三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)(論文)三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)THREELAYERSOFTHEELEVATORPLCCONTROLSYSTEMDESIGN學(xué)生姓名學(xué)院名稱信電工程學(xué)院學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師年月日徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)Ⅰ摘要本論文闡述了可編程控制器PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了3層樓電梯的PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、I/O分配表、電梯的控制梯形圖及指令表，并給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖。在分析處理隨機(jī)信號(hào)邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了PLC的編程方法，設(shè)計(jì)了一套完整的電梯控制系統(tǒng)方案。

電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器(PLC)，功能變化靈活，編程簡(jiǎn)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(qiáng)，控制箱占地面積少，使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適。本課程設(shè)計(jì)基于西門子（SIEMENS）S7-200PLC對(duì)三層電梯的控制進(jìn)行了模擬，形成了電梯升降的系統(tǒng)PLC在電梯升降的過程中，主要體現(xiàn)在邏輯開關(guān)的功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、記數(shù)、定時(shí)以及輸出輸入輸出的功能，在電梯升降的過程中各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)了控制。關(guān)鍵詞PLC；電梯控制；程序設(shè)計(jì)；梯形圖目錄1緒論 11.1背景知識(shí) 11.1.1電梯基本結(jié)構(gòu) 11.2課程設(shè)計(jì)目的 31.3課程設(shè)計(jì)要求 31.4課程設(shè)計(jì)任務(wù) 41.4.1控制要求 41.4.2系統(tǒng)分析 41.4.3硬件設(shè)計(jì) 41.4.4軟件設(shè)計(jì) 42電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 52.1模擬設(shè)備面板圖展示 52.2選擇機(jī)型 62.3I/O分配表 62.4PLC外部接線圖 72.5電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù) 82.5.1短路保護(hù) 82.5.2過載保護(hù) 82.5.3失電壓保護(hù) 82.5.4超程保護(hù) 93電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 103.1軟件設(shè)計(jì)流程圖 103.2源代碼設(shè)計(jì) 103.3MCGS組態(tài)設(shè)計(jì) 153.4系統(tǒng)調(diào)試 17結(jié)論 18致謝 19參考文獻(xiàn) 201緒論1.1背景知識(shí)隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動(dòng)化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人民生活水平的不斷提高，電能供需矛盾日益突出，節(jié)電呼聲日益高漲。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載消耗的電能占總耗電量的70%以上。因此，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能具有特別的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有：一是提高電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，如風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速是以提高負(fù)載運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施，再如電梯曳引機(jī)采用變頻調(diào)速取代異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速是以提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行為目標(biāo)的節(jié)能措施；二是將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能（動(dòng)能、勢(shì)能）通過能量回饋器變化成電能（再生電能）并回送給交流電網(wǎng)，供附近其他用電設(shè)備使用，使電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)消耗電網(wǎng)電能下降，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制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(jī)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(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)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(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。由PLC控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局PLC是集計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語言，控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通過對(duì)電梯控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，可以更加深入的了解和認(rèn)識(shí)PLC技術(shù)的核心和未來發(fā)展的方向。1.1.1電梯基本結(jié)構(gòu)從總的來講，電梯由機(jī)械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成：而電器部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)邏輯功能控制系統(tǒng)和電器安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。曳引系統(tǒng)電梯曳引系統(tǒng)的功能是輸出傳動(dòng)和傳遞動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩導(dǎo)向輪和反繩輪組成。(1)曳引機(jī)曳引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)能，由電動(dòng)機(jī)、曳引輪和電磁制動(dòng)器組成。(2)曳引鋼絲繩曳引鋼絲繩由曳引鋼絲、繩股和繩心組成。(3)導(dǎo)向輪和反向輪導(dǎo)向輪是將鋼絲繩向?qū)χ鼗蜣I廂的鋼絲繩輪，安裝在曳引機(jī)架或承重梁上。反繩輪是設(shè)置再機(jī)房上的定滑輪，其作用是根據(jù)需要，將曳引鋼絲繩繞過反繩輪，用以構(gòu)成不同的曳引繩傳動(dòng)比。(4)根據(jù)電梯的使用要求和建筑物具體情況，電梯曳引繩傳動(dòng)比、曳引繩在曳引輪上的纏繞方式以及曳引機(jī)的安裝位置都有所不同。2.橋廂和門系統(tǒng)(1)轎廂轎廂是用來安全運(yùn)送乘客及物品到目的的箱體裝置，它的運(yùn)行軌跡是在曳引機(jī)鋼絲繩的牽引下沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行。(2)門系統(tǒng)電梯門分為轎廂門和廳門,轎廂門是用來封住出入口，廳門是為了確保在候梯廳的安全而設(shè)置的開閉裝置只有在轎廂停層和平層時(shí)才能被打開。3.重量平衡系統(tǒng)對(duì)重是平衡轎廂重量的平衡重，與轎廂分別懸掛在曳引鋼絲繩的兩端。對(duì)重由以槽鋼為主所構(gòu)成的對(duì)重架和用灰鑄鐵制造的對(duì)重快組成。轎廂側(cè)的重量為轎廂自重與負(fù)載之和，而負(fù)載的大小卻在空載與額定負(fù)載之間隨機(jī)變化。因此只當(dāng)轎廂自重與載重之和等于對(duì)重重量時(shí)，電梯才處于完全平衡狀態(tài)。此時(shí)的載重稱為電梯的平橫點(diǎn)，而在電梯處于負(fù)載變化范圍內(nèi)的相對(duì)平衡狀態(tài)時(shí)，應(yīng)使曳引繩兩端張力的差值小于由曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力所限定的最大值，以保證電梯曳引傳動(dòng)系統(tǒng)工作正常。4.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，導(dǎo)軌用來在井道中確定轎廂與對(duì)重的相互位置，并對(duì)他們的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用。5.保護(hù)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代電梯的運(yùn)行必須保證安全。為此，設(shè)置了由電氣安全保護(hù)裝置和機(jī)械安全保護(hù)裝置組成的電梯安全保護(hù)系統(tǒng)。(1)電氣安全保護(hù)裝置為了保證電梯的安全運(yùn)行，在井道中設(shè)置有終端超越保護(hù)裝置。實(shí)際上，這是一組防止電梯超越下端或上端站的行程開關(guān)，能在轎廂或?qū)χ刈驳住_頂之前，通過轎廂打板直接觸碰這些開關(guān)來切斷控制電路或總電源，在電磁制動(dòng)器的制動(dòng)抱閘作用下，迫使電梯停止運(yùn)行。(2)機(jī)械安全保護(hù)裝置當(dāng)電梯電氣控制系統(tǒng)由于出現(xiàn)故障而失靈時(shí)，會(huì)造成電梯超速運(yùn)行。如果電氣超速保護(hù)系統(tǒng)也失靈，甚至電磁制動(dòng)器也不起作用，就會(huì)使電梯失控而出現(xiàn)“飛車”，甚至?xí)霈F(xiàn)曳引鋼絲繩嚴(yán)重打滑等嚴(yán)重事故，這時(shí)就要靠機(jī)械安全保護(hù)裝置提供最后的安全保護(hù)。對(duì)于電梯超速的失控現(xiàn)象的機(jī)械安全保護(hù)裝置是限速器和安全鉗，這兩種裝置總是相互配合使用。6.電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)、速度反饋裝置、電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)和拖動(dòng)電源系統(tǒng)等部分組成。其中曳引電動(dòng)機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力；速度反饋裝置是為電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度實(shí)測(cè)信號(hào)的裝置，一般為與電動(dòng)機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)的測(cè)速發(fā)電機(jī)，或電光脈沖發(fā)生器。7.運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置、操縱裝置、平呈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（屏）上。1.2課程設(shè)計(jì)目的1.了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟和設(shè)計(jì)原則。2.通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。3.本次課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)，在獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊(cè)、工具書的能力，上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。1.3課程設(shè)計(jì)要求1.確定控制方案，設(shè)計(jì)電氣控制裝置的主電路。2.應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個(gè)步驟：(1)選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；(2)根據(jù)工藝流程圖繪制順序功能圖；(3)列出PLC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；(4)設(shè)計(jì)梯形圖并進(jìn)行必要的注釋；(5)輸入程序并進(jìn)行室內(nèi)調(diào)試及模擬運(yùn)行。3.設(shè)計(jì)電氣控制裝置的照明、指示及報(bào)警等輔助電路。系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。4.選擇電氣元件的型號(hào)和規(guī)格，列出電氣元件明細(xì)表。選擇電氣元件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品。5.繪制正式圖樣，要求用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用STEP7-Micro/Win32編程軟件編寫梯形圖。要求圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應(yīng)按電氣控制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定繪制。6.編寫設(shè)計(jì)說明書及使用說明書。內(nèi)容包括闡明設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)過程，附上設(shè)計(jì)過程中有關(guān)計(jì)算及說明，說明操作過程、使用方法及注意事項(xiàng)，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對(duì)自己設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)或改進(jìn)意見等。1.4課程設(shè)計(jì)任務(wù)1.4.1控制要求1.電梯由安裝在個(gè)樓層電梯口的上升下降呼叫按鈕（U1、U2、D2、D3），電梯橋廂內(nèi)樓層選擇按鈕（S1、S2、S3），上升下降指令（UP、DOWN）,各樓層到位行程開關(guān)（SQ1、SQ2、SQ3）組成。電梯在上升過程中只響應(yīng)向上的呼叫，在下降的過程中只響應(yīng)向下的呼叫，電梯向上或向下的還哦執(zhí)行完成后再執(zhí)行反向呼叫。2.電梯等待呼叫時(shí)，同時(shí)有不同呼叫時(shí)，誰先呼叫執(zhí)行誰。3.具有呼叫記憶、內(nèi)選呼叫指示功能。4.具有樓層顯示、方向指示、到站聲音提示功能。1.4.2系統(tǒng)分析為了實(shí)現(xiàn)上述要求，首先列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖，然后選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力。根據(jù)控制要求，編寫梯形圖及語句表，調(diào)試程序直到準(zhǔn)確無誤。1.4.3硬件設(shè)計(jì)1.列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I/O接線圖；2.選擇PLC的機(jī)型及I/O模塊的型號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)配置并校驗(yàn)主機(jī)的電源負(fù)載能力；3.設(shè)計(jì)必要的安全保護(hù)措施，例如，短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)、超程保護(hù)等。1.4.4軟件設(shè)計(jì)1.采用模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，首先將整個(gè)軟件分成若干功能模塊；2.編寫控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖；3.繪制各種電路圖；4.編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試；5.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；6.編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行。2電梯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1模擬設(shè)備面板圖展示圖2-1面板圖如圖2-1，其中S1、S2、S3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選按鈕；D2、D3分別為二層、三層電梯外下降呼叫按鈕；U1、U2分別為一層、二層電梯外上升呼叫按鈕；SQ1、SQ2、SQ3分別為一層、二層、三層行程開關(guān)，模擬實(shí)際電梯位置傳感器的作用。L1、L2、L3分別為一層、二層、三層電梯位置指示燈；DOWN為電梯下降狀態(tài)指示燈；UP為電梯上升狀態(tài)指示燈；SL1、SL2、SL3分別為轎廂內(nèi)一層、二層、三層電梯內(nèi)選指示燈。2.2選擇機(jī)型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，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對(duì)于開關(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10個(gè)，考慮到有15％的備用點(diǎn)，即10×（1＋15％）＝11.5，取整數(shù)11，因此共需11個(gè)輸入點(diǎn)。輸出信號(hào)有9個(gè)，考慮到有15％的備用點(diǎn)，即9×（1＋15％）＝10.35，取整數(shù)10，因此共需10個(gè)輸出點(diǎn)。因此可選用CPU224類型可編程控制器，它有14個(gè)輸入點(diǎn)，10個(gè)輸出點(diǎn)，滿足本例的要求。2.3I/O分配表表2-3I/O分配表序號(hào)PLC地址（PLC端子）電氣符號(hào)（面板端子）功能說明I0.3S3三層內(nèi)選按鈕I0.2S2二層內(nèi)選按鈕I0.1S1一層內(nèi)選按鈕I0.7D3三層下呼按鈕I0.5D2二層下呼按鈕I0.6U2二層上呼按鈕I0.4U1一層上呼按鈕I1.2SQ3三層行程開關(guān)I1.1SQ2二層行程開關(guān)續(xù)表2-3序號(hào)PLC地址（PLC端子）電氣符號(hào)（面板端子）功能說明I1.0SQ1一層行程開關(guān)Q0.3L3三層指示Q0.2L2二層指示Q0.1L1一層指示Q1.0DOWN轎廂下降指示Q1.1UP轎廂上升指示Q0.4UP1一層呼叫燈Q0.5DN2二層向下呼叫燈Q0.6UP2二層向上呼叫燈Q0.7DN3三層呼叫燈主機(jī)1M、面板V+接電源+24V電源正端主機(jī)1L、2L、3L、面板COM接電源GND電源地端表2-3電梯由安裝在各樓層門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1～S3，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示，SQ1～SQ3為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在由一層運(yùn)行至三層的過程中，在二層轎箱外呼叫時(shí)，若按二層上升呼叫按鈕，電梯響應(yīng)呼叫；若按二層下降呼叫按鈕，電梯運(yùn)行至二層時(shí)將不響應(yīng)呼叫運(yùn)行至三層，然后再下降，響應(yīng)二層下降呼叫按鈕。2.4PLC外部接線圖圖2-4PLC外部接線圖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。2.5電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù)電梯控制系統(tǒng)的安全保護(hù)主要包括四個(gè)方面：短路保護(hù)、過載保護(hù)、失電壓保護(hù)和超程保護(hù)等。2.5.1短路保護(hù)短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。2.5.2過載保護(hù)采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值得電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載時(shí)，熱繼電器才會(huì)動(dòng)作，用它的常閉觸頭使控制電路斷電。2.5.3失電壓保護(hù)通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓（如停電）時(shí)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會(huì)自行通電，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)自行啟動(dòng)，只有在操作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。2.5.4超程保護(hù)超程也叫超行程，術(shù)語多用于電力設(shè)備斷路器。超程是真空開關(guān)觸頭完全閉合后，動(dòng)或靜觸頭所能移動(dòng)的距離。超程的作用主要有以下幾點(diǎn)：1.保證觸頭在電磨損后仍能保持一定的接觸壓力；2.觸頭閉合時(shí)能利用觸頭彈簧力緩沖，減小彈跳；3.在觸頭分閘時(shí)，使動(dòng)觸頭獲得一定的初始的動(dòng)能，拉斷熔焊點(diǎn)，提高初始分閘速度，減小燃弧時(shí)間，從而提高介質(zhì)恢復(fù)的速度。如果超程太小，就不能保證觸頭在燒損后應(yīng)有的觸頭壓力，同時(shí)，初始分閘速度變小，會(huì)影響真空開關(guān)的開斷關(guān)合和動(dòng)熱穩(wěn)定性能，甚至產(chǎn)生重合閘彈振。若超程太大，會(huì)增加操作機(jī)構(gòu)的合閘功，使合閘變得極不可靠。真空開關(guān)的超程取額定開距的15%～40%左右，10kV級(jí)真空開關(guān)的超程一般取3～4mm?，F(xiàn)在的真空開關(guān)動(dòng)靜觸頭之間的接觸一般采用平板接觸，要保證接觸良好，就要保證相當(dāng)?shù)慕佑|壓力，超程是指開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸后，觸頭彈簧的壓縮行程，其目的是為了保證接觸壓力，從而保證開關(guān)接觸良好。3電梯控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖圖3-1軟件設(shè)計(jì)圖如圖3-1，電梯啟動(dòng)時(shí)，檢測(cè)電梯是否停在二或三樓層且有呼叫信號(hào)，如果是就等待呼叫信號(hào)，如果不是時(shí)，電梯自動(dòng)下降到一層等待呼叫信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到有呼叫信號(hào)時(shí)，例如：電梯停在一層時(shí)檢測(cè)到三層呼叫信號(hào)，電梯離開一層經(jīng)過二層，接著到達(dá)三層，電梯停止。當(dāng)電梯停前檢測(cè)到呼叫信號(hào)，例如：電梯停在一層時(shí)檢測(cè)到三層呼叫信號(hào)，電梯離開一層經(jīng)過二層，準(zhǔn)備到達(dá)三層時(shí)檢測(cè)到二層呼叫信號(hào)，電梯停在三層后繼續(xù)下降到二層等待呼叫信號(hào)。3.2源代碼設(shè)計(jì)及MCGS組態(tài)設(shè)計(jì)由于PLC是由取代繼電器開始產(chǎn)生并發(fā)展起來的，且早期的PLC絕大部分用于順序控制，于是許多人習(xí)慣把PLC看作是繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的集合。把PLC的作用局限地等同于繼電控制系統(tǒng)順控器等，其實(shí)PLC就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)PLC系統(tǒng)具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能，大型的PLC系統(tǒng)就是當(dāng)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。小型的PLC由于運(yùn)算速度及存貯容量的限制．功能自然稍弱。但為了使PLC在其基本邏輯功能順序步進(jìn)功能之外具有更進(jìn)一步的特殊功能．以盡可能多地滿足PLC用戶的特殊要求，從80年代開始PLC制造商就逐步地在小型PLC中加入一些功能指令或稱為應(yīng)用指令。這些功能指令實(shí)際上就是一個(gè)個(gè)功能不同的子程序。隨著芯片技術(shù)的進(jìn)步，小型PLC的運(yùn)算速度、存貯容量不斷增加，其功能指令的功能也越來越強(qiáng)。許多技術(shù)人員夢(mèng)寐以求甚至以前不敢想象的功能，通過功能指令就成為極容易實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)．從而大大提高了PLC的實(shí)用價(jià)值。具體程序如下：3.3MCGS組態(tài)設(shè)計(jì)MCGS是一套基于windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。

該界面是用來在教學(xué)過程中演示三層電梯工作過程的，全部的運(yùn)行都在MCGS上控制完成，也就是說用MCGS代替了PLC的程序控制運(yùn)行過程，所以制作簡(jiǎn)單，且能很好的展示PLC實(shí)訓(xùn)目標(biāo)。具體步驟如下：1.建立MCGS工程進(jìn)入組態(tài)環(huán)境后，建立新工程，在菜單“文件”中選擇“工程另存為”選項(xiàng)，把新建工程存為：D：\MCGS\WORK\三層電梯演示。2.設(shè)計(jì)畫面流程新建窗口，設(shè)置窗口屬性后，進(jìn)入動(dòng)畫編輯窗口。繪制三層電梯演示界面如下：圖3-1電梯演示圖3.動(dòng)畫鏈接由對(duì)象搭制而成的圖像界面是靜止不動(dòng)的，需要對(duì)這些對(duì)象元件進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)地描述外界對(duì)象的狀態(tài)變化，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中元件對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，元件對(duì)象的外觀和運(yùn)動(dòng)特性，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖像的動(dòng)態(tài)效果。(1)指示燈的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊五層電梯組態(tài)設(shè)計(jì)窗口進(jìn)入，選中一層內(nèi)選指示圖標(biāo)并雙擊，彈出單元屬性設(shè)置窗口。圖3-2指示燈屬性設(shè)置(2)轎廂屬性設(shè)置雙擊界面中表示電梯上升下降的轎廂，彈出屬性設(shè)置窗口，屬性設(shè)置如下：圖3-3轎廂屬性設(shè)置(3)數(shù)值型變量的設(shè)置數(shù)值型變量一共有六個(gè)，以變量F1LEFT為例：一層左門的屬性設(shè)置如下圖所示。圖3-4數(shù)值型變量屬性設(shè)置3.4系統(tǒng)調(diào)試1.檢查實(shí)訓(xùn)設(shè)備中器材及調(diào)試程序。2.按照I/O端口分配表或接線圖完成PLC與實(shí)訓(xùn)模塊之間的接線，認(rèn)真檢查，確保正確無誤。3.打開示例程序或用戶自己編寫的控制程序，進(jìn)行編譯，有錯(cuò)誤時(shí)根據(jù)提示信息修改，直至無誤，用PC/PPI通訊編程電纜連接計(jì)算機(jī)串口與PLC通訊口，打開PLC主機(jī)電源開關(guān)，下載程序至PLC中，下載完畢后將PLC的“RUN/STOP”開關(guān)撥至“RUN”狀態(tài)。4.將行程開關(guān)“SQ1”撥到ON，“SQ2”、“SQ3”撥到OFF，表示電梯停在底