—基于plc的五層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-09-07 12:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ①②③④⑤圖22 PLC的程序執(zhí)行過程在PLC的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計算機）通信等處理。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時間。／O響應(yīng)時間PLC采用集中I／O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器區(qū)的內(nèi)容也不會改變，還會影響本次循環(huán)的掃描結(jié)果。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化，這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象，最大滯后時間為23個掃描周期。 可編程序控制器的編程語言PLC共有5種標準編程語言，其中有三種圖形語言，即梯形圖（LD，Ladder Diagram）、功能塊圖（FBD，F(xiàn)unction Block Diagram），和順序功能圖（SFC，Sequential Function Chart），兩種文本語言，即結(jié)構(gòu)化文本（ST，Structured Text）和指令表(IL，Instruction List)。其中梯形圖是最早使用的一種PLC語言，也是現(xiàn)在最常用的編程語言。它是由繼電氣控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的，它繼承了繼電氣控制系統(tǒng)中的基本工作原理和電器邏輯關(guān)系的表達方法，梯形圖預(yù)計電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別，所以在邏輯控制系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。它的最大特點就是直觀、清晰。3 電梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 電梯硬件框圖及控制要求分析根據(jù)論文設(shè)計的要求和依據(jù)論文要求選擇的電氣元件，如圖31所示：電梯模型交流電機變頻器S7200PLC樓層顯示通訊電纜PLC編程軟件圖31 電梯系統(tǒng)硬件框圖所涉及的電梯模型共有五層，電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示；15所對應(yīng)的指示燈表示樓層號，每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯。工作中的電梯主要對各種呼梯信號和當時的運行狀態(tài)進行綜合分析，再確定下一個工作狀態(tài)，為此它要求具有自動選向、順向截梯、反向保號，外呼記憶，自動開/關(guān)門狀態(tài)，停梯消號，自動達層等功能。分析以上控制要求，將電梯控制要實現(xiàn)的功能羅列如下：開始時，電梯處于任意一層。當有外呼梯信號到來時電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時三秒后自動關(guān)門。當有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯應(yīng)該響應(yīng)該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時三秒后自動關(guān)門。在電梯運行過程中電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的呼梯信號均不響應(yīng)，但如果反向呼梯信號前方無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯相應(yīng)該外呼信號，但不響應(yīng)三層向下外呼梯信號。同時，如果電梯達到四層，五層沒有任何呼梯信號，測電梯可以響應(yīng)四層向下外呼梯信號。電梯應(yīng)具有最遠反向外呼梯響應(yīng)功能。例如電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應(yīng)四層向下外呼梯信號。電梯具有同向截車功能。電梯未平層或運行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕可使門打開，按關(guān)門按鈕可使門關(guān)閉。 可編程控制器的選型目前，國內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC品種已達到數(shù)百個，其性能各有特點，價格也不盡相同。在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，要選擇最適宜的PLC機型，對于系統(tǒng)的控制目標。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，首要的控制目標就是：確保生產(chǎn)的安全可靠，能長期穩(wěn)定運行，保證產(chǎn)品高質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善信息管理等。如果要求以極高的可靠性為控制目標，構(gòu)成PLC冗余控制系統(tǒng)，這時要從能夠完成冗余控制的PLC型號中進行選擇；如果以改善信息管理為控制目標，要首先考慮通信能力。另一個方面就是要對PLC的硬件配置的考慮，可以從CPU的能力、I/O系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、響應(yīng)速度或其它考慮。綜合考慮后，本設(shè)計選擇了西門子公司生產(chǎn)的S7200型機。如圖32所示：圖32 西門子 S7200 交流雙速電梯的主電路圖中M1為電梯專用型雙速籠型異步電動機；KMKM2為電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下行控制；KMKM4為電梯高低速運行接觸器，用以實現(xiàn)電梯的高速或者低速運行；KM5為啟動加速接觸器；KMKMKM8為減速制動接觸器，用以調(diào)整電梯制動時的加速度；LL2與RR2為串入電動機定子電路中的電抗和電阻，當KM1或者KM2與KM3通電吸合時，電梯將進行上行或下行啟動，延時后KM5通電吸合，切除RL1，電梯將轉(zhuǎn)為上行或下行的穩(wěn)速運行；當電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電機轉(zhuǎn)為低速接法，接入阻抗制動，實現(xiàn)上升與下降的低速運行，且KM6KM8依次通電吸合，用來控制制動過程的強度，提高停車制動時的舒適感；至平層位置時，接觸全部斷電釋放，抱閘抱死，電梯停止運行。如圖33所示：圖33 電梯拖動電路電路圖 門機電路、抱閘電路、門鎖及安全運行電路圖34為電梯的門機、抱閘、門鎖及安全運行電路。門電動機為他勵直流電動機，可由KMKM10控制其正反轉(zhuǎn)。KM9接通時，電阻R2與電動機電樞并聯(lián)，電流由電樞左端流向右端，電動機正轉(zhuǎn)實現(xiàn)開門，壓下SQ8時，R2部分被短接，實現(xiàn)開門調(diào)速。KM10接通時，電動機將反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)關(guān)門，并由SQSQ10與R3一起實現(xiàn)關(guān)門調(diào)速。當電梯上下運行時，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。電梯停止運行時，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)斷電。將所有廳、轎門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器KA1，實現(xiàn)全部門關(guān)閉后電梯才能運行的控制。將安全窗開關(guān)、安全鉗開關(guān)、限速器開關(guān)、轎內(nèi)急停開關(guān)、上下強迫停止開關(guān)、基站開關(guān)梯開關(guān)以及熱繼電器觸點FRFR2串聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運行繼電器KA2，用KA2的觸點控制PLC的RUN口，只有當該KA2吸合時，才允許PLC處于運行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省PLC的輸入口，又可以實現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。如圖34所示：圖34 門機、抱閘、門鎖及安全運行電路 電梯的主要電氣設(shè)備（1）牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構(gòu)。主要由驅(qū)動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪組成。（2）自動門機 用來完成電梯的開門與關(guān)門。電梯的門分為廳門（每層站一個）與轎門（只有一個）。只有當電梯停靠在某層站時，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門，轎門全部
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