【正文】 ...................................... 46 致 謝 ........................................................ 47 參考資料 ........................................................ 48 附錄 ............................................................ 50 1 緒論 電梯概述 電梯進入人們的生活已經(jīng) 150年了。 現(xiàn)代高層建筑電梯呈現(xiàn)以下特點： ⑴電梯結構緊湊、體積 小，因此占地面積小，且美觀實用。 ⑸ 為滿足電梯高效運行的需要，高層建筑電梯大都采用了高速及超高速電梯。 ⑽ 為滿足多功能大廈的服務需求，高層建筑電梯型式多種多樣。 本文目的、意義 ControlLogix 是羅克韋爾自動化公司最新開發(fā)的可編程控制系統(tǒng)，與其前幾代產(chǎn)品如 PLC5 系列、 SLC500 系列相比 ControlLogix 在很多部分都有了較大的改進。同時，對十層電梯集選方式的邏輯控制程序也具有一定實用價值。 當代電梯采用的都是曳引傳動式電梯，曳引傳動式是于 20 世紀初在美國誕生。同時也對電梯運行的高效、節(jié)能等提出的嚴格要求。 由于繼電器控制的局限性，可編程控制器被廣泛的應用于電梯控制中。 電梯的集選控制 電梯是一種高度自動化的機電一體化設備。而電梯的自動化程度較高，一般電梯的司機或乘 用人員只需要通過操縱箱上的按鈕向電梯的控制系統(tǒng)下達一個指令信號，電梯就能選層定向、自動關門、起動、加速，在預定的層站減速、?？?、開門。一般起點站設在一樓，終點站設在最高層，起點站常被作為基站使用。 正常情況下，電梯無人使用時總是關著門停在底層或某個層站 (電梯一般都設置長時間空閑時自動返回基站的功能 )。這就是“順向截車，反向不停”。電梯經(jīng)過一定延時后關門。當轎廂進入到平層區(qū)時，井道平層傳感器動作，發(fā)出平層信號控制轎廂準確平層，并自動開門，并自動消除登記。停車功能即電梯到達轎內(nèi)指令 和廳外指令所指定的樓層，電梯自動減速、停車、開門的功能。因為電梯在兩層之間運行時，仍需要保持上升或下降運行狀態(tài)，而電梯的位置顯示燈必須具有連續(xù)顯示的功能。但電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，繼電器的壽命短、動作復位和運行噪音大，基本不適應電梯使用條件和使用環(huán)境的要求，運行效果不能令人滿意。 3. PLC 可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 3 系統(tǒng)總體設計 電梯控制系統(tǒng)的模塊化設計 模塊化設計思想 模塊化程序設計使人們在軟件開發(fā)的長期實踐中總結出來的一種設計策略。 前者是從局部到整體，即先把某一部分（如最難的部分）設計好，然后再考慮其它部分；而后者則是從整體到局部，先考慮系統(tǒng)的總體結構，如整個系統(tǒng)由哪幾部分組成，每一部分的功能怎樣，它們之間又有什么聯(lián)系等等，然后再以同樣的方法來考慮各個局部的設計，直到所有的模塊都便于管理為止。模塊大小應該適中，因為模塊過大不容易控制復雜性，模塊過小又會增加模塊間的聯(lián)系。 邏輯系統(tǒng)的控制 它是指電梯控制系統(tǒng)能實時地接受來自廳站、轎廂、井道、機房等不同位置、不同性質(zhì)的外部信號，將它們按一定的邏輯關系進行綜合處理，并將其處理結果反映到傳動控制系統(tǒng)中控制電梯的運行。 ? 減速平層功能 電梯到達目的層站前的某一位置時，能自動地使電梯開始減速，當?shù)竭_目的層站平面時，能自動使電梯停止。 ? 集選控制的特 殊功能 ? 根據(jù)轎內(nèi)樓層指令或廳外召喚信號自動定向，自動保持最遠層站決定的方向。 ? 具備檢修功能。 設計梯形圖程序 寫入、檢查程序 模 擬 調(diào) 試 設計制作控制柜 現(xiàn)場安裝接線 熟悉被控系統(tǒng) 選擇 PLC 型號 確定硬件配置 分配 I/O 點，設計外部硬件接線圖 交付使用 Yes No No 滿足要求？ 滿足要求？ 系統(tǒng)總調(diào)試 Yes 4 電梯的硬件部分 電梯的模型概述 本次 設計中使用的模型電梯是在沈陽北方電梯廠專門定做的，共有兩臺。 提升高度： 2m 線速度： 5cm／ s 噪聲：不大于 55db 曳引式升降。為了使電梯模型的控制更加形象逼真，設計中充分利用了羅克韋爾自動化產(chǎn)品的網(wǎng)絡通訊能力。 編程用的計算機與ControlLogix系統(tǒng)的處理器 Logix5000的通訊采用了以太網(wǎng)（ EtherNet）連接。利用 Rslogix5000編程軟件可以組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 和通訊模塊，以及對 Logix5550 處理器編程，包括對運動控制編程。 在 Logix5000出現(xiàn)之前， Tag的用法還在羅克韋爾的人機交互組態(tài)軟件 —— Rsview32中出現(xiàn)過。工程文件是包含有梯形圖邏輯和組態(tài)信息的文件，文件保存在用戶工作站的硬盤中。 ? 框架類型：選擇包含有控制器的框架類型。 ? 處理器說明：輸入有關該控制器的說明，這是可選選項。如果從控制器上載，新的工程文件中將不包含下列內(nèi)容： ? 梯級注釋 ? 有關標簽、任務、程序、例程、模塊、或用戶自定義結構體的說明 ? 別名鏈（指向另一個別名的別名） 如果用戶從控制器上載一個應用程序，而該應用程序與用戶工作站中存在的程序同名。 這樣就可以保持當前儲存在工作站硬盤中的任何文件，防止重寫存在的應用程序。 通訊模塊的組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)具有非常強大的通訊能力。 串行通訊的配置： 最初的網(wǎng)絡組態(tài)都是通過 RS232 串行通訊接口實現(xiàn)的。 本設計中使用的是以太網(wǎng)通訊方式，編程中處理器所使用的以太網(wǎng)通訊地址定義為。 掃描模塊添加完成后，主要的任務是要完成設備網(wǎng)上的各個 I/O 點在掃描模塊內(nèi)存中的映射。啟動 DeviceNet Manager 并選擇相應的 COM 口后，就可以對設備網(wǎng)上的設備進行掃描了。 對設備網(wǎng)上的 Flex I/O 來說，主要進行的配置是安排每個模塊的輸入輸出字節(jié)數(shù)。 最后要將配置的結果下載到設備網(wǎng)掃描模塊（ DeviceNet Scanner） 中 ,才能使配置的結果生效。 圖 55 1305 變頻器的配置窗口 圖 56 設備網(wǎng)掃描器中的內(nèi)存 地址映像 電梯邏輯控制程序的設計 電梯邏輯控制系統(tǒng)從功能上可以分解為指層環(huán)節(jié)、轎內(nèi)及轎外指令寄存環(huán)節(jié)、選向環(huán)節(jié)、換速控制環(huán)節(jié)、選層停車環(huán)節(jié)、轎 門開關環(huán)節(jié)、指示環(huán)節(jié)等模塊，下面詳細介紹各個環(huán)節(jié)的設計過程。 ? 開關元件的運動（即電梯運動）方向與原來使出點處于現(xiàn)態(tài)的運動方向相反。 電梯位置與指層開關的關系如下 : 一樓 1110（ 0001） 二樓 1100（ 0011） 三樓 1101（ 0010） 四樓 1001（ 0110） 五樓 1000（ 0111） 六樓 1010（ 0101） 七樓 1011（ 0100） 八樓 0011（ 1100） 九樓 0010（ 1101） 十樓 0000（ 1111） 由于位置信號是反信號輸入，括號內(nèi)是取反后的結果，可以看出位置信號是按照格雷碼（每 次只有一位發(fā)生改變）來分布的，這樣安排可以使位置開關數(shù)量最省，判斷起來最方便。指令的登記必須由自鎖功能實現(xiàn)，消除指令的過程也就是解鎖的過程。 設計時注意到必須加入電機已停這條，否則樓層指示一到指令就被解鎖。 解鎖條件是：前兩條與轎內(nèi)指令的解鎖相似，但有一處特殊，即解鎖時與電梯運行方 向有關。電梯在四樓?？亢螅瑢⒕o接著去五樓響應下召喚信號，這時四樓的下召喚信號是不會被解鎖的。定向及選層控制是電梯邏輯控制系統(tǒng)中至關重要的組成部分。如果電梯不在 9 樓或者 10樓，但 9 樓有上、下召喚信號或轎內(nèi) 指令，則也可判斷使用者有使電梯向上的要求，同樣置位上行中間繼電器 1。 如果電梯運行方向是向上，并且上行繼電器導通（表示有向上運行的請求），則上行繼電器置位。 電梯不在 10樓 電梯不在 10樓 圖 59 判斷用戶是否有使電梯向上的請求 電梯不在 10樓 實現(xiàn)自鎖的一個要求是向下運行繼電器必須為反，即向上運行和向下運行兩個繼電 器不能同時導通。 在電梯下行過程中，只有下行中間繼電器的復位才會造成向下運行繼電器的復位，而下行繼電器復位的含義是“使用者沒有使電梯向下運行的請求了”。 ? 順向截梯方式是：電梯先對那些與運行方向一致的召喚信號逐一?？宽憫鴮d外與運行方向相反的召喚暫時不響應，但并不將它們的指令解鎖，當電梯執(zhí)行完所有當前方向的任務后反回來，再對與運行方向相反的已登記召喚信號逐一響應。 首先要保證電梯在停車后才能換向，顯然這是由安全的要求決定的。此時，電梯就會保持原來的方向，而無法正常換向。 換速是指電梯在到達內(nèi)、外指令確定的樓層平面之前，應該提前一定的距離開始降低速度的過程。用省略中間繼電器再去參與后續(xù)程序的編制，既能使程序結構清晰，又便于調(diào)試和查錯，但省略中間繼電器會占用處理器的一部分內(nèi)存。如有上召喚 而電梯運行方向向下，但已經(jīng)沒有對電梯向下運行的請求了，這也初步具備換速條件，可置位省略中間繼電器。 遇到上召喚，并且電梯運行方向向上，則置位省略中間繼電器。只要 到了 10層并且運行方向是向上，則遇到換速信號后必然換速，因為 10層是頂層。而廳外呼叫經(jīng)過省略中間繼電器的判斷與轎內(nèi)指令并在一起，作用相當。 換速繼電器一旦置位，只要電梯沒有處在上、下限位狀態(tài)，無論電梯運行方向如何，都將使慢速運行繼電器置位。因為速度控制字位于一個 32位的雙整型數(shù)據(jù)標簽中（ Local6:[1]） 的高 16位。 上已述及，電梯換速后再遇到平層信號就不再加以判斷，而是直接平層停車。 第一行中的換速繼電器就是前邊換速中最后自鎖的繼電器。這都是考慮了對信號干擾的處理問題，將在后邊 專門討論。至于關門指令反信號，是考慮到模型電梯上限位感應開關設置的過于靠下，使電梯到頂層后很容易處于上限位狀態(tài)，電梯就不再動作。 要正常快速啟動，首先電梯不能處于限位位置，檢修、 換速開關也都不能閉合。 圖 518 啟動指令的發(fā)出 設計的思想是：電機停車后自動開門，開門一段時間后可以自動關門，再啟動。如果直接使用電機運行狀態(tài)作為命令信號，則電機停著的時候電梯門始終為開，不符合要求。也就是使在電機由運行狀態(tài)到停止狀態(tài)的 1到 0 的跳變時輸出一個指令作為開門指令。延時開門繼電器 1 自鎖。 除了停車自動開門這個開門條件之外，設計中還考慮到如果電梯停在某一樓層關門待命，這是如果乘客在本層有上樓或下樓的要求，必須開門使乘客進入電梯，即要求電梯具備“本層開門”的功能。其他樓層道理相同。自動關門指令與手動關門并聯(lián)，共同控制關門指令的發(fā)出。每一段數(shù)碼管都有相應的輸入控制位，樓層的指示已經(jīng)在前邊完成了，只要經(jīng)過簡單的處理將每一層樓的樓層指示繼電器輸出到相應的數(shù)碼管控制位即可。設計中考慮到電機運行中有指示，電梯停車后上、下指示燈應該滅掉， 所以梯圖中串聯(lián)了電梯的運行狀態(tài)環(huán)節(jié)，使電梯停車后能夠自動滅燈。所有與此工程有關的文件都將保存在此文件夾中。 1．組態(tài)通信通道 根據(jù)實驗室的具體情況，在通道編輯器中，只組態(tài)通道 1，網(wǎng) 絡類型同 RSLinx中組態(tài)的相同，選擇 TCP/IP 以太網(wǎng)進行通信；在第一和第二通信驅(qū)動程序中，只選擇第一通信驅(qū)動程序： AB_ETH1。 1． RSView32 的掃描等級 任何通過直接驅(qū)動程序方式與 PLC進行通信的 Tag，必須由 RSView32分配掃描等級，總共可以劃分 11 級掃描等級。 當一個 Tag值由前臺和后臺部件同時使用 時，它的掃描周期按照掃描周期快的進行。 圖 掃描等級編輯器 1．關于 Tags 和 Tag 庫 Tag 是設備或內(nèi)存中，一個變量的邏輯的名字。 2．關于 Tag 的類型 RSView32 使用 Tag 的類型如下： 模擬量（ Analog）：一個值的范圍；這類 Tag 能夠代表變量的狀態(tài)，如：溫度、壓力和液位等。系統(tǒng) Tag 是創(chuàng)建工程時系統(tǒng)自動創(chuàng)建的，用戶只能使用它，不能編輯和刪除它 3．創(chuàng)建電梯模型的 Tag （ 1）關于電梯模型所用到的 Tag，本電梯模型共用到數(shù)字量 /模擬量兩種類型的Tag，電梯模型的 Tag 表見附錄。公式如下： 進入 RSView32 的值 = 從 PLC 來的值 * Scale + Offset0 Units：單位，它是一個文本標簽，可以定義 Tag 值的單位，最多 20個字符。根據(jù) Tag 值變化的快慢，選擇 A級或 B級。 創(chuàng)建圖形界面 關于電梯模型的圖形界面 1．電梯模型 的圖形界面 圖 圖形界面之間的鏈接圖 創(chuàng)建電梯模型的圖形界面 1． 主圖形界面的設計與其所實現(xiàn)的功能 主圖形界面是實現(xiàn)電梯模型實時監(jiān)控的最主要圖形界面，其包括了