【正文】 起?？删幊绦蚩刂破?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(shù)。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)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(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學，調(diào)試和查錯都很容易。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。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(diào)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。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。南昌航空大學科技學院學士學位論文 1 基于 PLC的 電梯智能控制系統(tǒng)設(shè)計 1 前言 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。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。因此，可以說乘坐電梯更安全。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。用戶買到所需 PLC 后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接南昌航空大學科技學院學士學位論文 2 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(chǎn)實踐。 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。因此，它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。從1949 年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了 6l 萬多臺電梯。到 2020 年，中國電梯的年產(chǎn)量達到 13． 5 萬臺，與 1980 年相比， 25 年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長 17． 8％。先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。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。 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。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。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(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)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。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。這也應是綠色電梯的發(fā)展方向。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(nèi)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?？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。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。色彩宜人，格調(diào)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。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(shè)備。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(shè)計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面 不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)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(diào)，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(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預報、新聞等。 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。 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。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱自動電梯 。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 格雷夫斯 178。 “ 一切安全，先生們。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。緊隨其后，威廉 178。 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。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步 。 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。 雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設(shè)計的電梯。 建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。 直流電梯：用直流電動機作為驅(qū) 動力的電梯。 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(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 低速梯：常指低于 。 隨著電梯技術(shù)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。 按操縱控制方式分類 手柄開關(guān)操縱：電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 集選控制電梯：是一種在信號控制基 礎(chǔ)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。 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(cè)的（下機房）電梯，以及有機房在井道內(nèi)部的（無機房）電梯。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。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 11 ： （ 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。 （ 3）停站的準確性 停站準確性又稱平層準確度， 平層精度。15 交直流高速電梯 ≥ ≤177。 （ 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。因此在電梯設(shè)計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。 高。 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。 8）額定速度（ m/s）：制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度。 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。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。 電梯是機電一體化產(chǎn)品。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖 21所示。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(qū)動轎廂升降。 三、門系統(tǒng) 門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機構(gòu)等組成。它是有轎廂架和轎廂體組成的。對重由對重架和對重塊組成。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。調(diào)速裝置對拽引電機進行速度控制。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。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。 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。 2)行車途中如遇呼梯信號時 ,順向截車 ,反向不截車 。 7)無內(nèi)選時延時 5s 自動關(guān)門，但不能自動行車 。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(shù)運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。 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。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。采用了經(jīng)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(shè)計的硬件使可靠性大大提高。對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設(shè)有對電源的掉電保護、存儲器內(nèi)容的保護并采用看門狗和其他自 診斷措施、便于維修的設(shè)計等等。其次，才是性能和維修方便等原因。大多數(shù) PLC采用編程器進行程序 輸人和更改的操作。所以 PLC 具有操作方便的特點。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(shù)人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點。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 的靈活性表現(xiàn)在下列三方面： (1)編程的靈活性。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。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要的特點。 (3)操作的靈活性?；癁榱耸沟霉I(yè)生產(chǎn)過程的控制更平穩(wěn)、更可靠，向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益，對過程控制設(shè)備和裝置提出了機電一體化 —— 儀表、電子、計算機綜合的要求，而 PLC 正是這一要求的產(chǎn)物，它是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，它的體積南昌航空大學科技學院學士學位論文 20 大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強、機械與電氣部件被有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。 (2)模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。 (3)定時控制 PLC 具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計數(shù)器。 (5)信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需的。 PLC 與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 1. PLC 與繼電器控制系統(tǒng)比較 從某種意義上說， PLC 是 從繼電接觸控制發(fā)展而來的。 3)繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢； PLC 內(nèi)部全為 “ 軟接點 ” ，動作快。 7)P LC 的應用范圍比繼電接觸控制的要廣泛。而繼電 接觸器是按 “ 并行 ” 方式工作的，或者說是按同時執(zhí)行方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個電器同時動作。兩者既有相似處有差別，主要差別表現(xiàn)在以下幾個方面： 1) PLC 輸出輸入接口較多，中大型 PLC 輸出輸入接口更多，便于多路多點控制。 5)PLC 采用掃描方式進行工作，加之其他一些原因，所以 PLC 輸入輸出響應比計算機慢。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 23 5 硬件設(shè)計及計算 四層電梯曳引電機及門電機電路圖 根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制 系統(tǒng)主回路原理圖如圖 51所示。 51 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖 PLC 的系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。這就要求設(shè)計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。本系統(tǒng)為六層樓的電梯 ,采用集選控制方式。一至四層有到位行程開關(guān) SQ1～ SQ4。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 25 2. 內(nèi)存容量的估算 用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入 /輸出點數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。(10 ～ 15)+模擬量 I/O 總點數(shù) 179。 輸入 /輸出點分配： 該系統(tǒng)占用 PLC 的 30個 I/O 口， 14個輸入點， 16個輸出點，具體的 I/O 分配如表 51所示。使用的編程語言不同，這些文字代碼和圖形符號就不相同。利用 PLC 的編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設(shè)計和改變繼電器控制的硬件接線，也就是所謂的 “ 可編程序 ” 。 本系統(tǒng) PLC 程序的編制采用梯形圖語言，編程軟件為 STEP 7。 1. 經(jīng)驗設(shè)計法 經(jīng)驗設(shè)計法也叫湊試法。 2. 邏輯設(shè)計法 工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實現(xiàn)的。 3. 順序控制法 對那些按動作的先后順序進行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計法進行編程。 功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作組成，在使用時它有一些使用規(guī)則，具體如下： 步于步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開； 轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開； 轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。到層信號取消。使電梯能夠繼續(xù)響應其他乘坐信號。 南