【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 條。FX2N 系列可編程控制器的編程語(yǔ)言要有梯形圖及指令表。指令表由指令集合而成，且和梯形圖有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。梯形圖主要使用圖形符號(hào)及圖形符號(hào)間的相互關(guān)聯(lián)表達(dá)控制思想，而指令則是圖形符號(hào)及它們間的關(guān)聯(lián)語(yǔ)句表述。PLC 控制的特點(diǎn)：一是 可靠性高，工業(yè)控制的可靠性最為重要，而 PLC 具有很強(qiáng)的抗干擾能力，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，有很強(qiáng)的抗震動(dòng)和抗沖擊能力，可以安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，平均無(wú)鼓掌間隔時(shí)間 5 萬(wàn)小時(shí)以上。二是編程簡(jiǎn)單，PLC 采用類似繼電器控制電路圖那樣的“梯形圖” 編程方式，易掌握。 三是結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便。一臺(tái) PLC 的邏輯控制功能，相當(dāng)于傳統(tǒng)繼電器控制中上百個(gè)繼電器，幾十個(gè)定時(shí)器和計(jì)樹(shù)器，控制裝置體積大為縮小。PLC 的邏輯觸點(diǎn)是由程5序完成的，消除了觸點(diǎn)接觸不良的弊端。PLC 的邏輯觸點(diǎn)具有無(wú)限多個(gè)，解決了繼電器控制中觸點(diǎn)不夠用的問(wèn)題。因此，PLC 的觸點(diǎn)數(shù)量足夠用，而且硬件連線少，維修十分方便。四是使用靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，PLC 的邏輯控制由程序完成。可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)邊調(diào)試邊修改，適應(yīng)生產(chǎn)需要。在電源發(fā)生故障時(shí)，有停電記憶功能，能將程序和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)保持在儲(chǔ)存器中。能和外部設(shè)備配合，功能還將擴(kuò)展。因此，PLC 是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的一種理想控制裝置，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置 [13]。 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)的課題為雙速交流電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。課題的由來(lái)：工作單位有一臺(tái)三層貨物電梯建成使用已有近二十年的歷史，其運(yùn)行期間由于繼電裝置工作不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)故障，維修極其困難。經(jīng)過(guò)兩次的大修，把所有的繼電器、接觸器換成合資或進(jìn)口的產(chǎn)品，用以提高電器設(shè)備的穩(wěn)定性。但經(jīng)過(guò)近幾年的運(yùn)行使用，繼電裝置控制多故障不穩(wěn)定的弱點(diǎn)又顯現(xiàn)出來(lái)。因此對(duì)其控制系統(tǒng)由繼電裝置控制改造為采用 PLC 控制。設(shè)計(jì)的課題為雙速交流電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。作為信號(hào)控制電梯系統(tǒng)，在傳統(tǒng)繼電器電路基礎(chǔ)上采用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)電梯的控制。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，給出系統(tǒng)控制要求，確定各輸入輸出點(diǎn)，對(duì) PLC 主機(jī)選型，繪制輸入輸出點(diǎn)外部連接圖，設(shè)計(jì)各功能回路的 PLC 程序。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握 PLC 的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，達(dá)到實(shí)現(xiàn)用 PLC 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)來(lái)控制電梯的目的。62 交流雙速電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 電梯工作原理電梯是機(jī)械、電氣緊密結(jié)合的大型機(jī)電產(chǎn)品。主要由機(jī)房、井道、轎廂，門(mén)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。井道中安裝有導(dǎo)軌、轎廂和對(duì)重由曳引鋼絲繩連接，曳引鋼絲繩掛在曳引輪上，曳引輪由曳引電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。轎廂和對(duì)重都裝有各自的導(dǎo)靴，導(dǎo)靴卡在導(dǎo)軌上。曳引輪運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)轎廂和對(duì)重沿各自導(dǎo)軌做上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轎廂上升，對(duì)重下降。這樣可通過(guò)控制曳引電動(dòng)機(jī)來(lái)控制轎廂的啟動(dòng)、加速、運(yùn)行、減速、平層停車(chē)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的控制。圖 為 1:1 傳動(dòng)方式電梯的原理示意圖 [4]。圖 電梯傳動(dòng)方式原理示意圖 曳引電機(jī)控制電路電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過(guò)程，叫做啟動(dòng)過(guò)程。電梯在啟動(dòng)過(guò)程中，為了限制啟動(dòng)電流，減小電網(wǎng)電壓的波動(dòng)以及減少啟動(dòng)的加速度，一般在定子電路中串入電抗，電阻與電抗的組合體，進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)。這樣，可以提高乘客乘坐的舒適感，并防止對(duì)機(jī)件的沖擊。啟動(dòng)后，隨著速度的提高，再逐級(jí)將電阻或電抗短接切除，使電梯逐步加速，最后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。7啟動(dòng)過(guò)程中，常采用一次或兩次短路切除電抗或電阻。電梯減速時(shí)，由高速繞組轉(zhuǎn)到底速繞組。為了限制電梯制動(dòng)電流，減小減速時(shí)的加速度，防止沖擊過(guò)大，通常按二級(jí)或三級(jí)切除電抗。通過(guò)調(diào)整串聯(lián)電阻或電抗的大小，以及控制逐級(jí)短接電阻和電抗的時(shí)間，可以改變電梯的加速度和減速度，以滿足對(duì)加、減速度和舒適感的要求。本設(shè)計(jì)主拖動(dòng)電機(jī)采用雙速交流電機(jī)。圖 所示的是交流雙速電梯的拖動(dòng)主電路，該電路采用一級(jí)串聯(lián)電抗啟動(dòng)，三級(jí)電阻電抗減速。其工作原理為：?jiǎn)?dòng)時(shí)，1A 接觸器未吸合，380V 通過(guò)電阻電抗 RQA、XQ 接通快車(chē)?yán)@組進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，1A 接觸器接通，短接電阻電抗，使電動(dòng)機(jī)電壓回升到 380V，電梯再經(jīng)過(guò)一個(gè)加速最后達(dá)到穩(wěn)速快車(chē)運(yùn)行狀態(tài)；減速時(shí)，設(shè)想電梯上行，則上方向接觸器 S 仍保持吸合，而快車(chē) K 斷開(kāi)，1A 釋放，慢車(chē) M 接通，因?yàn)榇藭r(shí)電機(jī)仍保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)。如慢車(chē)?yán)@組直接以380V 接入，制動(dòng)力矩太大將使電梯速度急速下降，舒適感極差。所以必須要分級(jí)減速。最先讓電源串電阻電抗，減小慢車(chē)線圈對(duì)快速運(yùn)行電機(jī)的制動(dòng)力。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，接觸器 2A 吸合，短接一部分電阻，使制動(dòng)力矩增加一些。然后再 3A、4A 也分級(jí)吸合，使電梯速度分級(jí)過(guò)渡到穩(wěn)速慢車(chē)運(yùn)行狀態(tài)。電梯進(jìn)入平層點(diǎn)，S、 M、2A、3A 、4A 同時(shí)斷開(kāi)，電機(jī)失電，制動(dòng)器抱閘，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) [5,6]。圖 交流雙速電梯電機(jī)的主電路8 電梯控制回路電梯的控制線路主要有：轎內(nèi)指令線路，廳門(mén)召喚線路，定向選層線路，啟動(dòng)運(yùn)行線路，平層線路，指層線路，開(kāi)關(guān)門(mén)線路，安全保護(hù)線路等。其中：按壓樓梯口按鈕，發(fā)出呼喚電梯房的信號(hào)，按壓電梯房?jī)?nèi)的按鈕發(fā)出指示目的地的信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)將被記憶，然后，根據(jù)電梯的位置和方向記憶電路只選擇應(yīng)該停留的樓層信號(hào)，接下來(lái)將信號(hào)選擇電路送出的信號(hào)與電梯的位置進(jìn)行比較從而對(duì)電梯的上升下降進(jìn)行安排。當(dāng)電梯到達(dá)底層時(shí)，電梯門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，并且在一定時(shí)間后關(guān)閉。這些線路之間的關(guān)系如圖 所示。通過(guò)這些控制線路可以構(gòu)成各種運(yùn)行方式。圖 電梯電氣控制系統(tǒng)的組成及相互關(guān)系 設(shè)計(jì)的總體方案本設(shè)計(jì)主要完成三層三站交流雙速電梯 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？紤]到低樓層及主要用于載貨的用途，設(shè)計(jì)原則為簡(jiǎn)化、經(jīng)濟(jì)與實(shí)用。因此，電梯主拖動(dòng)采用交流雙速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)，而沒(méi)有采用變頻調(diào)速技術(shù)。PLC 是控制系統(tǒng)的核心。綜合經(jīng)濟(jì)性能及可靠性等幾大因素，在電梯控制系統(tǒng)中選擇了 FX2N 系列 PLC，它是三菱公司高性能小型機(jī)的代表作。電梯的各種信號(hào)通過(guò)輸入接口送到 PLC，由 PLC 軟件運(yùn)算處理后，經(jīng)輸出接口發(fā)出控制信號(hào)和指示信號(hào)給門(mén)控裝置和樓層顯示器去控制電梯的運(yùn)行狀態(tài)，電梯的工作方式主要有：有/無(wú)司機(jī)控制、檢修等。當(dāng)電梯處于無(wú)司機(jī)工作方式時(shí)，平層信號(hào) 平層 拖動(dòng) 減速 減速信號(hào)啟動(dòng)門(mén)電路選向、平層 層樓電路 層樓信號(hào)指令 召喚 指層9PLC 根據(jù)輸入信號(hào)的呼叫信號(hào)和目前電梯所處的位置自動(dòng)確定電梯的運(yùn)行方向，到達(dá)目的層后，自動(dòng)地平層、停車(chē)、開(kāi)關(guān)門(mén)，在運(yùn)行過(guò)程中顯示電梯的實(shí)際位置和運(yùn)行方向，同時(shí)完成對(duì)呼叫信號(hào)的登記、保號(hào)、消號(hào)等工作。當(dāng)電梯處于有司機(jī)工作方式時(shí)，電梯的運(yùn)行方向和到達(dá)目的的層由司機(jī)在轎廂內(nèi)操縱決定。本方案為集選控制方式。集選控制方式是將廳外召喚廂發(fā)出的外召信號(hào)與轎內(nèi)操縱廂發(fā)出的內(nèi)指令信號(hào)進(jìn)行記憶，并和其他專用信號(hào)（如層樓、減速、平層、安全等信號(hào)）加以綜合分析后，由電梯司機(jī)或乘用人員控制電梯運(yùn)行的控制方式。在轎內(nèi)操縱箱裝有對(duì)應(yīng)層站數(shù)的指令按鈕。各層廳門(mén)外裝有一只召喚盒。底層只有一只向上方向的召喚按鈕。頂層也裝有一只向下方向的召喚按鈕。中間層站各裝有兩只，分別為向上和向下召喚按鈕。 系統(tǒng)為司機(jī)操作方式時(shí)的工作過(guò)程。當(dāng)廳外有人需要搭乘電梯，根據(jù)目的地要求按下向上或向下召喚按鈕，召喚信號(hào)就被登記。同時(shí)轎內(nèi)操縱箱上就有顯示某樓層有召喚請(qǐng)求，并且蜂鳴器鳴叫。司機(jī)按照召喚請(qǐng)求需要，按下相應(yīng)的樓層站指令按鈕。樓層指令被登記并顯示。電梯控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前轎廂的位置與指令的要求，自動(dòng)判斷出運(yùn)行方向，并在操縱箱的方向按鈕上顯示。司機(jī)根據(jù)方向顯示，按向上或向下的方向按鈕，電梯開(kāi)始關(guān)門(mén)，待門(mén)全部關(guān)好，電梯向上運(yùn)行，通過(guò)壓降起動(dòng)、加速后進(jìn)入穩(wěn)速快車(chē)運(yùn)行。電梯運(yùn)行過(guò)程中，裝