應(yīng)用PLC對(duì)Z3050搖臂鉆床電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方法

傳統(tǒng)機(jī)床配套的電控系統(tǒng)以繼電器、接觸器的硬接線為基礎(chǔ)，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問(wèn)題，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。介紹應(yīng)用PLC對(duì)Z3050搖臂鉆床電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方法�！　　　∫弧⒁�言　　傳統(tǒng)機(jī)床控制系統(tǒng)基本上采用交流繼電接觸器控制方式，可靠性較差。存在觸點(diǎn)壽命低、故障率高、線路維護(hù)困難等缺點(diǎn)�？删幊绦蚩刂破�(PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)自動(dòng)控制裝置，應(yīng)用靈活、可靠性高、維護(hù)方便。應(yīng)用PLC對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行改造可取得良好效果。本文試探討應(yīng)用三菱公司的FX2N-32MR型PLC對(duì)Z3050型搖臂鉆床的繼電-接觸器控制線路進(jìn)行改造的方法�！　《�、問(wèn)題的提出　　Z3050型搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等組成。為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)部件使用多電機(jī)拖動(dòng)，共有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)：主軸電動(dòng)機(jī)M1，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4�！　≈鬏S箱上裝有4個(gè)按鈕：SB1、SB2、SB3與SB4，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)停止、起動(dòng)按鈕，搖臂上升、下降按鈕。主軸箱移動(dòng)手輪上裝有2個(gè)按鈕SB5、SB6，分別為主軸箱、立柱松開(kāi)按鈕和夾緊按鈕。

　　(一)Z3050搖臂鉆床的電氣控制線路分析(如圖1)　　1．主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制　　按起動(dòng)按鈕SB2→接觸器KM1吸合并自鎖→主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)指示燈HL3顯亮。按停止按鈕SB1→KM1釋放→M1停止，同時(shí)指示燈HL3熄滅�！　�2．搖臂升降控制　　按下上升點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3→時(shí)間繼電器KT線圈得電→搖臂上升到位后，松開(kāi)按鈕SB3→KM2和KT同時(shí)斷電釋放→M2停止，搖臂停止上升→由于KT線圈失電，經(jīng)1～3秒延時(shí)，其延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)復(fù)位→KM5吸合→液壓泵電機(jī)反轉(zhuǎn)→壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的“夾緊油腔”搖臂夾緊。同時(shí)，活塞桿通過(guò)彈簧片使SQ3的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)→KM5斷電釋放→液壓泵電機(jī)停止，最終完成搖臂的“松開(kāi)－上升－夾緊”的整套動(dòng)作�！　�搖臂的下降由SB4控制KM3，啟動(dòng)M2反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，與搖臂上升過(guò)程類(lèi)似�！　∑渲�，搖臂的松開(kāi)及夾緊到位分別由行程開(kāi)關(guān)SQ2及SQ3的動(dòng)作發(fā)出信號(hào)。搖臂升降的上下限位保護(hù)分別由SQ1及SQ5實(shí)現(xiàn)。KT為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，其作用是在搖臂升降到位后，延時(shí)1～3S再起動(dòng)M3將搖臂夾緊。　　3．立柱和主軸箱的夾緊與松開(kāi)控制　　SB5和SB6分別為松開(kāi)與夾緊控制按鈕，由它們點(diǎn)動(dòng)KM4、KM5，去控制M3的正、反轉(zhuǎn)，由于SB5、SB6的動(dòng)斷觸點(diǎn)(5－21－22)串聯(lián)在YA線圈支路中。所以在操作SB5、SB6點(diǎn)動(dòng)M3的過(guò)程中，電磁閥YA斷電，液壓泵供出的壓力油進(jìn)入主軸箱和立柱的松開(kāi)、夾緊油腔，而不進(jìn)人搖臂松開(kāi)夾緊油腔，進(jìn)而推動(dòng)松、緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸箱和立柱的松開(kāi)、夾緊，同時(shí)“松開(kāi)/夾緊指示燈”HL1或HL2亮�！　�(二)控制線路的常見(jiàn)問(wèn)題　　Z3050型搖臂鉆床的工作過(guò)程是由電氣、機(jī)械、液壓系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)的。由于采用交流繼電接觸器控制方式，繼電器、接觸器控制線路部分故障率較高，這是造成經(jīng)常待機(jī)維修的主要因素。例如：若時(shí)間繼電器KT線圈斷線，或其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合時(shí)接觸不良，則可導(dǎo)致?lián)u臂松開(kāi)的專用電路故障；若接觸器KM4主觸點(diǎn)接觸不良，或KM5的動(dòng)合互鎖觸點(diǎn)接觸不良等則會(huì)使主軸箱和立柱的松開(kāi)不正常等等�！　〈朔N常見(jiàn)故障可由器件本身故障造成，也可由觸點(diǎn)老化、連接點(diǎn)接觸不良等線路故障造成。若采用可編程序控制器用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，即用“存儲(chǔ)邏輯”取代繼電器-接觸器系統(tǒng)的“接線邏輯”，則在控制電路中，不存在觸點(diǎn)老化，觸點(diǎn)接觸不良，接點(diǎn)虛焊等現(xiàn)象，具有很高的可靠性。下面就試述用PLC對(duì)其進(jìn)行控制線路的改造的方法�！　∪�、用PLC進(jìn)行控制線路的改造　　(一)分析控制對(duì)象　　前面已分析了機(jī)床控制系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程。在用PLC控制系統(tǒng)時(shí)，為節(jié)省I/O點(diǎn)，主軸電機(jī)的過(guò)載保護(hù)熱繼電器FR1及液壓泵電機(jī)的過(guò)載保護(hù)熱繼電器FR2的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)接入PLC，共用一個(gè)輸入點(diǎn)。冷卻泵由組合開(kāi)關(guān)QS2直接啟動(dòng)，不接入PLC。各指示燈與相應(yīng)的接觸器并聯(lián)輸出或直接由相應(yīng)開(kāi)關(guān)控制，不單獨(dú)占用輸出點(diǎn)�！　�(二)PLC選型及分配I/O點(diǎn)　　根據(jù)控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)量的情況，選用三菱公司的FX2N-32MR型PLC。I／O設(shè)備及I／O點(diǎn)分配如表1所示。

　　(三)外部接線圖　　為了提高信號(hào)的準(zhǔn)確性，避免由于機(jī)器機(jī)械振動(dòng)等原因使常閉觸點(diǎn)脫開(kāi)而給出錯(cuò)誤指令，PLC輸入端的信號(hào)元件SB1，SQ1，SQ5，SQ2，SQ3等在傳統(tǒng)控制線路中使用常閉觸頭的，都改用常開(kāi)觸頭，而在PLC的程序中做相應(yīng)調(diào)整�！　�(四)程序設(shè)計(jì)　　由于搖臂上升和下降都需要先松開(kāi)搖臂，同時(shí)也都受“升降限位→開(kāi)關(guān)”的限位保護(hù)，所以可以用這些條件去控制PLC內(nèi)的一個(gè)虛擬輔助繼電器M，使其成為有人按下?lián)u臂上升或下降按鈕(發(fā)出搖臂升降命令)的標(biāo)志，從而簡(jiǎn)化后續(xù)程序的設(shè)計(jì)�！　×硗�，前文已經(jīng)分析：在搖臂上升的控制中，按下SB3使搖臂上升到所需位置后，松開(kāi)SB3則搖臂停止上升。同時(shí)時(shí)間繼電器KT斷電釋放，經(jīng)1S－3S時(shí)間的延時(shí)后，其延時(shí)閉合的觸點(diǎn)動(dòng)作閉合使液壓泵電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，最終使搖臂夾緊(下降過(guò)程類(lèi)似)。因而程序中需要一個(gè)“斷電延時(shí)型”的時(shí)間繼電器，而PLC里的時(shí)間繼電器都是屬于“通電延時(shí)型”，所以需要通過(guò)一個(gè)程序段構(gòu)造一個(gè)“斷電延時(shí)型”的時(shí)間繼電器�！　∪鐖D3所示，M0得電閉合后，M1得電并自鎖，而T0受M0的封鎖不能得電；M0斷電后，其常閉觸點(diǎn)復(fù)位閉合，T0得電開(kāi)始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到了之后，T0的常閉觸點(diǎn)才動(dòng)作斷開(kāi)，這時(shí)M1才失電；即T0成了一個(gè)“斷電延時(shí)型”的時(shí)間繼電器，M1也有了“失電延時(shí)斷開(kāi)”的功能。　　根據(jù)上述的分析及原來(lái)的繼電器系統(tǒng)控制線路圖，結(jié)合“翻譯法”可以很方便的設(shè)計(jì)出PLC的梯形圖�！　�(五)調(diào)試運(yùn)行　　寫(xiě)好程序后，先利用計(jì)算機(jī)軟件模擬運(yùn)行，修改、完善程序，確定能實(shí)現(xiàn)原線路的各種功能后，再與機(jī)床聯(lián)機(jī)調(diào)試運(yùn)行�！　∷�、結(jié)束語(yǔ)　　改造后的機(jī)床PLC控制系統(tǒng)比原來(lái)的繼電接觸器控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：用程序?qū)崿F(xiàn)器件的“軟連接”，節(jié)省了電氣元件、導(dǎo)線等材料，減少了硬件接線的工作量，縮短設(shè)計(jì)周期；PLC控制系統(tǒng)便于運(yùn)行監(jiān)控，檢查和排除故障，減少平時(shí)維護(hù)的工作量；提高了控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，降低了故障率�！　】删幊绦蚩刂破鲬�(yīng)用靈活、編程容易，應(yīng)用PLC對(duì)傳統(tǒng)控制方式的機(jī)床進(jìn)行改造可取得良好的效果。目前已廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和工業(yè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中

基于PLC的步進(jìn)電機(jī)主機(jī)調(diào)速控制

　在船舶航行中，對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)速的控制是船舶駕駛的一個(gè)主要操作方面。不同的船舶上有不同的調(diào)速控制方式，在小型船舶上，一般都是通過(guò)推拉軟軸實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這種控制方式最簡(jiǎn)單，但是控制距離有限，所以在稍大一些的船上必須采用遙控調(diào)速，早期的遙控方式一般是氣控調(diào)速，后來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制在工業(yè)控制和生產(chǎn)中被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，一種新型的主機(jī)調(diào)速裝置即電控調(diào)速正逐漸被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。為適應(yīng)科技發(fā)展的潮流，縮短與國(guó)外同行的差距，本文開(kāi)發(fā)了全新的電控調(diào)速裝置。

　　主機(jī)電控調(diào)速裝置是專門(mén)應(yīng)用于對(duì)主機(jī)油門(mén)進(jìn)行遙控操作的各種船舶上，特別是需要頻繁操作的各種拖輪上，尤其運(yùn)用于無(wú)氣源供給的小型船舶上。主機(jī)油門(mén)調(diào)速裝置是全回轉(zhuǎn)舵槳配套的產(chǎn)品，從最初至今，油門(mén)控制一直采用氣控調(diào)速，對(duì)比于氣控調(diào)速，電控調(diào)速具有設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、調(diào)速精度高、控制更加可靠等優(yōu)點(diǎn)。

　　電控調(diào)速裝置是集機(jī)械、電氣、軟件為一體的機(jī)電一體化系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用電位器傳感、PLC控制、步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行的開(kāi)環(huán)控制方式。由于主機(jī)能否正常調(diào)速是船舶安全航行的一個(gè)必要條件，為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，考慮到機(jī)艙工作環(huán)境惡劣，利用步進(jìn)電機(jī)接收數(shù)字脈沖的特性，去掉了反饋裝置，實(shí)行開(kāi)環(huán)控制，比傳統(tǒng)的閉環(huán)控制方式更加簡(jiǎn)潔、可靠。

2 系統(tǒng)原理及硬件組成

系統(tǒng)原理框圖

圖1系統(tǒng)原理框圖

　　1)控制方式為開(kāi)環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)由控制手柄、控制及驅(qū)動(dòng)器件、步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。主機(jī)轉(zhuǎn)速控制指令由控制手柄下安裝的電位器給定，電位器的輸出電壓經(jīng)處理后送入S7—200PLC，發(fā)出控制指令給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的角位移轉(zhuǎn)換成直線位移，通過(guò)軟軸推拉主機(jī)油門(mén)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)調(diào)速。

　　2)步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，由于它可以直接接收計(jì)算機(jī)來(lái)的數(shù)字脈沖信號(hào)，而不需要進(jìn)行數(shù)／模轉(zhuǎn)換，所以用起來(lái)非常方便，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就可控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。步進(jìn)電機(jī)角位移與控制脈沖精確同步，在無(wú)需反饋控制而要求有準(zhǔn)確位置的應(yīng)用場(chǎng)合，是一種重要的機(jī)電執(zhí)行裝置。正因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的以上特點(diǎn)，在該系統(tǒng)中為了使控制更加簡(jiǎn)單、可靠，采用2相4拍混合式步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，其步距角1.8°，在實(shí)際使用中可進(jìn)行細(xì)分驅(qū)動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，定位精度更高。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選用成熟產(chǎn)品北京森創(chuàng)20403，只需接收來(lái)自步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的脈沖、轉(zhuǎn)向、使能控制信號(hào)，通過(guò)手柄電位器的旋轉(zhuǎn)控制發(fā)送的脈沖個(gè)數(shù)，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精確定位。

　　3)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)該執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的角位移轉(zhuǎn)換為螺母的直線位移，由滑動(dòng)螺母帶動(dòng)推拉軟軸直線運(yùn)動(dòng)，軟軸的另一端連接在主機(jī)油門(mén)上，由此實(shí)現(xiàn)主機(jī)調(diào)速。基準(zhǔn)定位開(kāi)關(guān)用于調(diào)節(jié)主機(jī)的怠速，最大限位開(kāi)關(guān)用于限制最大轉(zhuǎn)速。上限開(kāi)關(guān)和最大極限開(kāi)關(guān)都是電子式接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)板移動(dòng)到距離基準(zhǔn)定位開(kāi)關(guān)的端部2mm時(shí)，該開(kāi)關(guān)就會(huì)動(dòng)作，發(fā)出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)主機(jī)油門(mén)處于怠速位置。上限開(kāi)關(guān)與下限開(kāi)關(guān)相同，功能為防止主機(jī)超過(guò)限定的轉(zhuǎn)速，當(dāng)移動(dòng)板前移至上限開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，立即停止向前(加速方向)移動(dòng)，此時(shí)繼續(xù)向下旋轉(zhuǎn)操作手柄，檢測(cè)板不會(huì)動(dòng)作，只有將旋轉(zhuǎn)操作手柄抬起時(shí)，檢測(cè)板會(huì)向后(減速方向)移動(dòng)。

　　下限開(kāi)關(guān)作為起始定位開(kāi)關(guān)，在整個(gè)系統(tǒng)中尤為重要，因此增加下限開(kāi)關(guān)2作為下限開(kāi)關(guān)1的備用，當(dāng)下限開(kāi)關(guān)l出現(xiàn)故障時(shí)，下限開(kāi)關(guān)2會(huì)自動(dòng)代替下限開(kāi)關(guān)1工作，同時(shí)發(fā)出下限開(kāi)關(guān)1的故障報(bào)警，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)仍然可以正常工作，但是為保證系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)及時(shí)更換下限開(kāi)關(guān)1。下限開(kāi)關(guān)1和下限開(kāi)關(guān)2的相對(duì)位置出廠前已經(jīng)固定好，不得隨意改動(dòng)，下限開(kāi)關(guān)2的工作位置應(yīng)比下限開(kāi)關(guān)1稍后0.5mm左右，當(dāng)下限開(kāi)關(guān)1正常時(shí)，下限開(kāi)關(guān)2不工作。

3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1)控制原理設(shè)計(jì)：由于主機(jī)油門(mén)控制在船舶操縱上極為重要，執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須及時(shí)反映控制電位器的位置，并且要求定位準(zhǔn)確，無(wú)論駕駛?cè)藛T如何操縱，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不允許出現(xiàn)任何誤動(dòng)作，不許出現(xiàn)丟步、失步，出現(xiàn)大的累積誤差。在本系統(tǒng)中采用開(kāi)環(huán)控制，沒(méi)有位置反饋傳感器，步進(jìn)電機(jī)的位置完全由程序發(fā)出的控制指令來(lái)確定，更要求控制程序運(yùn)行可靠，位置計(jì)算準(zhǔn)確。考慮到開(kāi)環(huán)控制必須有一準(zhǔn)確初始位置，為此增加基準(zhǔn)定位開(kāi)關(guān)，在每次上電或者控制電位器回到零位時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須回到此開(kāi)關(guān)處，重新定位，這樣也可以消除多次操作的累積誤差。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理

圖2執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理

PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器連接

圖3 PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器連接

 PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器連接

圖4 PLC與步進(jìn)電機(jī)控制器連接

　　2)PLC選用和硬件配置：西門(mén)子S7—200PLC以集程度高、功能強(qiáng)、抗干擾性能好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)獲得了非常廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化的技術(shù)改造中，發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。本系統(tǒng)選用S7—200系列的CPU222作為主控單元。I／O是14個(gè)點(diǎn)，8輸入／6輸出，體積小，功能強(qiáng)，具有高速脈沖輸出功能，EM235模擬量輸入模塊是價(jià)格適中、高速12位模擬量輸入模塊口41。這些模塊可在149μs之內(nèi)將模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為其相應(yīng)的數(shù)字值，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電極實(shí)現(xiàn)精確控制。EM235模塊通過(guò)扁平電纜接到PLC，構(gòu)成數(shù)據(jù)通道，同時(shí)模擬量模塊還必須外接+24V

　　直流電源接到M、L+的接線端，本例中接到PLC的+24V直流電源的輸出端M、L+，由PLC向模擬量模塊提供+24V工作電源。步進(jìn)電機(jī)型號(hào)56RYG250B，數(shù)字步進(jìn)驅(qū)動(dòng)選用SD20403。各個(gè)開(kāi)關(guān)量控制鎖等常規(guī)控制這里不再敘述。下面描述模擬量的處理問(wèn)題。作為一個(gè)主要控制條件，通過(guò)對(duì)模擬量模塊連接端子的選擇，控制電機(jī)的模擬量是通過(guò)電位計(jì)(R2)送出0—10V模擬信號(hào)進(jìn)到控制系統(tǒng)中(EM235配置開(kāi)關(guān)表，SWl一SW6分別設(shè)置為：0FF、0N、OFF、OFF、0FF、ON)，CPU通過(guò)模擬量擴(kuò)展模塊EM235讀取該值，并分析、處理該值b1。和該模擬量有關(guān)的幾個(gè)基本數(shù)據(jù)：對(duì)于EM235和CPU222的規(guī)定，輸入0～20mA對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為O～32000，每1mA增量，數(shù)據(jù)為1600。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲杠行程為25mm，即1mm距離電流變化量為0.8mA。

　　3)應(yīng)用程序：在S7—200系列中，CPU-222的輸出端Q0．O能夠輸出方波信號(hào)，而且方波信號(hào)的周期和脈寬均能獨(dú)立調(diào)節(jié)，其中脈寬指的是在一個(gè)周期內(nèi)，輸出信號(hào)處于高電平的時(shí)間長(zhǎng)度。Q0.0的輸出脈沖觸發(fā)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，由電位計(jì)AIW0.0控制輸出脈沖數(shù)，功率驅(qū)動(dòng)器將控制脈沖按照某種模式轉(zhuǎn)換成步進(jìn)電機(jī)線圈的電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使得轉(zhuǎn)子只能按固定的步數(shù)來(lái)改變它的位置。當(dāng)輸入端10.0發(fā)出”START”信號(hào)后，控制器將輸出固定數(shù)目的方波脈沖，使步進(jìn)電機(jī)按對(duì)應(yīng)的步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)，初始化復(fù)位，用接在輸入端10.1的開(kāi)關(guān)來(lái)選擇轉(zhuǎn)動(dòng)方向，將輸出Q0.1置成高電位那么電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。如果10.1=O，將輸出Q0.1置成低電位，那么電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。為保護(hù)電機(jī)避免漏步，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變只能在電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)(M0.1=0)時(shí)進(jìn)行。當(dāng)輸入端10.1發(fā)出信號(hào)后，輸出端Q0.1的方向開(kāi)關(guān)位置決定電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。圖四為部分控制梯形圖。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　本文介紹了采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制的主機(jī)電控調(diào)速系統(tǒng)，目前已成功應(yīng)用于某全回轉(zhuǎn)拖輪上，在實(shí)際使用過(guò)程中運(yùn)行良好，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，控制精度高，有著廣闊的應(yīng)用前景。

基于PLC的四層電梯畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)

該文章講述了基于PLC的四層電梯畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì).

目錄

第一章 緒論 1

1.1課題的研究背景及意義 1

1.2 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 2

1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 3

1.4課題研究的內(nèi)容 5

第二章 電梯的綜述 6

2.1電梯的定義與簡(jiǎn)介 6

2.2電梯的歷史發(fā)展 6

2.3電梯的種類(lèi) 7

2.4電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) 9

2.5電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件 11

第三章總體方案設(shè)計(jì) 14

3.1 總體方案的確定 14

3.2 設(shè)計(jì)思想 14

第四章 硬件的選型 16

4.1 PLC的選擇 16

4.1.1 PLC的定義和特點(diǎn) 16

4.1.2 PLC的主要功能和應(yīng)用 18

4.1.3 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 19

4.2 變頻器的選擇 21

4.2.1 通用變頻器概況 21

4.2.2通用變頻器的功率輸出驅(qū)動(dòng)技術(shù)動(dòng)向 22

4.2.3 VS一616G5型變頻器簡(jiǎn)介 23

第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算 26

5.1 四層電梯曳引電機(jī)及門(mén)電機(jī)電路圖 26

5.2 PLC的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 26

5.2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 26

5.2.2可編程控制器機(jī)型的選擇 27

5.2.3輸入/輸出點(diǎn)分配： 28

5.2.4 PLC外部接線圖 29

5.3 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算 30

5.3.1變頻器參數(shù)設(shè)置 30

5.2.2變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法 30

5.2.3 VS一616G5變頻器的連接圖 31

5.2.4變頻器容量計(jì)算 31

5.2.5變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 32

第六章 軟件設(shè)計(jì) 33

6.1 PLC的編程語(yǔ)言 33

6.2 STEP 7概述 33

6.3 程序設(shè)計(jì)常用方法 34

6.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 36

6.4.1 電梯開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖 36

6.4.2 電梯上升下降流程圖 37

6.5 梯形圖 38

6.5.1外召喚信號(hào)登記及消除 38

6.5.2內(nèi)指令信號(hào)登記及消除 39

6.5.3電梯的平層信號(hào)處理 40

6.5.4選層定向及反向截梯 40

6.5.5內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持 43

6.5.6各樓層停車(chē)信號(hào) 45

6.5.7自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén) 45

6.6 語(yǔ)句表 47

6.7 程序仿真 51

總結(jié) 53

參考文獻(xiàn) 54

附錄 55

外文資料 55

中文翻譯 63

致謝 68

第一章 緒論

1.1課題的研究背景及意義

電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。

電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在" title="下一頁(yè)">> >> >>| 電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國(guó)外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說(shuō)乘坐電梯更安全。美國(guó)一家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過(guò)認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開(kāi)發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。

可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而丌發(fā)的第一臺(tái)PLC問(wèn)世以來(lái)，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買(mǎi)到所需PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用�？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶會(huì)、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。

總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門(mén)為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。

1.2 電梯的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)起來(lái)。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ�活的一個(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 為全球最大的電梯市場(chǎng)。上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來(lái)越大�？傏厔�(shì)是上升的，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過(guò)了8萬(wàn)臺(tái)，而且目前還沒(méi)有減速的跡象。從1949年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬(wàn)多臺(tái)電梯。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬(wàn)臺(tái)。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬(wàn)臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬(wàn)臺(tái)。到2005年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬(wàn)臺(tái)，與1980年相比，25年增長(zhǎng)了59倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng)17．8％。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!

我國(guó)電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國(guó)奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國(guó)蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了74％”。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無(wú)機(jī)房電梯、無(wú)齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。

中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年銷(xiāo)售量己達(dá)l萬(wàn)臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。

世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧的斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來(lái)越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分。

1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景

目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PlC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無(wú)線圈又無(wú)觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。

隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒(méi)有就此停止下來(lái)，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類(lèi)的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。

目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| ，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。

(1)智能化。我們這罩所說(shuō)的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無(wú)法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說(shuō)到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無(wú)法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問(wèn)題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車(chē)政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面；雙向語(yǔ)音交流；到達(dá)目的層的語(yǔ)音提示等，讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。智能化要求電梯有自動(dòng)安全檢測(cè)功能，讓電梯自己能夠檢測(cè)到電梯的故障所在，并及時(shí)報(bào)警予以排除。

(2)安全。運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵�？梢哉f(shuō)，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開(kāi)的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺(jué)效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂(lè)，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí)，電梯對(duì)他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。

(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：

①視覺(jué)協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過(guò)環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺(jué)不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對(duì)人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會(huì)有一種安全的感覺(jué)，有一種視覺(jué)上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺(jué)協(xié)調(diào)無(wú)從談起，乘坐電梯的第一感覺(jué)就是不安全。國(guó)內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。

②消除電磁輻射。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動(dòng)化(0A)、樓宇自動(dòng)化(BA)、通訊自動(dòng)化(CA)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

③舒適感。通過(guò)采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。

對(duì)現(xiàn)代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周?chē)�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，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。

1.4課題研究的內(nèi)容

課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。

針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來(lái)控制電梯。

論文的主要內(nèi)容如下：

首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類(lèi)及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器（PLC）的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC 的連接。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)。最后對(duì)改造后的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。

第二章電梯的綜述

2.1電梯的定義與簡(jiǎn)介

一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動(dòng)電梯。

服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。

習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。

近幾年來(lái)，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的關(guān)注，各大電梯公司現(xiàn)在在其電梯表面基本都采用了粉末涂料噴涂，這是一種新型環(huán)保無(wú)溶劑的涂料，并且各種性能皆優(yōu)于油漆。

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2.2電梯的歷史發(fā)展

1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺(tái)上，命令助手將平臺(tái)拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號(hào)，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒(méi)有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用�！耙磺邪踩�，先生們�！闭驹谏�降梯平臺(tái)上的奧的斯先生向周?chē)�觀看的人們揮手致意。誰(shuí)也不會(huì)想到，這就是人類(lèi)歷史上第一部安全升降梯。

人類(lèi)利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無(wú)變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國(guó)海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國(guó)科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開(kāi)始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們?cè)诓粩喔倪M(jìn)升降梯的技術(shù)。然而，一個(gè)關(guān)鍵的安全問(wèn)題始終沒(méi)有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時(shí)，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故。

奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫(xiě)了人類(lèi)使用升降工具的歷史。從那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戲”了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國(guó)奧的斯公司開(kāi)始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。

生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150年來(lái)，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開(kāi)關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門(mén)控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)�！�—一款款集納了人類(lèi)在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問(wèn)世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。

2.3電梯的種類(lèi)

　根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類(lèi)型的電梯。目前電梯的基本分類(lèi)方法大致如下：

1、按用途分類(lèi)

乘客電梯：為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。

載貨電梯：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。

醫(yī)用電梯：為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車(chē)而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。

雜物電梯：供圖書(shū)館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書(shū)、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。

觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。

車(chē)輛電梯：用作裝運(yùn)車(chē)輛的電梯。

船舶電梯：船舶上使用的電梯。

建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。

其它類(lèi)型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。

2、按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)

交流電梯：用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。

直流電梯：用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。這類(lèi)電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。

液壓電梯：一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。

齒輪齒條電梯：將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。

螺桿式電梯：將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過(guò)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。

直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯：其動(dòng)力源是直線電機(jī)。

電梯問(wèn)世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。

3、按速度分類(lèi)

電梯無(wú)嚴(yán)格的速度分類(lèi)，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類(lèi)。

低速梯：常指低于1.00m/s速度的電梯。

中速梯：常指速度在1.00～2.00m/s的電梯。

高速梯：常指速度大于2.00m/s的電梯。

超高速梯：速度超過(guò)5.00m/s的電梯。

隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來(lái)越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。

4、按電梯有無(wú)司機(jī)分類(lèi)

有司機(jī)電梯：電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來(lái)完成。

無(wú)司機(jī)電梯：乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤(pán)上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類(lèi)電梯一般具有集選功能。

有/無(wú)司機(jī)電梯：這類(lèi)電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。

5、按操縱控制方式分類(lèi)

手柄開(kāi)關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤(pán)手柄開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。

按鈕控制電梯：是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電梯，具有自動(dòng)平層功能，常見(jiàn)有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。

信號(hào)控制電梯：這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動(dòng)平層，自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動(dòng)停層，順向截停和自動(dòng)換向等功能。

集選控制電梯：是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無(wú)司機(jī)操縱。

并聯(lián)控制電梯：2～3臺(tái)電梯的控制線路并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 功能。

群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。

6、其它分類(lèi)方式

按機(jī)房位置分類(lèi)，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無(wú)機(jī)房）電梯。

按轎廂尺寸分類(lèi)，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。

此外，還有雙層轎廂電梯等。

7、特殊電梯

斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。

立體停車(chē)場(chǎng)用電梯，根據(jù)不同的停車(chē)場(chǎng)可選配不同類(lèi)型的電梯。

建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷(xiāo)齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。

2.4電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)

1.性能指標(biāo)：

（1）安全性

電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對(duì)電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。

（2）可靠性

電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來(lái)經(jīng)常出故障，就會(huì)影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們?cè)斐珊艽蟮牟槐�，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。

（3）停站的準(zhǔn)確性

停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》對(duì)轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：

電梯類(lèi)型

額定速度（m/s）

平層準(zhǔn)確度（m/s）

交流雙速電梯

0.25或0.5

≤±15

0.75或1.0

≤±30

交直流快速電梯

1.5—2.0

≤±15

交直流高速電梯

≥2.0

≤±5

電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測(cè)量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。

（4）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾

現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無(wú)電磁干擾。

（5）舒適感和快速感

電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過(guò)分增大的不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。

（6）節(jié)能

現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的

2.主要參數(shù)：

1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。

2）轎廂尺寸（mm）：寬×深×高。

3）轎廂形式：有單或雙面開(kāi)門(mén)及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。

4）轎門(mén)形式：有柵欄門(mén)、封閉式中分門(mén)、封閉式雙拆門(mén)、封閉式雙拆中分門(mén)等。

5）開(kāi)門(mén)寬度（mm）：轎廂門(mén)和廳門(mén)完全開(kāi)啟的凈寬度。

6）開(kāi)門(mén)方向：人在廳外面對(duì)廳門(mén)，門(mén)向左方向的為左開(kāi)門(mén)，門(mén)向右方向開(kāi)啟的為右開(kāi)門(mén)，兩扇門(mén)分別向左右兩邊開(kāi)啟者為中開(kāi)門(mén)，也稱為中分門(mén)。

7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。

8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。

9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。

10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。

11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。

12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。

13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越深。

14）井道深度（mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。

15）井道尺寸（mm）：寬×深。

2.5電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件

電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過(guò)控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門(mén)系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。

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1—控制柜(屏)

2一拽引機(jī)

3—拽引鋼絲繩

4—限速器

5—限速器鋼繩

6—限速器張緊裝置

7—轎廂

8—安全鉗

9—轎廂門(mén)安全觸板

10—導(dǎo)軌

11—對(duì)重

12—廳門(mén)

13—緩沖器

圖2-1 電梯的基本結(jié)構(gòu)

一、拽引系統(tǒng)

電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。主要由拽引機(jī)，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動(dòng)器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對(duì)重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開(kāi)轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加拽引力。

二、導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使得轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。

三、門(mén)系統(tǒng)

門(mén)系統(tǒng)有轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門(mén)設(shè)在轎廂入口，由門(mén)扇，門(mén)導(dǎo)軌架，等組成，層門(mén)設(shè)在層站入口處。開(kāi)門(mén)機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門(mén)的動(dòng)力源。

四、轎廂

轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定

五、重量平衡系統(tǒng)

重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)拽引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。

六、電力拖動(dòng)系統(tǒng)

電力拖動(dòng)系統(tǒng)由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。拽引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對(duì)拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。

七、電氣控制系統(tǒng)

電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門(mén)的召喚箱按鈕來(lái)操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的�？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門(mén)地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來(lái)顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 廳門(mén)的指示燈，廳門(mén)指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。

八、安全保護(hù)系統(tǒng)

安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。

第三章 總體方案設(shè)計(jì)

3.1 總體方案的確定

電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類(lèi)型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤(pán)、廳外呼梯盤(pán)、指層器、門(mén)機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。

系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)、操縱盤(pán)、呼梯盤(pán)、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門(mén)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)

圖3-1 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖

3.2 設(shè)計(jì)思想

1.信號(hào)控制系統(tǒng)

電梯信號(hào)控制基本由PLC軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖3-2所示，輸入到PLC的控制信號(hào)有：運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、有/無(wú)司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開(kāi)關(guān)門(mén)及限位信號(hào)、門(mén)區(qū)和平層信號(hào)等。

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圖3-2 電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖

2.電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：

1)行車(chē)方向由內(nèi)選信號(hào)決定,順向優(yōu)先執(zhí)行;

2)行車(chē)途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車(chē),反向不截車(chē);

3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除。

4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車(chē)方向、行車(chē)樓層位置均由信號(hào)燈指示

5)停層時(shí)可延時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)、手動(dòng)開(kāi)門(mén)、(關(guān)門(mén)過(guò)程中)本層順向呼梯開(kāi)門(mén);

6)有內(nèi)選信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén),關(guān)門(mén)后延時(shí)自動(dòng)行車(chē);

7)無(wú)內(nèi)選時(shí)延時(shí)5s自動(dòng)關(guān)門(mén)，但不能自動(dòng)行車(chē);

8)行車(chē)時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門(mén)或本層呼梯開(kāi)門(mén),開(kāi)門(mén)不能行車(chē)。

第四章硬件的選型

4.1 PLC的選擇

4.1.1 PLC的定義和特點(diǎn)

1.PLC的定義

由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它下一個(gè)確切的定義是困難的。1980年P(guān)LC問(wèn)世后，由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)對(duì)PLC下過(guò)如下的定義:

PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。

1982年，國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee IEC)頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版對(duì)PLC作了如下的定義:PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。

上述的定義表明，PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，它與其他順序控制裝置不同的特點(diǎn)。

2.PLC的特點(diǎn)

PLC能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計(jì)算機(jī)所不及的一些下列特點(diǎn)：

一、可靠性�？煽啃园�括產(chǎn)品的有效性和可維修性。PLC的可靠性高，表現(xiàn)在下列幾方面：

（1）與繼電器邏輯控制系統(tǒng)比較，PLC可靠性提高的主要原因:

1)PLC不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單、維修時(shí)間縮短，因此可靠性得到提高。

2)PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)、掉電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，使可靠性得到提高。

3)PLC有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)，因?qū)Σ僮鱸<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 和維修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。

（2）與通用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較，PLC可靠性提高的主要原因:

1)PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門(mén)設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了經(jīng)簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程的出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC的可靠性較通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性有較大提高.

2)在PLC的硬件設(shè)計(jì)方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的元件;采用先進(jìn)的工藝制造流水線生產(chǎn);對(duì)干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設(shè)有對(duì)電源的掉電保護(hù)、存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)并采用看門(mén)狗和其他自診斷措施、便于維修的設(shè)計(jì)等等。

3)在PLC的軟件設(shè)計(jì)方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波、軟件自診斷、簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言、信息保護(hù)和恢復(fù)、報(bào)警和運(yùn)行信息的顯示等等。一份用戶選用PLC原因的調(diào)查報(bào)告指出，在各種選用PLC的原因中，第一位的原因是由于PLC可靠性高的用戶達(dá)93%。其次，才是性能和維修方便等原因�？梢�(jiàn)，可靠性高是PLC的主要特點(diǎn)。

二、易操作性。PLC的易操作性表現(xiàn)在下列三個(gè)方面:

(1)操作方便對(duì)PLC的操作包括程序輸人的操作和程序更改的操作。大多數(shù)

PLC采用編程器進(jìn)行程序輸人和更改的操作。編程器至少提供了輸人信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用CRT屏幕顯示，因此，程序的輸人直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號(hào)、繼電器編號(hào)或觸點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ�，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT屏幕上顯示。所以PLC具有操作方便的特點(diǎn)。

(2)編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，梯形圖由于與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解，所以有利于程序的編寫(xiě)和學(xué)習(xí)。采用布爾助記符編程語(yǔ)言時(shí)，由于符號(hào)是功能的簡(jiǎn)單縮寫(xiě)，十分有利于編程人員的編程。雖然功能表圖、功能模塊圖和高級(jí)描述語(yǔ)句的編程方法應(yīng)用尚未普及，但是，由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點(diǎn)，正為廣大技術(shù)人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點(diǎn)。

(3)維修方便，PLC所具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低了。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號(hào)燈的提示和故障代碼的顯示，或通過(guò)編程器和CRT屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時(shí)間。為便于維修工作的開(kāi)展，有些PLC的制造企業(yè)提供了維修用的專用儀表或設(shè)備，提供了故障樹(shù)等維修用的資料。有些廠商還提供維修用的智能卡件或插件板，使維修工作變得十分方便。

PLC的面板和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也考慮了維修的方便性，例如，對(duì)需維修的部件設(shè)置在便于維修的位置，信號(hào)燈設(shè)置在易于觀察的部位，接線端子采用便于接線與更換的類(lèi)型等，這些設(shè)計(jì)使維修工作能方便地進(jìn)行，從而大大節(jié)省維修時(shí)間。采用標(biāo)準(zhǔn)化元件和標(biāo)準(zhǔn)化工藝生產(chǎn)流水線作業(yè)，使維修用的備品備件簡(jiǎn)化，也使維修變得方便。

三、靈活性。PLC的靈活性表現(xiàn)在下列三方面：

(1)編程的靈活性。PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言，只要掌握其中一種語(yǔ)言就可以進(jìn)行編程。編程方法的多樣性使編程方便，應(yīng)用面拓展。由于采用軟連接的方法，在生產(chǎn)工藝流程更改或者生產(chǎn)設(shè)備更換時(shí)，可以不必改變PLC的硬設(shè)備，通過(guò)程序的編制與更改就能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。這種編程的靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬的。正是由于編程的柔性特點(diǎn)，使PLC能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域的重要控制設(shè)備。在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)和計(jì)算機(jī)集成過(guò)程控制系統(tǒng)