基于plc的電梯控制系統(tǒng)設計
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1、 *****屆畢業(yè)生畢業(yè)設計(論文) 中 文 題 目 華為155622設備的組網(wǎng)技術 英 文 題 目 系 別: 交通工程系 專 業(yè): 電子信息 班 級: 電信08-1 學 號: 200804622017 姓 名: 李超
2、 指導教師: 劉曉燕 完成日期: 河北交通職業(yè)技術學院 河北交通職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計(論文)成績評議表 姓名 李超 學號 200804622017 班級 電信08-1 題 目 指 導 教 師 評 議 意 見 成績評定: 指導教師: 年 月 日 答辯小組意 見 成績評定:
3、 答辯小組負責人: 年 月 日 總 成 績 答辯委員會主任簽字: 年 月 日 河北交通職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計(論文)任務書 本任務書下達給:電子信息 專業(yè)電信08-1 班學生李超 設計(論文)題目: 一、設計(論文)內(nèi)容: 二、基本要求:
4、 三、重點研究的問題: 四、主要技術指標: 五、其他要說明的問題: 下達任務的日期: 年 月 日 要求完成的日期: 年 月 日 答辯日期: 年 月 日 指導教師: 畢業(yè)設計(論文)開題報告
5、年 月 日 題目: 報告人: 班級: 一、文獻綜述: 二、選題的目的和意義: 三、研究方案: 四、進度計劃: 五、指導教師意見: 指導教師: 年 月 日 河北交通職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計(論文)結(jié)題驗收 題目:
6、 一、完成日期: 二、完成質(zhì)量: 三、存在問題: 四、結(jié)論: 指導教師: 年 月 日 河北交通職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計(論文)選題申報表 系別: 交通工程系 專業(yè):電子信息 學生姓名 李超 學號 200804622017 班級 電信08-1 指導教師 劉曉燕 職稱 所選題目 選題理由: 指導教師意見:
7、 簽 字: 年 月 日 系領導審批意見: 簽 字: 年 月 日 備注: 摘 要 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC),功能變化靈活,編程簡單,故障少,噪音低。維修保養(yǎng)方便,節(jié)能省工,抗干擾能力強,控制箱占地面積少。當乘員進入電梯,按下樓層按鈕,電梯門自動關閉后.控制系統(tǒng)進行下列運作:根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)。判定轎廂運行方向,保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上;同時,根據(jù)樓層的呼叫,順路停車,自動開
8、關門。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數(shù)。 關鍵詞:電梯模型 Abstract Elevator by dragging system of electrical system and control system composed of two parts. Current elevator design using programmable logic controller (PLC), the function of flexible programming simple, fewer failures and low
9、noise. Easy maintenance, energy-saving work, strong anti-interference ability, control box covers an area of less. When the crew entered the elevator, floor button is pressed, after the elevator doors close automatically. control system for the following operation: according to the cabin where the l
10、ayers and crews. Determine the cabin direction, guarantee the cabin when leveling speed. The car stopped on the selected floor and, based on the call floors, Shun Road parking, automatic doors. Also both inside and outside the cabin lights shows the elevator and number of floors. Key words:
11、elevator Programming model 目 錄 第1章 前言 1 第2章 電梯概述 1 2.1電梯的起源與發(fā)展 1 2.2國外電梯的情況 2 2.3國內(nèi)電梯的情況 2 2.4 電梯技術發(fā)展趨勢 3 第3章 PLC的發(fā)展 3 3.1 PLC的定義 3 3.2 PLC的發(fā)展階段 4 3.3 PLC發(fā)展趨勢 5 3.4 PLC的基本結(jié)構(gòu) 6 3.5 PLC的工作原理 7 第4章 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 8 4.1電梯的類型 8 4.2電梯的構(gòu)造 8 4.3電梯的控制要求 8 4.4 PLC控制系統(tǒng)的設計分析 8 4.5電梯模型P
12、LC控制系統(tǒng)設計 9 4.6 PLC的選擇 10 4.7 I/O分配表 11 4.8 硬件接線圖 12 4.9 PLC部分程序圖 13 4.10系統(tǒng)的調(diào)試與操作 16 小 結(jié) 17 參考文獻 18 致 謝 19 附 錄 20 河北交通職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第1章 前言 隨著城市建設的不斷發(fā)展,高層建筑不斷增多,電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的,而呼叫是隨機的,電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng),單純用順序控制
13、或邏輯控制是不能滿足控制要求的,因此,電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式,一是采用微機作為信號控制單元,完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定,實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能,拖動控制則由變頻器來完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說,這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式,其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小,自己設計和制造微機控制裝置成本較高;而PLC可靠性高,程序設計方便靈活,抗干擾能力強、運行穩(wěn)定等特點,所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。 第2章 電梯概述 2.1電梯的
14、起源與發(fā)展 電梯在漢語詞典中的解釋為:建筑物中用電作動力的升降機,代替步行上下的樓梯。 說到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系統(tǒng)說起,但這一類起重機的能源均為人力。到了1203年,法國的二修道院安裝了一臺起重機,所不同者只是該機器是利用驢作為動力,載荷由繞在一個大滾筒上的繩子進行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機,約在1800年,煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。 數(shù)百年來人們制造過各種類型的升降梯,它們都具有一個共同的缺陷:只要起吊繩突然斷裂,升降梯便急速地墜落到底層。1854年奧的斯設計了一種制動器:在升降梯的平臺頂部安裝一個
15、貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側(cè)的導軌相連結(jié),起吊繩與貨車彈簧連結(jié),這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈簧,避免與制動桿接觸。如果繩子斷裂,貨車彈簧會將拉力減弱,兩端立該與制動桿咬合,即可將平臺牢固地原地固定免繼續(xù)下墜?!鞍踩纳堤荨卑l(fā)明成功了!一時間,奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺升降機并非奧的斯所發(fā)明,但他卻是第一臺“安全”升降梯的發(fā)明者?!鞍踩边@一概念不僅開創(chuàng)了升降梯工業(yè),而且也為那些想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設計們打開了通途。 然而真正能夠稱為電梯(用電能驅(qū)動升降梯)的產(chǎn)品應該是在20世紀初才出現(xiàn)的。 2.2國外電梯的情況 國外電梯行業(yè)發(fā)展迅猛,不僅在節(jié)
16、能上做了很大的功夫,現(xiàn)在在智能化,遠程化,集成化,可視化也已有了先進的技術!例如:(1)集垂直運輸與水平運輸?shù)膹秃线\輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直線電機驅(qū)動,在一個井道內(nèi)設置多臺轎廂。轎廂在計算機導航系統(tǒng)控制下,可以在軌道網(wǎng)絡內(nèi)交換各自運行路線。該系統(tǒng)節(jié)省了井道占用的空間,解決了超高層建筑電梯鋼絲繩和電纜重量太大的問題,尤其適合于具有同一底樓的多塔形高層建筑群中前往空中大廳的穿梭直駛電梯。(2)交流永磁同步無齒輪曳引機驅(qū)動的無機房電梯無機房電梯由于曳引機和控制柜置于井道中,省去了獨立機房,節(jié)約了建筑成本,增加了大樓的有效面積,提高了大樓建筑美學的設計自由度。而交流永磁同步無齒輪曳引機的特點是:(A)結(jié)構(gòu)
17、簡單緊湊,體積小,重量輕,形狀可靈活多樣;(B)配以變頻控制可以實現(xiàn)更大限度的節(jié)能;(C)沒有齒輪,于是沒有齒輪振動和噪聲,齒輪效率,齒輪磨損及油潤滑問題,減少了維護工作,降低了油污染;(D)由于失電時旋轉(zhuǎn)的電機處于發(fā)電制動狀態(tài),增加了曳引系統(tǒng)的安全可靠性。(3)彩色大屏幕液晶樓層顯示器。這類顯示器可以以高分辨率的彩色平面或三維圖像顯示電梯的樓層信息(如位置、運行方向),還可以顯示實時的載荷、故障狀態(tài)等。通過控制中心的設置還可以顯示日期、時間、問候語、樓層指南、廣告等,甚至還可以與遠程計算機和尋呼系統(tǒng)聯(lián)接發(fā)布天氣預報、新聞等。有的顯示器又增加了觸摸查詢功能。該裝置緩解了陌生乘客在轎廂內(nèi)面對面對
18、視時的尷尬、無趣的局面,降低了乘客乘梯時心理等待焦慮感。(4)電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將控制柜中的信號處理計算機獲得的電梯運行和故障信息通過公共電話網(wǎng)絡或?qū)S镁W(wǎng)絡(都需要使用調(diào)制解調(diào)器)傳輸?shù)竭h程的能夠提供可視界面的專業(yè)電梯服務中心的計算機,以便那里的服務人員掌握電梯運行情況,特別是故障情況。該系統(tǒng)一般具有顯示故障、分析故障、故障統(tǒng)計與預測等功能,還有的可實現(xiàn)遠程調(diào)試與操作,便于維修人員迅速進行維修應答和采取維修措施。這樣縮短了故障處理時間,簡化了人工故障檢查的勞動,保證了大樓電梯安全高效地運行。 2.3國內(nèi)電梯的情況 中國電梯行業(yè)從市場規(guī)模上已經(jīng)有了很大提高,一些自主品牌也逐步提升了自
19、己的產(chǎn)品質(zhì)量和技術含量,我國政府提出的節(jié)約型社會正好讓電梯行業(yè)中擁有節(jié)能電梯技術的企業(yè)有機會發(fā)展,另外,國外用戶比以前更多地青睞中國產(chǎn)品也為中國電梯的崛起提供了機會。目前我國節(jié)能電梯技術在某些方面已經(jīng)達到了國際領先水平,但是節(jié)能電梯的普及率還很低,可節(jié)電30%以上的無齒輪電梯普及率不及10%,可以能源再生的造能電梯普及率不及2%。因此專家預計,節(jié)能電梯市場會在“十一五”期間進入快速增長期。節(jié)能電梯從2001年開始進入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場所,經(jīng)過5年的發(fā)展,全國的無齒輪電梯市場從幾千臺增長到近6萬臺。目前我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,
20、預計未來10年,我國的電梯市場仍將保持每年20%的遞增速度,年平均銷售額至少500億美元。房地產(chǎn)市場快速發(fā)展,對電梯的需求繼續(xù)擴大。專家估計未來50年我國新增住房面積將達到200億平方米。目前國家規(guī)定20米以上高樓就應安裝電梯,因此未來電梯最大的市場就是住宅市場。此外,機場、商場、地鐵等大型公共設施建設對自動扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀。西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設速度加快。東部地區(qū)城市化經(jīng)過20年的發(fā)展,有些發(fā)達地區(qū)城市化水平已達到80%,基本飽和,甚至出現(xiàn)了逆城市化的趨勢。而近年來西部地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度,已經(jīng)與電梯需求高速發(fā)展所需的GDP水平相吻合。電梯更新進入高峰期。雖然國家對
21、電梯壽命目前沒有提出強制標準,但是按國外電梯使用壽命的慣例,一般日本系列電梯設計壽命為15年,歐美電梯設計壽命為25年。根據(jù)我國電梯選購的實際情況,采用日本系列產(chǎn)品或技術的比例大約有60%以上,國內(nèi)在1990年前安裝的日系電梯已經(jīng)全部到了更新期。而且1990年以前的電梯生產(chǎn)技術相對比較落后,電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及15年前電梯安裝數(shù)量看,預計2007年將有 15000至20000臺電梯需要更新。電梯節(jié)能潛力巨大,電梯和空調(diào)被認為大型建筑兩大耗能大戶。據(jù)了解,目前我國星級酒店每平方米平均年耗電量為150千瓦時,一座3萬~5萬平方米的星級酒店,其年總能耗大約相當于3
22、000至4000噸標準煤,其中將近一半用于電梯供電。電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2005年在我國所有使用的電梯中如果有80%采用節(jié)能電梯,全年可以節(jié)約耗電122億千瓦時。如果2015年全部采用節(jié)能電梯,將節(jié)電800億千瓦時,幾乎等于三峽大壩一年的發(fā)電量。 2.4 電梯技術發(fā)展趨勢 (1)環(huán)保:綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。有專家預言“誰最先推出綠色產(chǎn)品并搶占市場,誰就掌握市場競爭主動權”。發(fā)展趨勢主要有:不斷改進產(chǎn)品的設計,生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩,鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無(少)環(huán)境污染材料。電梯
23、空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電回收技術。安裝電梯將無需安裝手腳架。電梯零件在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境沒有影響(如剎車皮一定不能使用石棉)并且材料是可以回收的。(2)藍牙技術在電梯上應用。安裝過電梯的人都知道放線、對線是費時、費力、極容易錯的工作。如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過藍牙技術連接起來實現(xiàn)無線召喚將會是電梯控制的另一場革命同時為我們帶來巨大好處。A安裝期將減少30%以上,其直接好處是降低安裝成本,客戶也因從訂梯到使用電梯周期費用減少和提高現(xiàn)金周轉(zhuǎn)率。B在電梯上使用藍牙技術一定會使電梯控制系統(tǒng)大量使用最新最快微機,這將會進一步提高電梯整機可靠性,故障率大大降低,控制精度也進一步提高,帶來的結(jié)果是電
24、梯更加舒適,平層更加準確。C很好地解決了電梯控制與外圍設備的兼容和聯(lián)系。特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。 第3章 PLC的發(fā)展 3.1 PLC的定義 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算,順序控制,定時,計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備,都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。 總之,可編程控制器是一臺計算機,它是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有
25、豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用,在實際應用時,其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置,其軟件需根據(jù)控制要求進行設計編制。 PLC的特點: 一、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由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術,采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采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(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余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(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千
26、分之一,故障也就大大降低。 此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)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(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 二、配套齊全,功能完善 適用性強PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力,可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)
27、展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 三、易學易用,深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機,是面向工礦企業(yè)的工控設備 它接口容易,編程語言易于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(xiàn)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(yè)控制打開了方便之門。 四、系統(tǒng)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(tǒng)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(jīng)過改變程序改變
28、生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 五、體積小,重量輕,能耗低 以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部,是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 3.2 PLC的發(fā)展階段 雖然 PLC問世時間不長,但是隨著微處理器的出現(xiàn),大規(guī)模,超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術的不斷進步,PLC也迅速發(fā)展,其發(fā)展過程大致可分三個階段: 1、早期的PLC(60年代末—70年代中期) 早期的 PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義,其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器
29、完成的順序控制,定時等。它在硬件上以準計算機的形式出現(xiàn),在I/O接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路,存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施,以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上,采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此,早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置,其優(yōu)點包括簡單易懂,便于安裝,體積小,能耗低,有故障指使,能重復使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。 2、中期的PLC(70年代中期—80年代中,后期) 在70年代,微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國,日本,德國等一些廠家先
30、后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣,使PLC得功能大大增強。在軟件方面,除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外,還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面,除了保持其原有的開關模塊以外,還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量,使各種邏輯線圈的數(shù)量增加,還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器,使PLC得應用范圍得以擴大。 3、近期的PLC(80年代中、后期至今) 進入80年代中、后期,由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展,微處理器的市場價格大幅度下跌,使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。而且,為了進
31、一步提高PLC的處理速度,各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化. 3.3 PLC發(fā)展趨勢 1.向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高PLC的處理能力,要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前,有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。 2.向超大型、超小型兩個方向發(fā)展 當前中小型PLC比較多,為了適應市場的多種需要,今后PLC要向多品種方向發(fā)展,特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC,其使用32位微處理器,多CPU并行工作和大容量存儲器,功能
32、強。 3.PLC大力開發(fā)智能模塊,加強聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求,近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊,如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊,既擴展了PLC功能,又使用靈活方便,擴大了PLC應用范圍。 4.增強外部故障的檢測與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計資料表明:在PLC控制系統(tǒng)的故障中,CPU占5%,I/O接口占15%,輸入設備占45%,輸出設備占30%,線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障,它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理;而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此,PLC生產(chǎn)廠家都致力于
33、研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊,進一步提高系統(tǒng)的可靠性。 5.編程語言多樣化 在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時,PLC的編程語言也越來越豐富,功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外,為了適應各種控制要求,出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言(BASIC、C語言等)等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。 3.4 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 CPU模塊 I/O模塊 編程器 電源 接口 圖3-1 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC的基本結(jié)構(gòu): 1、中央處理單元(CPU
34、)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。為了進一步提高PLC的可靠性,近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三C
35、PU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個CPU出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。2、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 PLC常用的存儲器類型:(1)RAM(Random Assess Memory)這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器),其存取速度最快,由鋰電池支持。(2)EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種可擦除的只讀存儲器。在斷電情況下,存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內(nèi)容)。(3)EEPROM(Electrical Erasable Programmable
36、 Read Only Memory)這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進行修改。 PLC存儲空間的分配:雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同,但是根據(jù)PLC的工作原理,其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域:(1)系統(tǒng)程序存儲區(qū);(2)系統(tǒng)RAM存儲區(qū)(包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設備等);(3)用戶程序存儲區(qū)系統(tǒng)程序存儲區(qū):在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當于計算機操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM中,用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該PLC的性能。 系統(tǒng)RAM存儲區(qū):系統(tǒng)RA
37、M存儲區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設備,如:邏輯線圈;數(shù)據(jù)寄存器;計時器;計數(shù)器;變址寄存器;累加器等存儲器。(1)I/O映象區(qū):由于PLC投入運行后,只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應的外設。因此,它需要一定數(shù)量的存儲單元(RAM)以存放I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù),這些單元稱作I/O映象區(qū)。一個開關量I/O占用存儲單元中的一個位(bit),一個模擬量I/O占用存儲單元中的一個字(16個bit)。因此整個I/O映象區(qū)可看作兩個部分組成:開關量I/O映象區(qū);模擬量I/O映象區(qū)。(2)系統(tǒng)軟設備存儲區(qū) :除了I/O映象區(qū)區(qū)以外,系統(tǒng)RAM存儲區(qū)還包括P
38、LC內(nèi)部各類軟設備(邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲區(qū)。該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和無失電保持的存儲區(qū)域,前者在PLC斷電時,由內(nèi)部的鋰電池供電,數(shù)據(jù)不會遺失;后者當PLC斷電時,數(shù)據(jù)被清零。1.邏輯線圈與開關輸出一樣,每個邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中的一個位,但不能直接驅(qū)動外設,只供用戶在編程中使用,其作用類似于電器控制線路中的繼電器。 另外,不同的PLC還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈,具有不同的功能。2.數(shù)據(jù)寄存器與模擬量I/O一樣,每個數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中的一個字(16 bits)。 另外,PLC還提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器,具有不同的功能。
39、3.計時器4.計數(shù)器 用戶程序存儲區(qū):用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC,其存儲容量各不相同。 電源:PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可得電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。 3.5 PLC的工作原理 PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐
40、條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關閉輸入端口,進入程序執(zhí)行階段。 PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應的運算和處理后,其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 輸出刷新階段:當所有指
41、令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動相應輸出設備工作。 第4章 電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 4.1電梯的類型 按使用性質(zhì)分:①客梯;②貨梯;③消防電梯 按電梯行駛速度分:① 高速電梯。速度大于2m/s。② 中速電梯。速度在2m/s之內(nèi)。③ 低速電梯。運送食物電梯常用低速,速度在1.5m/s以內(nèi)。 觀光電梯:觀光電梯是把豎向交通工具和登高流動觀景相結(jié)合的電梯。 4.2電梯的構(gòu)造 1)電梯由下列幾部分組成:①電梯井道;②電梯機房;③井道地坑:井道地坑在最底層平面標高下≥1.4m,作為轎廂下降時所需的
42、緩沖器的安裝空間;④組成電梯的有關部件;2)轎廂;3)井壁導軌和導軌支架;4)牽引輪及其鋼支架、鋼絲繩、平衡錘、轎廂開關門、檢修起重吊鉤等;5)有關電器部件。 4.3電梯的控制要求 1)當電梯停于某層時,有一高層呼叫時,電梯上升到呼叫層停止。2)當電梯停于某層時,有一低層呼叫時,電梯下降到呼叫層停止。3)當電梯停于某層時,有多高層呼叫時,電梯先上升到較低的呼叫層,停3秒后繼上升到高的呼叫層,響應完畢后停止。4)當電梯停于某層時,有多低層呼叫時,電梯先下降到較高的呼叫層,停3秒后繼續(xù)下降到低的呼叫層,響應完畢后停止。5)當電梯處于上升或上降過程中,任何反向的呼叫均無效。 4.4 PLC控制
43、系統(tǒng)的設計分析 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在設計PLC控制系統(tǒng)時,應遵循以下基本原則: 1.最大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮PLC的功能,最大限度地滿足被控對象的控制要求,是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提,這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究,收集控制現(xiàn)場的資料,收集相關先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合,擬定控制方案,共同解決設計中的重點問題和疑難問題。 2.保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)
44、定運行,是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮,以確??刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如:應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行,而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯等),也能正常工作。 3.力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地擴大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟,而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低,不宜
45、盲目追求自動化和高指標。 4.5電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計 由于電梯的運行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制,而樓層和轎廂的呼叫是隨機的,因此,系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上,根據(jù)隨機的輸入信號,以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外,轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定,并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時,每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。為便于觀察,對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示,采用LED和發(fā)光管顯示,而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關上帶有指示燈)。為了提高電梯的運行效率和平層的精度,系統(tǒng)要
46、求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據(jù)轎廂的實際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。為了電梯的運行安全,系統(tǒng)應設置可靠的故障保護和相應的顯示。采用PLC實現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)由以下幾個主要部分構(gòu)成如圖4-1所示: 圖4-1 PLC實現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)主要構(gòu)成部分 根據(jù)電梯所處的位置和運行方向,在編程中,采用了四個優(yōu)先級隊列,即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中,上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時,在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號,該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的陣列。上行次優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時
47、,在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號,該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊列??刂葡到y(tǒng)在電梯運行中實時排列的四個優(yōu)先級陳列,為實現(xiàn)隨機邏輯控制提供了基礎。 當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時,判別該樓層是否有同向的呼叫信號(上行呼叫標志寄存器、下行呼叫標志寄存器、有呼叫請求時,相應寄存器為l,否則為0),如有,將相應的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進行比較,如相同,則在該樓層減速停車:如果不相同,則將該寄存器數(shù)據(jù)送入比較寄存器,并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存,執(zhí)行該樓層的減速停車。該動作完畢后,將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器,以實現(xiàn)隨機邏輯控制。系統(tǒng)還利用
48、行程判斷樓層,并轉(zhuǎn)化成BCD碼輸出,通過硬件接口電路以LED顯示! 4.6 PLC的選擇 電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)對電梯的起動加速、穩(wěn)速運行、制動減速起著決定性作用。驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度、乘座的舒適感等指標。 所以我們的PLC選用德維森科技(深圳)有限公司的V80系列,V80系列PLC以其可靠性高、運算速度快、產(chǎn)品成本低和電梯專用客制化服務等優(yōu)點,PLC的輸入輸出點數(shù)可根據(jù)需要配置,并可根據(jù)用戶的要求增加并聯(lián)功能。以編制一臺4層4站的電梯為例,先根據(jù)控制要求計算所需要的I/O接口點數(shù),其中輸入點數(shù)為32,輸出點數(shù)為24。選用V80系列PLC的一個CPU單元
49、M40DR和一個擴展單元E16DR來完成電梯控制系統(tǒng)的邏輯控制。 4.7 I/O分配表 I/O分配表如表4-1所示。 表4-1-1 輸入按鈕 上行1樓呼入信號 X1 下行2樓呼入信號 X13 上行2樓呼入信號 X2 下行3樓呼入信號 X14 上行3樓呼入信號 X3 下行4樓呼入信號 X15 上行4樓呼入信號 X4 樓層限位開關信號F1 X21 下行1樓呼入信號 X12 樓層限位開關信號F2 X22 樓層限位開關信號F3 X23 樓層限位開關信號F5 X25 樓層限位開關信號F4 X24 表4-1-2 輸出按鈕 上行1樓信
50、號燈 Y0 下行5樓信號燈 Y7 上行2樓信號燈 Y1 LED數(shù)字顯示a Y20 上行3樓信號燈 Y2 LED數(shù)字顯示b Y21 上行4樓信號燈 Y3 LED數(shù)字顯示c Y22 下行2樓信號燈 Y4 LED數(shù)字顯示d Y23 下行3樓信號燈 Y5 LED數(shù)字顯示e Y24 下行4樓信號燈 Y6 LED數(shù)字顯示f Y25 電機正轉(zhuǎn)上行 Y10 LED數(shù)字顯示g Y26 電機反轉(zhuǎn)下行 Y12 4.8 硬件接線圖 硬件接線圖如圖4-2所示: 圖4-2 硬件接線圖 4.9 PLC部分程序梯形圖 PLC部分程序梯形圖如
51、下圖4-3所示。 圖4-3 程序梯形圖 4.10系統(tǒng)的調(diào)試與操作 1)按下呼叫按鈕,電梯在檢測到門廳或轎箱的召喚信號后,便會上升到指定樓層。上升過程中,只執(zhí)行上行信號,向下信號無效,反之亦然!2)電梯開始起動,通過變頻器驅(qū)動電機拖動轎箱運動。轎箱運動速度由低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?,并以高速運行至目標層。3)當電梯檢測到目標層減速點后,電梯進入減速狀態(tài),由高速變?yōu)榈退?,并以低速運行至平層點停止。4)平層后,經(jīng)過一定延時開門,直至碰到開門到位行程開關;再經(jīng)過一定延時后關門,直到安全觸板開關動作。 小結(jié) 通過我們的努力,我們終于利用PLC設計出了一種信號集選控
52、制的電梯模型。該系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制,即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上,根據(jù)隨機的輸入信號,以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外,轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定,并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時,每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示,采用LED和發(fā)光管顯示,而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示。該系統(tǒng)的PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制,根據(jù)轎廂的實際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。我們?yōu)榱穗娞莸倪\行安全,還設置可靠的故障保護和相應的顯示。 參考文獻 (1)陳立
53、定.電氣控制與可編程控制器.廣州:華南理工大學出版社,200l (2)劉載文.電梯控制技術.北京:電子工業(yè)出版社,1996 (3)孟紅軍.三菱變頻調(diào)速器FR-A500使用手冊,2004 (4)利德華福 Perfect Harmony Series Adjustable Speed AC Motor Drive (aircooled ) Instruction Manual 2001 (5)Gu An-yong Exploration of the National Future Fiire Fighting and Rescue Technology and Equipment in
54、 China Based on Modem Military Equipment Technology,Proceedings Of Intenmonal Symposium on Fire Scimce and fire-Protection Engineering 2000 致 謝 三年的大學生活已經(jīng)快結(jié)束,在本專業(yè)的學習中使我掌握了不少專業(yè)知識,鍛煉了自己。畢業(yè)設計可以說是三年學習的總結(jié)和體現(xiàn),在指導老師的指導和幫助下,我完成了這篇畢業(yè)設計。她熱心的幫助和循循善誘的指導深深感動了我。這篇設計和三年中所有教育過我的老師也是分不開的,沒有他們的傳
55、授的知識我也不可能完成這個的課題。我無論是在課程學習階段,還是在論文的選題,資料查詢和撰寫的每一個環(huán)節(jié),無不得到指導教師的悉心指導和幫助。我為我?guī)讉€月來靜心學習,并取得較好成績而感到欣慰,欣慰之余,我要感謝母校,向關心和支持我學習的所有老師和同學們表示真摯的謝意!感謝他們對我的關心和支持! 附錄 附表1 輸入按鈕: 上行1樓呼入信號 X1 下行2樓呼入信號 X13 上行2樓呼入信號 X2 下行3樓呼入信號 X14 上行3樓呼入信號 X3 下行4樓呼入信
56、號 X15 上行4樓呼入信號 X4 樓層限位開關信號F1 X21 下行1樓呼入信號 X12 樓層限位開關信號F2 X22 樓層限位開關信號F3 X23 樓層限位開關信號F5 X25 樓層限位開關信號F4 X24 輔助繼電器 M0-M499 附表2 輸出按鈕: 上行1樓信號燈 Y0 下行5樓信號燈 Y7 上行2樓信號燈 Y1 LED數(shù)字顯示a Y20 上行3樓信號燈 Y2 LED數(shù)字顯示b Y21 上行4樓信號燈 Y3 LED數(shù)字顯示c Y22 下行2樓信號燈 Y4 LED數(shù)字
57、顯示d Y23 下行3樓信號燈 Y5 LED數(shù)字顯示e Y24 下行4樓信號燈 Y6 LED數(shù)字顯示f Y25 電機正轉(zhuǎn)上行 Y10 LED數(shù)字顯示g Y26 電機反轉(zhuǎn)下行 Y12 結(jié)束 End 以下為贈送的簡歷模板不需要的下載后可以編輯刪除,謝謝?。? 性別:女 民族: 現(xiàn)居地:廣東省 出生年份:198*9 政治面貌:黨員 身高:164 cm 教育經(jīng)歷 2006-09—2008-07 廣州醫(yī)學院 所學專業(yè):護理學類 獲得學歷:大專 工作/實習經(jīng)歷 2008-07—200
58、9-07 廣州市第一人民醫(yī)院 單位規(guī)模:1000人以上 單位性質(zhì):國營 助理護士 工作地點:廣州市盤福路 下屬人數(shù):1 工作內(nèi)容: 在護士長和護師的指導下工作,主要負責病人的基礎護理和付治療,協(xié)助醫(yī)生護士搶救,完成病人的輸液和指導病人正確服藥及心理健康宣教,根據(jù)醫(yī)囑完成病人的輸血工作,病人進行化療時要負責心電監(jiān)護儀的操作。人 自我評價 我是一個充滿自信心且具有高度責任感的女孩,經(jīng)過1年多的臨床工作,強烈認識到愛心、耐心和高度責任感對護理工作的重要性!在血液內(nèi)科一年的鍛煉,讓我學會了很多血液科及大內(nèi)科的知識,臨床護理和急救更加磨練了我的意志,極大地提高了我的操作能力和水
59、平。自信這一年的工作讓我實現(xiàn)了從護理實習生到內(nèi)科護士的飛躍,有信心接受一份全職護士工作。當然一年的時間不可能完全達到專業(yè)護士的要求,在以后的工作中我會更加努力,為護理工作盡職盡責! 專長描述 1.能熟練進行各項護理操作,應變能力強,能在實際操作中不斷地學習,因而能很快融入到新的工作中; 2.擅長對常見血液病、多發(fā)病進行觀察和護理; 3.熟練掌握呼吸機和心電監(jiān)護儀等急救設備的操作,對急救的基本程序和技術要求,以及危重病人的護理、病情監(jiān)測的技術重難點基本掌握; 4.對病人的心理護理的基本技巧有一定地認知。 目前就讀于廣州醫(yī)學院護理學專業(yè)一年級。 暫未命名 意向職位:
60、護士 期望薪資:2000-3000 工作地點:廣東省 語言能力 英語 讀寫:★★★☆☆(良好) 聽說:★★★☆☆(良好) 相關技能 計算機 ★★★☆☆(良好) 興趣愛好 看書、聽音樂、滑旱冰、 張盧良 性別:男 郵箱:qqjianli_l90@ 民族:漢族 婚姻狀況:未婚 體重:74 kg 出生年份: QQ:123456 現(xiàn)居地:上海 身高:174 cm 教育經(jīng)歷 2010-09—2013-07 人民大學 所學專業(yè):網(wǎng)絡工程 獲得學歷:本科 工作/實習經(jīng)歷 2013-08—現(xiàn)在 XX公司 網(wǎng)絡工程師
61、 相關技能 網(wǎng)絡工程相關 ★★★★★(精通) 自我評價 積極樂觀,觀察能力強,能夠理智思考問題;個性開朗,適應新環(huán)境能力強,工作認真負責,敢于迎接挑戰(zhàn),敢于承擔責任,具有良好人際關系。 求職意向 意向職位:網(wǎng)絡工程師 期望薪資:7500 工作地點:上海 語言能力 英語 讀寫:★★★★☆(熟練) 聽說:★★★★☆(熟練) 興趣愛好 愛好看球、滑冰 掃一掃,手機查看本簡歷 - 25 -
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