應用PLC對Z3050搖臂鉆床電控系統(tǒng)進行技術改造的方法
傳統(tǒng)機床配套的電控系統(tǒng)以繼電器、接觸器的硬接線為基礎，技術上比較落后，特別是其觸點的可靠性問題，直接影響了產品質量和生產效率。介紹應用PLC對Z3050搖臂鉆床電控系統(tǒng)進行技術改造的方法�！ ∫弧⒁浴 鹘y(tǒng)機床控制系統(tǒng)基本上采用交流繼電接觸器控制方式，可靠性較差。存在觸點壽命低、故障率高、線路維護困難等缺點�？删幊绦蚩刂破�(PLC)是以微處理器為基礎，綜合計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展起來的一種工業(yè)自動控制裝置，應用靈活、可靠性高、維護方便。應用PLC對傳統(tǒng)機床控制系統(tǒng)進行改造可取得良好效果。本文試探討應用三菱公司的FX2N-32MR型PLC對Z3050型搖臂鉆床的繼電-接觸器控制線路進行改造的方法。 二、問題的提出 Z3050型搖臂鉆床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等組成。為簡化傳動裝置，搖臂鉆床的運動部件使用多電機拖動，共有四臺電動機：主軸電動機M1，搖臂升降電動機M2，液壓泵電動機M3，冷卻泵電動機M4�！ ≈鬏S箱上裝有4個按鈕：SB1、SB2、SB3與SB4，它們分別是主軸電動機停止、起動按鈕，搖臂上升、下降按鈕。主軸箱移動手輪上裝有2個按鈕SB5、SB6，分別為主軸箱、立柱松開按鈕和夾緊按鈕。
(一)Z3050搖臂鉆床的電氣控制線路分析(如圖1) 1．主軸電動機M1的控制 按起動按鈕SB2→接觸器KM1吸合并自鎖→主軸電動機M1啟動運行，同時指示燈HL3顯亮。按停止按鈕SB1→KM1釋放→M1停止，同時指示燈HL3熄滅�！ �2．搖臂升降控制 按下上升點動按鈕SB3→時間繼電器KT線圈得電→搖臂上升到位后，松開按鈕SB3→KM2和KT同時斷電釋放→M2停止，搖臂停止上升→由于KT線圈失電，經1～3秒延時，其延時閉合的常閉觸點復位→KM5吸合→液壓泵電機反轉→壓力油經分配閥體進入搖臂的“夾緊油腔”搖臂夾緊。同時，活塞桿通過彈簧片使SQ3的動斷觸點斷開→KM5斷電釋放→液壓泵電機停止，最終完成搖臂的“松開－上升－夾緊”的整套動作�！ u臂的下降由SB4控制KM3，啟動M2反轉來實現(xiàn)，與搖臂上升過程類似�！ ∑渲校瑩u臂的松開及夾緊到位分別由行程開關SQ2及SQ3的動作發(fā)出信號。搖臂升降的上下限位保護分別由SQ1及SQ5實現(xiàn)。KT為斷電延時型時間繼電器，其作用是在搖臂升降到位后，延時1～3S再起動M3將搖臂夾緊。 3．立柱和主軸箱的夾緊與松開控制 SB5和SB6分別為松開與夾緊控制按鈕，由它們點動KM4、KM5，去控制M3的正、反轉，由于SB5、SB6的動斷觸點(5－21－22)串聯(lián)在YA線圈支路中。所以在操作SB5、SB6點動M3的過程中，電磁閥YA斷電，液壓泵供出的壓力油進入主軸箱和立柱的松開、夾緊油腔，而不進人搖臂松開夾緊油腔，進而推動松、緊機構實現(xiàn)主軸箱和立柱的松開、夾緊，同時“松開/夾緊指示燈”HL1或HL2亮。 (二)控制線路的常見問題 Z3050型搖臂鉆床的工作過程是由電氣、機械、液壓系統(tǒng)配合實現(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，這是造成經常待機維修的主要因素。例如：若時間繼電器KT線圈斷線，或其動合觸點閉合時接觸不良，則可導致?lián)u臂松開的專用電路故障；若接觸器KM4主觸點接觸不良，或KM5的動合互鎖觸點接觸不良等則會使主軸箱和立柱的松開不正常等等�！ 〈朔N常見故障可由器件本身故障造成，也可由觸點老化、連接點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實現(xiàn)控制功能，即用“存儲邏輯”取代繼電器-接觸器系統(tǒng)的“接線邏輯”，則在控制電路中，不存在觸點老化，觸點接觸不良，接點虛焊等現(xiàn)象，具有很高的可靠性。下面就試述用PLC對其進行控制線路的改造的方法�！ ∪⒂肞LC進行控制線路的改造 (一)分析控制對象 前面已分析了機床控制系統(tǒng)的動作過程。在用PLC控制系統(tǒng)時，為節(jié)省I/O點，主軸電機的過載保護熱繼電器FR1及液壓泵電機的過載保護熱繼電器FR2的動斷觸點串聯(lián)接入PLC，共用一個輸入點。冷卻泵由組合開關QS2直接啟動，不接入PLC。各指示燈與相應的接觸器并聯(lián)輸出或直接由相應開關控制，不單獨占用輸出點�！ �(二)PLC選型及分配I/O點 根據(jù)控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)量的情況，選用三菱公司的FX2N-32MR型PLC。I／O設備及I／O點分配如表1所示。
(三)外部接線圖 為了提高信號的準確性，避免由于機器機械振動等原因使常閉觸點脫開而給出錯誤指令，PLC輸入端的信號元件SB1，SQ1，SQ5，SQ2，SQ3等在傳統(tǒng)控制線路中使用常閉觸頭的，都改用常開觸頭，而在PLC的程序中做相應調整�！ �(四)程序設計 由于搖臂上升和下降都需要先松開搖臂，同時也都受“升降限位→開關”的限位保護，所以可以用這些條件去控制PLC內的一個虛擬輔助繼電器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)的標志，從而簡化后續(xù)程序的設計。 另外，前文已經分析：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SB3則搖臂停止上升。同時時間繼電器KT斷電釋放，經1S－3S時間的延時后，其延時閉合的觸點動作閉合使液壓泵電機反向旋轉，最終使搖臂夾緊(下降過程類似)。因而程序中需要一個“斷電延時型”的時間繼電器，而PLC里的時間繼電器都是屬于“通電延時型”，所以需要通過一個程序段構造一個“斷電延時型”的時間繼電器。 如圖3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，其常閉觸點復位閉合，T0得電開始定時，定時時間到了之后，T0的常閉觸點才動作斷開，這時M1才失電；即T0成了一個“斷電延時型”的時間繼電器，M1也有了“失電延時斷開”的功能。 根據(jù)上述的分析及原來的繼電器系統(tǒng)控制線路圖，結合“翻譯法”可以很方便的設計出PLC的梯形圖�！ �(五)調試運行 寫好程序后，先利用計算機軟件模擬運行，修改、完善程序，確定能實現(xiàn)原線路的各種功能后，再與機床聯(lián)機調試運行�！ ∷摹⒔Y束語 改造后的機床PLC控制系統(tǒng)比原來的繼電接觸器控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點：用程序實現(xiàn)器件的“軟連接”，節(jié)省了電氣元件、導線等材料，減少了硬件接線的工作量，縮短設計周期；PLC控制系統(tǒng)便于運行監(jiān)控，檢查和排除故障，減少平時維護的工作量；提高了控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，降低了故障率�！ 】删幊绦蚩刂破鲬渺`活、編程容易，應用PLC對傳統(tǒng)控制方式的機床進行改造可取得良好的效果。目前已廣泛應用于傳統(tǒng)工業(yè)技術改造和工業(yè)新產品的設計中
基于PLC的步進電機主機調速控制
在船舶航行中，對主機轉速的控制是船舶駕駛的一個主要操作方面。不同的船舶上有不同的調速控制方式，在小型船舶上，一般都是通過推拉軟軸實現(xiàn)調速，這種控制方式最簡單，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速，早期的遙控方式一般是氣控調速，后來隨著科學技術的不斷進步，電氣自動化控制在工業(yè)控制和生產中被越來越廣泛地應用，一種新型的主機調速裝置即電控調速正逐漸被越來越廣泛地應用。為適應科技發(fā)展的潮流，縮短與國外同行的差距，本文開發(fā)了全新的電控調速裝置。
主機電控調速裝置是專門應用于對主機油門進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，尤其運用于無氣源供給的小型船舶上。主機油門調速裝置是全回轉舵槳配套的產品，從最初至今，油門控制一直采用氣控調速，對比于氣控調速，電控調速具有設備安裝簡單、調速精度高、控制更加可靠等優(yōu)點。
電控調速裝置是集機械、電氣、軟件為一體的機電一體化系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用電位器傳感、PLC控制、步進電機執(zhí)行的開環(huán)控制方式。由于主機能否正常調速是船舶安全航行的一個必要條件，為了提高整個系統(tǒng)的可靠性，考慮到機艙工作環(huán)境惡劣，利用步進電機接收數(shù)字脈沖的特性，去掉了反饋裝置，實行開環(huán)控制，比傳統(tǒng)的閉環(huán)控制方式更加簡潔、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)控制方式為開環(huán)，整個系統(tǒng)由控制手柄、控制及驅動器件、步進電機、機械執(zhí)行機構組成。主機轉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處理后送入S7—200PLC，發(fā)出控制指令給步進電機驅動器，驅動器驅動步進電機旋轉，并由機械執(zhí)行機構將步進電機的角位移轉換成直線位移，通過軟軸推拉主機油門，實現(xiàn)主機調速。
2)步進電機及其驅動，步進電機是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機，由于它可以直接接收計算機來的數(shù)字脈沖信號，而不需要進行數(shù)／模轉換，所以用起來非常方便，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就可控制步進電機的轉速和轉向。步進電機角位移與控制脈沖精確同步，在無需反饋控制而要求有準確位置的應用場合，是一種重要的機電執(zhí)行裝置。正因為步進電機的以上特點，在該系統(tǒng)中為了使控制更加簡單、可靠，采用2相4拍混合式步進電機進行開環(huán)控制，其步距角1.8°，在實際使用中可進行細分驅動，使運轉更加平穩(wěn)，定位精度更高。步進電機驅動器選用成熟產品北京森創(chuàng)20403，只需接收來自步進驅動器的脈沖、轉向、使能控制信號，通過手柄電位器的旋轉控制發(fā)送的脈沖個數(shù)，可實現(xiàn)步進電機精確定位。
3)機械執(zhí)行機構該執(zhí)行機構中，通過絲桿螺母機構將步進電機的角位移轉換為螺母的直線位移，由滑動螺母帶動推拉軟軸直線運動，軟軸的另一端連接在主機油門上，由此實現(xiàn)主機調速�；鶞识ㄎ婚_關用于調節(jié)主機的怠速，最大限位開關用于限制最大轉速。上限開關和最大極限開關都是電子式接近開關，當檢測板移動到距離基準定位開關的端部2mm時，該開關就會動作，發(fā)出控制信號，步進電機會停止轉動，此時主機油門處于怠速位置。上限開關與下限開關相同，功能為防止主機超過限定的轉速，當移動板前移至上限開關動作時，立即停止向前(加速方向)移動，此時繼續(xù)向下旋轉操作手柄，檢測板不會動作，只有將旋轉操作手柄抬起時，檢測板會向后(減速方向)移動。
下限開關作為起始定位開關，在整個系統(tǒng)中尤為重要，因此增加下限開關2作為下限開關1的備用，當下限開關l出現(xiàn)故障時，下限開關2會自動代替下限開關1工作，同時發(fā)出下限開關1的故障報警，此時整個系統(tǒng)仍然可以正常工作，但是為保證系統(tǒng)的可靠性，應及時更換下限開關1。下限開關1和下限開關2的相對位置出廠前已經固定好，不得隨意改動，下限開關2的工作位置應比下限開關1稍后0.5mm左右，當下限開關1正常時，下限開關2不工作。
3 控制系統(tǒng)設計
1)控制原理設計：由于主機油門控制在船舶操縱上極為重要，執(zhí)行機構必須及時反映控制電位器的位置，并且要求定位準確，無論駕駛人員如何操縱，執(zhí)行機構不允許出現(xiàn)任何誤動作，不許出現(xiàn)丟步、失步，出現(xiàn)大的累積誤差。在本系統(tǒng)中采用開環(huán)控制，沒有位置反饋傳感器，步進電機的位置完全由程序發(fā)出的控制指令來確定，更要求控制程序運行可靠，位置計算準確�？紤]到開環(huán)控制必須有一準確初始位置，為此增加基準定位開關，在每次上電或者控制電位器回到零位時，執(zhí)行機構必須回到此開關處，重新定位，這樣也可以消除多次操作的累積誤差。
執(zhí)行機構原理
圖2執(zhí)行機構原理
PLC與步進電機控制器連接
圖3 PLC與步進電機控制器連接
PLC與步進電機控制器連接
圖4 PLC與步進電機控制器連接
2)PLC選用和硬件配置：西門子S7—200PLC以集程度高、功能強、抗干擾性能好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點獲得了非常廣泛的應用，在現(xiàn)代化的技術改造中，發(fā)揮了越來越重要的作用。本系統(tǒng)選用S7—200系列的CPU222作為主控單元。I／O是14個點，8輸入／6輸出，體積小，功能強，具有高速脈沖輸出功能，EM235模擬量輸入模塊是價格適中、高速12位模擬量輸入模塊口41。這些模塊可在149μs之內將模擬信號輸入轉換為其相應的數(shù)字值，可以實現(xiàn)信號轉換，可以驅動步進電極實現(xiàn)精確控制。EM235模塊通過扁平電纜接到PLC，構成數(shù)據(jù)通道，同時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。步進電機型號56RYG250B，數(shù)字步進驅動選用SD20403。各個開關量控制鎖等常規(guī)控制這里不再敘述。下面描述模擬量的處理問題。作為一個主要控制條件，通過對模擬量模塊連接端子的選擇，控制電機的模擬量是通過電位計(R2)送出0—10V模擬信號進到控制系統(tǒng)中(EM235配置開關表，SWl一SW6分別設置為：0FF、0N、OFF、OFF、0FF、ON)，CPU通過模擬量擴展模塊EM235讀取該值，并分析、處理該值b1。和該模擬量有關的幾個基本數(shù)據(jù)：對于EM235和CPU222的規(guī)定，輸入0～20mA對應數(shù)據(jù)為O～32000，每1mA增量，數(shù)據(jù)為1600。驅動機構的絲杠行程為25mm，即1mm距離電流變化量為0.8mA。
3)應用程序：在S7—200系列中，CPU-222的輸出端Q0．O能夠輸出方波信號，而且方波信號的周期和脈寬均能獨立調節(jié)，其中脈寬指的是在一個周期內，輸出信號處于高電平的時間長度。Q0.0的輸出脈沖觸發(fā)步進電機驅動器，由電位計AIW0.0控制輸出脈沖數(shù)，功率驅動器將控制脈沖按照某種模式轉換成步進電機線圈的電流，產生旋轉磁場，使得轉子只能按固定的步數(shù)來改變它的位置。當輸入端10.0發(fā)出”START”信號后，控制器將輸出固定數(shù)目的方波脈沖，使步進電機按對應的步數(shù)轉動，初始化復位，用接在輸入端10.1的開關來選擇轉動方向，將輸出Q0.1置成高電位那么電機逆時針轉動。如果10.1=O，將輸出Q0.1置成低電位，那么電機順時針轉動。為保護電機避免漏步，電機轉動方向的改變只能在電機處于停止狀態(tài)(M0.1=0)時進行。當輸入端10.1發(fā)出信號后，輸出端Q0.1的方向開關位置決定電機正轉或反轉。圖四為部分控制梯形圖。
4 結束語
本文介紹了采用步進電機進行開環(huán)控制的主機電控調速系統(tǒng)，目前已成功應用于某全回轉拖輪上，在實際使用過程中運行良好，該系統(tǒng)運行可靠，控制精度高，有著廣闊的應用前景。
基于PLC的四層電梯畢業(yè)論文畢業(yè)設計
該文章講述了基于PLC的四層電梯畢業(yè)論文畢業(yè)設計.
目錄
第一章 緒論 1
1.1課題的研究背景及意義 1
1.2 電梯的國內外發(fā)展狀況 2
1.3 PLC在電梯控制中的應用以及發(fā)展前景 3
1.4課題研究的內容 5
第二章 電梯的綜述 6
2.1電梯的定義與簡介 6
2.2電梯的歷史發(fā)展 6
2.3電梯的種類 7
2.4電梯的主要參數(shù)及性能指標 9
2.5電梯的結構及組成部件 11
第三章總體方案設計 14
3.1 總體方案的確定 14
3.2 設計思想 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 16
4.1.2 PLC的主要功能和應用 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動技術動向 22
4.2.3 VS一616G5型變頻器簡介 23
第五章 硬件設計及計算 26
5.1 四層電梯曳引電機及門電機電路圖 26
5.2 PLC的系統(tǒng)硬件設計 26
5.2.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則 26
5.2.2可編程控制器機型的選擇 27
5.2.3輸入/輸出點分配： 28
5.2.4 PLC外部接線圖 29
5.3 變頻器參數(shù)設置及計算 30
5.3.1變頻器參數(shù)設置 30
5.2.2變頻器自學習功能的應用方法 30
5.2.3 VS一616G5變頻器的連接圖 31
5.2.4變頻器容量計算 31
5.2.5變頻器制動電阻參數(shù)的計算 32
第六章 軟件設計 33
6.1 PLC的編程語言 33
6.2 STEP 7概述 33
6.3 程序設計常用方法 34
6.4系統(tǒng)結構框圖 36
6.4.1 電梯開關門流程圖 36
6.4.2 電梯上升下降流程圖 37
6.5 梯形圖 38
6.5.1外召喚信號登記及消除 38
6.5.2內指令信號登記及消除 39
6.5.3電梯的平層信號處理 40
6.5.4選層定向及反向截梯 40
6.5.5內指令外召喚信號的保持 43
6.5.6各樓層停車信號 45
6.5.7自動開關門 45
6.6 語句表 47
6.7 程序仿真 51
總結 53
參考文獻 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、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調速精度、調速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。
電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在" title="下一頁">> >> >>| 電梯上已經采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔安裝調試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真地調查和科學計算，其結論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計，在美國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)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展方向。
可編程序控制器，是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相結合的產物，是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機。自1969年針對工業(yè)自動控制的特點和需要而丌發(fā)的第一臺PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習慣，摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學，調試和查錯都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說明書或提示，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應用于生產實踐。而且用戶程序的編制、修改和調試不需要具有專門的計算機編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計算機技術的普遍應用。可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術。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、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計算機接口、能對模擬量進行控制、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)，在機械、化工、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應用。PLC的應用深度和廣度已經成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一。
總之，電梯的控制是比較復雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，隨著PLC應用技術的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。因此，它已經成為電梯運行中的關鍵技術。
1.2 電梯的國內外發(fā)展狀況
在經濟不斷發(fā)展，科學技術日新月異的今天，樓的高度已和經濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經成為我們日常生活的一個不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產業(yè)結構等綜合因素的影響。在全球經濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經成|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 為全球最大的電梯市場。上世紀80年代以來，隨著經濟建設的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大。總趨勢是上升的，目自口進入了“第三次浪潮”，2004年總產量超過了8萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產量達到13．5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產量每年平均增長17．8％。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達651794臺。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!
我國電梯行業(yè)已經具備了很強的生產能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內的市場份額達到了74％”。先進技術和先進管理的引進對國內電梯企業(yè)產生了強大的推動作用。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。目前國內市場需要的電梯產品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產電梯的技術水平和產品質量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標準化組織ISO／TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術上居于有利地位。許多新技術和新產品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術、遠程監(jiān)控技術等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產了。國產電梯以其高質量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。
中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻。當今世界，電梯的生產情況與使用數(shù)量已經成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。
世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士訊達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產量已占世界市場的51％。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產企業(yè)。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來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控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由于PLC中的內部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術。
隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機電設備，要實現(xiàn)“綠色”，也就是強調電梯更舒適、更安全地為人類的生產和生活服務，強調電梯與環(huán)境的協(xié)調與和諧。
目前意義上的“綠色”，一般是強調“天然”的一面|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| ，強調與環(huán)境的協(xié)調與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產品，其天然性應表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應是綠色電梯的發(fā)展方向。
(1)智能化。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運動速度和停車政策；自動選擇運動方面；雙向語音交流；到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。
(2)安全。運行安全是電梯的根本和關鍵�？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發(fā)生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應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。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率最高的同時，使電梯能最大限度地得到休眠。
(3)與環(huán)境的協(xié)調和平衡，包括以下幾個方面：
①視覺協(xié)調。有人曾經做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協(xié)調無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術國產化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。
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達到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設備。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化(0A)、樓宇自動化(BA)、通訊自動化(CA)的正常運轉。
③舒適感。通過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，按人體生理適應要求，利用計算機優(yōu)化設計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。
對現(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，對經濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應要求。隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應與大自然相協(xié)調，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調配上要令人賞心悅目；在轎廂內播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁；在轎廂內播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預報、新聞等。
1.4課題研究的內容
課題所研究的內容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 的電控系統(tǒng)進行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術進行研究，找出一條適合國產老式電梯的改造之路，并進而提高國產電梯的技術水平和質量，具有十分重要的意義。
針對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、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。
論文的主要內容如下：
首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點，電梯的控制系統(tǒng)分為調速和信號控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結構，由 PLC 來實現(xiàn)電梯信號控制，有雙速電機實現(xiàn)調速，完成了電機和可編程控制器（PLC）的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點數(shù)分配與 PLC 的連接。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設計方法基礎上，設計出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。最后對改造后的電梯系統(tǒng)進行模擬調試。
第二章電梯的綜述
2.1電梯的定義與簡介
一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯。
服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。
習慣上不論其驅動方式如何，將電梯作為建筑物內垂直交通運輸工具的總稱。
近幾年來，隨著國際社會對環(huán)保認識的關注，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上，美國人伊萊沙·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上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，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�！闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。
人類利用升降工具運輸貨物、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變化：即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。早期的升降工具基本以人力為動力。1203年，在法國海岸邊的一個修道院里安裝了一臺以驢子為動力的起重機，這才結束了用人力運送重物的歷史。英國科學家瓦特發(fā)明蒸汽機后，起重機裝置開始采用蒸汽為動力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅動的升降梯，液壓的介質是水。在這些升降梯的基礎上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們在不斷改進升降梯的技術。然而，一個關鍵的安全問題始終沒有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時，負載平臺就一定會發(fā)生墜毀事故。
奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫了人類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得到廣泛應用。1889年12月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實的電梯，它采用直流電動機為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。
生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。150年來，電梯的材質由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺電梯還出現(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，提升運輸能力的優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時間；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，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風姿，仍在繼續(xù)進行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務系統(tǒng)。調頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復合鋼帶環(huán)�！豢羁罴{了人類在機械、電子、光學等領域最新科研成果的新型電梯競相問世，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
根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下：
1、按用途分類
乘客電梯：為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內裝飾。
載貨電梯：主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨的電梯。
醫(yī)用電梯：為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。
雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。
觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。
車輛電梯：用作裝運車輛的電梯。
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，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。
2、按驅動方式分類
交流電梯：用交流感應電動機作為驅動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調壓調速、交流變壓變頻調速等。
直流電梯：用直流電動機作為驅動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。
液壓電梯：一般利用電動泵驅動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。
齒輪齒條電梯：將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降的電梯。
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，然后通過電機經減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。
直線電機驅動的電梯：其動力源是直線電機。
電梯問世初期，曾用蒸汽機、內燃機作為動力直接驅動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。
3、按速度分類
電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類。
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5.00m/s的電梯。
隨著電梯技術的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。
4、按電梯有無司機分類
有司機電梯：電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。
無司機電梯：乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。
有/無司機電梯：這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。
5、按操縱控制方式分類
手柄開關操縱：電梯司機在轎廂內控制操縱盤手柄開關，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。
按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內按鈕控制兩種控制方式。
信號控制電梯：這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。
集選控制電梯：是一種在信號控制基礎上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。
并聯(lián)控制電梯：2～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進行邏輯控制，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：是用微機控制和統(tǒng)一調度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。
6、其它分類方式
按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側的（下機房）電梯，以及有機房在井道內部的（無機房）電梯。
按轎廂尺寸分類，則經常使用“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軌運行，是集觀光和運輸于一體的輸送設備。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。
立體停車場用電梯，根據(jù)不同的停車場可選配不同類型的電梯。
建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械。
2.4電梯的主要參數(shù)及性能指標
1.性能指標：
（1）安全性
電梯時運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設計、制造、安裝調試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個環(huán)節(jié)出了問題，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經常出故障，就會影響人們正常的生產與生活，給人們造成很大的不便，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，首先應提高構成電梯的各個零部件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。
（3）停站的準確性
停站準確性又稱平層準確度，平層精度。GB/T10058-1997《電梯技術條件》對轎廂的平層準確度規(guī)定如下：
電梯類型
額定速度（m/s）
平層準確度（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
電梯轎廂的平層準確度與電梯的額定速度，電梯的負載情況有密切關系。負載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準確度時，分別以空載，滿載，上下運行，到達同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準確度。
（4）振動、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。因側要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。
（5）舒適感和快速感
電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時間，這對于快節(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分增大的不合理變化又會造成乘客的不適感。因此在電梯設計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。
（6）節(jié)能
現(xiàn)代電梯應該合理的選擇拖動方式，以達到節(jié)能的目的
2.主要參數(shù)：
1）額定載重量（kg）：制造和設計規(guī)定的電梯載重量。
2）轎廂尺寸（mm）：寬×深×高。
3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風扇、電話的要求等。
4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。
5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。
6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。
7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。
8）額定速度（m/s）：制造和設計所規(guī)定的電梯運行速度。
9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 等。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內按鈕控制或集選控制等。
10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。
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房樓板或隔音層樓板下最突出構件之的垂直距離。電梯的運行速度越快，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。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。
14）井道深度（mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構件之間的垂直距離。
15）井道尺寸（mm）：寬×深。
2.5電梯的結構及組成部件
電梯是機電一體化產品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。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、鋼絲繩拽引式結構，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成。電梯的基本結構如圖2-1所示。
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1—控制柜(屏)
2一拽引機
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—轎廂門安全觸板
10—導軌
11—對重
12—廳門
13—緩沖器
圖2-1 電梯的基本結構
一、拽引系統(tǒng)
電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動力和傳遞動力，驅動電梯運行。主要由拽引機，拽引鋼絲繩，導向輪和反繩輪組成。拽引機為電梯的運行提供動力，由電動機，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅動轎廂升降。導向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復繞型還可以增加拽引力。
二、導向系統(tǒng)
導向系統(tǒng)由導軌，導靴和導軌架組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導軌做升降運動。
三、門系統(tǒng)
門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機構等組成。轎廂門設在轎廂入口，由門扇，門導軌架，等組成，層門設在層站入口處。開門機設在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。
四、轎廂
轎廂是運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構，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裝置，轎廂裝飾件和轎廂內操縱按鈕板等組成。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)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設計影響的裝置。
六、電力拖動系統(tǒng)
電力拖動系統(tǒng)由拽引電機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調速裝置等組成，它的作用是對電梯進行速度控制。拽引電機是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機或者直流電機。供電系統(tǒng)是為電機提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號。一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器與電機相連。調速裝置對拽引電機進行速度控制。
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)電梯的運行邏輯功能要求，控制電梯的運行，設置在機房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使電梯轎廂準確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的�？空緯r，欲使轎廂地坎與廳門地坎達到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內和|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運行方向。
八、安全保護系統(tǒng)
安全保護系統(tǒng)包括機械的和電氣的各種保護系統(tǒng)，可保護電梯安全的使用。機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用，緩沖器起沖頂和撞底保護作用，還有切斷總電源的極限保護裝置。電氣方面的安全保護在電梯的各個運行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。
第三章 總體方案設計
3.1 總體方案的確定
電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結構圖，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調速裝置與主拖動系統(tǒng)等。
系統(tǒng)控制核心為PLC主機、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。點擊瀏覽下一頁
圖3-1 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結構圖
3.2 設計思想
1.信號控制系統(tǒng)
電梯信號控制基本由PLC軟件實現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖3-2所示，輸入到PLC的控制信號有：運行方式選擇（如自動、有/無司機、檢修、消防運行方式等）、運行控制、轎內指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉編碼器、光電脈沖、開關門及限位信號、門區(qū)和平層信號等。
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圖3-2 電梯PLC信號控制系統(tǒng)框圖
2.電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
電梯的控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能：
1)行車方向由內選信號決定,順向優(yōu)先執(zhí)行;
2)行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車;
3)內選信號、呼梯信號具有記憶功能,執(zhí)行后解除。
4)內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示
5)停層時可延時自動開門、手動開門、(關門過程中)本層順向呼梯開門;
6)有內選信號時延時自動關門,關門后延時自動行車;
7)無內選時延時5s自動關門，但不能自動行車;
8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車。
第四章硬件的選型
4.1 PLC的選擇
4.1.1 PLC的定義和特點
1.PLC的定義
由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對它下一個確切的定義是困難的。1980年PLC問世后，由美國電氣制造商協(xié)會(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)對PLC下過如下的定義:
PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算術運算等功能，用來對各種機械或生產過程進行控制。
1982年，國際電工委員會(International Electrical Committee IEC)頒布了PLC標準草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版對PLC作了如下的定義:PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計。
上述的定義表明，PLC是一種能直接應用于工業(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。
2.PLC的特點
PLC能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計算機所不及的一些下列特點：
一、可靠性�？煽啃园óa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不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單、維修時間縮短，因此可靠性得到提高。
2)PLC采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計、掉電保護、故障診斷和信息保護及恢復等，使可靠性得到提高。
3)PLC有較強的易操作性，它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點，因對操作|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 和維修人員的技能要求降低，容易學習和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。
（2）與通用的計算機控制系統(tǒng)比較，PLC可靠性提高的主要原因:
1)PLC是為工業(yè)生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制系統(tǒng)更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了經簡化的編程語言，編程的出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設計的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC的可靠性較通用計算機控制系統(tǒng)的可靠性有較大提高.
2)在PLC的硬件設計方面，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;采用先進的工藝制造流水線生產;對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設有對電源的掉電保護、存儲器內容的保護并采用看門狗和其他自診斷措施、便于維修的設計等等。
3)在PLC的軟件設計方面，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、簡化編程語言、信息保護和恢復、報警和運行信息的顯示等等。一份用戶選用PLC原因的調查報告指出，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93%。其次，才是性能和維修方便等原因�？梢�，可靠性高是PLC的主要特點。
二、易操作性。PLC的易操作性表現(xiàn)在下列三個方面:
(1)操作方便對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、繼電器編號或觸點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。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。
(2)編程方便PLC有多種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，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和學習。采用布爾助記符編程語言時，由于符號是功能的簡單縮寫，十分有利于編程人員的編程。雖然功能表圖、功能模塊圖和高級描述語句的編程方法應用尚未普及，但是，由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點，正為廣大技術人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點。
(3)維修方便，PLC所具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低了。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關故障信號燈的提示和故障代碼的顯示，或通過編程器和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節(jié)省了時間。為便于維修工作的開展，有些PLC的制造企業(yè)提供了維修用的專用儀表或設備，提供了故障樹等維修用的資料。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的面板和結構的設計也考慮了維修的方便性，例如，對需維修的部件設置在便于維修的位置，信號燈設置在易于觀察的部位，接線端子采用便于接線與更換的類型等，這些設計使維修工作能方便地進行，從而大大節(jié)省維修時間。采用標準化元件和標準化工藝生產流水線作業(yè)，使維修用的備品備件簡化，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采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖和語句描述編程語言，只要掌握其中一種語言就可以進行編程。編程方法的多樣性使編程方便，應用面拓展。由于采用軟連接的方法，在生產工藝流程更改或者生產設備更換時，可以不必改變PLC的硬設備，通過程序的編制與更改就能適應生產的需要。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，使PLC能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng)，成為當今工業(yè)控制領域的重要控制設備。在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和計算機集成過程控制系統(tǒng)
