【正文】 根據(jù) I/O 分配表中的情況，利用 Protel 軟件畫出 PLC 的外部接線圖，如圖 42 所示 根據(jù)電梯的運(yùn)行規(guī)律 ,設(shè)置了有 /無司機(jī)、檢修、優(yōu)先服務(wù)、消防等四種工作方式。不論是一號(hào)電梯還是二號(hào)電梯均停留在最后?？康膶诱敬? 無論是作為一號(hào)電梯還是二號(hào)電梯 ,由于轎內(nèi)呼叫信號(hào)而使電梯定向的 ,電梯都必須啟動(dòng)運(yùn)行。 二樓電梯上升、下降梯形圖 二樓上升如圖 45(a)所示 ,二樓下降如圖 45(b)所示。 33 35利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。 37 10 4 完成 設(shè)計(jì)（制作） 任務(wù)情況 主要依據(jù) 設(shè)計(jì)（制作）方案可行性及先進(jìn)性、設(shè)計(jì)（制作）內(nèi)容正確性、完成設(shè)計(jì)（制作） 任務(wù)書要求的各項(xiàng)任務(wù)情況等 評(píng)分。 5 3 完成 階段性設(shè)計(jì)（制作）任務(wù)情況 主要依據(jù)按時(shí)按質(zhì)完成階段性設(shè)計(jì)（制作）任務(wù) 情況評(píng)分。 最后，再次感謝機(jī)電 工程系的各位老師和許多的朋友和同學(xué)在各個(gè)方面給予了我很多的幫助和支持，讓我堅(jiān)持到了最后 ，并最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部工作。基于 PLC 設(shè)計(jì)的雙電梯并聯(lián)控制系統(tǒng)可以很好的響應(yīng)乘客的召喚信號(hào)，達(dá)到高效、節(jié)能的目的。在高峰期和低谷期的平均等待時(shí)間和最大等待時(shí)間都長(zhǎng)于改進(jìn)后的系統(tǒng)，改進(jìn)后的系統(tǒng)表現(xiàn)好于改進(jìn)之前。 圖 49 轎內(nèi)指令控制梯形圖 門廳召喚控制梯形圖 如圖 410 所示。 圖 46 二樓向下指示燈 一樓、四樓指示燈梯形圖 一樓指示燈梯形圖如圖 47(a)所示 ,四樓指示燈梯形圖如圖 47(b)所示。由于電梯的梯形圖程序中有很多的重復(fù)相似段 ，因此本文以模塊化的方式給出部分模塊的梯形圖，而重復(fù)相似部分不再重述。但是，若在忙梯的上方出現(xiàn)任何向上或是向下的門廳呼叫信號(hào)，則由基站電梯來應(yīng)答信號(hào)而發(fā)車運(yùn)行接客。 上 電 信 號(hào)忙 梯 停 用 否忙 梯 壞 否升 至 四 層關(guān) 門 待 命轎 內(nèi) 有 上 行 信號(hào) 否忙 梯 應(yīng) 答上 方 再 有 信 號(hào)否下 方 有 向 下 呼叫 否下 方 有 向 上 信號(hào) 否到 指 定 層到 頂 層 否上 方 有 信 號(hào) 否換 相忙 梯 應(yīng) 答到 指 定 層下 方 再 有 信 號(hào)否轎 內(nèi) 有 下 行 信號(hào) 否到 基 站 否換 相忙 梯 、 基 梯 轉(zhuǎn) 換基 梯 停 用 否基 梯 壞 否基 層關(guān) 門 待 命轎 內(nèi) 有 呼 叫 信號(hào) 否基 梯 應(yīng) 答有 上 行 信 號(hào) 否基 梯 上 行到 指 定 層到 頂 層 否換 相到 底 層有 下 行 信 號(hào) 否基 梯 下 行到 指 定 層到 基 站 否NN到 底 層YYYNNNYYNYNYYNNYNNYNNYYYYYNYYYYNYN 圖 43 PLC程序流程框圖 當(dāng)兩臺(tái)電梯因轎廂內(nèi)指令而到達(dá)基站后關(guān)門待命時(shí)，則應(yīng)按照有效利用的原則，執(zhí)行相互交替程序段。同時(shí)，由于梯形圖之間的相互關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，因此在雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件部分時(shí)，主要采用模塊化的編程思想來進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中實(shí)際需要輸入點(diǎn) 41 點(diǎn) ,輸出點(diǎn) 36 點(diǎn) ,因此我們選用西門子S7200 PLC，其中 CPU 的型號(hào)選為 CPU226， 其輸入輸出點(diǎn)數(shù)為 24/16，不能滿足要求，所以在使用數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM223。 監(jiān)視面板 ： 在控制室裝上監(jiān)視面板，可通過燈光指示監(jiān)視多臺(tái)電梯運(yùn)行情況，還可以選擇最優(yōu)運(yùn)行方式 。 (3)上行高峰：早上高峰時(shí)間，所有電梯均駛向主層，避免擁擠。如果不過長(zhǎng)，就由其它電梯應(yīng)召，而不起動(dòng)待命電梯。如果有，則由附近電梯應(yīng)召，否則 按“ 最大最小 ” 原則控制。 圖 32 中，交通數(shù)據(jù)管理主要完成多種交通數(shù)據(jù)的采集，如外部呼梯信號(hào)，內(nèi)部指令信號(hào)等；層站召喚分配則根據(jù)一定的評(píng)價(jià)函數(shù)完成對(duì)外部呼梯申請(qǐng)信號(hào)的電梯調(diào)度選 指示燈向 PLC 傳輸外部狀態(tài)信號(hào)，指示電梯的工作狀態(tài)。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。 （ 7） 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。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分額定載重。它是有轎廂架和轎廂體組成的。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對(duì)重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動(dòng)轎廂升降。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。 曳引系統(tǒng) :曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成 ,曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)通過脈沖發(fā)生器 (編碼器 )和 PG 卡將速度信號(hào)及時(shí)反饋給安川變頻器， 圖 25 變頻器拖動(dòng)部分線路圖 U V W M 3 ~ PG 卡 PGB2 123456 12V 0V A 相脈沖 B 相脈沖 脈沖發(fā)生器 1 2 3 4 11 電梯上行輸出 電梯下行輸出 電梯高速運(yùn)行 電梯低速運(yùn)行 COM PLC RST 接觸器觸點(diǎn) 安川 616G5 變頻器 過載保護(hù) 短路保護(hù) VS616G5 型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的 21 世紀(jì)通用型變頻器。因此可以說在電氣調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)，以變頻器應(yīng)用技術(shù)為代表的交流調(diào)速傳動(dòng)已經(jīng)成為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流。脈沖發(fā)生器輸出 A、 B 兩相脈沖， PG 卡接收到脈沖信號(hào) 呼 梯 信 號(hào) 樓 層 信 號(hào)平 層 信 號(hào)呼 梯 信 號(hào)門 電 機(jī)P L C一 號(hào) 拽 引 機(jī) 二 號(hào) 拽 引 機(jī)電 源一 號(hào) 變 頻 器 二 號(hào) 變 頻 器 圖 22 PLC雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件框圖 圖 22 中 可以看出，該系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，其中電梯控制的邏輯部分由 PLC來實(shí)現(xiàn)。 同時(shí) SIMATIC 系列 PLC S7200 體積小巧，功能全面，適應(yīng)中小型機(jī)器設(shè) 備的控制。通過調(diào)制解調(diào)器支持遠(yuǎn)程監(jiān)控 ； 可以故障診斷，執(zhí)行單次掃描，強(qiáng)制輸出 ；還 可以編輯變量狀態(tài)表， 使用多個(gè)可同時(shí)打開的窗口可同時(shí)顯示信號(hào)狀態(tài)和狀態(tài)表。因此，能夠滿足電梯對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求。 （ 2）程序執(zhí)行 在程序執(zhí)行階段， PLC 順序掃描用戶程序。 控制部分是根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際控制要求編制用戶的控制程序，并將編制好的程序通過編程器輸入 PLC 內(nèi)的用戶程序存儲(chǔ)器中， CPU 反復(fù)掃描、執(zhí)行用戶程序，并產(chǎn)生各種輸出控制信號(hào)，通過用戶程序來實(shí)現(xiàn) PLC 的控制功能。 工作原理 PLC 是以微機(jī)為核心的電子部件，可以將它看作是一個(gè)由各種繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器及狀態(tài)器組成的組合體。 （ 4） I/O 擴(kuò)展接口 I/O 擴(kuò)展接口與 CPU 之間是以總線方式連接的，因此它可以連接開總量的 I/O 擴(kuò)展單元及擴(kuò)展塊，使 I/O 點(diǎn)數(shù)規(guī)模在配置更加靈活。 （ 2）輸入 /輸出電路 通常有兩種形式的輸入電路；直流輸入和交流輸入電路?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)”。 第 2 章 器件的選擇 PLC的選擇 PLC介紹 1968 年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求，這揭開了可編程控制器的發(fā)展篇章。在正常自動(dòng)狀態(tài)下， PLC檢測(cè)門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號(hào)，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時(shí)，則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)若收到指令信號(hào)則電梯即起動(dòng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高 ,控制方式不靈活及功率消耗大等缺點(diǎn) ,目前已逐漸被人們所淘汰。 電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代化電梯技術(shù)的重要組成部分。但由于微機(jī)的集成度高，功能項(xiàng)目固化，所以一般的維修人員及工程人員修改或增加不了其功能。 1984 年在日本已將其用于 2m/s 以上的高速電梯。目前 的 電梯設(shè)計(jì) 中一般 使用可編程控制器 (PLC)， 它具有 功能變 化靈活，編程簡(jiǎn)單，故障少，噪音低 等優(yōu)點(diǎn) 。傳統(tǒng)的電梯電器控制系統(tǒng)是一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)。 1862 年，奧的斯公司采用單獨(dú)蒸汽機(jī)控制的升降機(jī)問世。 電梯已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。 2 本文首先敘述在當(dāng)代社會(huì)中電梯的重要性，對(duì)電梯進(jìn)行并聯(lián)控制的重要性及必要性，然后我查閱相關(guān)西門子公司的 S7200CN 系列 PLC，通過比較選用 226 型 CPU，并使用 EM223 擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。 要求學(xué)生對(duì)基本概念要做到深刻理解 ,對(duì)基本原理要弄清弄懂 ,對(duì)基本方法要熟練掌握 ,通過工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練 ,以達(dá)到提高分析問題、解決問題的能力。 10月 21日 11月 10日：實(shí)施設(shè)計(jì)任務(wù) 。 任務(wù)： 設(shè)計(jì)技術(shù)要求： （ 1）設(shè)計(jì)某一 4層 雙座 電梯電氣控制系統(tǒng)，有 檢修 和自動(dòng)兩種控制方式，具備快捷工作流程，符合賓館客梯使用。 （ 4）要有必要的 短路、過載 、連鎖保護(hù)。 11月 22日 11月 24日： 交畢業(yè)設(shè)計(jì) ,經(jīng)過審查后準(zhǔn)備答辯 。 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。該控制系統(tǒng)采用可編程控制器作為控制器，并使用基于“最少等待時(shí)間” 的并聯(lián)調(diào)度規(guī)則來運(yùn)行 2 臺(tái)電梯。的導(dǎo)軌在各樓層間運(yùn)行，是垂直運(yùn)行的電梯 (通常也簡(jiǎn)稱為電梯 )、傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯、傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道的總稱。 然而， 近年來隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，高層建筑和智能化建筑的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)電梯提出了越來越高的要求，單臺(tái)電梯往往不能滿足建筑物內(nèi)的交 通需要，這時(shí)候就需要合理安裝多臺(tái)電梯來緩解電梯運(yùn)行的壓力，因此電梯群控系統(tǒng) (elevator group control system)應(yīng)運(yùn)而生。到 19 世紀(jì)初，在歐美開始用蒸汽機(jī)作為升降工具的動(dòng)力。兩個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目的主要問題通常是：現(xiàn)有設(shè)備的可靠性已達(dá)到不可接受的程度，不能滿足乘客的流量，因此也增加了舊體制的交通處理能力。因此，研究和制造智能化、高效的電梯群控系統(tǒng)能滿足規(guī)模越來越龐大的現(xiàn)代建筑群的需要，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，備受工業(yè)界的關(guān)注。將轎廂停在選定的樓層上；同時(shí)，根據(jù)樓層的呼叫，順路停車，自動(dòng)開關(guān)門。 在我國(guó)，老的直流電梯已被淘汰，交流雙速梯、 ACVV 交流調(diào)速梯逐漸被 VVVF 交流變頻變壓調(diào)速電梯所取代，控制系統(tǒng)已在大量采用 PLC 和微電腦控制技術(shù)，最高梯速已達(dá)到 4m/s。 6 課題的提出 可編程控制器 (PLC)是面向用戶的專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)，具有良好的操作性與可調(diào)節(jié)性，使用 PLC 進(jìn)行電梯的電氣控制是必然的趨勢(shì) 。 當(dāng)今 PLC在電梯中的應(yīng)用已經(jīng)很成熟 ,如圖 11 是 PLC應(yīng)用于電梯控制的控制框圖。 根據(jù) 查閱資料了解到的當(dāng)今電梯控制系統(tǒng)和電梯拖動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)以及 掌握的知識(shí)，本次設(shè)計(jì)將采用西門子 S7200 PLC， 結(jié)合安川 VS616G5 通用變頻器， 實(shí)現(xiàn)兩臺(tái) 電梯的聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。在 20 世紀(jì) 80 年代后期，以微處理器構(gòu)成的微機(jī)取得了飛速發(fā)展，使得可編程邏 輯控制器在概念、設(shè)計(jì)、性能上都有了新的突破。 輸出電路有三種形式：一種是繼電器形式，它是通過控制繼電器的線圈利用其觸點(diǎn)的通斷來控制輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電氣隔離；另一種是晶體管輸出型，它通過光電耦合器控制輸出開關(guān)晶體管通斷，進(jìn)而控制輸出設(shè)備；第三種是可控硅輸出型，通過觸發(fā)可控硅的通斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部輸出設(shè)備的控制。當(dāng) PLC 正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一般不需要編程器，因此編程器被設(shè)計(jì)為獨(dú)立的部件。 PLC 控制系統(tǒng)主要由三部分組成：輸入部分、控制部分、 輸出部分。當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí)， CPU 按照分時(shí)操作原理每個(gè)周期執(zhí)行一次操作，由于 CPU 的運(yùn)算處理速度很快，使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來看似乎是同時(shí)完成的，這種分時(shí)操作的過程稱為 CPU 對(duì)程序的掃描。 SIMATIC PLC 是德國(guó)西門子公司在 1995 年推出的性能價(jià)格比比較高的 PLC 系統(tǒng)。 PLC)可應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。 可以對(duì) S7200 所有 的 功能進(jìn)行編程。 本系統(tǒng)是由 PLC、變頻器、控制箱、顯示器、曳引電動(dòng)機(jī) 等 組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng) (Variable Voltage Variable Frequency，簡(jiǎn)稱 VVVF)。 首先， PLC 接收來自電梯的呼梯信號(hào)、平層信號(hào)，然后根據(jù)這些輸入信號(hào)的狀態(tài)，通過其內(nèi)部一系列 的 復(fù)雜控制程序，對(duì)各種信號(hào)的邏輯關(guān)系 進(jìn)行 有序地處理，最后向直流門控電機(jī)、變頻器和各類顯示器適時(shí)地發(fā)出開關(guān)量控制信號(hào)，對(duì)兩臺(tái)電梯實(shí)施 聯(lián) 控。根據(jù) A、 B 脈沖的相序 ,可判斷出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向 ,并可以