【文章內(nèi)容簡介】 六、電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的 作用是對電梯進(jìn)行速度控制。拽引電機(jī)是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。 七、電氣控制系統(tǒng) 電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號 ，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和 廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。 八、安全保護(hù)系統(tǒng) 安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 3 總體方案設(shè)計 總體方案的確 定 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖 31 為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。 系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號通過 PLC 輸入接口送入 PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。 圖 31 電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計思想 電梯信號控制基本由 PLC 軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 32 所示，輸入到PLC的控制信號有：運(yùn)行方式選擇（如自動、有 /無司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信號等。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 32 電梯 PLC 信號控制系統(tǒng)框圖 電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能： 1)行車方向由內(nèi)選信號決定 ,順向優(yōu)先執(zhí)行 。 2)行車途中如遇呼梯信號時 ,順向截車 ,反向不截車 。 3)內(nèi)選信號、呼梯信號具有記憶功能 ,執(zhí)行后解除。 4)內(nèi)選信號、呼 梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示 5)停層時可延時自動開門、手動開門、 (關(guān)門過程中 )本層順向呼梯開門 。 6)有內(nèi)選信號時延時自動關(guān)門 ,關(guān)門后延時自動行車 。 7)無內(nèi)選時延時 5s 自動關(guān)門，但不能自動行車 。 8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門 ,開門不能行車。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 4 硬件的選型 PLC 的選擇 PLC 的定義和特點(diǎn) 的定義 由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它下一個確切的定義是困難的。 1980 年 PLC 問世后，由美國電氣制造商協(xié)會 (National Electric ManufacturerAssociation NEMA)對 PLC 下過如下的定義 : PLC 是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計數(shù)、計時和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。 1982 年，國際電工委員會 (International Electrical Committee IEC)頒布了 PLC標(biāo)準(zhǔn)草案， 1985 年提交了第 2版， 1987 年的第 3版對 PLC 作了如下的定義 :PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，它與其他順序控制裝置不同的特點(diǎn)。 的特點(diǎn) PLC 能如此迅速發(fā)展的原因是由于它具有通用計算機(jī)所不及的一些下列特點(diǎn)： 一、可靠性?？煽啃园óa(chǎn)品的有效性和可維修性。 PLC 的可靠性高 ，表現(xiàn)在下列幾方面： （ 1）與繼電器邏輯控制系統(tǒng)比較， PLC 可靠性提高的主要原因 : 1)PLC 不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單、維修時間縮短，因此可靠性得到提高。 2)PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計、掉電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，使可靠性得到提高。 3)PLC 有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)，因?qū)δ喜娇沾髮W(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 操作 和維修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。 （ 2）與通用的計算機(jī) 控制系統(tǒng)比較， PLC 可靠性提高的主要原因 : 1)PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比通用計算機(jī)控制系統(tǒng)更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了經(jīng)簡化的編程語言，編程的出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計的硬件使可靠性大大提高。因此， PLC 的可靠性較通用計算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性有較大提高 . 2)在 PLC的硬件設(shè)計方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的元件 。采用先進(jìn)的工藝制造流水線生產(chǎn) 。對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設(shè)有對電源的掉電保護(hù)、存儲器內(nèi)容的保護(hù)并采用看門狗和其他自 診斷措施、便于維修的設(shè)計等等。 3)在 PLC 的軟件設(shè)計方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波、軟件自診斷、簡化編程語言、信息保護(hù)和恢復(fù)、報警和運(yùn)行信息的顯示等等。一份用戶選用 PLC原因的調(diào)查報告指出，在各種選用 PLC 的原因中，第一位的原因是由于 PLC可靠性高的用戶達(dá) 93%。其次，才是性能和維修方便等原因?？梢姡煽啃愿呤?PLC的主要特點(diǎn)。 二、易操作性。 PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列三個方面 : (1)操作方便對 PLC 的操作包括程序輸人的操作和程序更改的操作。大多數(shù) PLC采用編程器進(jìn)行程序 輸人和更改的操作。編程器至少提供了輸人信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸人直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號、繼電器編號或觸點(diǎn)號進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 屏幕上顯示。所以 PLC 具有操作方便的特點(diǎn)。 (2)編程方便 PLC 有多種程序設(shè)計語言可供使用。對電氣技術(shù)人員來說，梯形圖由于與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解，所以有利于程序的編寫和學(xué)習(xí)。采用布爾助記符編程語言時，由于符號是功能的簡單縮寫，十分有利于編程人員的編程。雖然功能表圖、功能模塊圖和高級描述語句的編程方法應(yīng)用尚未普及，但是，由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點(diǎn)，正為廣大技術(shù)人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點(diǎn)。 (3)維修方便， PLC 所具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低了。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號燈的提示南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 和故障代碼的顯示，或通過編程器和 CRT屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時間。為便于維修工作的開展，有些 PLC 的制造企業(yè)提供了維修用的專用儀表或設(shè)備，提供了故障樹等維修用 的資料。有些廠商還提供維修用的智能卡件或插件板，使維修工作變得十分方便。 PLC 的面板和結(jié)構(gòu)的設(shè)計也考慮了維修的方便性，例如，對需維修的部件設(shè)置在便于維修的位置，信號燈設(shè)置在易于觀察的部位，接線端子采用便于接線與更換的類型等，這些設(shè)計使維修工作能方便地進(jìn)行，從而大大節(jié)省維修時間。采用標(biāo)準(zhǔn)化元件和標(biāo)準(zhǔn)化工藝生產(chǎn)流水線作業(yè)，使維修用的備品備件簡化，也使維修變得方便。 三、靈活性。 PLC 的靈活性表現(xiàn)在下列三方面： (1)編程的靈活性。 PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖和語句描述編程語言 ，只要掌握其中一種語言就可以進(jìn)行編程。編程方法的多樣性使編程方便，應(yīng)用面拓展。由于采用軟連接的方法，在生產(chǎn)工藝流程更改或者生產(chǎn)設(shè)備更換時，可以不必改變 PLC 的硬設(shè)備，通過程序的編制與更改就能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。這種編程的靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬的。正是由于編程的柔性特點(diǎn)，使 PLC 能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域的重要控制設(shè)備。在柔性制造單元 (FMC)、柔性制造系統(tǒng) (FMS)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS)和計算機(jī)集成過程控制系統(tǒng) (C IPS)中， PLC 正成為主要的控制設(shè)備，得到 廣泛的應(yīng)用。 (2)擴(kuò)展的靈活性。 PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個重要的特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展，功能的擴(kuò)展，應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。它不僅可以通過增加輸人輸出單元增加點(diǎn)數(shù)，通過擴(kuò)展單元來擴(kuò)大容量和功能，也可以通過多臺 PLC 的通信來擴(kuò)大容量和功能，甚至可通過與集散控制系統(tǒng) (DCS)或其他上位機(jī)的通信來擴(kuò)展它的功能，并與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換等。這種擴(kuò)展的靈活性大大地方便了用戶。 (3)操作的靈活性。操作的靈活性是指設(shè)計的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分 靈活方便，監(jiān)視和控制變得容易。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作可以簡化，不同的生產(chǎn)過程可采用相同的控制臺或控制屏等。 四、機(jī)電一體?；癁榱耸沟霉I(yè)生產(chǎn)過程的控制更平穩(wěn)、更可靠，向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益，對過程控制設(shè)備和裝置提出了機(jī)電一體化 —— 儀表、電子、計算機(jī)綜合的要求，而 PLC 正是這一要求的產(chǎn)物，它是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，它的體積南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、過程流 程控制等領(lǐng)域的主要控制設(shè)備。 PLC 的主要功能和應(yīng)用 PLC 的主要功能和應(yīng)用如下 : (1)開關(guān)邏輯和順序控制這是 PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡單或十分復(fù)雜的控制要求。 (2)模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進(jìn)行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。特別是在系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多，同 時混有較多的開關(guān)量時， PLC 具有其他控制裝置所無法比擬的優(yōu)勢。另外某些 PLC 產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊，如 PID 模塊，從而可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的PID等反饋或其他模擬量的控制運(yùn)算。 (3)定時控制 PLC 具有很強(qiáng)的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計數(shù)器。其定時時間間隔可以由用戶加以設(shè)定。對于計數(shù)器，如果需要對于頻率較高的信號進(jìn)行計數(shù)，可以選擇高速計數(shù)器。 (4)數(shù)據(jù)處理新型 PLC 都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些 PLC 還 可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算。 (5)信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需的。在信號連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的 PLC 是安全生產(chǎn)的要求。對安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對其中的邏輯運(yùn)算等，可采用冗余的 PLC 實(shí)現(xiàn)。 (6)通信把 PLC 作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級的可編程序控制器進(jìn)行通信，成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的信息控制和管理，因此 PLC 是實(shí)現(xiàn)工廠自動化的理想工業(yè)控制器。 PLC 與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 1. PLC 與繼電器控制系統(tǒng)比較 從某種意義上說， PLC 是 從繼電接觸控制發(fā)展而來的。兩者既有相似性又有不同之處。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 1)繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點(diǎn)和 “ 硬 ” 線連接，為全硬件控制； PLC 內(nèi)部大部分采用 “ 軟 ” 電器、 “ 軟 ” 接點(diǎn)和 “ 軟 ” 線連接，為軟件控制。 2)繼電接觸控制系統(tǒng)體積大； PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。 3)繼電接觸控制全為機(jī)械式觸點(diǎn)，動作慢； PLC 內(nèi)部全為 “ 軟接點(diǎn) ” ，動作快。 4)繼電接觸控制功能改變，須拆線、接線乃至更換元器件，比較麻煩； PLC 控制功能改變，一般僅需修改程序即可，極其方便。 5)PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。 6)PLC 控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強(qiáng)。 7)P LC 的應(yīng)用范圍比繼電接觸控制的要廣泛。 8)PLC 可靠性比繼電接觸控制的高。