船舶三層樓電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、船舶三層樓電梯PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 隨著船舶的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯不僅在陸地上被廣泛應(yīng)用，船舶電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行密不可分，節(jié)省了人力和時(shí)間，提高了工作效率。電梯作為現(xiàn)代化的產(chǎn)物，早在上個(gè)世紀(jì)就進(jìn)入了我們的生活之中。大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤其是蓬勃發(fā)展的房地產(chǎn)業(yè)給國(guó)內(nèi)電梯行業(yè)開(kāi)拓了更為廣闊的市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，船舶電梯需求量越來(lái)越大。方案的比較和論證影響電梯質(zhì)量好壞的重要因數(shù)是它的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電梯自動(dòng)控制一是由繼電器接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，故障率高，可靠性差，維護(hù)工作量大，二是有微機(jī)控制，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)抗干擾能力弱，而采用PLC 組成的控制系

2、統(tǒng)很好的解決了上述問(wèn)題，它工作可靠性高，靈活性好，通用性高，編程簡(jiǎn)單，使用方便，而且它的抗干擾能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)電梯的，它使電梯的運(yùn)行更加安全，方便。已成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式。1.1.1電梯的起源電梯在漢語(yǔ)詞典中的解釋為：建筑物中用電作動(dòng)力的升降機(jī), 代替步行上下的樓梯。說(shuō)到電梯的起源要從公元前2600年埃及人在建造金字塔時(shí)使用了最原始的提升系統(tǒng)說(shuō)起，但這一類起重機(jī)的能源均為人力。到了1203年，法國(guó)的二修道院安裝了一臺(tái)起重機(jī)，所不同者只是該機(jī)器是利用驢作為動(dòng)力，載荷由繞在一個(gè)大滾筒上的繩子進(jìn)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(jī)，約在1800年，煤礦主才能利用起重機(jī)把

3、礦井中的煤輸送上來(lái)。數(shù)百年來(lái)人們制造過(guò)各種類型的升降梯，它們都具有一個(gè)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(shè)計(jì)了一種制動(dòng)器：在升降梯的平臺(tái)頂部安裝一個(gè)貨車用的彈簧及一個(gè)制動(dòng)桿與升降梯井道兩側(cè)的導(dǎo)軌相連結(jié)，起吊繩與貨車彈簧連結(jié)，這樣僅是起重平臺(tái)的重量就足以拉開(kāi)彈簧，避免與制動(dòng)桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會(huì)將拉力減弱，兩端立該與制動(dòng)桿咬合，即可將平臺(tái)牢固地原地固定免繼續(xù)下墜。“安全的升降梯”發(fā)明成功了！一時(shí)間，奧的斯成了眾人注目的中心。第一臺(tái)升降機(jī)并非奧的斯所發(fā)明，但他卻是第一臺(tái)“安全”升降梯的發(fā)明者?！鞍踩边@一概念不僅開(kāi)創(chuàng)了升降梯工業(yè)，而且也為那些想建造

4、更高層建筑物以增加更多可利用空間的設(shè)計(jì)們打開(kāi)了通途。然而真正能夠稱為電梯（用電能驅(qū)動(dòng)升降梯）的產(chǎn)品應(yīng)該是在20世紀(jì)初才出現(xiàn)的。在20世紀(jì)初，美國(guó)OTIS 電梯公司首先使用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動(dòng)的直流電梯。從此以后，電梯這個(gè)產(chǎn)品，一直在日新月異的發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動(dòng)化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。1.1.2電梯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，日益增高的高層建筑已成為現(xiàn)代都市的重要標(biāo)志，作為高層建筑的垂直運(yùn)載工具電梯得到了快速發(fā)展。(1結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、體積小型化、材料

5、輕型化、工藝先進(jìn)化、外觀漂亮化。同時(shí)，無(wú)機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度發(fā)展。(2技術(shù)含量更高，性能更好電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的VV VF 電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因?yàn)橛来磐綗o(wú)齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流:由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來(lái)很有可能取代VVVF 技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng). 以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。電梯的速度要求越來(lái)越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來(lái)愈多。（3）安裝更方便、更快捷高效、安全可重復(fù)使用的無(wú)腳手架安裝，將是高層

6、電梯安裝的主要方式; 隨著新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來(lái)更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。（4）更加節(jié)能、綠色環(huán)保綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢(shì)。有專家預(yù)言“誰(shuí)最先推出綠色產(chǎn)品并搶占市場(chǎng)，誰(shuí)就掌握市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)”。發(fā)展趨勢(shì)主要有：不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無(wú)漏油、無(wú)漏水、無(wú)電磁干擾、無(wú)井道導(dǎo)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(wú)潤(rùn)滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無(wú)（少）環(huán)境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機(jī)再生發(fā)電回收技術(shù)。安裝電梯將無(wú)需安裝手腳架。電梯零件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境沒(méi)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。

7、1.2電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品, 機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體, 電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng). 機(jī)與電的高度合一, 使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品. 對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言, 傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分, 但以功能系統(tǒng)來(lái)描述, 則更能反映電梯的特點(diǎn). 下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu), 而我們的主要目的是怎樣來(lái)控制它.1. 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪等組成。曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速箱、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動(dòng)力源。曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì)重（或者兩端固定在機(jī)房上），依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是

8、分開(kāi)轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型時(shí)還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或承重梁上。當(dāng)鋼絲繩的繞繩比大于1時(shí)，在轎廂頂和對(duì)重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、2個(gè)甚至3個(gè)，這與曳引比有關(guān)。2. 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上，導(dǎo)軌架是承重導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接。導(dǎo)靴裝在轎廂和對(duì)重架上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。3. 門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開(kāi)門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成。層門設(shè)在層站入口，由門

9、扇、門導(dǎo)軌架、門靴、門鎖裝置及應(yīng)急開(kāi)鎖裝置組成。開(kāi)門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。4. 轎廂轎廂用以運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。它是由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架，由橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量或額定載客人數(shù)決定。5. 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的額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。6. 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電機(jī)、供

10、電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成，對(duì)電梯實(shí)行速度控制。 曳引電機(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。速度反饋裝置是為調(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)相聯(lián)。 調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)實(shí)行調(diào)速控制。7. 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成, 它的作用是對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開(kāi)關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急操縱箱。 控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電氣控制元件組成，是電梯實(shí)行電氣控制的集中組件。位置顯示是指轎內(nèi)和層站的

11、指層燈。層站上一般能顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站。選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運(yùn)行方向、發(fā)出加減速信號(hào)等作用。8. 安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械和電氣的各類保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全使用。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)等。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)都有。1.3電梯的類型按使用性質(zhì)分：客梯；貨梯；消防電梯按電梯行駛速度分： 高速電梯。速度大于2m/s。 中速電梯。速度在2m/s1.5m/s之間。 低速電梯。運(yùn)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(dòng)觀景相結(jié)合

12、的電梯。第2章 可編程控制器簡(jiǎn)介2.1 PLC的定義可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算, 順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)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(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其

13、軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。2.2 PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用1、主機(jī)主機(jī)部分包括中央處理器（CPU ）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。CPU 是PLC 的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如電腦、打印機(jī)等）的請(qǐng)求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。PLC 的內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。2、輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC 與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行程開(kāi)關(guān)等）的控制信號(hào)。輸出

14、接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過(guò)功放電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點(diǎn)數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC 的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn)，中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn)，大型機(jī)將超過(guò)千點(diǎn)。3、電源圖中電源是指為CPU 、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。4、編程編程是PLC 利用外部設(shè)備，用戶用來(lái)輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC 的工作情況。通過(guò)專用的PC/PPI電纜線將PLC 與電腦聯(lián)接，并利用專用的軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。5、輸入/輸出擴(kuò)展單元I/O

15、擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）連接在一起。6、外部設(shè)備接口此接口可將打印機(jī)、條碼掃描儀, 變頻器等外部設(shè)備與主機(jī)相聯(lián)，以完成相應(yīng)的操作。PLC 的基本結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖2-1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)2.3 PLC的工作原理PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC 運(yùn)行時(shí)，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(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(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)

16、的刷新等工作。PLC 的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)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(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)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(yīng)的運(yùn)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(dāng)所有指令執(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(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。2

17、.4 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)2.4.1 PLC的特點(diǎn)PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC 與普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道(字 的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器(布爾處理器 ，進(jìn)行點(diǎn)(位 運(yùn)算與控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。2.4.2 PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)(1在電梯控制中采用了PLC ，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。(2去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。(3PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。(4 PLC可

18、進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。(5用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。(6更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。2.5梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則(1觸點(diǎn)的安排梯形圖的觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。(2串、并聯(lián)的處理在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。(3線圈的安排不能將觸點(diǎn)畫在線圈右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。(4不準(zhǔn)雙線圈輸出如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時(shí)前面的輸出無(wú)效，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。(5重新編排電路如

19、果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫出它的等效電路，然后再進(jìn)行編程就比較容易。(6編程順序?qū)?fù)雜的程序可先將程序分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的程序段，每一段從最左邊觸點(diǎn)開(kāi)始，由上之下向右進(jìn)行編程，再把程序逐段連接起來(lái)。第3章 三層樓電梯PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電梯的控制要求一層呼叫按鈕PB1、二層下呼叫按鈕PB2、二層上呼叫按鈕PB3，三層呼叫按鈕PB4，一層行程開(kāi)關(guān) LS1、二層行程開(kāi)關(guān) LS2、三層行程開(kāi)關(guān) LS3；輸出信號(hào)有：電梯上升KM1、電梯下降KM2，控制要求如下：1不允許同時(shí)有兩層樓要求停電梯；2當(dāng)二層不需要停時(shí)，能越過(guò)二層直接到達(dá)所需樓層。圖31 電梯示意圖3.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

20、分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)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(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對(duì)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(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)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(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控

21、制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)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?cái)U(kuò)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(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指

22、標(biāo)。3.3電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.3.1 PLC型號(hào)選擇PLC 的種類非常繁多，不同種類之間的功能設(shè)置差異很大，這既給PLC 機(jī)型的挑選提供了十分廣闊的空間，同時(shí)也帶來(lái)了一定的難度。機(jī)型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿足要求的前提下，力爭(zhēng)最好的性價(jià)比，并有一定的升級(jí)空間?？紤]到本次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)只有3層，且開(kāi)關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般PLC 的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC 中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小，但是在設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)常碰到一些估計(jì)的指標(biāo)，在設(shè)計(jì)活動(dòng)中需要進(jìn)行局部調(diào)整，另外模塊式PLC 排除故障所需時(shí)間短；我們估算輸入輸出接口比較多；由于考慮到本

23、次設(shè)計(jì)的電梯系統(tǒng)只有3層，考慮到工廠造價(jià)，我們采用離線編程的方式，以減小軟硬件的開(kāi)銷。統(tǒng)計(jì)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)并選擇PLC 型號(hào)：輸入信號(hào)有7個(gè)，考慮到有15的備用點(diǎn)，即7×（115）8.05，取整數(shù)9，因此共需9個(gè)輸入點(diǎn)。 輸出信號(hào)有6個(gè)，考慮到有15的備用點(diǎn)，即6×（115）6.9，取整數(shù)7，因此共需7個(gè)輸出點(diǎn)。 因此可選用歐姆龍C20PCPU 類型可編程控制器，它有12個(gè)輸入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)，滿足本例的要求。3.3.2電梯PLC I/O配線表三層樓電梯輸入輸出端子分配表見(jiàn)表3¬1表3-1 三層樓電梯輸入輸出信號(hào)的I/O地址分配輸入電器 輸入端子 輸出電器 輸出端子三

24、層呼叫按鈕PB4 0002 電梯上升KM1 0501二層上呼叫按鈕PB3 0003 電梯下降KM2 0500二層下呼叫按鈕PB2 0001 三樓指示燈3F 0504一層呼叫按鈕 PB1 0004 二樓上指示燈 2F 上 0505 三層行程開(kāi)關(guān) LS3 0005 二樓下指示燈 2F 下 0507 二層行程開(kāi)關(guān) LS2 0006 一樓指示燈 1F 0506 一層行程開(kāi)關(guān) LS1 0007 3.3.3 PLC 輸入輸出接線示意圖 PLC 的輸入輸出模塊與外部用戶設(shè)備的接線方式分為匯點(diǎn)式和分割式,兩種方式的區(qū)別在于:選用匯點(diǎn)式 接法的系統(tǒng)使用的電源電壓唯一,而選用分割式接法的系統(tǒng)電源電壓不唯一.根據(jù)系

25、統(tǒng)的實(shí)際情況,輸入 輸出模塊與外部設(shè)備的接線形式均勻,具體接法如下圖 32 所示: 圖 32 PLC 輸入輸出接線圖 3.3.4 硬件的設(shè)計(jì)和選擇 這里所選擇的硬件設(shè)備主要指的是主副回路的設(shè)備選擇主要是以下設(shè)備的選型: 1:曳引電動(dòng)機(jī):電梯的種類多種多樣,按拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分有交流單速/交流雙速拖動(dòng)電梯,交流調(diào)壓調(diào)速電 梯等等.在此次設(shè)計(jì)中,將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī),它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì),更重要的是舒適感 好. 2:備用電機(jī)的選擇:備用電機(jī)只要選擇和曳引電機(jī)一樣的型號(hào)即可. 3:門電機(jī):只要滿足功率要求,門電機(jī)選用一般三相異步電動(dòng)機(jī)即可.如圖中所示電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 門的開(kāi)關(guān),采用星角降壓?jiǎn)?/p>

26、動(dòng),KS 為速度繼電器,用來(lái)對(duì)開(kāi)關(guān)門到頭時(shí)制動(dòng),防止轎,廳門的損壞. 基于以上考慮,部分硬件的選擇結(jié)果如下: 曳引電機(jī)型號(hào):YDDL160L-6/8 額定功率:11KW 額定電壓:380V 額定電流:23A 功率因數(shù):0.83 備用曳引電機(jī)選型通上 門電動(dòng)機(jī)型號(hào):Y100L-2 額定功率:3KW 額定電壓:380V 額定電流:7A 功率因數(shù):0.87 主電路部分電器型號(hào)的選擇結(jié)果如下: 交流接觸器:CJ20-25 熔斷器:BLR1-63/3P 分?jǐn)嗄芰?50000A 熱繼電器:JR16-20/3D 熔斷式刀開(kāi)關(guān):HH4-30/3-25 門電路部分電器型號(hào)的選擇如下: 交流接觸器:TYC2-12

27、-9 熔斷器:BLR1-63/3P-14 熱繼電器:JR16-20/3 熔斷式刀開(kāi)關(guān):HH3-15/2-10 3.4 電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.4.1 程序設(shè)計(jì)思路 所設(shè)計(jì)的電梯模型共三層,電梯每層的樓廳均設(shè)有按鈕召喚電梯;電梯內(nèi)部設(shè)有按鈕以便乘客選擇要到達(dá) 的樓層,還設(shè)有開(kāi)關(guān)門按鈕,方便乘客進(jìn)出電梯.工作中的電梯控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)各種呼梯信號(hào)和 當(dāng)前電梯運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析,再確定下一個(gè)工作狀態(tài).為實(shí)現(xiàn)電梯自動(dòng)控制,要求控制系統(tǒng)具有自動(dòng) 定向,順向截梯,反向保號(hào),外呼指令記憶,停梯銷號(hào),自動(dòng)開(kāi)關(guān)門,自動(dòng)報(bào)警,手動(dòng)開(kāi)關(guān)門等. 具體設(shè)計(jì)思路為: 當(dāng)電梯停于一樓或二樓時(shí),按 PB3,則電梯上升

28、到 LS3 停止; 當(dāng)電梯停于三樓或二樓時(shí),按 PB1,則電梯下降到 LS1 停止; 當(dāng)電梯停于一樓,按 PB2,則電梯上升到 LS2 停止; 當(dāng)電梯停于三樓,按 PB2,則電梯下降到 LS2 停止; 當(dāng)電梯停于一樓,而二,三樓均有人呼叫時(shí),電梯上升到 LS2 時(shí)停 5 秒,然后繼續(xù)上升到 LS3 停止; 當(dāng)電梯停于三樓,而一樓,二樓均有人呼叫時(shí),電梯下降到 LS2 時(shí)停 5 秒,然后繼續(xù)下降到 ls1 停止; 當(dāng)電梯上升途中,任何反方向的下降信號(hào)無(wú)效,當(dāng)電梯下降途中,任何反方向的上升呼叫無(wú)效; 每層樓之間的到達(dá)時(shí)間均應(yīng)在 10 秒之內(nèi),否則電梯停止. 3.4.2 三層樓電梯梯形圖程序 三層電

29、梯梯形圖程序如圖 33 所示: 圖 33 PLC 控制的電梯梯形圖 如圖 33 所示,中間繼電器 1003,1004 用來(lái)處理在同方向同時(shí)有兩層樓呼叫的情況,1003 用來(lái)記憶二樓 的呼叫信號(hào),在電梯行到二樓時(shí),1004 為 ON 5 秒鐘,使電梯停 5 秒后再運(yùn)行. 3.4.3 三層樓電梯指令表 LD OR 0002 0504 0005 AND NOT OUT LD OR 0504 0003 0505 0006 AND NOT OUT LD OR 0505 0001 0507 0001 AND NOT OUT LD OR 0507 0004 0506 0007 AND NOT OUT LD

30、OR 0506 0003 1003 1300 1301 AND NOT DIFU LD DIFU LD 0007 1302 0507 0007 AND NOT LD 0506 1004 AND NOT OR LD AND NOT 0501 AND NOT OUT LD TIM001 0500 0505 0005 AND NOT LD 0504 1004 AND NOT OR LD AND NOT AND NOT OUT LD 0500 TIM001 0501 0005 0006 0007 AND NOT AND NOT TIM 001 #0100END PLC 電梯控制系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)電與弱電的混合系

31、統(tǒng),因此在控制柜的元件布置和走線上應(yīng)有相 應(yīng)的考慮.PLC 主機(jī)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱設(shè)備即變頻器,盡量將發(fā)熱設(shè)備安置在 PLC 的上方.動(dòng)力線與 PLC 的輸入,輸出線分開(kāi),接觸器和 PLC 相隔一定的距離,以減少電磁干擾.并聯(lián)阻容吸收裝置或放電二極管, 以消除電磁噪聲.調(diào)試主要包括以下方面: 一, 調(diào)試前的準(zhǔn)備工作: 1.機(jī)房?jī)?nèi)曳引鋼絲繩與樓板等孔洞的處理: 機(jī)房?jī)?nèi)曳引鋼線繩與樓板孔洞每邊間隙應(yīng)為 2040 毫米,通向井道的孔洞四周應(yīng)筑一高 50 毫米以上,寬 度適當(dāng)?shù)呐_(tái)階.限速器鋼絲繩,選層器鋼帶,極限開(kāi)關(guān)鋼絲繩通過(guò)機(jī)房樓板時(shí)的孔洞與曳引鋼絲繩同樣要 求處理. 2.清除調(diào)試電梯的一切障礙物: (1 拆除井道中余留的腳手架和原安裝電梯時(shí)留下的雜物, 如樣板架等, 清除井道, 地坑內(nèi)的雜物和垃圾. (2清除轎廂內(nèi),轎頂上,轎門,層門地坎槽中的雜物和垃圾. (3清除一切阻礙電梯運(yùn)動(dòng)的物件. 3.安全檢查: 在轎廂與對(duì)重懸掛在曳引輪上后,在拆除起吊轎廂手拉葫蘆和保險(xiǎn)鋼絲繩前,電梯轎廂必須已裝好可靠的 限速器安全鉗超速保護(hù)安全裝置,以防萬(wàn)一轎廂打滑下墜,釀成事故.這是一個(gè)先決條件,否則就 不能拆除保險(xiǎn)鋼絲