電氣控制設備課程設計方案

1、電氣限制設備課程設計方案第一章、概述1.1、 電梯電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機,亦稱垂直電梯英語：曰evator /Lift ,在馬來西亞、新加坡和俗稱“ ？" lift的譯音.垂直電梯裝有箱狀吊艙, 用于多層建筑乘人或載運貨物.電梯也有臺階式,踏步板裝在履帶上連續(xù)運行,俗稱 自動電梯,亦稱電動扶梯英文：Escalator 、行人電梯、扶手電梯等.電梯是服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備,運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15.的剛性導軌之間.具有轎廂的電梯,其轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物.1.1.1、 電梯開展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

2、原始的提升系 統(tǒng)說起,但這一類起重機都是以人力作為能源的.直到1203年,法國的一個修道院安裝了一臺起重機,所不同的地方是該機器是用驢作為動力的, 載荷由繞在一個 大滾筒上的繩子進行吊起,這樣的方法一直用到了近代,在 1800年后,才有一個 煤礦主利用起重機在礦洞里運送煤.幾百年來人們制造過各種各樣的升降機,但它們都有缺陷：在升降過程中起吊繩斷裂時,升降機便會急速地墜落下來,這樣會 非常不平安.1854年奧的斯設計了一種制動器：將一個貨車用的彈簧和一個制動 桿安裝在升降機的平臺頂部,與升降機井道兩側的軌道連接起來, 把起吊繩與貨車 彈簧連接起來,這樣僅是起重平臺的重量就完全能把彈簧拉開,預防與

3、制動桿接觸.如果起吊繩斷裂,貨車彈簧就會將拉力減弱,兩端馬上與制動桿咬合,即可將平臺 牢固地原地固定而不再繼續(xù)下墜.這臺平安的升降機的成功創(chuàng)造使得奧的斯成了人 們注目的中央.“平安的概念不僅開創(chuàng)了升降機工業(yè),而且也為些想建造更高層 建筑物以增加更多可利用空間的設計翻開的通路.但真正的電梯應該是在20世紀初才出現(xiàn)的.國際上無機房電梯已經(jīng)經(jīng)歷了四代, 第一代無機房電梯誕生在意大利,其誕生的主要原因是歐洲對古建筑的保護以及與液壓電梯的競爭.主要原理是電梯主機跨井道底置,即只有一個輪子在井道里,第二代無機房電梯也是井道底 置,但是將主機全部搬進了井道,第三代無機房電梯為上置式,主機主要放置的形 式為放

4、在導軌上,而第三代至第四代無機房電梯的過渡產(chǎn)品為主機擱置于導軌頂 部. 由于平安隱患嚴重,目前在歐洲的大多數(shù)國家根本上把前兩代無機房電梯都 淘汰掉了,所以1997年以后幾乎就沒有歐洲的公司再生產(chǎn)前兩種電梯了.第三代 無機房電梯那么屬于改變前兩代無機房電梯特點的新型電梯.但是很多問題仍舊沒有得到很好的解決,例如主機放在廂頂?shù)钠桨矄栴}和噪音很大,所以在歐洲也沒有得到十分好的開展.只有通力的電梯在第三代無機房電梯得到了開展.但通力的產(chǎn)品雖然有了一些技術上的突破,特別是主機的突破應該說對無機房的普遍應用提供 了十分好的時機,但是共振共鳴問題仍然沒有徹底解決,這是一個重要的技術缺陷. 而且這項技術限制了

5、電梯的提升速度和提升高度.第三代至第四代過渡產(chǎn)品主要是OTIS, OTIS與第三代的無機房電梯另一個區(qū)別就是使用它的主機是軸式馬達, 軸式馬達可以節(jié)省頂層空間,但由于它的結構不同,所以頂層高度還不能最小,此 外軸式馬達的另一個缺點是不節(jié)能,并且主機的壽命可能會縮短.第四代無機房電 梯就從根本上解決了前三代無機房電梯的缺陷,第一是平安隱患得到了解決,第二 是共振共鳴問題的解決,第三是速度上只要主機生產(chǎn)企業(yè)能夠供給, 提升高度及速 度不存在技術問題.所以第四代無機房電梯是目前世界上最先進的無機房電梯1.1.2、 電梯的限制電梯電氣限制技術是一個綜合性的系統(tǒng)技術, 包括限制器、傳感器和調(diào)速方法 等多

6、種技術.本文系統(tǒng)分析了這些技術方法的開展歷史并對它們進行了分類總結.通過分析可知,在電梯電氣限制節(jié)能、效率以及限制器性價比等方面還存在許多不 足,須要進一步研究探討.自從電梯創(chuàng)造以后,電梯電氣限制技術越來越收到人們的重視.電梯電氣限制技術主要表達在電梯電氣限制系統(tǒng)的設計上.電梯的電氣限制主要是對各 種指令信號、位置信號、速度信號和平安信號進行治理,使電梯正常運行或處于保 護狀態(tài),發(fā)出各種顯示信號.電梯的電氣限制,過去采用繼電器邏輯線路,一般稱 繼電器限制.這種硬布線的邏輯限制方式具有原理簡單、 直觀等特點.但通用性差, 邏輯系統(tǒng)由許多觸點組成,接線復雜、故障率高、設備龐大,國家已規(guī)定淘汰.目

7、前我國電梯主要由先進的、可靠性高的微型計算機或可編程限制器PL.限制.本文對我國電梯限制技術和方法的開展狀況進行研究,總結現(xiàn)有電梯主要限制方法,并對我國電梯將來限制技術和方法做出預測,這項工作能夠起到繼往開來的作用,對我國電梯行業(yè)開展具有積極意義.1.2、 PLC與電梯的結合PLC限制制系統(tǒng)由于運行可靠性高,使用維修方便,抗干擾性強,設計和調(diào)試 周期較短等優(yōu)點,倍受人們重視等優(yōu)點,已成為目前在電梯限制系統(tǒng)中使用最多的 限制方式,目前也廣泛用十傳統(tǒng)繼電器限制系統(tǒng)的技術改造.PLC是一種專門從事邏輯限制的微型計算機系統(tǒng).由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾水平強、設計配 置靈活等特點.因此在工業(yè)限制方面

8、得到了廣泛應用.自80年代后期PLC引入我國電梯行業(yè)以來,由PLC組成的電梯限制系統(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)一直是主流限制系統(tǒng).電梯限制系統(tǒng)分為調(diào)速局部和邏輯限制局部.調(diào)速局部的性能對電梯運行是乘客的舒適感有著重要影響,而邏輯限制局部那么是電梯平安可靠運行的關鍵.為了改善電梯的舒適感和運行的可靠性,現(xiàn)在都改 為用PLC來限制電梯的運行,這樣大大提升了電梯的性能.PLC是以微處理器為根底,綜合了計算機技術與自動化技術而開發(fā)的新一代工 業(yè)限制器.它具有可靠性高、適應工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊和振動等惡劣環(huán)境的特點, 已成為解決自動

9、限制問題的最有效工具,是當前先進工業(yè)自動化的二大支柱之一.PLC用于電梯限制的優(yōu)點：(1) 在電梯限制中采用了 PLC用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動限制,可靠性大 大提升.(2) 去掉了選層器及大局部繼電器,限制系統(tǒng)結構簡單,外部線路簡化.(3) PLC可實現(xiàn)各種復雜的限制系統(tǒng),方便地增加或改變限制功能.(4) PLC可進行故障自動檢測與報警顯示,提升運行平安性,并便于檢修.(5) 用于群控調(diào)配和治理,并提升電梯運行效率.(6) 更改限制方案時不需改動硬件接線.第二章：設計方案2.1、 方案設計原那么任何一種限制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求,以提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品 質量.因此,在設計PLC限制

10、系統(tǒng)時,應遵循以下根本原那么：(1)最大限度地滿足被控對象的限制要求充分發(fā)揮PLC的功能,最大限度地滿足被控對象的限制要求, 是設計PLC限制 系統(tǒng)的首要前提,這也是設計中最重要的一條原那么. 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,收集限制現(xiàn)場的資料,收集相關先進的國、國外資料.(2) 保證PLC限制系統(tǒng)平安可靠保證PLC限制系統(tǒng)能夠長期平安、可靠、穩(wěn)定運行,是設計限制系統(tǒng)的重要原 那么.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,以保證控 制系統(tǒng)平安可靠.例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行,而在非正常情 況下(如忽然掉電再上電、按鈕按錯等),也能正常工

11、作.(3)力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的限制工程固然能提升產(chǎn)品的質量和數(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, 在滿足限制要求的前提下,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本錢.這就要求設計者不僅應該使限制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟,而要 使限制系統(tǒng)的使用和維護方便、本錢低,不宜盲目追求自動化和高指標.(4)適應開展的需要由于技術的不斷開展,限制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提升, 設計時要適當考慮 到今后限制系統(tǒng)開展和完善的需要.這就要求在選擇PLC輸入/輸出模塊、I/0點 數(shù)和存容量時,要適當留有裕量,

12、以滿足今后生產(chǎn)的開展和工藝的改良.2.2、 系統(tǒng)整體設計方案電梯PLC的限制系和其他類型的電梯限制系統(tǒng)一樣主要由信號限制系統(tǒng)和拖 動限制系統(tǒng)兩局部組成.電梯信號限制根本由PLC軟件實現(xiàn).電梯信號限制系統(tǒng)如 圖2.1所示,¥&入到PLC的限制信號有：運行方式選擇、運行限制、轎指令、層站召喚、平安保護信息、旋轉編碼器光電脈沖、開關門及限位信號等電梯限制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能：1 . 一臺電機限制上升和下降；2 .各層設上/下呼叫開關最頂層與起始層只設一只；3 .電梯到位后具有手動或自動開門關門功能；4 .電梯設有層樓指令鍵,開關門按鍵；5 .電梯外設有方向指示燈及電梯當前層號指示燈；6

13、.按鈕開門：在開關過程中或門關閉后,電梯啟動前,按下操縱盤上開關按 鈕,門將翻開；7 .指令記憶：當轎廂操縱盤上有多個選層指令時,電梯應能按順序自動?？?車門,并能至調(diào)定時間,自動確定運行方向；8 .呼梯記憶與順向截停：電梯在運行中應能記憶層外的呼梯信號,對符合運行方向的召喚,應能自動逐一?？繎?；9 .自動換向：當電梯完成全部順向指令后,應能自動換向,應答相反方 向的 信號；10 .自動返回基站：當設定某一樓層為基站,電梯在其他樓層挺靠后一定時間 無人呼叫,那么自動關門回到設定基站的樓層第三章、系統(tǒng)的硬件設計3.1、 電梯局部使用空間：機房局部、井道及底坑局部、轎廂局部、層站局部3.1.1、

14、 電梯的主要組成曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力,使電梯運行.曳引系統(tǒng)主 要由曳引機、曳引鋼絲繩,導向輪,反純輪組成.電梯導向系統(tǒng)：導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度,使轎廂 和對重只能沿著導軌作升降運動.導向系統(tǒng)主要由導軌,導靴和導軌架組成.轎廂：轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件, 是電梯的工作局部.轎廂由轎廂架 和轎廂體組成.門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口.門系統(tǒng)由轎廂門,層 門,開門機,門鎖裝置組成.重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量, 在電梯工作中能使轎廂 與對重問的重量差保持在限額之, 保證電梯的曳引傳動正常.系統(tǒng)主要由對重和重 量

15、補償裝置組成.電力拖動系統(tǒng)：電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力,實行電梯速度限制.電力拖 動系統(tǒng)由曳引電動機,供電系統(tǒng),速度反應裝置,電動機調(diào)速裝置等組成.電氣限制系統(tǒng)：電氣限制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和限制.電氣限制系統(tǒng)主要由操縱裝置,位置顯示裝置,限制屏(柜),平層裝置,選層器等 組成.平安保護系統(tǒng)：保證電梯平安使用,預防一切危及人身平安的事故發(fā)生.由電 梯限速器、平安鉗、夾繩器、緩沖器、平安觸板、層門門鎖、電梯平安窗、電梯超 載限制裝置、限位開關裝置組成.3.1.2、 電梯的平安保護裝置(1)電磁制動器：裝于曳引機軸上,一般采用直流電磁制動器,啟動時通電松閘,停層后斷電制動;(2)

16、強迫減速開關：起分別裝于井道的頂部和底部,當轎廂駛過端站換速未減速時,轎廂上撞塊就觸動此開關,通過電器傳動限制裝置,使電動機強迫減速；(3)限位開關：當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車,此限位開關立即動作, 切斷電源并制動,強迫停車；(4)行程極限保護開關：當限位開關不起作用,轎廂經(jīng)過端站時,此開關動作；(5)急停按鈕：裝于轎廂司機操縱盤上,發(fā)生異常情況時,按此按鈕切斷電源, 電磁制動器制動,電梯緊急停車；(6)廳門開關：每個廳門都裝有門鎖開關,僅當廳門關上才允許電梯啟動；在運 行中如出現(xiàn)廳門開關斷開,電梯立即停車；(7)關門平安開關：常見的是裝于轎廂門邊的平安觸板,在關門過程中如平安 觸板碰到

17、乘客時,發(fā)出信號,門電機停止關門,反向開門,延時重新開門,此外還 有紅外線開關等；(8)超載開關：當超載時轎底下降開關動作,電梯不能關門和運行；(9)其它的開關：平安窗開關,鋼帶輪的斷帶開關等.3.2、 PLC限制局部3.2.1、 PLC的選型在PLC系統(tǒng)設計時,首先應確定限制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型. 工藝流程的特點和應用要設計選型的主要依據(jù).PLC及有關設備應是集成的、標準 的,根據(jù)易于與工業(yè)限制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原那么選型所選用 PLC 應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng) ,PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及 功能應與裝置規(guī)模和限制要求相適應.熟悉可編程

18、序限制器、功能表圖及有關的編 程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的 特點、限制要求,明確限制任務和圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù)限制要求,估 算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC的功能、外部設備特性等,最后選擇 有較高性能價格比的PLCft設計相應的限制系統(tǒng).一、輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算：I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?通常根據(jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),再增加 10%-20%勺可擴展余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù).二、存儲器容量的估算：存儲器容量是可編程序限制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存 儲器中用戶應用工程使用的存儲單元的大小,

19、因此程序容量小于存儲器容量.設計 階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序 調(diào)試之后才知道.為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代.存儲器存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的1015倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍, 以此數(shù)為存的總字數(shù)16位為一個字,另外再按此數(shù)的25%慮余量.三、限制功能的選擇：該選擇包括運算功能、限制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度 等特性的選擇.一運算功能：簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通 PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、

20、比擬等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、 數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能.隨著開放系 統(tǒng)的出現(xiàn),目前在PLC中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,有些產(chǎn) 品具有與同位機或上位機的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的 功能.設計選型時應從實際應用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能.大多數(shù)應 用場合,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比擬,當用于模 擬量檢測和限制時,才使用代數(shù)運算,數(shù)值轉換和PID運算等.要顯示數(shù)據(jù)時需要譯 碼和編碼等運算.二限制功能：限制功能包括PID限制運算、前饋補償限制運算、比值限制運 算等,應根據(jù)

21、限制要求確定.PLC主要用于順序邏輯限制,因此,大多數(shù)場合常采用 單回路或多回路限制器解決模擬量的限制,有時也采用專用的智能輸入輸出單元完 成所需的限制功能,提升PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量.例如采用PID限制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASCS轉換單元等.三通信功能：大中型 PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議如TCP/IP,需要時應能與工廠治理網(wǎng)TCP/IP相連接.通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通 信標準,應是開放的通信網(wǎng)絡.PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口 RS2232c/422A/423/485、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCSK口等；大中型PLC

22、 通信總線含接口設備和電纜應1:1冗余配置,通信總線應符合國際標準,通信距 離應滿足裝置實際要求.PLC系統(tǒng)的通彳S網(wǎng)絡中,上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps, 通信負荷不大于60% PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有以下幾種形式:1PC為主站, 多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網(wǎng)絡；21臺PLC為主站,其他同型號PLC為 從站,構成主從式PLC網(wǎng)絡；3PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型 DCS中作為 DCS勺子網(wǎng)；4專用PLC網(wǎng)絡各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡.為減輕CPU!信任務, 根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè) 以太網(wǎng)通信處理器.四編程功能：離線

23、編程方式：PLC和編程器公用一個CPU編程器在編程模式 時,CPU只為編程器提供效勞,不對現(xiàn)場設備進行限制.完成編程后,編程器切換到 運行模式,CPU對現(xiàn)場設備進行限制,不能進行編程.離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢, 但使用和調(diào)試不方便.在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU主機CPU5責現(xiàn) 場限制,并在一個掃描周期與編程器進行數(shù)據(jù)交換 ,編程器把在線編制的程序或數(shù) 據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期,主機就根據(jù)新收到的程序運行.這種方式本錢較高 , 但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型PLC中常采用.五種標準化編程語言：順序功能圖SFC、梯形圖LD、功能模塊圖FBD三種圖形化語言和語句表IL、結構文本 S

24、T兩種文本語言.選用的編程語言應遵守其標準IEC6113123,同時,還應支持多 種語言編程形式,如C,Basic等,以滿足特殊限制場合的限制要求.五診斷功能：PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷.硬件診斷通過硬件 的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分診斷和外診斷.通過軟件對 PLC部的 性能和功能進行診斷是診斷,通過軟件對PLC的CPUf外部輸入輸出等部件信息交 換功能進行診斷是外診斷.PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員 技術水平的要求,并影響平均維修時間.六處理速度：PLC采用掃描方式工作.從實時性要求來看,處理速度應越快 越好,如果信號持續(xù)時間小于掃描時間,那么PLC將

25、掃描不到該信號,造成信號數(shù)據(jù)的 喪失.處理速度與用戶程序的長度、CPUt理速度、軟件質量等有關.目前,PLC接點的響應快、速度高,每條二進制指令執(zhí)行時間約 0.20.4Ls,因此能適應限制 要求高、相應要求快的應用需要.掃描周期處理器掃描周期應滿足：小型PLC的 掃描時間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K.四、機型的選擇：一PLC的類型：PLC按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安 裝和限制室安裝兩類；按 CPU?長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等. 從應用角度出發(fā),通?？砂聪拗乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型.整體型 PLC的I/O點數(shù) 固定,因

26、此用戶選擇的余地較小,用于小型限制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件 或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置限制系統(tǒng)的 I/O點數(shù),功能擴展方便靈活, 一般用于大中型限制系統(tǒng).二輸入輸出模塊的選擇：輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一.例如對輸入模塊,應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用 要求.對輸出模塊,應考慮選用的輸出模塊類型,通常繼電器輸出模塊具有價格低、 使用電壓圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁,電感性低功率因數(shù)負荷場合,但價格較貴,過載水平較差.輸出模塊還有直流輸出、 交流輸出和模擬量輸出等,與應用要求應一致.可根據(jù)應用要求,合

27、理選用智能型輸入輸出模塊,以便提升限制水平和降低應用本錢.考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等.三電源的選擇：PLC的供電電源,除了引進設備時同時引進 PLC應根據(jù)產(chǎn)品 說明書要求設計和選用外,一般PLC的供電電源應設計選用220VACm源,與國電網(wǎng) 電壓一致.重要的應用場合,應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電.如果PLC本身帶有可使用電源時,應核對提供的電流是否滿足應用要求,否那么應設計外接供電電 源.為預防外部高壓電源因誤操作而引入 PLC,對輸入和輸出信號的隔離是必要的, 有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離.四存儲器的選擇：由于計算機集成芯片技術的開展 ,存儲器的價格已下降, 因此,為保

28、證應用工程的正常投運,一般要求PLC的存儲器容量,按256個I/O點至 少選8K存儲器選擇.需要復雜限制功能時,應選擇容量更大,檔次更高的存儲器.五冗余功能的選擇1 .限制單元的冗余：1重要的過程單元：CPU包括存儲器及電源均應1B1冗 余.2在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3 重化冗余容錯系統(tǒng)等.2 . I/O接口單元的冗余：1限制回路的多點I/O卡應冗余配置.2重要檢 測點的多點I/O卡可冗余配置.3根據(jù)需要對重要的I/O信號,可選用2重化或3 重化的I/O接口單元.六經(jīng)濟性的考慮：選if¥ PLC時,應考慮性能價格比.考慮經(jīng)濟性時,應同時考 慮應

29、用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素,進行比擬和兼顧,最終選出較滿 意的產(chǎn)品.輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響.每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一 定的費用.當點數(shù)增加到某一數(shù)值后,相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加,因此,點數(shù)的增加對CPlte用、存儲器容量、限制功能圍等選擇都有影響.在 估算和選用時應充分考慮,使整個限制系統(tǒng)有較合理的性能價格比.綜上所述,根據(jù)限制系統(tǒng)要求選擇 S7-200系歹IPLC S7-200系列PLC屬于小型 整體式結構的PLC,本機自帶RS485通信接口,置電源和I/O接口,它的結構小巧, 運有極其豐富的指令系統(tǒng)和擴展模塊,實時性和通信水平強大,便于操作,易

30、于掌握, 性價比高,是中小規(guī)模限制系統(tǒng)的理想限制設備.3.2.2、 PLC的 I/O 口分配經(jīng)過系統(tǒng)限制功能分析,本設計需要輸入點18個,輸出點17個.共計35個,具體如下：輸入接口序號名稱輸入點序號名稱輸入點1四層選按鈕S4I0.010三層上呼按鈕U3I1.12三層選按鈕S3I0.111一層行程開關SQ1I1.23二層選按鈕S2I0.212二層行程開關SQ2I1.34一層選按鈕S1I0.313三層行程開關SQ3I1.45四層卜呼按鈕D4I0.414四層行程開關SQ4I1.56三層卜呼按鈕D3I0.515層門開C1I1.67二層卜呼按鈕D2I0.616層門關C2I1.78一層上呼按鈕U1I0.

31、717層門開限位開關C3I2.09二層上呼按鈕U2I1.018層門關限位開關C4I2.1輸出接口序號名稱輸入點序號名稱輸入點1四層指示L4Q0.010一層選指示SL1Q1.12三層指示L3Q0.111層門開Q1.23二層指示L2Q0.212層門關Q1.34一層指示L1Q0.313轎廂上行Q1.45轎廂卜F指示DOWNQ0.414轎廂卜行Q1.56轎廂上升指示UPQ0.515層門開指示Q1.67四層選指示SL4Q0.616層門關指示Q1.78三層選指示SL3Q0.717轎廂停止Q2.09二層選指示SL2Q1.0PLC的I/O 接線圖見附錄13.3、 電路的設計M1為曳引電機和,M2-M5為門電機

32、.由于只有一部電梯,所以曳引電機為一臺, 而有四個樓層,每個樓層一臺門電機,以驅動轎廂門及層門開關.交流接觸器KMk KM1C®過限制兩臺電動機的運行來限制轎廂和廳門,從而進行對電梯的限制.KM1KM勸電動機正、反轉接觸器,用它來實現(xiàn)電梯上、下行限制.當KM1接通時,電機正轉,實現(xiàn)電梯上行；當 KM2接通時,電機反轉,實現(xiàn)電梯下行.用 KM3-KM10 限制門電機正反轉.KM3 KM5 KM7 KM9B1時,門電機正轉,實現(xiàn)開門； KM4 KM6 KM8 KM108通時,門電機反轉,實現(xiàn)關門.FR1-FR5為過載保護作用的熱繼 電器,用于電梯運行過載時斷開主電路.FU1為熔斷器,起過

33、電流保護作用.相關主電路圖見附錄1.第四章、系統(tǒng)的軟件設計可編程限制器梯形圖標準語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言,它有以下特點1 .它是一種圖形語言,沿用傳統(tǒng)限制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術語 和一些圖形符號構成,左右的豎線稱為左右母線,左邊畫輸入、右邊畫輸出.2 .梯形圖中接點觸點只有常開和常閉,接點可以是PLC輸入點接的開關, 也可以是PLC部繼電器的接點或部存放器、計數(shù)器等的狀態(tài).3 .梯形圖中的接點可以任意用、并聯(lián),但線圈只能并聯(lián)不能用聯(lián).4 .部繼電器、計數(shù)器、存放器等均不能直接限制外部負載,只能做中間結果 供CPU部使用.5 . PLC是按循環(huán)掃描事件,沿梯形圖先后順序執(zhí)

34、行,在同一掃描周期中的結 果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當作條件使用.梯形圖的編制采用 STEP7 Micro/WIN32軟件,STEP7 Micro/WIN32軟件是西門子S7 200PLC的開發(fā)工具,主要用于開發(fā)程序,也可用于實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài),該軟件具有Windows應用軟件的通用界面,易學易用以下圖是此設計的程序流程圖：*轎硼上升 r+轎涮下降 轎廂上升轎廂下降 轎冊上升為開關門 開關口 開關門 開關門 開關門*無人呼叫,轎用自動回到基層一二樓層木目關程序段:電梯上電時,其課能?？吭谌我鈽菍?有四層樓,所以有四個子程序:M07ID.2M03“口.上電后,首

35、先將?？克袠菍拥男盘枏臀? 然后判斷樓層的行程開關通斷而判定所在樓 層.比方以下圖：I0.2為第一層的行程開關, 上電后電梯?？吭诘谝粚?那么I0.2接通,上 電一個上升沿時,將?？坑谒袠菍拥男盘?復位,然后下降沿時,I0.2通,就將M0.7置 為1M0.7代表第一層,M1.7代表第二層, M2.7代表第三層,M3.7代表第四層.其他情況同理,相關程序段見附錄1:在第一層呼其他樓層的信號:當上電?？吭诘谝粚?那么 M0.7通.I0.2、I0.1、I0.0 分 別為選2層、3層、四層的按鈕. 如：按下I0.2后,輸出2層選 指示Q1.0,且有1層選2層的信 號M0.0.選3層、四層同理.其

36、他情況同理,相關程序段見附錄 1:電梯從一樓運行到二樓：當電梯在二樓,二樓的行程開關I1.3接通,二樓指示Q0.2通,那么有一樓到二樓到位信號M0.3.上述M0.0有信號后,且轎廂未在下降即 Q1.5未動作,那么電梯 有在一樓指示信號M10.0,并且轎廂上升Q1.4動作.電梯上升到二樓后,那么電梯 有在二樓指示信號M10.1,且有轎廂停止信號M16.1,然后延時,待電梯停好后, 有轎廂門及層門的自動開門信號 M16.0O其他情況同理,相關程序段見附錄 1:Ncftworlc 3 I- N&MO.OMO-DQ1.5M0.3M10.OIIIII_I / I1 / I c> 1.4Nf?twn*k 4 列-像 SMO.O11.3QQ.2MO. 3-II1 I1 Ic >電梯未某樓層樓,具的相應程序.如以下圖為一樓：M1.3、M2.3、M3.3分別為其他樓層去一樓的到位信號,當這些信號都未響應時,一樓有上呼信號I0.7 ,此時電梯可能?？吭诘诙?、三、四樓,那么就分別跳層門開關的條件:I2.0、I2.1分別為電梯轎廂門及層門的開關的限位開關,Q1.6、Q1.7