【導(dǎo)讀】術(shù)應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng),使得電梯群控系統(tǒng)的控制特性得到很大的改善。針對(duì)目前這一現(xiàn)狀，些自己的認(rèn)識(shí)和看法，設(shè)計(jì)出了一套PLC雙電梯聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。梯是自動(dòng)化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。作用，因此，PLC的應(yīng)用也就成為了一個(gè)熱點(diǎn)問題。信，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，實(shí)習(xí)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)在MCGS中的控制。的表示，運(yùn)行與燈光控制一致；系列中的及其擴(kuò)展單元PLC來控制電梯的運(yùn)行。呼叫信號(hào)記憶、開關(guān)門控制、速度變換程序、顯示程序等，各司其職，對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行控制。確定研究方向，選好論文題目，收集相關(guān)材料，做好課前準(zhǔn)備。展開第一部分的創(chuàng)作，用認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度開始正式的畢業(yè)論文寫作。進(jìn)行第二部分的寫作，應(yīng)用具體例子，詳實(shí)的數(shù)據(jù)，論述自己的論文?；仡?年的生活以及對(duì)老師的感激，寫好論文最后結(jié)束語(yǔ)。

　　

【正文】 I/O 端子號(hào)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息 速度選擇 3 速度選擇 2 速度選擇 1 自動(dòng)基準(zhǔn)值信號(hào)源 頻率值 0 0 0 速度基準(zhǔn)值 A（未用） 0 0 1 速度基準(zhǔn)值 B（預(yù)置頻率 1） 0Hz 0 1 0 預(yù)置頻率 2 5Hz 0 1 1 預(yù)置頻率 3 10Hz 1 0 0 預(yù)置頻率 4 20Hz 1 0 1 預(yù)置頻率 5 30Hz 1 1 0 預(yù)置頻率 6 40Hz 1 1 1 預(yù)置頻率 7 50Hz 表 13 PLC OUT OUT OUT5 選通與預(yù)設(shè)頻率間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 電梯控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 脈沖計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn) 由于傳統(tǒng) PLC的 I/O 控制采取集中輸入、集中輸 出的方式 ,所以對(duì)于寬度小于掃描周期的脈沖信號(hào)必須采用高速計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù) ,否則可能會(huì)丟失大量的脈沖信號(hào)。對(duì)于 CompactLogix 控制器 ,可通過擴(kuò)展高速計(jì)數(shù)模塊 (1769 HSC)實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)。考慮到 CompactLogix 控制器本身的 I/O 更新和邏輯執(zhí)行是異步進(jìn)行的特點(diǎn) ,本系統(tǒng)中自行設(shè)計(jì)了一塊計(jì)數(shù)電路板 ,從而代替高速計(jì)數(shù)模塊來解決高速脈沖計(jì)數(shù)的問題。 計(jì)數(shù)電路板的計(jì)數(shù)模式為環(huán)計(jì)數(shù)模式 (一般高速計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)模式 [2]有兩種：線性計(jì)數(shù)模式和環(huán)計(jì)數(shù)模式 )，計(jì)數(shù)范圍為 0～ +65535，雙向計(jì)數(shù)。脈沖計(jì) 數(shù)電路板以 4片 74LS193 芯片 (高速計(jì)數(shù)芯片 )為主要元件，還包括電平轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)器復(fù)位電路等其它輔助電路。設(shè)計(jì)過程中為提高抗干擾能力，對(duì)于輸入信號(hào) 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 20 采用了差分電路；同時(shí)為提高電路的響應(yīng)速度，電平轉(zhuǎn)換電路中的光耦采用了高速光耦。將脈沖計(jì)數(shù)電路板的輸出信號(hào)引入 PLC 的一塊擴(kuò)展輸入模塊，通過直接讀取此模塊的輸入狀態(tài)得到對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，由 PLC控制計(jì)數(shù)電路清零復(fù)位。脈沖計(jì)數(shù)電路結(jié)構(gòu)圖見圖 14。 圖 14 脈沖計(jì)數(shù)電路結(jié)構(gòu)圖 采用這種方式取代高速計(jì)數(shù)模塊 ,雖然硬件設(shè)計(jì)增加了系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間 ,且計(jì)數(shù)精度沒有高速計(jì)數(shù)模塊高 ，但實(shí)驗(yàn)表明電梯仍然可以實(shí)現(xiàn)較高的平層精度，取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果，并且節(jié)省了購(gòu)買高速計(jì)數(shù)模塊的昂貴費(fèi)用。 電梯運(yùn)行 軟件 實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求共分為 14 個(gè)功能程序塊 :初始化、外呼、內(nèi)選、自動(dòng)開關(guān)電梯、平層、層樓計(jì)數(shù)及顯示、超時(shí)基駛回基站、上行、下行、換速、開 /關(guān)門、報(bào)警、相序更正、優(yōu)先服務(wù)等。根據(jù)電梯運(yùn)行的要求，作出其運(yùn)行流程的工作循環(huán)如圖 3 所示。 電梯在有外呼信號(hào)或內(nèi)選信號(hào)時(shí)，處于服務(wù)狀態(tài)，當(dāng)在一定的時(shí)間內(nèi)沒有服務(wù)信號(hào)時(shí)，電梯自動(dòng)駛回基站，下面著重介紹程序初始化、 換速、樓層計(jì)數(shù)及平層的程序設(shè)計(jì)及工作過程。 (1) 程序初始化 : 將各樓層平層點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)及換速點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)寫入數(shù)據(jù)寄存器 (停電保持 )。數(shù)據(jù)寄存器分配如下 : 平層點(diǎn) :0→D200 4000→D201 8000→D202 12000→D203 換速點(diǎn) :2400→D204 6400→D205 10400 → D206 9600→D207 5600→D210 1600 → D211 (2) 換速 用 PLC 的高速計(jì)數(shù)器對(duì) PG 卡的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值 與換速點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)相等時(shí)，且目的層有有效的選層信號(hào)或呼梯信號(hào)，則發(fā)出換速信號(hào)，電梯轉(zhuǎn)入爬行階段。程序流程如圖 4 所示。 (3) 樓層計(jì)數(shù) 當(dāng)轎廂到達(dá)各樓層計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，樓層數(shù)加 1或減 1。為防止計(jì)數(shù)脈沖高電平期間反復(fù)計(jì)數(shù)，采用樓層計(jì)數(shù)信號(hào)上沿觸發(fā)樓層計(jì)數(shù)。程序流程如圖 5 所示。 (4) 平層 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 21 當(dāng)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與平層點(diǎn)的計(jì)數(shù)脈沖相等時(shí)發(fā)出平層信號(hào)，電梯平層。平層程序流程如圖 6 所示。 4 結(jié)果分析及改進(jìn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 針對(duì)本 10 層電梯控制系統(tǒng)，分別編寫簡(jiǎn)單控制程序 (只 實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和停車功能 )和復(fù)雜控制程序 (實(shí)現(xiàn)了電梯的所有基本功能 )并進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，表 3給出了部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其中任務(wù)與程序的最大掃描時(shí)間可通過讀取程序運(yùn)行過程中的相關(guān)參數(shù)得到；記錄從發(fā)出停車指令到實(shí)際停車所需脈沖數(shù)并對(duì)多組數(shù)據(jù)求平均值，可得到電梯停車所需脈沖平均值；電梯快速運(yùn)行時(shí)碼盤發(fā)出脈沖的周期可通過如下方式求得：編制簡(jiǎn)短的延時(shí)程序，記錄延時(shí)時(shí)間及脈沖變化值并求得脈沖的周期，對(duì)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求取平均值。以電梯平層停車所需時(shí)間 (可由電梯平層停車所需脈沖數(shù)乘以脈沖的周期折算得到 )為例，通過比較得出，影響電梯平層精度的 因素除減速機(jī)齒輪嚙合間隙等機(jī)械因素外主要有以下 4點(diǎn)： (1) 脈沖計(jì)數(shù)電路的精度限制造成計(jì)數(shù)累計(jì)誤差較大； (2) 電梯轎廂有慣性且變頻器響應(yīng)有延時(shí)，故電梯平層停車需要一定延時(shí)時(shí)間 (t1)； (3) 雖然負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)的輸入模塊各輸入口的狀態(tài)是按 RPI不斷刷新，但是程序中對(duì)應(yīng)脈沖值只有在控制器掃描時(shí)才被刷新 (刷新的最大延時(shí)時(shí)間為控制器的最大掃描時(shí)間 )，當(dāng)程序較復(fù)雜掃描時(shí)間大于脈沖寬度時(shí)，程序中讀取的脈沖數(shù)值就不是一個(gè)連續(xù)變化的數(shù)，即掃描間隔會(huì)造成一定的死區(qū)時(shí)間 (t2)； (4) 從發(fā)出停車指令到輸 出端口狀態(tài)的刷新存在一定的延時(shí)時(shí)間 (t3)。 圖 15 電梯控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如下。 當(dāng)程序較簡(jiǎn)單，掃描時(shí)間較短時(shí)，可以通過判斷單個(gè)脈沖值實(shí)現(xiàn)樓層檢測(cè)、換速及平層停車，即平層誤差可在 177。1 個(gè)脈沖的當(dāng)量范圍，平層精度較高。根據(jù)表3所列數(shù)據(jù)，電梯停車所需時(shí)間為 t=t1+t2+t3=t1=34= ，其中 t2= 0，t3=0，可見電梯停車時(shí)間僅為克服電梯慣性和變頻器響應(yīng)所需時(shí)間 (t1)。但是為了使電梯控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能更為完善，往往邏輯程序較復(fù)雜掃描時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí) t2， t3不為零，必須通過一個(gè)范圍來判斷脈沖值以實(shí)現(xiàn)位移控制。電梯停車所需時(shí)間為 t=t1+t2+t3=+(3734)= 。例如，需將 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 22 2300≤Local:7: ≤2310 作為樓層檢測(cè)、換速或者平層停車的判斷條件 ,其中 Local:7: 表示位于第 7 槽的數(shù)字量輸入模塊對(duì)應(yīng)的狀態(tài)即輸入脈沖值。 改進(jìn)措施 為減小累計(jì)誤差，可待電梯運(yùn)行到底層時(shí)，通過硬件方式將計(jì)數(shù)器清零復(fù)位；由于 t1為一固定值，故可通過軟件程序避免由 t1帶來的平層誤差。實(shí)驗(yàn)表明，采取 以上措施并考慮減速機(jī)齒輪嚙合間隙等機(jī)械因素的影響后，電梯平層精度可達(dá)177。1mm 。為了進(jìn)一步提高電梯位移控制的精度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、快速、準(zhǔn)確平層停車，必須盡可能減小 t2和 t3，本系統(tǒng)采用了以下優(yōu)化軟件程序的改進(jìn)措施。 (1)程序中適當(dāng)增加讀取擴(kuò)展輸入模塊輸入狀態(tài) (Local:7:)的指令，從而盡量增加控制器對(duì)脈沖值的掃描頻率，減小刷新延時(shí)時(shí)間。 (2) 選取較小的 RPI 如 。 (3) 采用中斷的方式增加掃描頻率。例如，控制程序在連續(xù)性任務(wù)中實(shí)現(xiàn)而將判斷輸入脈沖值 (Local:7:)的指令放到一個(gè)周期性任務(wù)中，選擇較小的周期如 。考慮到負(fù)責(zé)處理 I/O 數(shù)據(jù)的周期性任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為 7，此處周期性任務(wù)的優(yōu)先級(jí)選擇 1～ 6。 實(shí)驗(yàn)表明，采用改進(jìn)的方式后電梯可以實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行效果，平層精度小于177。 。 5 結(jié)束語(yǔ) 采用光電編碼盤脈沖計(jì)數(shù)的方式取代井道中安裝換速擋光板的傳統(tǒng)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的位移閉環(huán)控制，不僅提高了平層精度，而且軟件編程靈活，便于實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。多層電梯平層精度的提高，除了要保證機(jī)械裝置的精度較高外，關(guān)鍵在于選擇合適的控制器以及對(duì)控制算法的改進(jìn)，雖然 采用自行設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)電路板代替高速計(jì)數(shù)模塊使脈沖計(jì)數(shù)的精度有些影響，但由于 CompactLogix 系列控制器采用新的工作方式，電梯仍可實(shí)現(xiàn)較高的平層精度。以后可以嘗試采用帶工業(yè)以太網(wǎng)口的控制器 (如 CompactLogix L32E)，通過以太網(wǎng)代替串行通訊或者通過現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)控制器與工作站的通訊，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)電梯的監(jiān)控或?qū)Χ嗯_(tái)電梯的群控 ,這也將成為繼續(xù)提高我國(guó)電梯控制水平的發(fā)展方向。 答 謝 辭 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓 了視野，認(rèn)識(shí)了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是老師對(duì)學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是老師檢驗(yàn)其教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機(jī)會(huì)。 畢業(yè) 的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯(cuò)誤的。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺很 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 23 茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷 的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師張老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但 收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn)： [1]陳立定、吳玉香、蘇開才編．電氣控制與可編程控制器，廣州：華南理工大學(xué)出版社． 200l [2]劉載文、李毫升、鐘亞林編。電梯控制技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社． 1996 [3]SIMATIC 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程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 25