【文章內(nèi)容簡介】 式的模塊用非破壞性的電子保護電路代替熔斷器。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計算機程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 器 系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處 。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機或切換到 STOP 工作狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個階段（見左上圖） 。可編程序控制器的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計算機執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入 輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時完成的。 在內(nèi)部處理聯(lián)合階段?？删幊绦蚩刂破鳈z查 CPU 模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。 在通信服務(wù)階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當可編程序控制器處于停止（ STOP）狀態(tài)時，只執(zhí)行以上的操作?？删幊绦蚩刂破魈幱冢?RUN）狀態(tài)時，還要完成另外 3 個階段的操作（見右圖），圖中僅畫出 了與用戶程序執(zhí)行過程有關(guān)的 3 個階段。 PLC 工作過程 1. 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次讀入所有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)它們存入I/O 的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)生變化 I/O 的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會改變。所以輸入如果是脈沖信號，它的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2. 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 的 CPU 總是由上而下，從左到右的順序依次 掃描梯形圖。并對控制線路進行邏輯運算， 并以此刷新該邏輯線圈或輸洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 出線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)。或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。例如：算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳達等。 3. 輸出刷新階段 在輸出刷新階段， CPU 按照 I/O 內(nèi)對應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動響應(yīng)的外設(shè)。這時才是 PLC 真正的輸出。 PLC 控制程序設(shè)計 PLC 編程步驟 圖 26 PLC 編程 步 驟 檢查程序 有無錯誤 運行程序 有無錯誤 程 序 投 入使用 通過 PC 機輸入程序至 PLC 編制 PLC 程序 將 PLC 的 I/O 分配給輸入輸出 確定系統(tǒng)必須完成的各項任務(wù)及其順序 修改程序 調(diào)整程序 NO YES YES NO 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第 3 章 電梯的電氣控制系 統(tǒng) 概述 電氣控制系統(tǒng)是電梯的兩大系統(tǒng)之一。電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、指層燈箱、召喚箱、限位裝置、換速平層裝置、轎頂檢修箱等十幾個部件，以及曳引電動機、制動器線圈、開關(guān)門電動機及開關(guān)門調(diào)速開關(guān)、極限開關(guān)等幾十個分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。 載重量和額定運行速度確定后，機械系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點，乘載對象進行認真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。 電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運行可靠性。隨著科學(xué)和、技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進工作的進一步開展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。在國產(chǎn)電梯中，在中間邏輯控制方面，已淘汰繼電器控制，采用 PLC和微機控制。在拖動方面，除速度 V≤ 用交流雙電動機變極調(diào)速外，對于速度 V≥ ，均采用交流調(diào)壓調(diào)速和交流調(diào)頻調(diào)速拖動系統(tǒng)。 新電氣控制系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)的出現(xiàn)，不但改善了電梯的性能，而且提高了電梯的運行可靠性能，使我國的電梯工業(yè)提高到一個新的水平，基本實現(xiàn)乘用安全、可靠 、舒適的愿望。 電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件 為了便于制造、安裝、調(diào)試和維修，常把電氣控制系統(tǒng)中幾百至成千萬個電器元件組裝在操縱箱，控制柜等十幾個部件內(nèi)。但是有些電器元件組裝到各電源部件中去后，反而會給制造、安裝、調(diào)試、維修帶來困難或不方便，這是，則將這部分電器元件分散裝到各有關(guān)電梯部件中去。電氣控制系統(tǒng)常用的主要電器部件如下： 1. 操縱箱 操縱箱一般位于轎箱內(nèi)，是司機或乘用人員控制電梯上下運行的操縱控制中心。操縱箱裝置的電器元件與電梯的控制方式、停層站數(shù)有關(guān)。操縱箱上裝配的電器元件一般包括下列 幾種： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 發(fā)送轎內(nèi)指令任務(wù)，命令電梯起動和?？繉诱镜脑?，如轎內(nèi)手柄 控制電梯的手柄開關(guān)；轎內(nèi)按鈕控制、信號 集選 控制電梯的轎內(nèi)指令按鈕；控制電梯工作狀態(tài)的手指開關(guān)或鑰匙開關(guān)；控制開關(guān)；急停按鈕；短接和應(yīng)急按鈕；點動開門按鈕；轎內(nèi)照明燈開關(guān)、電風(fēng)扇開關(guān)；蜂鳴器；外召喚人員所在位置指示 燈；廳外召喚人員要求前往方向信號燈；但是近年來已出現(xiàn)操縱箱和指層箱合為一體新型操縱指層 箱。 2. 指層 燈箱 是司機，轎內(nèi)、外乘人員提供電梯運行方向和所在位置指示燈信號的裝置。 除雜物電梯外，一般電梯都在各?？空镜膹d門上設(shè)置有指層燈箱。但是，當 電梯的轎廂門為封閉門，而且轎門上沒有開設(shè)監(jiān)視窗時，在轎廂內(nèi)的轎門上方也必須設(shè)置指示層燈箱。位于廳門上方的指示燈箱廳稱廳外指層燈箱，位于轎門上方的指層燈箱在結(jié)構(gòu)上是完全一樣的。近年來出現(xiàn)把層燈箱合并到轎內(nèi)操縱箱和廳外召喚箱中去的情況，而且采用數(shù)碼顯示。 3. 召喚按鈕（或觸鈕）箱 召喚按鈕是設(shè)置在電梯停靠站廳門外側(cè)，給廳外乘用人員提供召喚電梯的裝置。 根據(jù)處位的不同，召喚按鈕箱分位于上端站，只裝設(shè)一只下行召喚按鈕，位于下端站只裝設(shè)一只上行召喚按鈕的單鈕召喚箱。但是若下端站又作為基站時，召喚箱上還需加裝一只廳外控制自 動開關(guān)門的鑰匙開關(guān)。位于中層站者，則是裝設(shè)一只上行召喚按鈕和一只下行召喚按鈕的雙召喚箱。 4. 轎頂檢修箱 轎頂檢修箱位于轎廂頂上，以便于檢修人員安全、可靠、方便地檢修。檢修箱裝設(shè)的電梯電器元件一般包括控制電梯慢上、慢下的按鈕，點動開關(guān)門按鈕，急停按鈕，轎頂正常運行和檢修運行檢索轉(zhuǎn)換開關(guān)，轎頂檢修燈開關(guān)等。 5. 換速平層裝置（也稱井道信息裝置） 換速平層裝置是一般低速或快速實現(xiàn)到預(yù)定?？空緯r，提前一定距離把快速運行切換為平層前慢速運行，平層時自動?？康目刂蒲b置。 6. 限位開關(guān)裝置 為了確保司機、乘用人員、電梯設(shè)備的安全， 在電梯的上端站和下端站處，設(shè)置了限制電梯運行區(qū)域的裝置，稱為限位開關(guān)裝置。 7. 極限開關(guān)裝置 極限開關(guān)是一種在 80 年代中期以前，用于交流 雙速電梯，作為當限位開關(guān)裝置失靈，或其它原因 ，切斷電梯主電源的安全裝置。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 極限開關(guān)包括位于機房，經(jīng)改制的鐵殼開關(guān)，固定于轎廂導(dǎo)軌的上 下滾輪組，固定于轎廂架的打板（和極限位開關(guān)裝置合用一個打板），以及聯(lián)結(jié)鐵殼開關(guān)和上下滾輪組的鋼絲繩構(gòu)成。 電梯運行過程中，由于某種原因造成電梯轎廂超越端站樓面，達到極限開關(guān)的作用點時，位于轎架的打板碰撞上或下滾輪組，上下滾輪組通過鋼絲繩強行拉掉鐵殼 開關(guān)，切斷電梯的總電源，強迫電梯立即停靠。 由于這種裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，開關(guān)的故障率比較高， 80 年代中后期，國內(nèi)不少廠家采用在井道兩端站各安裝一只限位開關(guān)，由限位開關(guān)打板碰壓，由限位開關(guān)控制一只接觸器，由接觸器切斷電梯總電源的辦法所取代。 8. 選層器 選層器設(shè)置在機房或隔音層內(nèi)，是模擬電梯運行狀態(tài)，向電氣控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)電信號的裝置。按與電氣控制系統(tǒng)配套使用情況，選層器可分為兩種。 (1) 用于貨、醫(yī)梯電氣控制系統(tǒng)的選層器 ； (2) 用于客梯電氣控制系統(tǒng)的選層器 。 用于客梯電氣選層器除具樓層指示器的功能外，還具 有自動消除轎內(nèi)指令登記信號，根據(jù)內(nèi)外指令登記信號，自動定電梯的運行方向，到達預(yù)定?？空緯r提前一定距離向控制系統(tǒng)發(fā)出減速信號和提前開門信號，有的還能發(fā)出到站平層?？啃盘柕?。由于與客梯控制系統(tǒng)配套使用的選側(cè)器具有比較完善的性能，不但可以簡化電氣控制系統(tǒng)，便于安裝調(diào)試和維修，而且可以降低電梯故障率，提高電梯運行可靠性。 9. 控制柜 控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務(wù)，實現(xiàn)各種性能的控制中心?？刂乒裼晒耋w和各種控制電器元件組成。 控制柜中裝配的電器元件，其數(shù)量和規(guī)格主要與電梯的停層站數(shù)、 定載荷、速度、控制方式、曳 引電動機類別等參數(shù)有關(guān)，不同參數(shù)的電梯，采用的控制柜不同。 10. 開門機電阻器箱 國產(chǎn)電梯產(chǎn)品從 60 年代末以來，多采用直流電動機作為實現(xiàn)自動開關(guān)門的拖動電動機。直流電動機具有良好的調(diào)速性能，便于控制和調(diào)節(jié)電梯的開關(guān)門速度，達到既有較高的開關(guān)門效率，又有較低的噪聲水平。 由于 直流電動機的運行速度與電樞兩端的電壓成正比。因此只要控制和調(diào)節(jié)電樞兩端的電壓，就能控制和調(diào)節(jié)電梯的開關(guān)門速度。 開門機電阻器箱內(nèi)裝置的器件，就是用來控制電樞兩端電壓的三只電洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 阻器。為了便于調(diào)試，該電阻器箱一般裝置在開關(guān)門電機旁。進入 90 年 代后，除采用電阻和有觸點開關(guān)對直流門電機進行調(diào)速外，還出現(xiàn)采用微機對直流門電機進行調(diào)速的，也有采用交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速的電梯門拖動控制系統(tǒng)。 十層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 1. 電梯 運行到位后具有手動或自動開門和關(guān)門的功能。 2. 利用指示燈顯示廳外召喚信號，廳內(nèi)指令信號和電梯到達樓層信號。 3. 能自動判斷識別電梯運行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號。 4. 電梯能在一定條件下進行啟動、加速和換速。 5. 其中 X000 代表手動開門按鈕。 當電梯運行到位后，閉合 Y000，使輸出線圈 Y000 有效，從而驅(qū)動開門接觸器，電梯門被打開。直至門 開到位，開門行程開關(guān) 動作，即 X002 的常閉觸點斷開，開門過程結(jié)束。 6. 實現(xiàn)自動開門時，過程如下：當電梯運行到位后，相應(yīng)的樓層接近開關(guān)閉合（即 X011～ X022） ,時間繼電器 T0 開始計時，計到 3 秒時， T0觸點閉合， Y000 輸出線圈有效，從而打開電梯門。 7. 關(guān)門過程亦分手動和自動兩種方式。當按下關(guān)門按鈕時，觸點 X001閉合，輸出線圈 Y001 有效，從而驅(qū)動關(guān)門接觸器，關(guān)閉電梯門。 8. 自動關(guān)門借助于時間繼電器 T1，開門到位后經(jīng) 5 秒鐘延時，使 T1的觸點閉合，實現(xiàn)關(guān)門。 9. 考慮 到自動關(guān)門，可能夾住乘客，一般都裝有紅外檢測裝置（ 圖中X006 和 X007 表示）。當有人進出時， X006 或 X007 閉合時間繼電器 T2 開始定時，延時 2 秒后，才能關(guān)門。 10. 每個樓層都裝有接近開關(guān) （用編號 X011～ X012 表示），當電梯行駛到某層（或站）時，接近開關(guān)動作，驅(qū)動相應(yīng)的指示燈亮。為方便起見，使用了兩個內(nèi)部線圈 M102 和 M103 表示樓層的單 數(shù)和雙數(shù) 11. 當乘客按下某層的呼叫按鈕（相應(yīng)的編號 X040～ X061 中的一個）時，相應(yīng)的指示燈亮，告訴司機某 樓 層有人呼叫，但不能啟動電梯。呼叫信號一直保持到電梯到達該層，相應(yīng)層的接近開關(guān)動作時才被撤銷。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 電氣原理圖的設(shè)計 150VA380V/220V、24V 1400r/min 1400r/min711111KA1KM7KM6KM5KM4KM3109876543211561041591581571561550110PEPEPE144 147146145143142141140137136135134133132131130129128127126125124123122121120204113112103110100U13U23V23W23W22U22V22U21V21W21U11V11W11U12V12W12QFFRM2M1PLC輸出PLCPLC輸入電源指示變壓器開關(guān)門 電機變頻器 報警上行下 行電機變頻器 控制輸入電源QSFU5FU4FU2FU1W1V1W2V2TC光電傳感器供電24+11024V220VX111X070X061X040X034X023X02