【文章內容簡介】 .................................PLC控制系統(tǒng)的設計分析..........................................................................................................................................................................................................................................................................電梯PLC的調試與安裝............................................................................................................................................................................................................................結束語：................................................................參考文獻：..............................................................引言電梯進入人們的生活已經160年一個半世紀的風風雨雨，翻天覆地是歷史的變遷，永恒的是電梯提升人類生活質量的承諾。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術先進性，在電梯控制中得到廣泛應用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。本次課程設計我們要設計一個四層電梯。電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動部分和電氣控制部分組成。：電力拖動部分由拽引電機、抱閘和相應的開關電路以及開門機組成。由于所設計的只是一個教學模型，所以只要能實現電機的正反轉即可，而不必考慮電機的機械特性。制動時為滿足準確停層的需要，定子回路可接入電抗器減速最后再加上抱閘制動。故在制動過程中采用了三檔延時切換控制。：電氣控制部分又稱控制電路，它是電梯控制系統(tǒng)的核心。它包含兩部分：拖動控制電路和信號控制電路。拖動控制電路因電梯的拖動方式不同而各異?？梢允墙佑|器線圈及其相關的控制電路，也可以是 電力電子器件的門極控制電路，對于有速度閉環(huán)控制的系統(tǒng)，還必須考慮含有電源、電壓、速度檢測電路和調節(jié)電路。信號控制電路與拖動的方式關系不大，主要與程序能夠實現的功能有直接的關系。因此，不同的拖動方式的電梯可以采用同一信號控制電路。PLC系統(tǒng)部分：完成所設定的控制任務所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對輸入，輸出點的需求量和控制過程的難易程度。／O點的估算： 系統(tǒng)的輸入點有：門廳召喚按鈕6個輸入點；轎內指令按鈕4個點；樓層感應器4個點；門區(qū)感應l點；手動開門l點：共計輸入點16點。而輸出點有：快慢速接觸器2點；上下行接觸器2點；樓層指示燈4點；門鎖1個點；共計輸出點9點。總計I／O點數為16／，根據具體情況，我們選擇三菱的FX系列。輸入輸出點數為34點，電機20點，考慮10%到15%的I/O裕量，我們選擇FX2n48MR這種型號。電梯PLC 控制系統(tǒng)的基本結構：系統(tǒng)控制核心為plc主機， 軟件運算處理，然后經輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向主拖動系統(tǒng)發(fā)出控制信號。具體的電梯控制信號原理如圖所示。電梯PLC信號控制系統(tǒng)框圖 I/O分配表根據電梯控制的要求，電梯應具有內呼和外呼按鈕、行程開關、開關門按鈕，以及相應地指示燈，估計所需I/O口的數量并繪制I/O口分配表。MCGS組態(tài)軟件具有全中文、面向窗口的可視化操作界面。實時性強，有良好的并行處理性能和豐富生動的多媒體畫面。MCGS組態(tài)軟件的開放式結構擁有廣泛的數據獲取和強大的數據處理功能。同時。提供良好的安全機制，為多個不同級別用戶設定不同的操作權限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設備，實現“設備無關”，用戶不必因外部設備的局部改動，5 而影響整個系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立。又緊密相關。本文利用MCGS組態(tài)軟件設計。在設備組態(tài)窗口中選擇適當的串口通訊設備．添加FX2年48MR。正確設置其屬性。正確設置組態(tài)軟件中數據變量設備通道的連接，即可實現PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅動程序與組態(tài)軟件的需求響應相結合，使電腦對PLC發(fā)出的信號有響應。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個動畫界面。在界面上設置各個控件的屬性，使設置的控件按照真實的情況動作，檢驗和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設備窗口和用戶窗口來構成一個應用系統(tǒng)的人機交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構構?？梢詫崟r數據進行可視化處理。系統(tǒng)設計：電梯PLC控制方案電梯PLC 控制系統(tǒng)的控制核心是PLC。哪些信號需要輸入PLC，PLC 要驅動哪些負載，以及采用何種編程方式。輸入輸出點的確定，是設計整個控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及線路設計方案。在保證電梯運行安全的前提下，各種控制信號盡量直接輸入PLC，如圖：內外呼信號及層樓感應信號、急停按鈕及開關門信號等。本模塊輸入信號主要由樓層呼叫信號（6個）和平層號（4個）組成樓層呼叫信號用帶指示燈的按鈕直接控制plc的輸入端子就可實現。平層信號需提供的是開關信號，由于霍爾元件具有結構牢固、體積小、重量輕、安裝方便、功率小、耐震動、不怕灰塵等優(yōu)點，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過非接觸的霍爾元件產生開關信號的方法。 PLC輸出信號的確定方法： PLC通過軟件對輸入控制信號進行處理后，由輸出接口發(fā)出控制信號及各種指示信號。PLC梯形圖軟件的設計采用模塊化設計。模塊化程序結構清晰、便于調試。如分為開關門、內選、外召喚、層樓數指示、定向、換速、到層延時等模塊。模塊間不完全獨立，它們之間存在著有機聯系。且在編程時要注意各條指令間的邏輯關系，梯形圖中的內部輔助繼電器和定時器統(tǒng)一分配編號，除了列I/O分配表外，還應列出內輔功能分配表。充分利用PLC提供的指令。輸出部分（步進電機的控制與驅動）模擬電梯橋廂需根據呼叫和平層信號在短距離內（約25cm）不停上下移動和啟停,嘗試了用多種控制方法去控制直流和交流電機都不能滿足要求,能直接控制步進電機,但這樣同一PLC完成兩種任務,就會運行兩種不同的程序和有兩種接口,本模塊的設計會很復雜,這也偏離了設計的原意, 他就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”)，他的旋轉是以固定的角度一步一步運行的，步進電機具有瞬間起動與急速停止的優(yōu)越性，速度可以控制得很慢，方便演示?？刂撇竭M電機必須由環(huán)形脈沖、信號分配、功率放大等組成的控制系統(tǒng)，方框圖如圖所示：脈沖信號由程序控制單片機產生，如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，他就轉一步，再發(fā)一個脈沖，他會再轉一步，沒有脈沖，就停止。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉得越快，調整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調速。為方便演示，速度要較慢，單片機程序設計電機轉速為20ms對單片機進行編程,當PLC的Y13 Y14,Y15分別有信號時,使電機分別完成正轉、反轉、停止動作，4層電梯仿真模塊的控制原理方框圖如圖所示 4層電梯仿真模塊的控制原理方框圖由信號輸入、控制電梯的PLC編程、步進電機控制3大部分組成。模塊的面板如圖所示 4層電梯模塊面板基本控制原理：編制PLC控制程序對樓層的呼叫信號、平層信號作出停止、升/降判斷，然后將信號傳送到單片機，調用單片機的正反轉、停止控制程序再由單片機輸出回路的勵磁信號經放大驅動步進電機，帶動皮帶使橋廂上、下移動，完成電梯的模擬運行。電梯模型PLC控制系統(tǒng)設計：（1）當電梯停于某層時，有一高層呼叫時，電梯上升到呼叫層停止。（2）當電梯停于某層時，有一低層呼叫時，電梯下降到呼叫層停止。（3）當電梯停于某層時，有多高層呼叫時，電梯先上升到較低的呼叫層，停3秒后繼上升到高的呼叫層，響應完畢后停止。（4）當電梯停于某層時，有多低層呼叫時，電梯先下降到較高的呼叫層，停3秒后繼續(xù)下降到低的呼叫層，響應完畢后停止。（5）當電梯處于上升或上降過程中，任何反向的呼叫均無效。PLC控制系統(tǒng)的設計分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現被控對象的工藝要求，以提高生產效率品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。、經濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制 要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關上帶有指示燈)。為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統(tǒng)的控制算法來實現。為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應設置可靠的故障保護和相應的顯示。 PLC實現的電梯控制系統(tǒng)主要構成部分根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的陣列。上行次優(yōu)先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列。控制系統(tǒng)在電梯運行中實時排列的四個優(yōu)先級陳列，為實現隨機邏輯控制提供了基礎。當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(上行呼叫標志寄存器、下行呼叫標志寄存器、有呼叫請求時，相應寄存器為l，否則為0)，如有，將相應的寄存器的脈沖數與比較寄存器進行比較，如相同，則在該樓層減速停車：如果不相同，則將該寄存器數據送入比較寄存器，并將原比較寄存器數據保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數據重新送入比較寄存器，以實現隨機邏輯控制。系統(tǒng)還利用行程判斷樓層，并轉化成BCD碼輸出，通過硬件接口電路以LED顯示！硬件接線圖如圖52所示 硬件接線圖電梯PLC的調試與安裝模擬調試可以在輸入端接上手動按鈕，而在PLC的輸出指示燈上看輸出。這種調試比較抽象，輸入信號完全靠手動來控制。如按下X4是三層內呼，如此時電梯不在三層，則對應輸出指示燈亮，然后依次通過手動來控制接近開關按鈕，到第三層時電動機停轉，輸出指示燈滅。其它層的運行模擬調試同理。安裝調試安裝調試過程是一個比較復雜且耗時間的過程，首先要確定器件型號。選擇器件型號 除了要考慮機械設備、電壓、電流外，還要考慮經濟實用及美觀問題。內選、外召喚信號指示燈可統(tǒng)一使用24V，這樣可以用一個電源供電。不僅可以簡化布線的繁雜，而且可以減少器件的使用，節(jié)省開支。接近開關可用KCB—1型雙穩(wěn)態(tài)磁保開關，功率為100W，這種開關完全是靠磁性動作，不需電源。這樣不僅接線方便，而且可以節(jié)省一個電源。變壓器型號是BK—50，主要用到24V和5V。5V用在層樓顯示上。在正反轉線路中，交流接觸器型號是 B—16型，此接觸器線圈電壓為220V，這是在購買接觸器時特別注意的問題。因為PLC輸出外部電源不能超過250V，所以選用接觸器線圈電壓為220V的型號。另外還有空氣開關、熱繼電器、電動機等等，這里不必一一詳述。所有的器件都備好后，接下來就是安裝。主電路及PLC都裝在控制柜內，這就要考慮到互相干擾的問題，主要是接觸器、空氣開關和PLC之間的干擾，所以要相隔一定的距離，在安裝接近開關時還要考慮到一個動作范圍，要確保轎廂正好在每層中間?？?。按鈕、指示燈或數碼顯示也按照同樣原則接線。所有的元器件都按照一定的編號安裝好后，確保無誤后，就可以調試了。由于調試過程中，輸入輸出點比較多，且完成一個動作所涉及的開關、按鈕、輸出顯示也比較多。所以這里不一一說明。只對動作中一部分加以說明。這是一種最簡單的調試方法，檢查所設計的程序在完成其最簡單的控制功能時是否會發(fā)生錯誤。若各種調試無錯誤，則再用復雜的方法進行調試。單指令運行調試的具體內容如下：假定電梯的轎廂在一樓