【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 等先進(jìn)的控制算法也已經(jīng)在 CPU 中得到了應(yīng)用；存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存儲(chǔ) 器 RAM 和只讀存儲(chǔ)器 ROM，通常將程序以及所有的固定參數(shù)固化在 ROM 中， RAM 則為程序運(yùn)行提供了存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算中間變量的空間；輸入輸出系統(tǒng)（ I/O）使過(guò)程狀態(tài)和參數(shù)輸入到 PLC 的通道以及實(shí)時(shí)控制信號(hào)輸出的通道，這些通道可以有模擬量輸入、模擬量輸出、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出、脈沖量輸入等，使 PLC 的應(yīng)用十分廣泛。 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電 源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 3 電梯的機(jī)械部分 本論文設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)是根據(jù)最常見(jiàn)的升降式客梯結(jié)構(gòu)，與實(shí)際電梯幾乎相同，包括曳引機(jī)、轎廂、廳門(mén)、限速器與超重裝置等等，下面結(jié)合與控制系統(tǒng)相關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)原理做具體的分析與說(shuō)明。 曳引機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動(dòng)裝置，一般分為無(wú)齒輪曳引機(jī)和有齒輪曳引機(jī)兩種： 無(wú)齒輪曳引機(jī)用在運(yùn)行速度 V2. Om/s 的高速電梯上。這種曳引機(jī)的曳引輪緊固在曳引電動(dòng)機(jī)軸上，沒(méi)有機(jī)械減速機(jī)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單同時(shí)由于無(wú)齒輪曳引機(jī)沒(méi)有減速器等有利 因素，所以使用壽命比較長(zhǎng)。 有齒輪曳引機(jī)廣泛應(yīng)用在運(yùn)行速度 V2. Om/s 的各種電梯上。本論文實(shí)驗(yàn)仿真電梯采用有齒輪曳引機(jī)，為了減小運(yùn)行時(shí)的噪聲并提高平穩(wěn)性，采用蝸輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種曳引機(jī)主要由曳引電動(dòng)機(jī)、蝸輪、蝸桿、制動(dòng)器、曳引繩輪等構(gòu)成，曳引傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3－ 1 所示。 本設(shè)計(jì)采用的是電梯行業(yè)廣泛應(yīng)用的提升式 (曳引式 )提升機(jī)構(gòu)。在曳引式提升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，另一端與對(duì)重連接。曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，更多論文 6 使曳引鋼絲繩與曳引輪之間產(chǎn)生摩擦力，從而帶動(dòng)電梯轎廂上升或下降。 圖 31 曳引機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖 3－ 1 曳引傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖 普通工業(yè)上用的交流感應(yīng)電機(jī)，轉(zhuǎn)子電阻低，機(jī)械特性好，轉(zhuǎn)差率小，運(yùn)行效率高。但由于普通交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，一般為額定電流的 47 倍。由于電梯的頻繁起動(dòng)，大的起動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓的大幅波動(dòng)，另外由于這類(lèi)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，一般為額定轉(zhuǎn)矩的 35 倍，這樣大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)使乘坐舒服感極差。故普通工業(yè)用的交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)不能用電梯曳引機(jī)。 電梯曳引電動(dòng)機(jī)是斷續(xù)周期性方式工作，由于電梯運(yùn)行時(shí)受力情況比較復(fù)雜，所以電梯曳引電動(dòng)機(jī) 一般按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算選擇。 電梯門(mén)機(jī)機(jī)構(gòu) 電梯的門(mén)機(jī)機(jī)構(gòu)按安裝位置可分為轎門(mén)和層門(mén) (或叫廳門(mén) )。層門(mén)裝在建筑物每層電梯停站的門(mén)口，掛在層門(mén)上坎上。轎門(mén)則掛在轎廂上坎上，與電梯一起上升、下降。電梯門(mén)按開(kāi)門(mén)方式可分中分門(mén)、旁開(kāi)門(mén)。中分門(mén)有單扇中分、雙折中分 。旁開(kāi)門(mén)有單扇更多論文 7 旁開(kāi)、雙扇旁開(kāi)、三扇旁開(kāi)，本電梯設(shè)計(jì)的門(mén)為單扇中分門(mén)。 電梯轎廂是用于運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。電梯的轎廂一般由轎廂架、轎廂體等組成。轎廂因用途不同，規(guī)格尺寸與外形設(shè)計(jì)也不同。 電梯的門(mén)由門(mén)扇、門(mén)滑輪、門(mén)地坎和門(mén)導(dǎo)軌架等部件組成。層門(mén)和轎門(mén) 都由門(mén)滑輪懸掛在門(mén)的導(dǎo)軌上，下部通過(guò)門(mén)滑塊與門(mén)地坎相配合。門(mén)的關(guān)閉、開(kāi)啟的動(dòng)力源是門(mén)電動(dòng)機(jī)。門(mén)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轎門(mén)運(yùn)動(dòng)，再由轎門(mén)帶動(dòng)廳門(mén)一起運(yùn)動(dòng)。 電梯的每一層的廳門(mén)是不能隨意打開(kāi)的，電梯廳門(mén)的開(kāi)與關(guān)是通過(guò)安裝在轎門(mén)上的開(kāi)門(mén)刀片來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)轎廂離開(kāi)廳門(mén)開(kāi)鎖區(qū)域時(shí)，廳門(mén)無(wú)論何種原因開(kāi)啟都應(yīng)有 種裝置能確保層門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。此外，每個(gè)層門(mén)上都裝有一把門(mén)鎖。廳門(mén)關(guān)閉后，門(mén)鎖的機(jī)械鎖鉤嚙合，鎖住廳門(mén)不被隨易打開(kāi)，只有當(dāng)電梯停站時(shí)，廳門(mén)才在開(kāi)門(mén)刀的帶動(dòng)下開(kāi)啟，或用專(zhuān)門(mén)配制的鑰匙開(kāi)啟廳門(mén)。 電梯的安全裝置 電梯的安全是電梯首要的性能指標(biāo)，電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機(jī)械安全裝置之分。電氣安全裝置在后續(xù)的電梯控制原理中實(shí)現(xiàn)。本論文設(shè)計(jì)的電梯機(jī)械安全裝置主要有 :機(jī)械抱閘制動(dòng)、限速器、安全鉗和緩沖器等等。 制動(dòng)器是電梯非常重要的安全裝置，其結(jié)構(gòu)如圖 32 所示。其工作特點(diǎn)是 :電動(dòng)機(jī)通電時(shí)制動(dòng)器松閘，電梯失電或停止運(yùn)行時(shí)抱閘。制動(dòng)器在工作時(shí)要求做到 : (1)能夠使運(yùn)行中的電梯在切斷電源時(shí)自動(dòng)把電梯轎廂掣停住。電梯正常使用時(shí)，一般都是通過(guò)電氣控制使其減速停止，然后再機(jī)械抱閘。 (2)電梯停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)能保證在 150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止，直到工作時(shí)才松閘。 1－電磁線圈 2－銜鐵 3－推桿 4－彈簧 5－閘瓦 6－制動(dòng)輪 圖 3－ 2 制動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖 安全鉗裝置在轎廂架的底梁上，處于下導(dǎo)靴之上，隨著轎廂沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。安全鉗更多論文 8 楔塊由連桿、拉桿、彈簧等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轎廂上的限速器鋼絲繩相連接。當(dāng)電梯出現(xiàn)故障使轎廂超速下降時(shí)，如果下降速度達(dá)到限速器動(dòng)作速度，限速器發(fā)生動(dòng)作，通過(guò)制動(dòng)機(jī)構(gòu)將限速繩軋住，這時(shí)連接杠桿被上提，通過(guò)轎廂上的連動(dòng)機(jī)構(gòu)和安全鉗楔塊拉條，將安全鉗楔塊上提， 使楔塊楔進(jìn)安全鉗鉗體與導(dǎo)軌之間，將轎廂卡在導(dǎo)軌上。這時(shí)安全鉗電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)相應(yīng)動(dòng)作切斷控制電路電源，迫使曳引機(jī)停止工作。安全鉗聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)應(yīng)在轎廂卡在導(dǎo)軌上之前與安全鉗同時(shí)動(dòng)作。 限速器張緊裝置包括限速繩、限速輪、重花塊等，它安裝在坑底內(nèi)，限速繩由轎廂帶動(dòng)運(yùn)行，限速繩將轎廂運(yùn)行速度傳遞給限速輪，限速輪反映出電梯實(shí)際運(yùn)行速度。 限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上面套繞在限速器輪上，下面繞過(guò)掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機(jī)構(gòu)固定，而連桿機(jī)構(gòu)則裝在轎廂上梁預(yù)留孔中。 1－導(dǎo)軌 2－拉 桿 3－楔塊 4－鉗座 圖 3－ 3 安全鉗 結(jié)構(gòu)示意圖 更多論文 9 圖 34 限速器和安全鉗的連桿結(jié)構(gòu)示意圖 圖 35 杠桿式超重裝置結(jié)構(gòu)示意圖 為了使電梯能在設(shè)計(jì)載重量范圍內(nèi)正常運(yùn)行，防止電梯轎廂嚴(yán)重超載而發(fā)生意外的人生及設(shè)備事故，在轎廂上設(shè)置了超載裝置。秤重裝置的類(lèi)型有機(jī)械杠桿式和電磁式活動(dòng)轎底對(duì)重裝置。目前，電梯上大都采用活動(dòng)轎底稱(chēng)重裝置，如圖 3－ 5 所示的是電梯最為常用的超載秤重裝置之一，其采用的是杠桿式的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。 不論何種稱(chēng)重裝置，只要電梯超載 到一定重量時(shí)， (約 110%額定重量時(shí) )，對(duì)應(yīng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。通過(guò)電氣系統(tǒng)控制電機(jī)停止運(yùn)行并輸出報(bào)警信號(hào)。這時(shí)只有減少轎廂內(nèi)重量到規(guī)定范圍內(nèi)，電梯才能重新關(guān)門(mén)啟動(dòng)。 4 總體設(shè)計(jì)方案 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技更多論文 10 術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)思想 本電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以三菱 公司生產(chǎn)的 PLC 型號(hào)為 FX2N64MR 主機(jī)進(jìn)行控制，具有自動(dòng)平層、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、順向響應(yīng)轎內(nèi)外呼梯信號(hào)、直駛、電梯安全運(yùn)行保護(hù)等功能，以及電梯急停、慢上、慢下等功能。設(shè)計(jì)電梯開(kāi)關(guān)門(mén)控制、電梯到站指示、廳召喚指示，電梯啟動(dòng)和運(yùn)行方向選擇，電梯運(yùn)行及速度變換器等來(lái)完成電梯整個(gè)系統(tǒng)的電氣控制，其基本結(jié)構(gòu)圖如圖 4－ 1 所示。