【正文】 ...................................... 46 致 謝 ........................................................ 47 參考資料 ........................................................ 48 附錄 ............................................................ 50 1 緒論 電梯概述 電梯進(jìn)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(diǎn)： ⑴電梯結(jié)構(gòu)緊湊、體積 小，因此占地面積小，且美觀實(shí)用。 ⑸ 為滿足電梯高效運(yùn)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(wù)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(dòng)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(jìn)。同時(shí)，對(duì)十層電梯集選方式的邏輯控制程序也具有一定實(shí)用價(jià)值。 當(dāng)代電梯采用的都是曳引傳動(dòng)式電梯，曳引傳動(dòng)式是于 20 世紀(jì)初在美國(guó)誕生。同時(shí)也對(duì)電梯運(yùn)行的高效、節(jié)能等提出的嚴(yán)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(yīng)用于電梯控制中。 電梯的集選控制 電梯是一種高度自動(dòng)化的機(jī)電一體化設(shè)備。而電梯的自動(dòng)化程度較高，一般電梯的司機(jī)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(dá)一個(gè)指令信號(hào)，電梯就能選層定向、自動(dòng)關(guān)門、起動(dòng)、加速，在預(yù)定的層站減速、?？俊㈤_門。一般起點(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高層，起點(diǎn)站常被作為基站使用。 正常情況下，電梯無人使用時(shí)總是關(guān)著門停在底層或某個(gè)層站 (電梯一般都設(shè)置長(zhǎng)時(shí)間空閑時(shí)自動(dòng)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(shí)后關(guān)門。當(dāng)轎廂進(jìn)入到平層區(qū)時(shí)，井道平層傳感器動(dòng)作，發(fā)出平層信號(hào)控制轎廂準(zhǔn)確平層，并自動(dòng)開門，并自動(dòng)消除登記。停車功能即電梯到達(dá)轎內(nèi)指令 和廳外指令所指定的樓層，電梯自動(dòng)減速、停車、開門的功能。因?yàn)殡娞菰趦蓪又g運(yùn)行時(shí)，仍需要保持上升或下降運(yùn)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(dòng)作復(fù)位和運(yùn)行噪音大，基本不適應(yīng)電梯使用條件和使用環(huán)境的要求，運(yùn)行效果不能令人滿意。 3. PLC 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。 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 電梯控制系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì)思想 模塊化程序設(shè)計(jì)使人們?cè)谲浖_發(fā)的長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出來的一種設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，如整個(gè)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(gè)局部的設(shè)計(jì)，直到所有的模塊都便于管理為止。模塊大小應(yīng)該適中，因?yàn)槟K過大不容易控制復(fù)雜性，模塊過小又會(huì)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(shí)時(shí)地接受來自廳站、轎廂、井道、機(jī)房等不同位置、不同性質(zhì)的外部信號(hào)，將它們按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行綜合處理，并將其處理結(jié)果反映到傳動(dòng)控制系統(tǒng)中控制電梯的運(yùn)行。 ? 減速平層功能 電梯到達(dá)目的層站前的某一位置時(shí)，能自動(dòng)地使電梯開始減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層站平面時(shí)，能自動(dòng)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(hào)自動(dòng)定向，自動(dòng)保持最遠(yuǎn)層站決定的方向。 ? 具備檢修功能。 設(shè)計(jì)梯形圖程序 寫入、檢查程序 模 擬 調(diào) 試 設(shè)計(jì)制作控制柜 現(xiàn)場(chǎng)安裝接線 熟悉被控系統(tǒng) 選擇 PLC 型號(hào) 確定硬件配置 分配 I/O 點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(tái)。 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(shè)計(jì)中充分利用了羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。 編程用的計(jì)算機(jī)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(duì) Logix5550 處理器編程，包括對(duì)運(yùn)動(dòng)控制編程。 在 Logix5000出現(xiàn)之前， Tag的用法還在羅克韋爾的人機(jī)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(guān)該控制器的說明，這是可選選項(xiàng)。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(jí)注釋 ? 有關(guān)標(biāo)簽、任務(wù)、程序、例程、模塊、或用戶自定義結(jié)構(gòu)體的說明 ? 別名鏈（指向另一個(gè)別名的別名） 如果用戶從控制器上載一個(gè)應(yīng)用程序，而該應(yīng)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(dāng)前儲(chǔ)存在工作站硬盤中的任何文件，防止重寫存在的應(yīng)用程序。 通訊模塊的組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的通訊能力。 串行通訊的配置： 最初的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)都是通過 RS232 串行通訊接口實(shí)現(xiàn)的。 本設(shè)計(jì)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(wù)是要完成設(shè)備網(wǎng)上的各個(gè) I/O 點(diǎn)在掃描模塊內(nèi)存中的映射。啟動(dòng) DeviceNet Manager 并選擇相應(yīng)的 COM 口后，就可以對(duì)設(shè)備網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行掃描了。 對(duì)設(shè)備網(wǎng)上的 Flex I/O 來說，主要進(jìn)行的配置是安排每個(gè)模塊的輸入輸出字節(jié)數(shù)。 最后要將配置的結(jié)果下載到設(shè)備網(wǎng)掃描模塊（ DeviceNet Scanner） 中 ,才能使配置的結(jié)果生效。 圖 55 1305 變頻器的配置窗口 圖 56 設(shè)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(shè)計(jì) 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(guān)環(huán)節(jié)、指示環(huán)節(jié)等模塊，下面詳細(xì)介紹各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過程。 ? 開關(guān)元件的運(yùn)動(dòng)（即電梯運(yùn)動(dòng)）方向與原來使出點(diǎn)處于現(xiàn)態(tài)的運(yùn)動(dòng)方向相反。 電梯位置與指層開關(guān)的關(guān)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(hào)是反信號(hào)輸入，括號(hào)內(nèi)是取反后的結(jié)果，可以看出位置信號(hào)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(guān)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(shí)現(xiàn)，消除指令的過程也就是解鎖的過程。 設(shè)計(jì)時(shí)注意到必須加入電機(jī)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(shí)與電梯運(yùn)行方 向有關(guān)。電梯在四樓?？亢螅瑢⒕o接著去五樓響應(yīng)下召喚信號(hào)，這時(shí)四樓的下召喚信號(hào)是不會(huì)被解鎖的。定向及選層控制是電梯邏輯控制系統(tǒng)中至關(guān)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(hào)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(yùn)行方向是向上，并且上行繼電器導(dǎo)通（表示有向上運(yùn)行的請(qǐng)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(qǐng)求 電梯不在 10樓 實(shí)現(xiàn)自鎖的一個(gè)要求是向下運(yùn)行繼電器必須為反，即向上運(yùn)行和向下運(yùn)行兩個(gè)繼電 器不能同時(shí)導(dǎo)通。 在電梯下行過程中，只有下行中間繼電器的復(fù)位才會(huì)造成向下運(yùn)行繼電器的復(fù)位，而下行繼電器復(fù)位的含義是“使用者沒有使電梯向下運(yùn)行的請(qǐng)求了”。 ? 順向截梯方式是：電梯先對(duì)那些與運(yùn)行方向一致的召喚信號(hào)逐一?？宽憫?yīng)，而對(duì)廳外與運(yùn)行方向相反的召喚暫時(shí)不響應(yīng)，但并不將它們的指令解鎖，當(dāng)電梯執(zhí)行完所有當(dāng)前方向的任務(wù)后反回來，再對(duì)與運(yùn)行方向相反的已登記召喚信號(hào)逐一響應(yīng)。 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(shí)，電梯就會(huì)保持原來的方向，而無法正常換向。 換速是指電梯在到達(dá)內(nèi)、外指令確定的樓層平面之前，應(yīng)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(jié)構(gòu)清晰，又便于調(diào)試和查錯(cuò)，但省略中間繼電器會(huì)占用處理器的一部分內(nèi)存。如有上召喚 而電梯運(yùn)行方向向下，但已經(jīng)沒有對(duì)電梯向下運(yùn)行的請(qǐng)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(yùn)行方向向上，則置位省略中間繼電器。只要 到了 10層并且運(yùn)行方向是向上，則遇到換速信號(hào)后必然換速，因?yàn)?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(dāng)。 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(yùn)行方向如何，都將使慢速運(yùn)行繼電器置位。因?yàn)樗俣瓤刂谱治挥谝粋€(gè) 32位的雙整型數(shù)據(jù)標(biāo)簽中（ Local6:[1]） 的高 16位。 上已述及，電梯換速后再遇到平層信號(hào)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(duì)信號(hào)干擾的處理問題，將在后邊 專門討論。至于關(guān)門指令反信號(hào)，是考慮到模型電梯上限位感應(yīng)開關(guān)設(shè)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(dòng)作。 要正常快速啟動(dòng)，首先電梯不能處于限位位置，檢修、 換速開關(guān)也都不能閉合。 圖 518 啟動(dòng)指令的發(fā)出 設(shè)計(jì)的思想是：電機(jī)停車后自動(dòng)開門，開門一段時(shí)間后可以自動(dòng)關(guān)門，再啟動(dòng)。如果直接使用電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)作為命令信號(hào)，則電機(jī)停著的時(shí)候電梯門始終為開，不符合要求。也就是使在電機(jī)由運(yùn)行狀態(tài)到停止?fàn)顟B(tài)的 1到 0 的跳變時(shí)輸出一個(gè)指令作為開門指令。延時(shí)開門繼電器 1 自鎖。 除了停車自動(dòng)開門這個(gè)開門條件之外，設(shè)計(jì)中還考慮到如果電梯停在某一樓層關(guān)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(jìn)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(dòng)關(guān)門指令與手動(dòng)關(guān)門并聯(lián)，共同控制關(guān)門指令的發(fā)出。每一段數(shù)碼管都有相應(yīng)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(jiǎn)單的處理將每一層樓的樓層指示繼電器輸出到相應(yīng)的數(shù)碼管控制位即可。設(shè)計(jì)中考慮到電機(jī)運(yùn)行中有指示，電梯停車后上、下指示燈應(yīng)該滅掉， 所以梯圖中串聯(lián)了電梯的運(yùn)行狀態(tài)環(huán)節(jié)，使電梯停車后能夠自動(dòng)滅燈。所有與此工程有關(guān)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(shí)驗(yàn)室的具體情況，在通道編輯器中，只組態(tài)通道 1，網(wǎng) 絡(luò)類型同 RSLinx中組態(tài)的相同，選擇 TCP/IP 以太網(wǎng)進(jìn)行通信；在第一和第二通信驅(qū)動(dòng)程序中，只選擇第一通信驅(qū)動(dòng)程序： AB_ETH1。 1． RSView32 的掃描等級(jí) 任何通過直接驅(qū)動(dòng)程序方式與 PLC進(jìn)行通信的 Tag，必須由 RSView32分配掃描等級(jí)，總共可以劃分 11 級(jí)掃描等級(jí)。 當(dāng)一個(gè) Tag值由前臺(tái)和后臺(tái)部件同時(shí)使用 時(shí)，它的掃描周期按照掃描周期快的進(jìn)行。 圖 掃描等級(jí)編輯器 1．關(guān)于 Tags 和 Tag 庫 Tag 是設(shè)備或內(nèi)存中，一個(gè)變量的邏輯的名字。 2．關(guān)于 Tag 的類型 RSView32 使用 Tag 的類型如下： 模擬量（ Analog）：一個(gè)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(shí)系統(tǒng)自動(dòng)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(guān)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?jī)煞N類型的Tag，電梯模型的 Tag 表見附錄。公式如下： 進(jìn)入 RSView32 的值 = 從 PLC 來的值 * Scale + Offset0 Units：?jiǎn)挝?，它是一個(gè)文本標(biāo)簽，可以定義 Tag 值的單位，最多 20個(gè)字符。根據(jù) Tag 值變化的快慢，選擇 A級(jí)或 B級(jí)。 創(chuàng)建圖形界面 關(guān)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(shè)計(jì)與其所實(shí)現(xiàn)的功能 主圖形界面是實(shí)現(xiàn)電梯模型實(shí)時(shí)監(jiān)控的最主要圖形界面，其包括了