋰電池,壽命約5年
診斷
程序檢查(和,語(yǔ)法,電路),定時(shí)監(jiān)視,電池電壓,電源電壓
4.1.4輸出性能(見(jiàn)下表4.4)
表4.4輸出性能
輸出類(lèi)型
繼電器輸出
絕緣
繼電器絕緣
輸出負(fù)荷
電阻負(fù)荷
2A/點(diǎn)
感性負(fù)荷
35V/A/300000次接通斷開(kāi)
燈泡負(fù)荷
100W
漏電流
0mA
響應(yīng)時(shí)間
OFF-ON
近似10ms
ON-OFF
近似10ms
4.1.4其它功能(見(jiàn)下表4.5)
表4.5其它功能
型號(hào)
輸入點(diǎn)
輸出點(diǎn)
端子塊
功耗
輸入傳感器電源
F1-60MR
36點(diǎn)
24點(diǎn)
可拆卸端子
40V/A
0.2A
4.2電梯控制系統(tǒng)的硬件面板圖(見(jiàn)下圖4-1)
圖4-1硬件面板圖
4.3輸入/輸出的分配
4.3.1輸入
表4.6輸入
序號(hào)
名稱(chēng)
輸入點(diǎn)
序號(hào)
名稱(chēng)
輸出點(diǎn)
0
四層內(nèi)選按鈕S4
X000
7
一層上呼按鈕U1
X007
1
三層內(nèi)選按鈕S3
X001
8
二層上呼按鈕U2
X010
2
二層內(nèi)選按鈕S2
X002
9
三層上呼按鈕U3
X011
3
一層內(nèi)選按鈕S1
X003
10
一層行程開(kāi)關(guān)SQ1
X012
4
四層下呼按鈕D4
X004
11
二層行程開(kāi)關(guān)SQ1
X013
5
三層下呼按鈕D3
X005
12
三層行程開(kāi)關(guān)SQ1
X014
6
二層下呼按鈕D2
X006
13
四層行程開(kāi)關(guān)SQ1
X015
4.3.2輸出
表4.7輸出
序號(hào)
名稱(chēng)
輸入點(diǎn)
序號(hào)
名稱(chēng)
輸出點(diǎn)
0
四層指示L4
Y000
8
二層內(nèi)選指示SEL2
Y010
1
三層指示L3
Y001
9
一層內(nèi)選指示SEL1
Y011
2
二層指示L2
Y002
10
一層上呼指示UP1
Y012
3
一層指示L1
Y003
11
二層上呼指示UP2
Y013
4
轎箱下降指示DOWN
Y004
12
三層上呼指示UP3
Y014
5
轎箱上升指示
Y005
13
二層下呼指示DN2
Y015
6
四層內(nèi)選指示
Y006
14
三層下呼指示DN3
Y016
7
三層內(nèi)選指示
Y007
15
四層下呼指示DN4
Y017
5軟件設(shè)計(jì)
5.1程序流程圖
圖5-1流程圖
5.2程序語(yǔ)句
步序
指令
器件號(hào)
說(shuō)明
步序
指令
器件號(hào)
說(shuō)明
0
LD
X012
停在一層
41
OR
M64
1
ANI
X003
42
OR
M65
2
AND
X007
一層上呼按鈕
43
ANI
X013
3
LD
M1
44
OUT
M4
一層到二層
4
ANI
T3
45
LD
X013
停在二層
5
ANI
T10
46
ANI
X002
6
ANI
T13
47
AND
X010
二層上呼按鈕
7
ORB
48
LD
M5
8
ANI
M8
49
ANI
T4
9
ANI
M12
50
ANI
T15
10
ANI
M5
51
ORB
11
OUT
M1
在一層按↑
52
ANI
M1
12
LD
M1
53
ANI
M12
13
AND
X000
四層內(nèi)選按鈕
54
ANI
M15
14
ANI
X001
55
ANI
M8
15
ANI
X002
56
OUT
M5
在二層按↑
16
LD
M2
57
LD
M5
17
ANI
M18
58
AND
X000
四層內(nèi)選按鈕
18
ORB
59
LD
M6
19
OR
M60
60
ANI
M17
20
OR
M61
61
ORB
21
ANI
X015
62
OR
M66
22
OUT
M2
一層到四層
63
OR
M67
23
LD
M1
64
ANI
X015
24
AND
X001
三層內(nèi)選按鈕
65
ANI
X001
25
ANI
X000
66
ANI
X003
26
ANI
X002
67
OUT
M6
二層到四層
27
LD
M3
68
LD
M5
28
ANI
M14
69
AND
X001
三層內(nèi)選按鈕
29
ORB
70
LD
M7
30
OR
M62
71
ANI
M13
31
OR
M63
72
ORB
32
ANI
X014
73
OR
M68
33
OUT
M3
一層到三層
74
OR
M69
34
LD
M1
75
ANI
X014
35
AND
X002
二層內(nèi)選按鈕
76
ANI
X000
36
ANI
X000
77
ANI
X003
37
ANI
X001
78
OUT
M7
二層到三層
38
LD
M4
79
LD
X013
停在二層
39
ANI
M9
80
ANI
X002
40
ORB
81
AND
X006
二層下呼按鈕
82
LD
M8
124
ANI
X002
83
ANI
T5
125
ANI
X003
84
ORB
126
OUT
M11
三層到四層
85
ANI
M1
127
LD
X014
停在三層
86
ANI
M5
128
ANI
X001
87
ANI
M10
129
AND
X005
三層下呼按鈕
88
ANI
M12
130
LD
M12
89
ANI
M15
131
ANI
T7
90
ANI
M69
132
ANI
T17
91
OUT
M8
在二按↓
133
ORB
92
LD
M8
134
ANI
M1
93
AND
X003
一層內(nèi)選按鈕
135
ANI
M5
94
LD
M9
136
ANI
M10
95
ANI
M4
137
ANI
M15
96
ORB
138
OUT
M12
在層按↓
97
OR
M70
139
LD
M12
98
OR
M71
140
AND
X002
二層內(nèi)選按鈕
99
ANI
X012
141
LD
M13
100
ANI
X000
142
ANI
M7
101
ANI
X001
143
ORB
102
OUT
M9
二層到一層
144
OR
M74
103
LD
X014
停在三層
145
OR
M75
104
ANI
X001
146
ANI
X013
105
AND
X011
三層上呼按鈕
147
ANI
X000
106
LD
M10
148
ANI
X003
107
ANI
T6
149
OUT
M13
三層到二層
108
ORB
150
LD
M12
109
ANI
M12
151
AND
X003
一層內(nèi)選按鈕
110
ANI
M15
152
LD
M14
111
ANI
M5
153
ANI
M3
112
ANI
M8
154
ORB
113
ANI
M1
155
OR
M76
114
ANI
M75
156
OR
M77
115
OUT
M10
在三層按↑
157
ANI
X012
116
LD
M10
158
ANI
X000
117
AND
X000
四層內(nèi)選按鈕
159
ANI
X002
118
LD
M11
160
OUT
M14
三層到一層
119
ANI
M16
161
LD
X015
停在四層
120
ORB
162
ANI
X000
121
OR
M72
163
AND
X004
四層下呼按鈕
122
OR
M73
164
LD
M15
123
ANI
X015
165
ANI
T8
166
ANI
T20
209
OR
M19
167
ANI
T22
210
ANI
X015
168
ORB
211
OUT
M19
一層到二三四
169
ANI
M10
212
LD
M3
170
ANI
M5
213
AND
M4
171
ANI
M1
214
OR
M20
172
OUT
M15
在四層按↓
215
ANI
X014
173
LD
M15
216
OUT
M20
一層到二、三
174
AND
X001
三層內(nèi)選按鈕
217
LD
M2
175
ANI
X002
218
AND
M4
176
ANI
X003
219
OR
M21
177
LD
M16
220
ANI
X015
178
ANI
M11
221
OUT
M21
一層到二、四
179
ORB
222
LD
M2
180
OR
M78
223
AND
M3
181
OR
M19
224
OR
M22
182
ANI
X014
225
ANI
X015
183
OUT
M16
四層到三層
226
OUT
M22
一層到三、四
184
LD
M15
227
LD
M6
185
AND
X002
二層內(nèi)選按鈕
228
AND
M7
186
ANI
X001
229
OR
M23
187
ANI
X003
230
ANI
X015
188
LD
M17
231
OUT
M23
二層到三、四
189
ANI
M6
232
LD
M13
190
ORB
233
AND
M14
191
OR
M80
234
OR
M24
192
OR
M81
235
ANI
X012
193
ANI
X013
236
OUT
M24
三層到二、一
194
OUT
M17
四層到二層
237
LD
M16
195
LD
M15
238
AND
M17
196
AND
X003
一層內(nèi)選按鈕
239
AND
M18
197
ANI
X001
240
OR
M25
198
ANI
X002
241
ANI
X012
199
LD
M18
242
OUT
M25
四層到三二一
200
ANI
M3
243
LD
M17
201
ORB
244
AND
M18
202
OR
M82
245
OR
M26
203
OR
M83
246
ANI
X012
204
ANI
X012
247
OUT
M26
四層到二、一
205
OUT
M18
四層到一層
248
LD
M16
206
LD
M2
249
AND
M17
207
AND
M3
250
OR
M27
251
ANI
X013
293
ANI
X015
252
OUT
M27
四層到三、二
294
ANI
M8
253
LD
M16
295
OUT
M66
二層到四層
254
AND
M18
296
LD
X004
四層下呼按鈕
255
OR
M28
297
AND
X013
停在二層
256
ANI
X012
298
OR
M67
257
OUT
M28
四層到三、一
299
ANI
X015
258
LD
X000
四層內(nèi)選按鈕
300
ANI
M8
259
AND
X012
停在一層
301
OUT
M67
二層到四層
260
OR
M60
302
LD
X001
三層上呼按鈕
261
ANI
X015
303
AND
X013
停在二層
262
OUT
M60
一層到四層
304
OR
M68
263
LD
X004
四層上呼按鈕
305
ANI
X014
264
AND
X012
停在一層
306
ANI
M8
265
OR
M61
307
OUT
M68
二層到三層
266
ANI
X015
308
LD
X011
三層上呼按鈕
267
OUT
M61
一層到四層
309
AND
X013
停在二層
268
LD
X001
三層內(nèi)選按鈕
310
ANI
X005
269
AND
X012
停在一層
311
OR
M69
270
OR
M62
312
ANI
X014
271
ANI
X014
313
ANI
M8
272
OUT
M62
一層到三層
314
OUT
M69
二層到三層
273
LD
X011
三層上呼按鈕
315
LD
X003
一層內(nèi)選按鈕
274
AND
X012
停在一層
316
AND
X013
停在二層
275
ANI
X005
317
OR
M70
276
OR
M63
318
ANI
X012
277
ANI
X014
319
ANI
M5
278
OUT
M63
一層到三層
320
OUT
M70
二層到一層
279
LD
X002
二層內(nèi)選按鈕
321
LD
X007
一層上呼按鈕
280
AND
X012
停在一層
322
AND
X013
停在二層
281
OR
M64
323
OR
M710
282
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X013
324
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X012
283
OUT
M64
一層到二層
325
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M5
284
LD
X010
二層上呼按鈕
326
OUT
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二層到一層
285
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X012
停在一層
327
LD
X000
四層內(nèi)選按鈕
286
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X006
328
AND
X014
停在二層
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OR
M65
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OR
M72
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X013
330
ANI
X015
289
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M65
一層到二層
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M12
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LD
X000
四層內(nèi)選按鈕
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OUT
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三層到四層
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AND
X013
停在二層
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LD
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四層下呼按鈕
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OR
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AND
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停在三層
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OR
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OR
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X015
378
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337
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M12
379
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338
OUT
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三層到四層
380
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二層下呼按鈕
339
LD
X002
二層內(nèi)選按鈕
381
AND
X015
停在四層
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X014
停在三層
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X010
341
OR
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ANI
X013
384
ANI
X013
343
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M10
385
OUT
M81
四層到二層
344
OUT
M74
三層到二層
386
LD
X003
一層內(nèi)選按鈕
345
LD
X006
二層下呼按鈕
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AND
X015
停在四層
346
AND
X014
停在三層
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OR
M82
347
ANI
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389
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390
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上層上呼按鈕
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M10
392
AND
X015
停在四層
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OUT
M75
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393
OR
M83
352
LD
X003
一層內(nèi)選按鈕
394
ANI
X012
353
AND
X014
停在三層
395
OUT
M83
四層到一層
354
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396
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M4
355
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X012
397
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X012
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延時(shí)2秒
357
OUT
M76
三層到一層
399
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358
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一層上呼按鈕
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359
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停在三層
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OR
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ANI
M10
404
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M9
363
OUT
M77
三層到一層
405
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X013
364
LD
X001
三層內(nèi)選按鈕
406
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延時(shí)2秒
365
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OR
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M11
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X014
409
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X014
368
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延時(shí)2秒
369
LD
X005
三層下呼按鈕
411
K20
370
AND
X015
停在四層
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LD
M13
371
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X011
413
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X014
372
OR
M79
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延時(shí)2秒
373
ANI
X014
415
K20
374
OUT
M79
四層到三層
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LD
M16
375
LD
X002
二層內(nèi)選按鈕
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X015
376
AND
X015
停在四層
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延時(shí)2秒
419
K20
461
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X012
420
LD
M3
462
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T23
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463
K20
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M19
423
K20
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AND
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425
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426
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M2
468
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427
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OUT
T12
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K20
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K40
473
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432
OUT
T13
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K40
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K20
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M14
482
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M20
441
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K20
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K20
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延時(shí)4秒
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445
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455
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K20
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AND
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M43
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M19
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M43
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K20
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552
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K20
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519
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562
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M44
563
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M48
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裝配
電梯
升降
plc
控制
節(jié)制
設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
裝配圖電梯升降的PLC控制設(shè)計(jì),裝配,電梯,升降,plc,控制,節(jié)制,設(shè)計(jì)
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