【導讀】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。針對目前這一現(xiàn)狀，些自己的認識和看法，設(shè)計出了一套PLC雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。梯是自動化程度最高的先進設(shè)備的一種。作用，因此，PLC的應(yīng)用也就成為了一個熱點問題。信，經(jīng)過實際運行，實習基于PLC的電梯控制系統(tǒng)在MCGS中的控制。的表示，運行與燈光控制一致；系列中的及其擴展單元PLC來控制電梯的運行。呼叫信號記憶、開關(guān)門控制、速度變換程序、顯示程序等，各司其職，對電梯的運行進行控制。確定研究方向，選好論文題目，收集相關(guān)材料，做好課前準備。展開第一部分的創(chuàng)作，用認真嚴謹?shù)膽B(tài)度開始正式的畢業(yè)論文寫作。進行第二部分的寫作，應(yīng)用具體例子，詳實的數(shù)據(jù)，論述自己的論文?；仡?年的生活以及對老師的感激，寫好論文最后結(jié)束語。

　　

【正文】 I/O 端子號對應(yīng)的參數(shù)信息 速度選擇 3 速度選擇 2 速度選擇 1 自動基準值信號源 頻率值 0 0 0 速度基準值 A（未用） 0 0 1 速度基準值 B（預置頻率 1） 0Hz 0 1 0 預置頻率 2 5Hz 0 1 1 預置頻率 3 10Hz 1 0 0 預置頻率 4 20Hz 1 0 1 預置頻率 5 30Hz 1 1 0 預置頻率 6 40Hz 1 1 1 預置頻率 7 50Hz 表 13 PLC OUT OUT OUT5 選通與預設(shè)頻率間的對應(yīng)關(guān)系 電梯控制系統(tǒng)軟件實現(xiàn) 脈沖計數(shù)的實現(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 ,所以對于寬度小于掃描周期的脈沖信號必須采用高速計數(shù)器來實現(xiàn)脈沖計數(shù) ,否則可能會丟失大量的脈沖信號。對于 CompactLogix 控制器 ,可通過擴展高速計數(shù)模塊 (1769 HSC)實現(xiàn)脈沖計數(shù)?？紤]到 CompactLogix 控制器本身的 I/O 更新和邏輯執(zhí)行是異步進行的特點 ,本系統(tǒng)中自行設(shè)計了一塊計數(shù)電路板 ,從而代替高速計數(shù)模塊來解決高速脈沖計數(shù)的問題。 計數(shù)電路板的計數(shù)模式為環(huán)計數(shù)模式 (一般高速計數(shù)模塊的計數(shù)模式 [2]有兩種：線性計數(shù)模式和環(huán)計數(shù)模式 )，計數(shù)范圍為 0～ +65535，雙向計數(shù)。脈沖計 數(shù)電路板以 4片 74LS193 芯片 (高速計數(shù)芯片 )為主要元件，還包括電平轉(zhuǎn)換電路、計數(shù)器復位電路等其它輔助電路。設(shè)計過程中為提高抗干擾能力，對于輸入信號 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工 程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 20 采用了差分電路；同時為提高電路的響應(yīng)速度，電平轉(zhuǎn)換電路中的光耦采用了高速光耦。將脈沖計數(shù)電路板的輸出信號引入 PLC 的一塊擴展輸入模塊，通過直接讀取此模塊的輸入狀態(tài)得到對應(yīng)的脈沖數(shù)，由 PLC控制計數(shù)電路清零復位。脈沖計數(shù)電路結(jié)構(gòu)圖見圖 14。 圖 14 脈沖計數(shù)電路結(jié)構(gòu)圖 采用這種方式取代高速計數(shù)模塊 ,雖然硬件設(shè)計增加了系統(tǒng)的開發(fā)時間 ,且計數(shù)精度沒有高速計數(shù)模塊高 ，但實驗表明電梯仍然可以實現(xiàn)較高的平層精度，取得了良好的實驗效果，并且節(jié)省了購買高速計數(shù)模塊的昂貴費用。 電梯運行 軟件 實現(xiàn) 系統(tǒng)軟件根據(jù)運行要求及保護要求共分為 14 個功能程序塊 :初始化、外呼、內(nèi)選、自動開關(guān)電梯、平層、層樓計數(shù)及顯示、超時基駛回基站、上行、下行、換速、開 /關(guān)門、報警、相序更正、優(yōu)先服務(wù)等。根據(jù)電梯運行的要求，作出其運行流程的工作循環(huán)如圖 3 所示。 電梯在有外呼信號或內(nèi)選信號時，處于服務(wù)狀態(tài)，當在一定的時間內(nèi)沒有服務(wù)信號時，電梯自動駛回基站，下面著重介紹程序初始化、 換速、樓層計數(shù)及平層的程序設(shè)計及工作過程。 (1) 程序初始化 : 將各樓層平層點對應(yīng)的脈沖數(shù)及換速點對應(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 :0→D200 4000→D201 8000→D202 12000→D203 換速點 :2400→D204 6400→D205 10400 → D206 9600→D207 5600→D210 1600 → D211 (2) 換速 用 PLC 的高速計數(shù)器對 PG 卡的輸出脈沖進行計數(shù)，當高速計數(shù)器的計數(shù)值 與換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)相等時，且目的層有有效的選層信號或呼梯信號，則發(fā)出換速信號，電梯轉(zhuǎn)入爬行階段。程序流程如圖 4 所示。 (3) 樓層計數(shù) 當轎廂到達各樓層計數(shù)點時，樓層數(shù)加 1或減 1。為防止計數(shù)脈沖高電平期間反復計數(shù)，采用樓層計數(shù)信號上沿觸發(fā)樓層計數(shù)。程序流程如圖 5 所示。 (4) 平層 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工 程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 21 21 當高速計數(shù)器的計數(shù)值與平層點的計數(shù)脈沖相等時發(fā)出平層信號，電梯平層。平層程序流程如圖 6 所示。 4 結(jié)果分析及改進 實驗結(jié)果分析 針對本 10 層電梯控制系統(tǒng)，分別編寫簡單控制程序 (只 實現(xiàn)計數(shù)和停車功能 )和復雜控制程序 (實現(xiàn)了電梯的所有基本功能 )并進行多次實驗，表 3給出了部分實驗數(shù)據(jù)。其中任務(wù)與程序的最大掃描時間可通過讀取程序運行過程中的相關(guān)參數(shù)得到；記錄從發(fā)出停車指令到實際停車所需脈沖數(shù)并對多組數(shù)據(jù)求平均值，可得到電梯停車所需脈沖平均值；電梯快速運行時碼盤發(fā)出脈沖的周期可通過如下方式求得：編制簡短的延時程序，記錄延時時間及脈沖變化值并求得脈沖的周期，對多組實驗數(shù)據(jù)求取平均值。以電梯平層停車所需時間 (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 因素除減速機齒輪嚙合間隙等機械因素外主要有以下 4點： (1) 脈沖計數(shù)電路的精度限制造成計數(shù)累計誤差較大； (2) 電梯轎廂有慣性且變頻器響應(yīng)有延時，故電梯平層停車需要一定延時時間 (t1)； (3) 雖然負責計數(shù)的輸入模塊各輸入口的狀態(tài)是按 RPI不斷刷新，但是程序中對應(yīng)脈沖值只有在控制器掃描時才被刷新 (刷新的最大延時時間為控制器的最大掃描時間 )，當程序較復雜掃描時間大于脈沖寬度時，程序中讀取的脈沖數(shù)值就不是一個連續(xù)變化的數(shù)，即掃描間隔會造成一定的死區(qū)時間 (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時間 (t3)。 圖 15 電梯控制系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù) 實驗數(shù)據(jù)分析如下。 當程序較簡單，掃描時間較短時，可以通過判斷單個脈沖值實現(xiàn)樓層檢測、換速及平層停車，即平層誤差可在 177。1 個脈沖的當量范圍，平層精度較高。根據(jù)表3所列數(shù)據(jù)，電梯停車所需時間為 t=t1+t2+t3=t1=34= ，其中 t2= 0，t3=0，可見電梯停車時間僅為克服電梯慣性和變頻器響應(yīng)所需時間 (t1)。但是為了使電梯控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能更為完善，往往邏輯程序較復雜掃描時間較長，此時 t2， t3不為零，必須通過一個范圍來判斷脈沖值以實現(xiàn)位移控制。電梯停車所需時間為 t=t1+t2+t3=+(3734)= 。例如，需將 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工 程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 22 22 2300≤Local:7: ≤2310 作為樓層檢測、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)字量輸入模塊對應(yīng)的狀態(tài)即輸入脈沖值。 改進措施 為減小累計誤差，可待電梯運行到底層時，通過硬件方式將計數(shù)器清零復位；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。實驗表明，采取 以上措施并考慮減速機齒輪嚙合間隙等機械因素的影響后，電梯平層精度可達177。1mm 。為了進一步提高電梯位移控制的精度，實現(xiàn)平穩(wěn)、快速、準確平層停車，必須盡可能減小 t2和 t3，本系統(tǒng)采用了以下優(yōu)化軟件程序的改進措施。 (1)程序中適當增加讀取擴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脈沖值的掃描頻率，減小刷新延時時間。 (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)中實現(xiàn)而將判斷輸入脈沖值 (Local:7:)的指令放到一個周期性任務(wù)中，選擇較小的周期如 。考慮到負責處理 I/O 數(shù)據(jù)的周期性任務(wù)的優(yōu)先級為 7，此處周期性任務(wù)的優(yōu)先級選擇 1～ 6。 實驗表明，采用改進的方式后電梯可以實現(xiàn)良好的運行效果，平層精度小于177。 。 5 結(jié)束語 采用光電編碼盤脈沖計數(shù)的方式取代井道中安裝換速擋光板的傳統(tǒng)方式，實現(xiàn)對電梯的位移閉環(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控制算法的改進，雖然 采用自行設(shè)計的計數(shù)電路板代替高速計數(shù)模塊使脈沖計數(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)場總線實現(xiàn)控制器與工作站的通訊，從而實現(xiàn)上位機對電梯的監(jiān)控或?qū)Χ嗯_電梯的群控 ,這也將成為繼續(xù)提高我國電梯控制水平的發(fā)展方向。 答 謝 辭 通過此次畢業(yè)設(shè)計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓 了視野，認識了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學生即將完成學業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學校所學知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好開端，畢業(yè)設(shè)計是我對所學知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨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，指導做畢業(yè)設(shè)計是老師對學生所做的最后一次執(zhí)手訓練。其次，畢業(yè)設(shè)計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質(zhì)量的絕好機會。 畢業(yè) 的時間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很 常州信息職業(yè)技術(shù)學院電子與電氣工 程學院 畢業(yè)設(shè)計論文 23 23 茫然。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷 的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 總之，不管學會的還是學不會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的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我們的指導老師張老師對我悉心的指導，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但 收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻： [1]陳立定、吳玉香、蘇開才編．電氣控制與可編程控制器，廣州：華南理工大學出版社． 200l 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