【正文】 系統(tǒng) （ 1）主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式 PLC（ PLC 的各個不見都在同一機殼內(nèi)）外，目前市場多數(shù)的 PLC 都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（ PLC 的各個部件獨立封裝，稱之為模塊）。 用以掃描方式來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)。對大型 PLC，大多采用高速位片式微處理器，它具有靈活性強，速度快，效率高的優(yōu)點。這些數(shù)據(jù)一般不需要長久保存，因此采用隨機存儲器 RAM。生產(chǎn)過程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的 I/O 模塊作為 CPU 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。目前，大多數(shù) PLC 采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比， PLC 的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強。常用的有編程河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 器，可編程終端，打印機，條碼讀入機等等。 PLC 的這種工作方式就稱之為循 環(huán)掃描。 公共操作公共操作是在每次掃描程序前又一次自檢，若發(fā)現(xiàn)故障，除了報警顯示燈亮之外，還判斷故障性質(zhì)。接著就是數(shù)據(jù)輸入或輸出狀態(tài) 刷新。 （ 3） 執(zhí)行用戶程序這里又包括監(jiān)視與執(zhí)行兩部分。 應(yīng)用軟件 PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成 PLC 實際控制任務(wù)而編制的各種軟件。 （ 3） PLC 應(yīng)用軟件的設(shè)計需要計算機，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng) 絡(luò)通信技術(shù)等多種知識。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。從我國目前正在開展的以河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 高新技術(shù)帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形式來看，我們不僅要大力發(fā)展適合于大，中型企業(yè)的高水準的 PLC 網(wǎng)絡(luò)，而且也要發(fā)展合適小型企業(yè)該找的性能價格比高的小型 PLC控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計，組態(tài)也更為靈活方便，地域分布也廣，是當前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。隨著集成電路和計算機技術(shù)的進一步發(fā)展，今后的 PLC 將更加注重它與智能控制系統(tǒng)的結(jié)合。從 1978 年起國際電工委員會 IEC 在其下設(shè) TC65 的 SC65B 中轉(zhuǎn)設(shè) WGT 工作組制定 PLC 的國際標準。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 智能變頻器是為電梯的靈活調(diào)速、控制及高精度平層等要求而專門設(shè)計的電梯專用變頻器，可配用通用的三相異步電動機，并具有智能化軟件、標準接口、菜單提示、輸入電梯曲線及其它關(guān)鍵參數(shù)等功能。電梯給定曲線是否理想，直接影響實際的運行曲線。這種順序和格式不能人為改變。為滿足系統(tǒng)的實時性要求，在速度曲線的產(chǎn)生方式中，采用中斷方法，從而有效地克服了 PLC 掃描機制的限制。在 PLC 的內(nèi)部寄存器中，減速曲線表的數(shù)值由大到小排列，每次中斷都執(zhí)行一次“表指針加 1”操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值。 I/O 點數(shù)及其分配 本文以五層樓電梯為例。另外要替換某一顯示器的值，需要電梯接觸到其上層或下層的行程開關(guān)，程序如圖 34。若 5 層有呼叫，包括兩種情況：電梯內(nèi)呼叫，電梯外呼叫。而上升呼叫停止 R200的編程思路與下降呼叫停止 R201 相似。如果電梯停在某一層，按下該層的外部呼叫也會輸出 R200 或 R201，電梯門也會開。需要指出的是第一，第五層的呼叫是單向的，故其關(guān)閉條件也相應(yīng)變?yōu)樾谐涕_關(guān)閉合 ” AND” 電梯升降斷開，故得程序如圖 39層以 2層為例 。相應(yīng)的升降指示燈閉合。首先，只有當電梯既不上升也不下降時才能進行開門，既 Y12 才能輸出。 由于在電梯外部有上升呼叫和下降呼叫，所以當呼叫方向與電梯運行方向相同時，電梯才能停止。因此程序應(yīng)從最基本，簡單的過程入手。 ⑵ 電梯內(nèi)的樓層顯示器 樓層顯示器是以電梯是否碰到行程開關(guān)來決定的。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降至 120r/min 之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對時間控制為主，同時根據(jù)在每一制動距離上實際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速的偏差來修正加速度給定曲線的方法。電梯以對應(yīng)模式的最大值運行，在該模式減速點到后，產(chǎn)生高速計數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務(wù)程序。電梯邏輯控制部分的程序掃描時間已超過 10ms，盡管采取了一些減少程序掃描時間 的辦法，但仍無法將掃描時間降到 10ms 以下。由于電梯邏輯控制部分程序最大，而 PLC 運行采用周期掃描機制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令時間間隔過長，不能滿足給定曲線的精度要求。能保證 a、 p 最佳取值的電梯運行曲線稱為電梯的理想運行曲線。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機 控制裝置成本較高；而 PLC 可靠性高，程序設(shè)計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。 （ 4） 實現(xiàn)軟，硬件的標準化 長期以來， PLC 走的是專門化 的道路，使其在獲得成功的同時也帶來諸多的不便。隨著自動控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，這種多分布式的 PLC 控制系統(tǒng)不再是單一的，除了控制功能外，還可以實現(xiàn)在線優(yōu)化，生產(chǎn)過程的實時調(diào)度，產(chǎn)品計劃，統(tǒng)計管理等功能，成為一種測，控，管一體化的多功能綜合系統(tǒng)。例如德國西門子公司的 S7200 既可以單機運行也可以聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)復(fù)雜的控制。 PLC 的主要應(yīng)用領(lǐng)域是自動化。但使用廣泛的還是梯形圖語言和助記符語言。軟件設(shè)計人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計。 ② 執(zhí)行用戶程序。按用戶程序要求及當前輸入狀態(tài)，要保持到下次刷新為止。在 PLC 的存儲河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 器有一個專門存放 I/O 數(shù)據(jù)區(qū)，其中對應(yīng)輸入端子的數(shù)據(jù)區(qū)，稱之為輸入映象存儲器。使它涉及到各種指令和內(nèi)存單元，如果執(zhí)行的時間不超過規(guī)定的時間范圍，則證明自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉。 PLC 系統(tǒng)軟件與工作過程 PLC 系統(tǒng)軟件是 PLC 工作所必須的軟件。輸出電路的功能就是接受 PLC 輸出的控制信號，對被孔對象執(zhí)行控制任務(wù)。 （ 3）電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供 CPU 存儲器所需的直流電源，是整個 PLC 系統(tǒng)的能源供給中心。 ③ 通信接口：主控模塊通常有一個或一個以上的通信接口（簡稱通信口），用以與計算機，編程器相連，實現(xiàn)編程，調(diào)試，運行，監(jiān)視等功能。監(jiān)控程序和 PLC 的硬件組成與專用部件的特性有關(guān)，用戶不能隨意訪問和修改這部分存儲器的程序。如日本歐姆龍公司生產(chǎn)的 OMRONC200H 型PLC采用的是 Motorola 公司生產(chǎn)的 MC68B09 的 CPU 芯片。PLC在 CPU 的控制下使整個機器有條不紊的協(xié)調(diào)工作，以實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設(shè)備的控制。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實際應(yīng)用的需要而定，可大可小。這樣相輔相成，構(gòu)成一個功能較強的完整的控制系統(tǒng)。 ⑺ 隨著構(gòu)成 PLC 的元器件性能的提高， PLC 的可靠性也在相應(yīng)的提高。經(jīng)過較長時間是實踐，人們又發(fā)現(xiàn)， PLC 與一般的工業(yè)控制計算機相比， PLC 還是有著較強的優(yōu)勢，其原因是 PLC 專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計，在 PLC中采用了如下的硬件和軟件措施： ⑴ 光電耦合隔離和 RC 濾波器，有效地防止了干擾信號的進入。需要重新設(shè)計，改變繼電器和接線 適應(yīng)性強，只需對程序進行修改 控制速度 低。盡管現(xiàn)在的河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 PLC控制系統(tǒng)已發(fā)生了很大的變化，但是從自動控制的角度來看， PLC 控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上仍有相似之處?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設(shè)計。因此，美國電河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 氣制造協(xié)會 NEMA（ National Electrical Manufacturers Association） 將之正式命名為 PC（ Programmable Controller） 。它的控制功能也僅僅只局限于邏輯控制，定時，計數(shù)等這樣一些簡單的控制，一旦動作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須進行重新設(shè)計，布線，裝配，和調(diào)試。 式（ 1）中的 )/1)((1 gQGs ???? ， )/1(2 gWs ??? 上式中： G轎廂自重（ N）； Q額定載重量（ N）； W對重裝置重量（ N）； ? 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 電梯加速度。顯然，這就是直溜電機的致命缺陷，是直流電機最終被交流電機代替的根本原因。因此，消除了振動和噪聲。在整個運行期間準確地給位置信號加上精確地按樓層距離直接停靠的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在 VVVF 控制系統(tǒng)中其直接?？坑?PC機，變頻器，曲線卡三個方面組成。再把直流逆變成電壓幅度和頻率可變的交流。能節(jié)約能量達45%。操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕城內(nèi)指令按鈕或觸鈕。 總之，從理論上講，電梯是垂直運動的運輸工具，無需旋轉(zhuǎn)機構(gòu)來拖動，更新的電梯拖動系統(tǒng)實際上就是直線電機拖動系統(tǒng)。 可控硅直接供電拖動系統(tǒng)在工業(yè)上早有應(yīng)用，但用于電梯上卻要解決舒適感問題。單雙速交流電動機拖動系統(tǒng)采用開環(huán)方式控制，線路簡單，價格較低，因此目前仍在電梯上廣泛應(yīng)用。 20世紀 90 年代，調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速電梯開始占領(lǐng)市場。作為我國 20 世紀 70 年代電梯的主要標志是交流雙速電梯。轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 （ 6）開門方向：人在轎廂外面對轎廂門向左方向開啟為左開門，門向右方向開啟為右開門，兩扇門分別向左右開啟者為中開門，也稱中分門。 電梯的型號 電梯的型號編制方法：型號，即采用一組字母和數(shù)字，以簡單明了的方式，將電梯的基本規(guī)格的主要內(nèi)容表示出來。一般提升高度 h≤ 50M。 ⑵ 交流雙速電梯：牽引電機為電梯專用的變極對數(shù)的交流異步電動機，梯速V≤ 1M/S，提升高度 h≤ 50M。 ⑽ 建筑施工電梯：建筑施工電梯指建筑施工與維修用的電梯。 ⑺ 觀光電梯：觀光電梯是一種供乘客觀光用的，轎廂透明的電梯。此種電梯結(jié)構(gòu)簡單，操縱按鈕在廳門外側(cè)，無乘人必備的安全裝置。而且安全設(shè)施齊全，裝潢美觀。 1967 年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動系統(tǒng)筒化，性能提高。當時有個叫阿基米德的人設(shè)計出 人力驅(qū)動的卷筒式 卷揚機。本文介紹了利 用 可編程控制器編寫的一個 五 層電梯的控制系統(tǒng)，檢驗電梯 PLC 控制系統(tǒng)的運行情況。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯；高層住宅需 要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯，自動扶梯 等 。 1900 年還出現(xiàn)了第一臺自動扶梯。 1976 年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發(fā)展時期。這類電梯裝潢不太講究自動化程度和速度一般比較低。能在船舶搖晃中工作。其特點是轎廂窄而寬，常要求前后貫通開門。 ⑿ 自動人行道（自動步梯）：用于檔次要求很高的國際機場，火車站。其驅(qū)動控制系統(tǒng)為變頻變壓加矢量的 VVVF 系統(tǒng)。 液壓電梯，電梯的升降是依靠液壓傳動的有以下兩類： ⑴ 柱塞直頂式：液壓缸柱塞直接支撐在轎廂底部。 （ 2）轎廂尺寸（ mm） ：寬 *深 *高 （ 3）轎廂形式：有單雙面開門及其他特殊要求等， 以及對轎頂，轎底，轎壁的處理。半繞 2:1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度的一半。 （ 12）頂層高度（ mm） :由頂層端站樓面至機房樓樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離，電梯運行速度越快，頂層高度一般越高。 20世紀 80 年代盛行的交 流調(diào)壓調(diào)速電梯，其性能優(yōu)越于交流雙速電梯。調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速電梯傳動系統(tǒng)中還廣泛的采用了矢量變換技術(shù)。 交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動系統(tǒng)國外已大量應(yīng)用于電梯。世界上最高速度的 10 米 /秒電梯就是采用這種系統(tǒng)，其調(diào)速比達1:1200。設(shè)在一樓的起點站稱為基站，起點站和終點站稱為兩端站，兩端站之間稱為中間站。 作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰匙開關(guān)，以便下班關(guān)電梯時。且起動電 流峰值時間短。 ⑷ 舒適感好 在整個運行過程中。曲線卡在接受到起動信號時，給變頻器一條運行曲線，輸出運行信號，電梯開始運行；在受到換速信號時，給變頻器調(diào)節(jié)裝置一條減速曲 線，當?shù)竭_停車位置時，曲線卡撤消運行信號，電梯即直接?？繕菍悠矫?，完成一次運行，故使電梯在每個樓層都能準確平層，便于乘客進出不會絆倒。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 表 15各種調(diào)速方式對 比圖 調(diào)速方式 一次變流 二次變流 三次變流 直流電機 GM 系統(tǒng) 機械 機械 直流電機相控調(diào)速方式 電子 機械 直流電機 PWM 系統(tǒng) 電子 電子 機械 交流電機”交 直 交”變頻系統(tǒng) 電子 電子 交流電機”交 交”變頻系統(tǒng) 電子 交流電機調(diào)壓系統(tǒng) 電子 上述反復(fù)一次變流的最后兩種調(diào)速方式，由于不能達到很寬的調(diào)速范圍和很好的性能。具體圖形見圖 13。用已向系統(tǒng)送入控制信號。 出于上述考慮，美國通用汽車公司（ GM）于 1968 年提出了公開招標研制新型的工業(yè)控制器的設(shè)想，第二年，即 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）就研制出了世界上第一臺可編程序控制器。 20 世紀 80年代后，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32 位微處理器夠成的微機化可編程序