【導(dǎo)讀】 中文摘要.....................................................................................................................................I 英文摘要....................................................................................................................................II 1概述.................................................................................................................

　　

【正文】 240v +10%— 10% 輸入單相 /三相交流電流： 輸入單相 /三相功率： 47～ 63HZ 輸出電壓： 0— 輸入電壓幅值 輸出三相電流： 輸出功率： 0～ 250HZ 電動機(jī)的功率： 保護(hù)等級： IP20 運(yùn)行溫度范圍： 10～ +50℃ PLC的選型 選用 PLC時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求： （ 1） 容量要求 所用的 PLC應(yīng)能達(dá)到系統(tǒng)要求的輸入輸出點(diǎn)數(shù)并留有 10%20%的余量。存儲容量應(yīng)達(dá)到 4k以上。 （ 2）功能強(qiáng) 本系統(tǒng)要求所選用的 PLC 除應(yīng)到達(dá)容量要求外，還要有增加 數(shù)字量擴(kuò)展模塊的功能。所以選擇時(shí)要注意能否增加擴(kuò)展模塊，以及擴(kuò)展模塊的數(shù)量問題 。 （ 3）可靠性高 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 61 頁 本系統(tǒng)要求能適應(yīng)惡劣的溫室生產(chǎn)環(huán)境（溫度和濕度環(huán)境很差）。 （ 4）編程及設(shè)定參數(shù)簡單方便 本系統(tǒng)的使用對象為大眾，設(shè)置時(shí)就要考慮人們的素質(zhì)及技術(shù)熟練程度，所以選擇的 PLC應(yīng)能夠有很好的人機(jī)接口方式（控制面板）。 （ 5）應(yīng)具有 通訊接口 由于本系統(tǒng)要求能接現(xiàn)場控制面板，所以應(yīng)該 有 通訊端口。 （ 7） 繼電器輸出 S7200 系列 PLC 具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、較低的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得 S7200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的 CPU 類型和電壓等級使其在解決用戶的自動化問題時(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 S7200 CPU 模塊包括一個中央處理單元（ CPU）、電源以及數(shù)字量 I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中 [8]。 S7200 PLC 主機(jī)的型號規(guī)格種類較多，以適應(yīng)不同需求的控制場合。在西 門子推出的 S7200 CPU22X 系列產(chǎn)品中， S7200 CPU226 模塊產(chǎn)品指令豐富、運(yùn)行速度快、具有較強(qiáng)的通信能力。適用于要求較高的中小型控制系統(tǒng)。綜合以上幾點(diǎn)，本系統(tǒng)選用西門子的 S7200 系列的 CPU226 CN AC/DC/RLY模塊作為現(xiàn)場控制的核心。其主要技術(shù)指標(biāo)詳見產(chǎn)品說明書 [9]。 擴(kuò)展模塊的選型 根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，電梯共 31 個數(shù)字量輸入： 1 個一層定位感應(yīng)器， 1 個開門按鈕， 1 個關(guān)門按鈕， 1 個一樓上升按鈕， 1 個二樓上升按鈕， 1 個二樓下降按鈕， 1 個三樓上升按鈕， 1 個三樓下降 按鈕， 1 個四樓上升按鈕， 1 個四樓下降按鈕， 1 個五樓上升按鈕， 1 個五樓下降按鈕， 1 個六樓下降按鈕， 1個手動 /自動轉(zhuǎn)換開關(guān)， 1個慢上按鈕， 1個慢下按鈕， 1個直駛開關(guān)， 1個轎廂內(nèi)一樓按鈕， 1個轎廂內(nèi)二樓按鈕， 1個轎廂內(nèi)三樓按鈕， 1個轎廂內(nèi)四樓按鈕， 1個轎廂內(nèi)五樓按鈕，1個轎廂內(nèi)六樓按鈕， 1個轎門開到位開關(guān)， 1個轎門關(guān)到位開關(guān)， 1個 1～ 6樓層門連鎖， 1個門安全觸板開關(guān)（左）， 1個門安全觸板開關(guān)（右）， 1個急停開關(guān)， 1個超重限速斷繩保護(hù)上限位開關(guān)，1個超重限速斷繩保護(hù)下限位開關(guān)。共 30個數(shù)字量輸出： 2個控制電機(jī)正反轉(zhuǎn) ， 1個照明開關(guān)， 1個上升指示燈， 1 個下降指示燈， 1 個一樓指示燈， 1 個二樓指示燈， 1 個三樓指示燈， 1 個四樓指示燈， 1 個五樓指示燈， 1 個六樓指示燈， 1 個警報(bào)輸出（蜂鳴器）， 1 個到站提示音（電鈴）， 1 個一樓上指示燈， 1 個二樓上指示燈， 1 個二樓下指示燈， 1 個三樓上指示燈， 1 個三樓下指示燈， 1 個四樓上指示燈， 1 個四樓下指示燈， 1 個五樓上指示燈， 1 個五樓下指示燈， 1 個六樓下指示燈， 1個樓層顯示 C， 1 個樓層顯示 B， 1 個樓層顯示 A， 1 個開門繼電器， 1 個關(guān)門繼電器， 1 個制動繼電器。因此，我們采用擴(kuò)展 1個 EM223 16點(diǎn) DC輸入 /16點(diǎn) DC輸出數(shù)字量擴(kuò)展模塊。 擴(kuò)展模塊時(shí)除要滿足性能要求外還要考慮到 5V 電源電流的預(yù)算：西門子的手冊上列出了每種CPU所能提供的最大 5V電源（ CPU為每個模塊供電）。在一個系統(tǒng)中的所有擴(kuò)展模塊的電流總和不能超過該項(xiàng)值。經(jīng)檢查，擴(kuò)展模塊后電流總和沒有超出。 本系統(tǒng)選用的擴(kuò)展模塊配置為： EM223 數(shù)字量 擴(kuò)展模塊： 16 入 /16 出， 1 個 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 61 頁 曳引機(jī)的選型 現(xiàn)在一般的曳引機(jī)分為無齒曳引機(jī)和有齒曳引機(jī)兩種。 無齒輪曳引機(jī)用在運(yùn)行速度 V。這種曳引機(jī)的曳引輪緊固在曳引電動機(jī)軸上，沒有機(jī)械減速機(jī)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單。該曳引機(jī)制動時(shí)所需的制動力矩要比有減速器曳引機(jī)大很多，因此無齒輪曳引機(jī)的制動器比較大。同時(shí)由于無齒輪曳引機(jī)沒有減速器等有利因素，所以使用壽命比較長。 有齒輪曳引機(jī)廣泛應(yīng)用在運(yùn)行速度 V。本設(shè)計(jì)電梯即采用有齒輪曳引機(jī)，其一般采用蝸輪減速傳動機(jī)構(gòu)。這種曳 引機(jī)主要有曳引電動機(jī)，蝸輪，蝸桿，制動器，曳引繩輪等構(gòu)成。如圖 41所示： 圖 41 曳引機(jī)圖 Figure 41 traction machine diagram 本設(shè)計(jì)電梯所采用有齒輪曳引機(jī) 外形結(jié)構(gòu)。曳引電動機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿聯(lián)接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。由于蝸桿與蝸輪間有嚙合關(guān)系，曳引電動機(jī)能夠 通過蝸桿驅(qū)動繩輪作正反向運(yùn)動，同時(shí)驅(qū)動轎廂和對重上下運(yùn)動，如圖 42所示： 圖 42 曳引機(jī)連接圖 Figure 42 linking diagram of traction machine 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 61 頁 制動器是電梯非常重要的安全裝置，其結(jié)構(gòu)如圖 43 所示 。其工作特點(diǎn)是：電動機(jī)通電時(shí)制動器松閘，電梯失電或停止運(yùn)行時(shí)抱閘。 圖 43 制動器圖 Figure43 braking machine diagram 制動器在工作時(shí)要做到： （ 1） 能夠使運(yùn)行中的電梯在切斷電源時(shí)自動把電梯轎廂掣停住。電梯正常使用時(shí)，一般都是在電梯通過電氣控制使其減速停止，然后再機(jī)械抱閘。電梯停止運(yùn)行時(shí)，制動器應(yīng)能保證在 125%～ 150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止直到工作時(shí)才松閘。 （ 2） 制動器一般都是裝在電動機(jī)和減速器之間，即裝在高轉(zhuǎn)速軸上。因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速軸上所需的制動力矩小，這樣可減小制動器的結(jié)構(gòu)尺寸。制動器的制動輪就是電動機(jī)和減速器之間的聯(lián)軸器圓 盤。制動輪一般裝在蝸輪一側(cè)，以保證聯(lián)軸器折斷時(shí)，電梯仍能制動被 停住 [10]。 曳引機(jī)性能 當(dāng)電源為額定頻率與額定電壓時(shí)，空載曳引輪節(jié)徑線速度應(yīng)不超過曳引機(jī)額定速度的 5％。 (用于閉環(huán)調(diào)速電梯曳引機(jī)除外 )曳引輪節(jié)徑 D≥ 40d(d為曳引鋼絲繩直徑 )，按式 (1)設(shè)計(jì)： en ivD ?? ??? ?60000 (1) 式中： D—— 曳引輪節(jié)圓直徑， mm； v—— 曳引繩額定速度， m／ s； i—— 減速器速比； n—— 電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速， r／ min； e—— 速度系數(shù)，取 0． 94～ 1． 05。 曳引機(jī)制動應(yīng)可靠，在電梯整機(jī) 上行時(shí) ，平衡系數(shù)為 0． 40，轎廂內(nèi)加上 150％額定載重量，歷時(shí) 10min，制動輪與制動閘瓦之間應(yīng)無打滑現(xiàn)象。 制動器的最低起動電壓和最高釋放電壓，應(yīng)分別低于電磁鐵額定電壓的 80％和 55％，制動器開啟遲后時(shí)間不超過 s。制動器線圈耐壓試驗(yàn)，導(dǎo)電部分對地間施加 1000V，歷時(shí) 1min，不得有擊穿現(xiàn)象。制動器線圈的輸入端應(yīng)設(shè)有接線端子。制動器部件的閘瓦組件應(yīng)分兩組裝設(shè)，如果其中一組不起作用，制動輪上仍能獲得足夠的制動力，使載有額定載重量的轎廂減速 [11]。 曳引機(jī)在檢驗(yàn)平臺上空載高速時(shí)， A 計(jì)權(quán)聲壓級的噪聲測量表面平均值 PAL_ 應(yīng)不超過表 41 規(guī)定。低速時(shí)噪聲值應(yīng)低于高速時(shí)噪聲值。 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 61 頁 表 41 空載噪聲表 dB(A) Table 41 noload noise table 等 級 項(xiàng) 目 合格品 一等品 優(yōu)等品 空載噪聲 PAL_ 帶風(fēng)機(jī) 70 68 66 無風(fēng)機(jī) 68 65 62 曳引機(jī)在檢驗(yàn)平臺上輕載 (相當(dāng)于 20％～ 40％曳引機(jī)額定載重量 )時(shí)，在輸出軸端處測定折算到曳引輪節(jié)徑處的扭轉(zhuǎn)振動速度有效值中的最大值不大于表 42所規(guī)定的數(shù)值。 表 42 扭轉(zhuǎn)振動速度有效值 mm／ s Table 42 Torsional vibration velocity valid values table 等 級 項(xiàng) 目 合格品 一等品 優(yōu)等品 扭轉(zhuǎn)振動速度有效值 Vrms 客梯 貨梯 在曳引機(jī)通電持續(xù)率為 40％時(shí)，在檢驗(yàn)平臺上應(yīng)做下列高速正反方向、連續(xù)無故障運(yùn)轉(zhuǎn)，且減速器油溫應(yīng)不超過 85℃；制動線圈溫升與最高溫度均應(yīng)不超過表 43規(guī)定。電動機(jī)定子繞組溫升在采用 B級或 F級絕緣時(shí)，應(yīng)分別不超過 80℃或 105℃。 表 43 不同等級材料溫度 表 ℃ Table 43 temperature table of different rank of material 線圈絕緣材料等級 溫 升 最高溫度 A E B F 65 80 90 115 100 115 125 150 設(shè)計(jì)的參數(shù)：曳 引 機(jī)： 速 比 15:1 模 數(shù) (蝸輪減速器 ) 拖動電機(jī)： 型 號： JW524 電 壓： AC220V 50Hz 功 率： 轉(zhuǎn) 速： 1400 rpm 現(xiàn)實(shí)的參數(shù)：曳引機(jī)： 速 比 35:2 模 數(shù) (蝸輪減速器 ) 拖動電機(jī)： 型 號： YTTD132TVF36 級 數(shù)： 6 電 流： 功 率： 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 61 頁 轉(zhuǎn) 速： 950 r/min 門電機(jī)的選型 實(shí)際參數(shù)： 電梯門機(jī)用三相異步電機(jī)產(chǎn)品 型 號 ： 額定功率 :80W 額定電壓 :220VAC 額定電流 : 額定轉(zhuǎn)速 :930r/min 額定頻率 :50HZ 絕緣等級 :B級 防護(hù)等級 :IP44 工作制 :S3 40% 安裝尺寸 : 光電編碼器的選型 本電梯的定位裝置為增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。其特點(diǎn)是：只有在旋轉(zhuǎn)期間會輸出對應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度脈沖，它是利用計(jì)數(shù)來測量旋轉(zhuǎn) 的方式，通過 PLC 采集旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號將電梯定位，如圖 44所示 。 圖 44 光電編碼器圖 Figure 44 photoelectric encoder diagram 旋轉(zhuǎn)編碼器的中心軸通過彈性聯(lián)軸器與曳引輪帶動轎廂及對重上下運(yùn)行的同時(shí)也帶動了與之相連的旋轉(zhuǎn)編碼器作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)。電梯每上升或下降一段距離，旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號數(shù)就相應(yīng)的增加或減少來控制轎廂的平層位置。 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過內(nèi)部兩個光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系 ，得到其角度碼盤角度位移量增加（正方向）或減少（負(fù)方 向）。在結(jié)合 數(shù)字電路特別是單片機(jī)后，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器在角度測量和角速度測量較絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器更具有廉價(jià)和簡易的優(yōu)勢。 本設(shè)計(jì)選用的是 上海三優(yōu)提供海德編碼器 ROTARY ENCODER HEDSS 設(shè)計(jì)參數(shù)：型號： ISC3806003G500BZ3524C NO： 20200700309 （ 1）帶 部分負(fù)載短路保護(hù)電路，采用板彈簧與用戶端連接，無鍵槽鎖緊環(huán)固定，安裝使用方便。 （ 2） 脈沖：≤ 500p/r 。 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC 自動停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 61 頁 （ 3） 基本型號 ISC3806，矩形插座側(cè)出 G，輸出脈沖數(shù) 500p/r，三路輸出 A、 B、 Z