【正文】 ........................................................... 12 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ............................................................................................ 12 ............................................................................................. 15 3 電梯控制系統(tǒng)硬件組成及軟件實現(xiàn) ............................................................................... 16 ........................................................................... 17 ...................................................................................... 17 變頻器的組態(tài)及 PLC控制 ..................................................................................... 18 .................................................................................................... 19 ................................................................................................ 20 4 結(jié)果分析 及改進(jìn) ........................................................................................................... 21 ....................................................................................................... 21 .............................................................................................................. 22 5 結(jié)束語 ......................................................................................................................... 22 答 謝 辭 ...................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn)： ................................................................................................................. 23 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 5 5 西門子 PLC 在電梯中的運(yùn)用 摘要： 當(dāng)今世界 ,電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已成為衡量一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。由于樓層較多，本設(shè)計采用變換的方法，當(dāng)把十 層分為單數(shù)層和雙數(shù)層來 控制。以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用 PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及安全保障方面等都有了很大的提高。與此同時，隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展，也極大地促進(jìn)了電梯控制技術(shù)的進(jìn)步 ,大量先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用于電梯 群控系統(tǒng) ,使得電梯群控系統(tǒng)的控制特性得到很大的改善。 二． 課題研究的主要內(nèi)容： 用西門子 S7系列 PLC進(jìn)行電梯控制，并通過 PLC與上位計算機(jī)工控組態(tài)軟件 MCGS 間的通信，經(jīng)過實際運(yùn)行，實習(xí)基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)在 MCGS 中的控制。 歸納總綱，分好段落，根據(jù)課程安排規(guī)劃好論文進(jìn)度。 國內(nèi)外對電梯的研究一直沒有停止過。針對目前這一現(xiàn)狀，本論文以兩臺五層電梯為設(shè)計對象，對電梯的群控問題進(jìn)行了較為深入的分析研究，提出了 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 6 6 一些自己的認(rèn)識和看法，設(shè)計出了一套 PLC 雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng) 。高校中關(guān)于 PLC 教學(xué)實驗的中等模型較少，為此，自行設(shè)計并制作了專用 4層集選電梯。 數(shù)百年來人們制造過各種類型的升降機(jī)，它們都具有一個共同的缺陷：只要起吊繩突然 斷裂，升降機(jī)便急速的墜落到底層。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到越來越廣泛的應(yīng)用。 PLC 負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給 PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。低廉的成本12． b~功能強(qiáng)大的指令集使得 S7—200 PLC 成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。還可以直接用軟件設(shè)置 PLC 的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控。足以滿足要求。程序說明如下： 電 梯 在三 層 時下行情況 LDoneseletq 一層內(nèi)選擇 0 twmeletq 或二層內(nèi)選擇 Ooneupq 或一層上呼 0 twodownq 或二層下呼 O tWoup_q 或二層上呼 eseatq 在三層位置時 置三層下行位 電 層 下行 有四層下行位 或有三層下行位 或有二層下行位 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 9 9 AN up 同時無上行 =down 電梯下行 圖 3：三層電梯指令圖 電梯上行程序設(shè)計 以電梯在二層上行情況為例。 電梯處于停止?fàn)顟B(tài) 在當(dāng)前層之上有下降、上升的請求信號或者電梯轎箱內(nèi)樓層請求信號在當(dāng)前層的上面則置電梯為上升狀態(tài) 。 電梯處于上升狀態(tài)時方向判斷相對簡單，只需將保 存當(dāng)前電梯位置 DM0002與DM0000（記憶上行請求）、 M0001（記憶下行請求）、 DM0003（記憶轎箱內(nèi)樓層請求）作比較就可以簡單的判斷在當(dāng)前樓層之上有無上行請求、下行請求或者轎箱內(nèi)樓層請求是否在當(dāng)前層之上，從而決定電梯是否繼續(xù)上升。若電梯繼續(xù)下降的條件不成立，則電梯經(jīng)過一段定時后進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。電梯的定向是電梯控制中的重要邏輯。提供良好的安全機(jī)制，為多個不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實現(xiàn) PLC 與組態(tài)軟件的通訊。這樣的處理方式對電梯的運(yùn)行是很有意義的，以往的電梯控制系統(tǒng)中，當(dāng)電梯響應(yīng)完某個方向上的所有信號后，若所有剩余的信號都是反方向的，電梯立刻改變方向，此時，在原方向前方若出現(xiàn)新的呼叫信號，電梯將不會立刻應(yīng)答，只是 記憶該呼叫信號，而去響應(yīng)換向后的方向上的呼叫信號，這樣既不符合電梯選層的優(yōu)先原則，又不能有效的節(jié)約能源。電梯的調(diào)速部分則選用高性能的矢量控制變頻器， 配以脈沖發(fā)生器 (編碼器 )測量鼠籠式曳引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成電機(jī)的閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鼠籠式曳引電動機(jī)的交流變頻調(diào)速 (VariableVoltage Variable Frequency，簡稱 VVVF)運(yùn)行。由于本設(shè)計選用的是通用型變頻器，因此其參數(shù)設(shè)置和外部線路設(shè)計的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于電梯專用變頻器，其設(shè)置的好壞也將直接影響到電梯運(yùn)行的實際效果。接線圖如圖 7 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。但是，若在忙梯的下方出現(xiàn)向 上的門廳呼叫信號，則由基站電梯來應(yīng)答信號而發(fā)車運(yùn)行接客。 PLC 集信號采集、信號輸出和邏輯控制于一體，與電梯電力動系統(tǒng)一起實現(xiàn)了電梯控制的所有功能。將 D , P , L 分別代入式 (1)、式 (2)中，可計算得 l≈ mm/p ， N≈2145p 。 系統(tǒng)實現(xiàn)位移控制的分析 CompactLogix 系列控制器的工作方式及編程環(huán)境 本系統(tǒng)是由 1個 CPU 模塊、 1 個電源模塊、 3個數(shù)字量輸入模塊、 4個數(shù)字量輸出模塊和 1個 PowerFlex 70 變頻器構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)。由 RPI(requested packet interval)指定模塊多信道廣播 (multicast)其數(shù)據(jù)的速率，如果在 RPI時間幀內(nèi)沒有改變狀態(tài) COS(change of state)發(fā)生， 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 18 18 模塊就按 RPI指定的速率來多信道廣播數(shù)據(jù)，否則將改變后的狀態(tài)按 RPI發(fā)送。連接好硬件線路后 ,利用 RSLinx 軟件來對鏈接工作站和控制器的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)通訊驅(qū)動程序 ,實現(xiàn)控制器與 PC 的通訊。圖 12中，變頻器數(shù)字 I/O 端子塊 1～ 6接線端對應(yīng)的參數(shù)名稱和組態(tài)信息如表 11所示。設(shè)計過程中為提高抗干擾能力，對于輸入信號 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 20 采用了差分電路；同時為提高電路的響應(yīng)速度，電平轉(zhuǎn)換電路中的光耦采用了高速光耦。數(shù)據(jù)寄存器分配如下 : 平層點 :0→D200 4000→D201 8000→D202 12000→D203 換速點 :2400→D204 6400→D205 10400 → D206 9600→D207 5600→D210 1600 → D211 (2) 換速 用 PLC 的高速計數(shù)器對 PG 卡的輸出脈沖進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)高速計數(shù)器的計數(shù)值 與換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)相等時，且目的層有有效的選層信號或呼梯信號，則發(fā)出換速信號，電梯轉(zhuǎn)入爬行階段。其中任務(wù)與程序的最大掃描時間可通過讀取程序運(yùn)行過程中的相關(guān)參數(shù)得到；記錄從發(fā)出停車指令到實際停車所需脈沖數(shù)并對多組數(shù)據(jù)求平均值，可得到電梯停車所需脈沖平均值；電梯快速運(yùn)行時碼盤發(fā)出脈沖的周期可通過如下方式求得：編制簡短的延時程序，記錄延時時間及脈沖變化值并求得脈沖的周期，對多組實驗數(shù)據(jù)求取平均值。例如，需將 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 22 22 2300≤Local:7: ≤2310 作為樓層檢測、換速或者平層停車的判斷條件 ,其中 Local:7: 表示位于第 7 槽的數(shù)字量輸入模塊對應(yīng)的狀態(tài)即輸入脈沖值。例如，控制程序在連續(xù)性任務(wù)中實現(xiàn)而將判斷輸入脈沖值 (Local:7:)的指令放到一個周期性任務(wù)中，選擇較小的周期如 。 畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好開端，畢業(yè)設(shè)計是我對所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計是老師對學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷 的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師張老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。 5 結(jié)束語 采用光電編碼盤脈沖計數(shù)的方式取代井道中安裝換速擋光板的傳統(tǒng)方式，實現(xiàn)對電梯的位移閉環(huán)控制，不僅提高了平層精度，而且軟件編程靈活，便于實現(xiàn)全數(shù)字化控制。為了進(jìn)一步提高電梯位移控制的精度，實現(xiàn)平穩(wěn)、快速、準(zhǔn)確平層停車，必須盡可能減小 t2和 t3，本系統(tǒng)采用了以下優(yōu)化軟件程序的改進(jìn)措施。1 個脈沖的當(dāng)量范圍，平層精度較高。程序流程如圖 5 所示。 電梯運(yùn)行 軟件 實現(xiàn) 系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求共分為 14 個功能程序塊 :初始化、外呼、內(nèi)選、自動開關(guān)電梯、平層、層樓計數(shù)及顯示、超時基駛回基站、上行、下行、換速、開 /關(guān)門、報警、相序更正、優(yōu)先服務(wù)等。對于 CompactLogix 控制器 ,可通過擴(kuò)展高速計數(shù)模塊 (1769 HSC)實現(xiàn)脈沖計數(shù)。 變頻器的 PLC控制是通過 PLC的輸出模塊控制變頻器的數(shù)字 IO端子塊實現(xiàn)的。這個周期性任務(wù)按 RPI 執(zhí)行 ,只有優(yōu)先級高于 7的任務(wù)方可中斷處理 I/O 數(shù)據(jù)。其中有一個連續(xù)性任務(wù)，其他為周期性任務(wù)或事件性任務(wù) (優(yōu)先級為 1～ 15，數(shù)字小的優(yōu)先級高 )，每個任務(wù)又包括若干程序以實現(xiàn)邏輯控制。絕對計數(shù)指采用絕對坐標(biāo)累計所有樓