[畢業(yè)設(shè)計精品]用PLC技術(shù)設(shè)計五層電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、用plc技術(shù)設(shè)計五層電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計摘 要 ：該文介紹了交流變頻調(diào)速電梯的工作過程、plc控制系統(tǒng)的硬件和軟件，著重分析了位置檢測及其控制。 關(guān)鍵詞： 電梯 , 變頻器 , plc , 硬件 , 軟件 1 引言 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直升降的交通工具已和人們的日常生活密不可分，是機械電氣相結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品。電梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對電梯運行時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行的關(guān)鍵。本設(shè)計采用plc控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)電流、速度、位移三閉環(huán)控制，具有一定的代表性和新穎性。2 電梯控制系

2、統(tǒng)硬件構(gòu)成 電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號、plc、變頻器調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖中變頻器只完成調(diào)速功能，而邏輯控制部分是由plc完成的。plc負責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給plc，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。系統(tǒng)還配置了與電動機同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器及pg卡，完成速度檢測及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此外系統(tǒng)還必須配置制動電阻，當(dāng)電梯減速運行時，電動機處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。 本設(shè)計電梯為四層辦公樓用的交流電梯，經(jīng)過分析可知系統(tǒng)輸入信號為26個，包括保護、工作狀態(tài)選擇、開/關(guān)門控制、位置檢

3、測、呼梯、速度控制等 。輸出信號21個，包括開/關(guān)門、上行、下行、控制變頻器信號、報警器、指示燈等。根據(jù)以上情況選擇三菱fx264mr plc。變頻器選用安川616g5 cimr-g5a 4022通用變頻器，技術(shù)特性為:可直接控制交流異步電動機的電流，使電動機保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩;適用于各種應(yīng)用場合，在低速下實現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其精確的運行;它的自動調(diào)整功能可使各種電動機達到高性能的控制;它將u/f控制、矢量控制、閉環(huán)u/f控制、閉環(huán)矢量控制四種控制方式熔為一體，其中閉環(huán)矢量控制最適合電梯控制要求。 旋轉(zhuǎn)編碼器與主電動機同軸連接，通過pg卡(又名編碼器連接板)對電動機測速和反饋電梯的位置 。選用o

4、mron公司的1024脈動增量式光電脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機同軸連接，產(chǎn)生a、b兩相脈沖。當(dāng)a相脈沖超前于b相脈沖90度時，認為電動機處于正轉(zhuǎn)狀態(tài);當(dāng)a相脈沖滯后于b相脈沖90度時，認為電動機處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)a、b相脈沖的相序，可判斷電動機的轉(zhuǎn)向。根據(jù)a、b脈沖的頻率(或周期)可測得電動機的轉(zhuǎn)速。若以a、b相脈沖的前沿或后沿產(chǎn)生計數(shù)脈沖，可以形成代表正向位移和反向位移的脈沖序列。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給pg卡，pg卡再將此反饋信號送給變頻器，以便進行運算調(diào)節(jié)。3 電梯的工作過程 電梯一次完整的運行過程，就是曳引電動機從起動、勻速運行到減速停車的過程。plc接收來自操作面板和呼梯盒的

5、召喚信號、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號 ，經(jīng)程序判斷與運算后實現(xiàn)電梯的集選控制，plc在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時向變頻器發(fā)出運行方向、啟動、加速、減速、運行和制動停梯信號。 曳引電動機正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))控制及高速控制信號有效時，電動機開始從0hz到50hz開始起動，起動時間在3s左右，然后維持50hz的速度一直運行，完成起動及運行段的工作。當(dāng)換速信號到來后，plc撤消高速信號，同時輸出爬行信號，此時爬行的輸出頻率為6hz。從50hz到6hz的減速過程在3s之內(nèi)完成，當(dāng)達到6hz速度時電梯停止減速，并以此速度爬行。當(dāng)平層信號到來后，plc撤消爬行信號，同時發(fā)出停梯信號，此時電動機

6、從6hz減速到0hz，電梯停梯。正常情況下，在整個起動、運行、減速爬行段內(nèi)，變頻器的零速輸出點一直是閉合的，減至0hz之后，零速輸出點斷開，通過plc抱閘及自動開門，電梯運行曲線如圖2所示。 圖2中運行曲線可通過變頻器進行設(shè)置，也可通過配置運行曲線輸入板。本系統(tǒng)采用變頻器進行參數(shù)設(shè)置:令c1-01=3s,設(shè)置加速起動時間為3s;令c1-02=3s,設(shè)置減速時間為3s;令d1-02=50hz,設(shè)置快車運行速度;d1-03=6hz，設(shè)置爬行速度。4 電梯運行中位置信號的檢測作為一種載人工具，在位勢負載下，除要求安全可靠還必須運行平穩(wěn)、乘坐舒適、?？繙蚀_。采用變頻器調(diào)速雙閉環(huán)控制可基本滿足要求。在不

7、增加硬件電路的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)編碼器在構(gòu)成速度閉環(huán)的同時，也可構(gòu)成位置閉環(huán)控制。目錄一 plc的簡介-31.1 plc的概念.31.2 plc的發(fā)展階段.41.3 plc的組成及工作原理.51.4 plc的特點及功能.9二 電梯的概述-112.1 電梯的定義.112.2 電梯的分類.112.3 電梯的主要機械部件.12三 電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)-143.1 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的定義及構(gòu)成.143.2 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求.143.3 交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及其評價.143.4 交流調(diào)速電梯的運行工藝過程.153.5 交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng).163.6 三相交流雙速異步電動機的拽引系統(tǒng).1

8、7四 plc在電梯控制中的應(yīng)用-184.1 電梯的啟動所需條件.184.2 電梯停車所需的條件.184.3 設(shè)備選型.184.4 電梯控制系統(tǒng)原理框圖.184.5 輸入輸出分配表.194.6 程序的編寫.21結(jié) 束 語-27致 謝-28參考文獻-31 一 plc的簡介1.1、plc的概念可編程控制器(programmable logic controller)簡稱plc或pc，在現(xiàn)代工業(yè)控制中占有重要地位。本文對其基礎(chǔ)知識進行簡要介紹?？删幊炭刂破鳎╬rogrammable controller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（pro

9、grammable logic controller）， 簡稱plc，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制隨著技術(shù)的發(fā)展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱pc。但是為了避免與個人計算機（personal computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱plc。國際電工委員會（iec）先后頒布了plc 標準的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通過了對它的定義：“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(yīng)用而設(shè)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(shù)操作等面向用戶的指令，并

10、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(guān)外部設(shè)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(shè)計?！眕lc 問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標準化，美國電氣制造商協(xié)會nema（national electrical manufactory association） 經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為pc（programmable controller），并給pc 作了如下定義:“pc 是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計時，計數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似

11、的輸入/輸出模塊，以控制各種機械或工作程序。一部數(shù)字電子計算機若是從事執(zhí)行pc 之功能著，亦被視為pc，但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。” 隨著微處理器、計算機和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制已經(jīng)擴展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計算機可以分為幾類，類如可編程序控制器、基于pc總線的工業(yè)控制計算機、基于單片機的測控裝置、用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器、集散控制系統(tǒng)（dcs）和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）等。plc的應(yīng)用廣、功能強大、使用方便，是現(xiàn)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。plc已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中，plc在其他領(lǐng)域，例如民用和家庭自動化

12、的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。1.2、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(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)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(yīng)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

13、力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)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(fù)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(shù)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

14、了保持其原有的開關(guān)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(yīng)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(shù)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(dāng)次普遍提高。而且，為了進一步提高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。 1.3、plc的組成及工作原理plc各組成部件及作用1. cpu是plc的核心部分。與通用

15、微機cpu一樣，cpu在pc系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。其功能：1) 用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；2) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；3) 診斷電源和pc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤；4) 在pc進入運行狀態(tài)后：a) 執(zhí)行用戶程序產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號（從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路）b) 進行數(shù)據(jù)處理分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運算任務(wù)c) 更新輸出狀態(tài)輸出實施控制（根據(jù)運算結(jié)果，

16、更新有關(guān)標志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等）2. 存儲器系統(tǒng)程序存儲器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令、解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)，不能由用戶直接存取。 用戶程序存儲器存放用戶程序。即用戶通過編程器輸入的用戶程序，可以由用戶直接存取。功能存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）存放用戶數(shù)據(jù)pc的用戶存儲器通常以字（16位/字）為單位來表示存儲容量。注意：系統(tǒng)程序直接關(guān)系到pc的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常pc產(chǎn)品資料中所指的存儲器形式或存儲方式及容量，是指用戶程序存儲器而言。3. i/o輸入/輸出

17、部件（i/o模塊：接口電路、i/o映像存儲器）i/o輸入/輸出部件cpu與現(xiàn)場i/o裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。plc提供了各種操作電平與驅(qū)動能力的i/o模塊，以及各種用途的i/o組件供用戶選用：1) 輸入/輸出電平轉(zhuǎn)換2) 電氣隔離3) 串/并行轉(zhuǎn)換4) 數(shù)據(jù)傳送5) a/d、d/a轉(zhuǎn)換6) 誤碼校驗7) 其他功能模塊8) i/o模塊可與cpu放在一起，也可遠程放置。通常，i/o模塊上還具有狀態(tài)顯示和i/o接線端子排。4. 編程器等外部設(shè)備編程器plc開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的工具作用：1) 用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視2) 通過鍵盤和顯示器去檢測plc內(nèi)部狀

18、態(tài)和參數(shù)3) 通過通訊端口與cpu聯(lián)系，實現(xiàn)與plc的人機對話分類：1) 簡單型只能聯(lián)機編程；只能用指令清單編程2) 智能型既可聯(lián)機（online），也可脫機（offline）編程；可以采用指令清單（語句表）、梯形圖等語言編程。?？芍苯右噪娔X作為編程器，安裝相關(guān)的編程軟件編程注意：編程器不直接加入現(xiàn)場控制運行。一臺編程器可開發(fā)、監(jiān)護許多臺plc的工作。其他外設(shè)：磁盤、光盤、eprom寫入器（用于固化用戶程序）、打印機、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計算機等等。5. 電源內(nèi)部電源開關(guān)穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用；大多數(shù)機型還可以向外提供dc24v穩(wěn)壓電源，為現(xiàn)場的開關(guān)信號、外部傳感器供電。外部電源可用一般工業(yè)電

19、源，并備有鋰電池（備用電池），使外部電源故障時內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。1. plc的工作原理最初研制生產(chǎn)的plc 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 plc 的cpu 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點（包括其常開或常閉觸點）不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。 為了消除二者之間由于運行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控

20、制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms 以上，而plc 掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，plc采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式掃描技術(shù)。這樣在對于i/o 響應(yīng)要求不高的場合，plc 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。1) 輸入采樣階段：在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況

21、下，該輸入均能被讀入。2) 用戶程序執(zhí)行階段：在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的

22、梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。2. plc的掃描技術(shù)當(dāng)plc 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，plc 的cpu 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 1) 輸入采樣階段 ：在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸

23、入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2) 用戶程序執(zhí)行階段 ：在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即在用戶程

24、序執(zhí)行過程中，只有輸入點在i/o 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在i/o 映象區(qū)或系統(tǒng)ram 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。3) 輸出刷新階段 ：當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是plc 的真正輸出。1.4、 plc的特點及功能plc的特點1. 高可

25、靠性 1) 所有的i/o 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與plc 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 2) 各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms。 3) 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 4) 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 5) 對采用的器件進行嚴格的篩選。 6) 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采用有效措施，以防止故障擴大。 7) 大型plc 還可以采用由雙cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。 2. 豐富的i/o 接口模塊 plc針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈

26、沖或電位、強電或弱電等有相應(yīng)的i/o 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如： 按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥 直接連接；另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 3. 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型plc 以外絕大多數(shù)plc 均 采用模塊化結(jié)構(gòu)plc 的各個部件包括cpu 電源i/o 等均采用模塊化設(shè)計由 機架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合 4. 編程簡單易學(xué) plc的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對使用者來說 不需要具備計算機的

27、專門知識因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握 5. 安裝簡單維修方便 plc不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行使用時只需將現(xiàn) 場的各種設(shè)備與plc 相應(yīng)的i/o 端相連接即可投入運行各種模塊上均有運行和 故障指示裝置便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。plc的功能1. 數(shù)據(jù)采集與輸出。2. 控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時、計數(shù)等。3. 數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運算、比較、對字節(jié)的運算、pid運算、濾波等。4. 輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有a/d、d/a轉(zhuǎn)換功能，通過i/o模塊完成對模擬量的

28、控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運動等測量接口。5. 通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代plc大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有rs232或rs485接口，可進行遠程i/o控制，多臺 plc可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文檔轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機與多臺plc構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。通常所說的scada系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠程端也可以采用plc作現(xiàn)場機。6. 支持人機界面功能。提供操作者以監(jiān)視機器/過程工作必需的信息。允許操作者和pc系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實現(xiàn)工

29、業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。7. 編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。二 電梯的概述隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高，伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設(shè)備。為了確保電梯正常運行、安全使用，必須要了解電梯、管理電梯、維護好電梯。2.1、電梯的定義電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾角小于15度的鋼性導(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。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的

30、交通工具。 2.2、電梯的分類1. 按用途分類：1) 客梯 代號k 為運行乘客而設(shè)計的電梯,有完善的安全裝置.2) 貨梯 代號h 為運送貨物而設(shè)計的電梯,通常有人操作,有必備的安全裝 置.3) 客貨梯 代號l 主要用作運送乘客,但也可運送貨物,它與客梯的區(qū)別在于轎廂內(nèi)部裝飾結(jié)構(gòu)不同.4) 病床電梯 代號b 為運送病床而設(shè)計的電梯,具有轎廂長而窄的特點.5) 住宅電梯 代號z 供住宅樓使用的電梯,一般采用下集選控制方式,轎廂內(nèi)部裝飾較簡單.6) 雜物電梯 代號w 供圖書館,辦公樓,飯店運送圖書,文件,食品等.不容許人員進入電梯,結(jié)構(gòu)簡單,無乘人必備的安全裝置.7) 船舶電梯 代號c 用于船舶上的

31、電梯,能在船舶搖晃中正常工作.8) 觀光電梯 代號g 轎廂壁透明供乘客觀光之用.2. 按驅(qū)動系統(tǒng)分類：1) 交流電梯 曳引電動機是交流電機.，當(dāng)電機是單速時,稱為交流單速電梯；當(dāng)電機是雙速時,稱為交流雙速電梯；當(dāng)電機具有調(diào)壓調(diào)速裝置時,稱為交流調(diào)速電梯.；當(dāng)電機具有調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速裝置時,稱為變頻調(diào)速電梯。2) 直流電梯 曳引電動機是直流電機，分為直流有齒和直流無齒電梯。3) 液壓電梯 靠液壓傳動的電梯,分為柱塞直頂式和柱塞側(cè)置式。4) 齒輪齒條式電梯(一般為工程電梯)。3. 按操作控制方式分類1) 門外按鈕控制小型雜物電梯2) 內(nèi)外按鈕控制自動門電梯：該電梯是一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站

32、分別設(shè)有一個召喚按鈕。轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕，某一層等待電梯的乘客按下召喚按鈕，就能使不被占用的轎廂到來，電梯?？繒r立即自動開門，乘客進入轎廂后，按下他要去的樓層的指令按鈕，電梯就自動關(guān)門，自動行駛到該站。每次停靠時，電梯自動進行減速、平層、開門。3) 集選控制電梯：該電梯是一種乘客自己操作或有時也可以有專職司機操作的自動電梯。電梯在底層和頂層分別設(shè)有一個向上或向下的，而在其它層站設(shè)有向上、下兩個召喚按鈕。集選控制轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕，當(dāng)進入轎廂的乘客按下指令按鈕，指令信號就被登記。電梯在向上過程中按登記的指令信號和向上召喚信號逐一?？?，直到有

33、這些信號登記的最高層站和有向下召喚登記的最底層為止，然后又反向向下安置指令及向下召喚信號逐一停靠。每次?？繒r電梯自動進行減速、平層、開門。2.3、電梯的主要機械部件1、轎廂；2、電梯門；3、開關(guān)門機構(gòu)；4、層門門鎖；5、機械安全裝置電梯中限速器、安全鉗裝置是十分重要的機械安全保護裝置。它的作用在于：因機械或電氣的某種原因，例如斷繩或失控使電梯超速下降時當(dāng)下降速度達到一定限值時，將轎廂擎停在導(dǎo)軌上。不論是限速器還是安全鉗都不能單獨完成上述任務(wù)。上述任務(wù)的完成是靠它們的配合動作來完成的。 下圖是電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖及機械部件說明：（見圖2-1）1-減速箱； 2-曳引輪；3-曳引機底座； 4-導(dǎo)向輪

34、；5-限速器；6-機座；7-導(dǎo)軌支架；8-曳引鋼絲繩；9-開關(guān)碰鐵； 10-緊急終端開關(guān)；11-導(dǎo)靴； 12-轎架；13-轎門； 14-安全鉗；15-導(dǎo)軌； 16-繩頭組合；17-對重， 18-補償鏈；19-補償鏈導(dǎo)輪； 20-張緊裝置；21-緩沖器； 22-底坑；23-層門； 24-呼梯盒；25-層樓指示燈； 26-隨行電纜；27-轎壁； 28-轎內(nèi)操縱箱；29-開門機； 30-井道傳感器；31-電源開關(guān)； 32-控制柜；33-曳引電機； 34-制動器（圖2-1） 三 電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)3.1、電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的定義及構(gòu)成電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)分為兩大類：交流驅(qū)動系統(tǒng)和直流驅(qū)動系統(tǒng)，由以下幾部分

35、組成。（請看圖3-1）電源傳動機構(gòu)2電動機3自動系統(tǒng)4電梯轎廂1 圖3-13.2、電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求電梯的電力系統(tǒng)要求是：“快、穩(wěn)、準”3.3、交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及其評價 以三相交流感應(yīng)電動機為驅(qū)動的交流電梯中，在現(xiàn)有的條件下， 交流電梯的運行速度一般均在1m/s以下。而lm/sv2.0m/s則屬 交流調(diào)速（或稱快速）電梯的范疇 。1. 改變?nèi)嘟涣鞲袘?yīng)電動機定子電壓轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性：這種調(diào)速方法的拽引電機工作在非正常狀態(tài)下，如果長期處于低于額定電壓下的運行，雖達到調(diào)速的目的，但其能耗、特性硬度、最大轉(zhuǎn)矩等特性均低于額定電壓時的情況，因此這種調(diào)速方法是不經(jīng)濟的，且性能也不理想，故這種調(diào)速

36、方法今僅用于起動和制動的短暫時間內(nèi)，以限制起動電流和改善電梯的舒適感。由公式n060f/p中可知，當(dāng)電動機的極對數(shù)p改變時交流感應(yīng)電動機的同步轉(zhuǎn)速n0也將改變。所以，交流電梯中也常用改變電動機極對數(shù)p的方法獲得電梯所需的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性。這種具有二種以上極對數(shù)的電動機，我們通常稱之為雙速、三速電動機。這種電動機的定子繞組有兩種結(jié)構(gòu)形式：a各獨立統(tǒng)組的多速電動機（例如jtd系列電動機）；b按特殊接線方法而改變極對數(shù)的單繞組多速電動機（例如ytd系列電動機）。2. 改變?nèi)嘟涣鞲袘?yīng)電動機定子繞組的極對數(shù)時的轉(zhuǎn)速：只能是有極的調(diào)節(jié)交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速而不是無極的，因此在轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，即從一個極對數(shù)相

37、對應(yīng)的速度調(diào)節(jié)至另一極對數(shù)相對應(yīng)的轉(zhuǎn)述過程中，必定要采取有效措施防止電梯系統(tǒng)給乘客帶來不舒服感覺和對機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，這樣為了轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需添置眾多的附加設(shè)備（例如接觸器、電阻或電抗器等）。 假若在改變電動機極對數(shù)p的調(diào)節(jié)過程中，如保持其他參數(shù)基本不變，則從前面的式子和圖中可以看出，對同一電動機的不同極對數(shù)p時的機械特性曲線基本上是平行的。這是我們十分希望的調(diào)速特性。也就是希望其調(diào)速后新的機械特性硬度p保持不變，這樣才能保證交流雙速電梯在不同負荷時其停層準確且保持不變。由于在同一定子內(nèi)需要布置兩套三相統(tǒng)組（或改變單相統(tǒng)組的不同接線方法），則其不同極對數(shù)時相應(yīng)的磁通量和功率是不一樣的，因而極對

38、數(shù)p越大，其最大轉(zhuǎn)矩 mk也將有稍許變化。3. 外力口渦流制動器等的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性 ：在交流電梯中除了三相交流感應(yīng)電動機的本身進行速度調(diào)節(jié)外，還可以利用外加器件調(diào)節(jié)交流感應(yīng)電動機的最后輸出速度。這種情況常見的有：在電機內(nèi)的一個獨立統(tǒng)組中加一個可控制的直流電流或在交流感應(yīng)電動機的軸端加一個可控制的渦流制動器。但比較理想且控制方便的是渦流制動器的速度調(diào)節(jié)方法。 雖然這種調(diào)速方法的機械特性曲線較為理想，但其能量消耗是大的，而且把電動機的原有動能全部消耗在渦流制動器的發(fā)熱上了。3.4、交流調(diào)速電梯的運行工藝過程 首先接通電梯的總電源及控制電源、照明電源；把電梯的層門和轎廂門打開；司機進入電梯轎廂內(nèi)，合上

39、轎廂內(nèi)操作箱上應(yīng)該合上的各種開關(guān)，并點亮轎廂內(nèi)的照明燈；司機根據(jù)轎廂內(nèi)乘客欲往的樓層或轎廂內(nèi)無乘客時根據(jù)某個樓層的廳外召喚信號，司機锨按操作箱上相應(yīng)的一個樓層或幾個樓層數(shù)的指令按鈕；自動定出電梯的運行方向；司機先按起動開車按鈕；自動關(guān)門；自動起動；分級加速至穩(wěn)速運行；在接近目的樓層時，井道內(nèi)該層永磁開關(guān)自動發(fā)出減速信號；自動分級減速制動；自動平層停車；自動開門，讓乘客出入電梯轎廂；司機再次掀按起動開車按鈕，電梯內(nèi)可以有專職司機操作，也可以有進入轎廂內(nèi)的乘客自己操作，也可以有某個或幾個樓層的廳外召喚信號而把電梯召喚來，而且在運行應(yīng)答完最后一個（即最遠一個）召喚信號后，電梯即可自動換向。但是樓層廳

40、外召喚信號的作用只有在電梯門關(guān)閉后方可起作用，此即所謂電梯轎廂內(nèi)的指令信號“優(yōu)先”于 廳外召喚信號。3.5、交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)1. 主驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理：此交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理： 三相交流異步電動機定子內(nèi)具有兩個不同極對數(shù)的繞組。國內(nèi)一般為 6極（同步轉(zhuǎn)速為 1000rmin）和 24極（同步轉(zhuǎn)速為 250rmin）兩個統(tǒng)組。這兩個統(tǒng)組可以是各自獨立的雙繞組（例如jtd系列電 動機），也可以是單繞組雙速。 這種主驅(qū)動系統(tǒng)的工作過程如下：快速繞組（6極）作為起動和穩(wěn)速（即額定速度）運行之用；而慢速繞組（24極）作為制動，減速平層停車之用。起動按時間原則，串電阻，電抗一極加速；而

41、減速制動也按時間原則進行兩極在發(fā)電制動減速，以慢速繞組進行低速穩(wěn)定運行，直到平層車。2、交流雙速電梯的主要性能與特點 ：1) 這種電梯的交流電動機具有兩種速度，這樣就使起動與穩(wěn)定運行時具有較高的速度，從而可以大大提高電梯的輸送能力。同時它又具有準確停層所需的較低速度，也保證了電梯的停層準確度。所以該電梯的運行效率比單速電梯有很大的提高。2) 主驅(qū)動系統(tǒng)雖然比單速電梯的復(fù)雜，但相對其他電梯來說還是比較簡單的。系統(tǒng)雖然有級調(diào)速，但可以分別對高低速進行控制和調(diào)節(jié)。因此電梯的運行效率和性能得到相當(dāng)大的提高和改善，從而使得這種驅(qū)動系統(tǒng)在一般低速電梯中得到廣泛的應(yīng)用。3) 這種電梯主驅(qū)動系統(tǒng)的制動和減速過

42、程是采用低速繞組的再生發(fā)電制動原理，即在減速開始的瞬間，快速繞組雖然從電網(wǎng)撤出，并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動機的實際轉(zhuǎn)速因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性，仍維持在原快速狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速。因此，對低速繞組來說此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速，從而在低速繞組中產(chǎn)生再生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說，電動機處于發(fā)電機的工作狀態(tài)，即把快速運行時所具有的功能反饋到電網(wǎng)中去。這樣的減速制動方式是較經(jīng)濟的，電能消耗相對較少。3.6、三相交流雙速異步電動機的拽引系統(tǒng)三相交流雙速異步電動機的拽引系統(tǒng) 1. 此種交流電動機具有兩種速度，這樣可以使起動與穩(wěn)定運行時具有較高的速度，從而可太大的提高電梯的輸送能力。同

43、時它又具有準確停層所需的較低速度，也保證了電梯停層準確度（對額定速度為1.oms時，一般停層準確度為 3 omm。所以電梯的運行效率較單速電梯時大大提高。2. 該驅(qū)動系統(tǒng)雖然比單速電梯的復(fù)雜，但相對其他電梯來說還是比較簡單的。系統(tǒng)雖然有級調(diào)速，但可以分別對高低速進行控制和調(diào)節(jié)。 因此電梯的運行效率和性能得到相當(dāng)大的提高和改善，從而使得這種驅(qū)動程序系統(tǒng)在一般低速電梯中得到廣泛的應(yīng)用。 3. 這種電梯驅(qū)動系統(tǒng)和減速過程是采用低繞組的再生發(fā)電制動原理，即在減速開始的瞬間，快速繞組雖已從電網(wǎng)撤出，并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動機的實際轉(zhuǎn)速因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性，仍維持在原快速狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速。因此，對低速繞組來說，此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速，從而在低速繞組中產(chǎn)生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說，電動機處于發(fā)電