【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .................................PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析..........................................................................................................................................................................................................................................................................電梯PLC的調(diào)試與安裝............................................................................................................................................................................................................................結(jié)束語(yǔ)：................................................................參考文獻(xiàn)：..............................................................引言電梯進(jìn)入人們的生活已經(jīng)160年一個(gè)半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)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(zhì)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(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。本次課程設(shè)計(jì)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)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(dòng)部分和電氣控制部分組成。：電力拖動(dòng)部分由拽引電機(jī)、抱閘和相應(yīng)的開關(guān)電路以及開門機(jī)組成。由于所設(shè)計(jì)的只是一個(gè)教學(xué)模型，所以只要能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)即可，而不必考慮電機(jī)的機(jī)械特性。制動(dòng)時(shí)為滿足準(zhǔn)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(dòng)。故在制動(dòng)過(guò)程中采用了三檔延時(shí)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(dòng)控制電路和信號(hào)控制電路。拖動(dòng)控制電路因電梯的拖動(dòng)方式不同而各異?？梢允墙佑|器線圈及其相關(guān)的控制電路，也可以是 電力電子器件的門極控制電路，對(duì)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(cè)電路和調(diào)節(jié)電路。信號(hào)控制電路與拖動(dòng)的方式關(guān)系不大，主要與程序能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有直接的關(guān)系。因此，不同的拖動(dòng)方式的電梯可以采用同一信號(hào)控制電路。PLC系統(tǒng)部分：完成所設(shè)定的控制任務(wù)所需要的PLC規(guī)模主要取決于控制系統(tǒng)對(duì)輸入，輸出點(diǎn)的需求量和控制過(guò)程的難易程度。／O點(diǎn)的估算： 系統(tǒng)的輸入點(diǎn)有：門廳召喚按鈕6個(gè)輸入點(diǎn)；轎內(nèi)指令按鈕4個(gè)點(diǎn)；樓層感應(yīng)器4個(gè)點(diǎn)；門區(qū)感應(yīng)l點(diǎn)；手動(dòng)開門l點(diǎn)：共計(jì)輸入點(diǎn)16點(diǎn)。而輸出點(diǎn)有：快慢速接觸器2點(diǎn)；上下行接觸器2點(diǎn)；樓層指示燈4點(diǎn)；門鎖1個(gè)點(diǎn)；共計(jì)輸出點(diǎn)9點(diǎn)?？傆?jì)I／O點(diǎn)數(shù)為16／，根據(jù)具體情況，我們選擇三菱的FX系列。輸入輸出點(diǎn)數(shù)為34點(diǎn)，電機(jī)20點(diǎn)，考慮10%到15%的I/O裕量，我們選擇FX2n48MR這種型號(hào)。電梯PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)， 軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向主拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。具體的電梯控制信號(hào)原理如圖所示。電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖 I/O分配表根據(jù)電梯控制的要求，電梯應(yīng)具有內(nèi)呼和外呼按鈕、行程開關(guān)、開關(guān)門按鈕，以及相應(yīng)地指示燈，估計(jì)所需I/O口的數(shù)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(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能和豐富生動(dòng)的多媒體畫面。MCGS組態(tài)軟件的開放式結(jié)構(gòu)擁有廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)。提供良好的安全機(jī)制，為多個(gè)不同級(jí)別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無(wú)關(guān)”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，5 而影響整個(gè)系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運(yùn)行環(huán)境”兩個(gè)系統(tǒng)組成。兩部分互相獨(dú)立。又緊密相關(guān)。本文利用MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。在設(shè)備組態(tài)窗口中選擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加FX2年48MR。正確設(shè)置其屬性。正確設(shè)置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設(shè)備通道的連接，即可實(shí)現(xiàn)PLC與組態(tài)軟件的通訊。將PLC中的串口驅(qū)動(dòng)程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，使電腦對(duì)PLC發(fā)出的信號(hào)有響應(yīng)。在MCGS組態(tài)軟件的用戶窗口中，制作一個(gè)動(dòng)畫界面。在界面上設(shè)置各個(gè)控件的屬性，使設(shè)置的控件按照真實(shí)的情況動(dòng)作，檢驗(yàn)和測(cè)試電梯PLC控制系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)的控制效果。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來(lái)構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界面．組態(tài)配置各種不同類型和功能的對(duì)象或構(gòu)構(gòu)。可以對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)：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(hào)需要輸入PLC，PLC 要驅(qū)動(dòng)哪些負(fù)載，以及采用何種編程方式。輸入輸出點(diǎn)的確定，是設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問(wèn)題，決定系統(tǒng)的程序及線路設(shè)計(jì)方案。在保證電梯運(yùn)行安全的前提下，各種控制信號(hào)盡量直接輸入PLC，如圖：內(nèi)外呼信號(hào)及層樓感應(yīng)信號(hào)、急停按鈕及開關(guān)門信號(hào)等。本模塊輸入信號(hào)主要由樓層呼叫信號(hào)（6個(gè)）和平層號(hào)（4個(gè)）組成樓層呼叫信號(hào)用帶指示燈的按鈕直接控制plc的輸入端子就可實(shí)現(xiàn)。平層信號(hào)需提供的是開關(guān)信號(hào)，由于霍爾元件具有結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量輕、安裝方便、功率小、耐震動(dòng)、不怕灰塵等優(yōu)點(diǎn)，我選擇了橋廂下安裝磁鐵，通過(guò)非接觸的霍爾元件產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)的方法。 PLC輸出信號(hào)的確定方法： PLC通過(guò)軟件對(duì)輸入控制信號(hào)進(jìn)行處理后，由輸出接口發(fā)出控制信號(hào)及各種指示信號(hào)。PLC梯形圖軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如分為開關(guān)門、內(nèi)選、外召喚、層樓數(shù)指示、定向、換速、到層延時(shí)等模塊。模塊間不完全獨(dú)立，它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系。且在編程時(shí)要注意各條指令間的邏輯關(guān)系，梯形圖中的內(nèi)部輔助繼電器和定時(shí)器統(tǒng)一分配編號(hào)，除了列I/O分配表外，還應(yīng)列出內(nèi)輔功能分配表。充分利用PLC提供的指令。輸出部分（步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)）模擬電梯橋廂需根據(jù)呼叫和平層信號(hào)在短距離內(nèi)（約25cm）不停上下移動(dòng)和啟停,嘗試了用多種控制方法去控制直流和交流電機(jī)都不能滿足要求,能直接控制步進(jìn)電機(jī),但這樣同一PLC完成兩種任務(wù),就會(huì)運(yùn)行兩種不同的程序和有兩種接口,本模塊的設(shè)計(jì)會(huì)很復(fù)雜,這也偏離了設(shè)計(jì)的原意, 他就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，他的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的，步進(jìn)電機(jī)具有瞬間起動(dòng)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(jìn)電機(jī)必須由環(huán)形脈沖、信號(hào)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(hào)由程序控制單片機(jī)產(chǎn)生，如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，他就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，他會(huì)再轉(zhuǎn)一步，沒(méi)有脈沖，就停止。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快，調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。為方便演示，速度要較慢，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速為20ms對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程,當(dāng)PLC的Y13 Y14,Y15分別有信號(hào)時(shí),使電機(jī)分別完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止動(dòng)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(hào)輸入、控制電梯的PLC編程、步進(jìn)電機(jī)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?qū)菍拥暮艚行盘?hào)、平層信號(hào)作出停止、升/降判斷，然后將信號(hào)傳送到單片機(jī)，調(diào)用單片機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停止控制程序再由單片機(jī)輸出回路的勵(lì)磁信號(hào)經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)皮帶使橋廂上、下移動(dòng)，完成電梯的模擬運(yùn)行。電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：（1）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一高層呼叫時(shí)，電梯上升到呼叫層停止。（2）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一低層呼叫時(shí)，電梯下降到呼叫層停止。（3）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多高層呼叫時(shí)，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(yīng)完畢后停止。（4）當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多低層呼叫時(shí)，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(yīng)完畢后停止。（5）當(dāng)電梯處于上升或上降過(guò)程中，任何反向的呼叫均無(wú)效。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)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(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)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?cái)U(kuò)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(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。為便于觀察，對(duì)電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對(duì)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對(duì)轎廂的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。 PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)主要構(gòu)成部分根據(jù)電梯所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的陣列。上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時(shí)，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列。控制系統(tǒng)在電梯運(yùn)行中實(shí)時(shí)排列的四個(gè)優(yōu)先級(jí)陳列，為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了基礎(chǔ)。當(dāng)電梯以某一運(yùn)行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(hào)(上行呼叫標(biāo)志寄存器、下行呼叫標(biāo)志寄存器、有呼叫請(qǐng)求時(shí)，相應(yīng)寄存器為l，否則為0)，如有，將相應(yīng)的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)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(shù)據(jù)送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。系統(tǒng)還利用行程判斷樓層，并轉(zhuǎn)化成BCD碼輸出，通過(guò)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(diào)試與安裝模擬調(diào)試可以在輸入端接上手動(dòng)按鈕，而在PLC的輸出指示燈上看輸出。這種調(diào)試比較抽象，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來(lái)控制。如按下X4是三層內(nèi)呼，如此時(shí)電梯不在三層，則對(duì)應(yīng)輸出指示燈亮，然后依次通過(guò)手動(dòng)來(lái)控制接近開關(guān)按鈕，到第三層時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，輸出指示燈滅。其它層的運(yùn)行模擬調(diào)試同理。安裝調(diào)試安裝調(diào)試過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜且耗時(shí)間的過(guò)程，首先要確定器件型號(hào)。選擇器件型號(hào) 除了要考慮機(jī)械設(shè)備、電壓、電流外，還要考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用及美觀問(wèn)題。內(nèi)選、外召喚信號(hào)指示燈可統(tǒng)一使用24V，這樣可以用一個(gè)電源供電。不僅可以簡(jiǎn)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(guān)可用KCB—1型雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)，功率為100W，這種開關(guān)完全是靠磁性動(dòng)作，不需電源。這樣不僅接線方便，而且可以節(jié)省一個(gè)電源。變壓器型號(hào)是BK—50，主要用到24V和5V。5V用在層樓顯示上。在正反轉(zhuǎn)線路中，交流接觸器型號(hào)是 B—16型，此接觸器線圈電壓為220V，這是在購(gòu)買接觸器時(shí)特別注意的問(wèn)題。因?yàn)镻LC輸出外部電源不能超過(guò)250V，所以選用接觸器線圈電壓為220V的型號(hào)。另外還有空氣開關(guān)、熱繼電器、電動(dòng)機(jī)等等，這里不必一一詳述。所有的器件都備好后，接下來(lái)就是安裝。主電路及PLC都裝在控制柜內(nèi)，這就要考慮到互相干擾的問(wèn)題，主要是接觸器、空氣開關(guān)和PLC之間的干擾，所以要相隔一定的距離，在安裝接近開關(guān)時(shí)還要考慮到一個(gè)動(dòng)作范圍，要確保轎廂正好在每層中間?？?。按鈕、指示燈或數(shù)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(hào)安裝好后，確保無(wú)誤后，就可以調(diào)試了。由于調(diào)試過(guò)程中，輸入輸出點(diǎn)比較多，且完成一個(gè)動(dòng)作所涉及的開關(guān)、按鈕、輸出顯示也比較多。所以這里不一一說(shuō)明。只對(duì)動(dòng)作中一部分加以說(shuō)明。這是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)試方法，檢查所設(shè)計(jì)的程序在完成其最簡(jiǎn)單的控制功能時(shí)是否會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。若各種調(diào)試無(wú)錯(cuò)誤，則再用復(fù)雜的方法進(jìn)行調(diào)試。單指令運(yùn)行調(diào)試的具體內(nèi)容如下：假定電梯的轎廂在一樓