【文章內(nèi)容簡介】 性大大提高。 了選層器及大部分中間繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。 3. PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 4. PLC 可進(jìn)行故障自動檢測與報(bào)警顯示，便于檢修，提高運(yùn)行安全性。 ，重點(diǎn)可以放在程序的開發(fā)與調(diào)試上面。 6. PLC 較強(qiáng)的通信功能使得對雙梯加并聯(lián)功能或梯群加群控功能成為可能。 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 電梯控制系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì)思想 模塊化程序設(shè)計(jì)使人們在軟件開發(fā)的長期實(shí)踐中總結(jié)出來的一種設(shè)計(jì)策略。 模塊是一個 具有獨(dú)立功能的程序，可以單獨(dú)地設(shè)計(jì)、調(diào)試與管理。模塊化就是按適當(dāng)?shù)脑瓌t把一個情況復(fù)雜、規(guī)模較大的程序系統(tǒng)劃分為一個個較小、功能相關(guān)而又相對獨(dú)立的模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以采用“自頂向下”和“自底向上”兩種設(shè)計(jì)方法。 前者是從局部到整體，即先把某一部分（如最難的部分）設(shè)計(jì)好，然后再考慮其它部分；而后者則是從整體到局部，先考慮系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，如整個系統(tǒng)由哪幾部分組成，每一部分的功能怎樣，它們之間又有什么聯(lián)系等等，然后再以同樣的方法來考慮各個局部的設(shè)計(jì)，直到所有的模塊都便于管理為止。本文中采用了后一種方法。 根據(jù)模塊化 的思想，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把整個系統(tǒng)化分成若干模塊，一個模塊描述一個功能，并能較好地體現(xiàn)模塊的獨(dú)立性，給編制與調(diào)試都帶來方便。全部模塊以樹狀結(jié)構(gòu)組成系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)層次清楚，各分支也可以自成系統(tǒng)，管理起來比較方便。模塊大小應(yīng)該適中，因?yàn)槟K過大不容易控制復(fù)雜性，模塊過小又會增加模塊間的聯(lián)系。 電梯控制系統(tǒng)各模塊間的關(guān)系 電梯的控制從性質(zhì)上可以分為兩個方面：傳動系統(tǒng)的控制和邏輯系統(tǒng)的控制，它們之間的關(guān)系如下頁圖所示： 平層感應(yīng) 器 平 層 控 制 線 路 主 拖 動 系 統(tǒng) 減 速 控 制 線 路 換 速 點(diǎn) 信 號 傳動系統(tǒng)的控制 它是以速度給定曲 線為依據(jù)，利用模擬或數(shù)字控制裝置，針對牽引機(jī)的不同調(diào)速方式構(gòu)成閉環(huán)或開環(huán)的速度控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)動狀態(tài)的控制。 邏輯系統(tǒng)的控制 它是指電梯控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地接受來自廳站、轎廂、井道、機(jī)房等不同位置、不同性質(zhì)的外部信號，將它們按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行綜合處理，并將其處理結(jié)果反映到傳動控制系統(tǒng)中控制電梯的運(yùn)行。 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 系統(tǒng)功能需求 電梯邏輯控制的性能決定著電梯操縱自動化程度的高低。本系統(tǒng)的功能需求如下： ? 基本功能 ? 轎內(nèi)指令功能 由司機(jī)或乘客在轎內(nèi)控制電梯的運(yùn)行方向和 到達(dá)任一層站。 ? 廳外呼梯功能 由使用人員在廳外呼喚電梯前往該層執(zhí)行運(yùn)送任務(wù)。 ? 減速平層功能 電梯到達(dá)目的層站前的某一位置時(shí)，能自動地使電梯開始減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層站平面時(shí)，能自動使電梯停止。 ? 選層、定向功能 當(dāng)電梯接受到若干個轎內(nèi)、廳外指令時(shí)，能根據(jù)電梯目前的狀態(tài)選擇最合理的運(yùn)行方向及停靠層站。 ? 指示功能 能在各層廳站及轎內(nèi)內(nèi)指示電梯當(dāng)前所處位置，能在某按鈕信號被響應(yīng)時(shí)，消去其記憶。 ? 保護(hù)功能 當(dāng)電梯出現(xiàn)異常情況如超速、斷繩、越限、運(yùn)行中開門、過載等現(xiàn)象時(shí)，控制電梯停車或不能開動。 ? 集選控制的特 殊功能 ? 根據(jù)轎內(nèi)樓層指令或廳外召喚信號自動定向，自動保持最遠(yuǎn)層站決定的方向。 ? 實(shí)現(xiàn)順向截車及最遠(yuǎn)層站反向截車。 ? 實(shí)現(xiàn)轎內(nèi)指令和外召喚的各指令登記。 ? 自動起動運(yùn)行，減速制動及平層?？?。 ? 具備檢修功能。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 實(shí)現(xiàn)以上功能需求，首先進(jìn)行了硬件部分的設(shè)計(jì)，包括控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組建、電梯模型 I/O 點(diǎn)的分配和硬件連線等； 圖 其次是軟件部分的設(shè)計(jì)，也即對 ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 模塊和通訊模塊的組態(tài)、設(shè)備網(wǎng)地址的映射與梯形圖的編制等； 最后在模型電梯上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。 本系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)流程圖如上圖所示。 由于實(shí)驗(yàn)室條件所限，本次畢設(shè)最后總調(diào)試只采用 Rsview仿真。 設(shè)計(jì)梯形圖程序 寫入、檢查程序 模 擬 調(diào) 試 設(shè)計(jì)制作控制柜 現(xiàn)場安裝接線 熟悉被控系統(tǒng) 選擇 PLC 型號 確定硬件配置 分配 I/O 點(diǎn)，設(shè)計(jì)外部硬件接線圖 交付使用 Yes No No 滿足要求？ 滿足要求？ 系統(tǒng)總調(diào)試 Yes 4 電梯的硬件部分 電梯的模型概述 本次 設(shè)計(jì)中使用的模型電梯是在沈陽北方電梯廠專門定做的，共有兩臺。模型電梯在設(shè)計(jì)中盡量遵照實(shí)際電梯，并簡化了一些功能。在設(shè)計(jì)中力圖達(dá)到仿真，以反映真實(shí)的電梯的控制過程。 ? 模型電梯的主要數(shù)據(jù)如下 : 樓層數(shù)： 10 層。 提升高度： 2m 線速度： 5cm／ s 噪聲：不大于 55db 曳引式升降。交流電機(jī)拖動，機(jī)械齒輪傳動。 中分式轎門，直流電動開 門機(jī) ? 電梯的主要零部件如下 : 曳引機(jī) 型號： D／ DF 電機(jī)功率： 曳引輪直徑： 60mm 產(chǎn)地：德國 額定轉(zhuǎn)速： 16r／ min； 轎廂．外型足寸： 200x250x200(深 x寬 x 高 ) 重量： 7kg 開門機(jī)構(gòu)： 電機(jī)型號： PB35GM 電壓： 12VDC 產(chǎn)地：日本 開門寬度： 130mm 對重： 接近開關(guān) PK80461 Honeywell 磁雙穩(wěn)態(tài)開關(guān) KCB— 1 瑞士 電梯位置指示器 24VDC 七段代碼管 自制 103 220 170 220*9=1980 2950 300 圖 41 模型電梯正面示意圖 3 1 2 4 5 6 圖 42 模型電梯側(cè)視圖 網(wǎng)絡(luò)的組建 由于這次的控制對象為模型電梯。電梯的轎內(nèi)指令、廳外呼叫指令按鈕都不具備。為了使電梯模型的控制更加形象逼真，設(shè)計(jì)中充分利用了羅克韋爾自動化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。 由于 ControlLogix 系統(tǒng)本地槽架上的 I/O 模塊很有限，所以 Logix5550 處理器與電梯模型的通訊的 I/O 交換使用了設(shè)備網(wǎng)上的柔性 I/O 適配器（ Flex I/O） 所帶的 I/O模塊。即，對模型電梯的I/O 點(diǎn)采集和命令的發(fā)送是通過設(shè)備網(wǎng)完成的。 轎內(nèi)、廳外的呼梯采用了仿真的圖形界面控制，圖 形界面顯示在羅克韋爾的人機(jī)交互顯示系統(tǒng)（ Panel View600、 900）上，而 Panel View 是通過掛接在 DH+網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。 編程用的計(jì)算機(jī)與ControlLogix系統(tǒng)的處理器 Logix5000的通訊采用了以太網(wǎng)（ EtherNet）連接。 以太網(wǎng)（ EtherNet） 控制網(wǎng)（ CcontrolNet） 帶有 Rslinx的個人計(jì)算機(jī) 帶有 DH+、以太網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)通訊模塊的 ControlLogix系統(tǒng) DH+網(wǎng)上的操作員終端 設(shè)備網(wǎng)（ DeviceNet） 1305 變頻器 設(shè)備網(wǎng) Flex I/O 電梯控制模型 圖 43 電梯模型的網(wǎng)絡(luò)通訊示意圖 5 電梯的軟件部分設(shè)計(jì) 編程與組態(tài)軟件 Rslogix5000 羅克韋爾自動化公司推出 PLC5 系列處理器的時(shí)候，相應(yīng)推出了與之配套的Rslogix5 軟件。推出 SLC500 系列處理器的同時(shí)，相應(yīng)的開發(fā)了 Rslogix500。 Rslogix5000 軟件是 Logix5550 系列處理器專用的編程開發(fā)環(huán)境。利用 Rslogix5000編程軟件可以組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 和通訊模塊，以及對 Logix5550 處理器編程，包括對運(yùn)動控制編程。 Rslogix5000 繼承了 Rslogix500 及 Rslogix5 系列編程軟件的特點(diǎn)，用工程（ Project）來管理每個工作項(xiàng)目 ,所有的梯形圖、數(shù)據(jù)標(biāo)簽等都要一起存放在以工程名命名的文件里。 與 Rslogix 系列其他編程軟件相比， Logix5000 最大的不同在于它全新的數(shù)據(jù)組織形式 —— Tag（數(shù)據(jù)標(biāo)簽），這與 Rslogix500 及 Rslogix5 系列軟件的用來組織數(shù)據(jù)的 N、 B、T 型等文件有著內(nèi)在聯(lián)系，但又有了重大的改進(jìn)。 Tag 的使用不僅可以使編程人員隨意使用能反映自己編程思想的數(shù)據(jù)名稱，還為模擬量的傳輸帶來了很多方便，因?yàn)樗芡ㄟ^直接向模擬量型 Tag 寫數(shù)據(jù)來避免以前 PlC、 SLC 編程中為處理模擬量的傳輸而使用的塊傳送指令。 在 Logix5000出現(xiàn)之前， Tag的用法還在羅克韋爾的人機(jī)交互組態(tài)軟件 —— Rsview32中出現(xiàn)過。在 Logix5000 中直接使用數(shù)據(jù)標(biāo)簽 Tag 可以省略 PLC、 SLC 的 N、 B、 T 等類型數(shù)據(jù)文件向 Tag 的轉(zhuǎn)化過程。使編程軟件與人機(jī)交互軟件結(jié)合更緊密，實(shí)現(xiàn)更迅速，使用更方便。 創(chuàng)建系統(tǒng)工程文件 在開始編程和組態(tài)控制器以前，必須先創(chuàng)建一個工程文件。工程文件是包含有梯形圖邏輯和組態(tài)信息的文件，文件保存在用戶工作站的硬盤中。工程文件使用 .ACD 作為擴(kuò)展名。 一個新的工程，需要指定下列信息： ? 處理器名稱，該名稱同時(shí)也將被用作工程名稱（使用 .ACD 為擴(kuò)展名）。該名稱是必需的。 ? 框架類型：選擇包含有控制器的框架類型?？梢允褂孟吕藛螐奶峁┑目蚣苤羞x擇。這里選擇了 1756A10A ,這是一個十槽框架。 ? 槽號：選擇安裝控制器的槽號，要注意第一槽定義為零槽，處理器可以安裝在任何一個空槽位上。 ? 處理器說明：輸入有關(guān)該控制器的說明，這是可選選項(xiàng)。 ? 工程創(chuàng)建位置：通過此選項(xiàng)可定義工程文件的保存路徑，用戶可使用默認(rèn)路徑（即安裝軟件是組態(tài)的路徑）或制定一個不同位置。 控制器名稱及所有的數(shù)據(jù)標(biāo)簽（ Tag） 名稱、輸入輸出模塊名稱的命名都遵守國際項(xiàng)目 管理器 梯形圖 編輯窗口 圖 51 Rslogix5000 編程環(huán)境 標(biāo)準(zhǔn) IEC11313標(biāo)識符規(guī)則，即： ? 名稱必須以字母或下劃線（ _）開頭 ? 名稱中只能包含字母、數(shù)字字符及下劃線 ? 名稱最多可以使用 40 個字符 ? 不能使用連續(xù)下劃線或用下劃線作為后綴 如 果沒有針對某一控制器的工程文件，可以從控制器上載并創(chuàng)建此工程文件。但是，并非所有保存在工程文件中的內(nèi)容都可以從控制器獲取。如果從控制器上載，新的工程文件中將不包含下列內(nèi)容： ? 梯級注釋 ? 有關(guān)標(biāo)簽、任務(wù)、程序、例程、模塊、或用戶自定義結(jié)構(gòu)體的說明 ? 別名鏈（指向另一個別名的別名） 如果用戶從控制器上載一個應(yīng)用程序，而該應(yīng)用程序與用戶工作站中存在的程序同名。則上載過程將不會重寫當(dāng)前的應(yīng)用程序。上載過程將作為一個“ upload as”過程來處理。來自控制器的邏輯程序和標(biāo)簽定義將保存在一個和原來應(yīng)用程序不同名的文件中。 這樣就可以保持當(dāng)前儲存在工作站硬盤中的任何文件，防止重寫存在的應(yīng)用程序。 CONTROLLOGIX 系統(tǒng)組態(tài) I/O 模塊的組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)的組態(tài)可以分為 I/O 模塊的組態(tài)和通訊模塊的組態(tài)。 I/O 模塊的組態(tài)是 在 Rslogix5000 的項(xiàng)目管理器中的 I/O Configuration 里完成的，組態(tài) I/O 模塊必須是離線狀態(tài)（ Offline）狀態(tài)下。在添加新模塊時(shí)，需要確定模塊名稱，模塊所在槽號，通訊格式及電子鎖等的配置信息。 通訊模塊的組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的通訊能力。除了 Logix5550 自帶的 RS232 串行通訊接口外，通過模塊化的通訊組件， ControlLogix 系統(tǒng)能使 Logix5550 處理器與以太網(wǎng)（ Ether）、控制網(wǎng)（ Control）、設(shè)備網(wǎng)（ Device）、 DH+網(wǎng)、 Remote I/O 鏈路等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成連接。并能通過網(wǎng)橋的作用，使用戶一旦登陸到某一網(wǎng)絡(luò)上，便可以同時(shí)訪問到其他多個網(wǎng)絡(luò)層次上的設(shè)備和處理器。 在本次設(shè)計(jì)中，對處理器的編程都是通過以太網(wǎng)通訊完成的，對模型電梯的 I/O 點(diǎn)采集和命令的發(fā)送是通過設(shè)備網(wǎng)完 成的，轎內(nèi)、廳外的呼梯仿真圖形控制是通過 DH+網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。 串行通訊的配置： 最初的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)都是通過 RS232 串行通訊接口實(shí)現(xiàn)的。用一根 RS232 串行通訊電纜將計(jì)算機(jī)上的串口與 Logix5550 處理器上的串口相連，再啟動羅克韋爾的網(wǎng)絡(luò)連接軟件 Rslinx，配置響應(yīng)的串行通訊程序 ABDF1，便可以在計(jì)算機(jī)和處理器之間建立起串行連接。 串行通訊驅(qū)動程序 ABDF1 組態(tài)好 ControlLogix系統(tǒng)的各