【導(dǎo)讀】本文介紹的主要內(nèi)容是基于PLC的升降控制系統(tǒng)。吊籃是一種垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是當(dāng)前高層建筑建設(shè)中不可缺少的升降運(yùn)輸設(shè)備。它依靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的。轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在高層建造過(guò)程中起著舉足輕重的作用，應(yīng)用也十分廣泛。而控制吊籃升降運(yùn)行的PLC系統(tǒng)也要求越來(lái)越高，要求吊籃的升降運(yùn)行。平穩(wěn)，操作方便，具有較高的安全性。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路、梯形圖等組成，其中包括。交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行效率高、升降精度高、易于理解與掌握。

　　

【正文】 體思路構(gòu)想 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求 選擇 采用 三菱 FX 系列 PLC 對(duì) 吊籃的升降 實(shí)現(xiàn)控制，因此，首先必須建立吊籃 的 PLC控制系統(tǒng)，并以此為核心編寫(xiě)相應(yīng)的 PLC 控制程序。又根據(jù)前文所述的對(duì)組態(tài)軟件的選擇，運(yùn)用組態(tài) 軟件設(shè)計(jì)構(gòu)造 吊籃 運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系 統(tǒng)，既構(gòu)造吊籃堅(jiān)控界面，定義相關(guān)變量，與 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，隨時(shí)讀取數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì) 吊籃 PLC控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 控制 。 基于 PLC的 吊籃 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 要設(shè)計(jì)吊籃的升降控制系統(tǒng)，首先要對(duì)吊籃的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行分析。當(dāng)?shù)趸@處于不同的位置或者處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（如上行、下行 等），每一個(gè)不同的狀態(tài) 如何控制都需要編寫(xiě)不同的 PLC 程序。下面，本文將對(duì)吊籃停靠于不同位置時(shí)狀態(tài)進(jìn)行具體分析，并編寫(xiě)不同運(yùn)行狀態(tài)下的程序段。 圖 41 程序 梯形圖 16 圖 42 程序指令圖 升降 過(guò)程 的 分析 為了實(shí)現(xiàn)吊籃正常的升降運(yùn)行，這就要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正 轉(zhuǎn)和 反轉(zhuǎn)。對(duì)于 一般的 三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)兩個(gè)接觸器改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 X000（ SB0）為停止按鈕，是吊籃升降控制的總開(kāi)關(guān)，原始狀態(tài)是常閉 觸點(diǎn) ， 具體操作過(guò)程如下： （ 1） 長(zhǎng)動(dòng)操作 ： 按下 X000 按鈕， 接觸器 KM1 和 KM2 斷電， 電動(dòng)機(jī) M 停止轉(zhuǎn)動(dòng) 。 X001（ SB1） 、 X002(SB2)、 X003(SB3)和 X004(SB4)是復(fù)合按鈕，這樣可以形成 “ 正 → 反 → 停 ”或者是 “ 反 → 正 → 停 ” 的互鎖控制。如上圖 52 所示，當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕 X001 時(shí)，其動(dòng)斷觸點(diǎn) 首 先斷開(kāi)，使 輔助 繼電器 Y002（ K2）斷電，然后動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使 控制電機(jī) 正向轉(zhuǎn)動(dòng) 的 繼電器 Y001（ K1）通電，當(dāng) Y001（ K1） 閉合時(shí)， 使控制 電動(dòng)機(jī) 正向 轉(zhuǎn)動(dòng)的 接觸器Y003（ KM1）通電，并控制電動(dòng)機(jī) 實(shí)現(xiàn) 正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊籃的上升操作， 反之亦然。 17 當(dāng)?shù)趸@上升到最高點(diǎn)或者最低點(diǎn)時(shí)，會(huì)碰到常閉的行程開(kāi)關(guān)（ X005 和 X006），當(dāng)行程開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)時(shí)，繼電器 Y001 或者 Y002 所 在的電路被阻止通電，繼電器所控制的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí) 吊籃停止上升或 者 下降。 這樣在需要改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向時(shí)，可以直接操作正、反向按鈕，而不必先操作停止按鈕。復(fù)合按鈕的常閉觸 點(diǎn)在電路中同樣起到互鎖的作用，這樣的互鎖稱(chēng)之為機(jī)械互鎖。 輔助 繼電器 Y001(K1)和 Y002(K2)為互鎖的控制線路。將任何一個(gè)繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)串入對(duì)應(yīng)另一個(gè)繼電氣線圈電路中，則其中任一個(gè)繼電器先通電后，切斷了另一個(gè)繼電器的控制回路，即使按下控制相反方向的啟動(dòng)按鈕，另一個(gè)繼電器也無(wú)法通電，這是利用兩個(gè)繼電 器的輔助常閉觸點(diǎn)互相控制的方式，是電氣互鎖，主要是 起 安全 保護(hù)的 作用，同時(shí) 也 提高了使用的效率。 （ 2） 點(diǎn)動(dòng)操作 ： 常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) X003（ SB3） 和 X004（ SB4） 是程序段中 點(diǎn)動(dòng) 控制吊籃上升和下降的復(fù)合按鈕，形成了機(jī)械互鎖。 當(dāng)按下控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的 X003（ SB3） 按鈕 時(shí)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)首先斷開(kāi)，使控制電機(jī)反向 接觸器 KM2 斷電，然后動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使控制電機(jī)正向接觸器 KM1通電，并控制電機(jī)正轉(zhuǎn)， 并實(shí)現(xiàn)吊籃上升 的操作 。當(dāng)松開(kāi) X003（ SB3）時(shí)，電動(dòng)機(jī)則停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí) 吊籃停止上升， 反之亦然。 21 5仿真 調(diào)試 軟件 仿真 通過(guò)用 FluidSIM 軟件對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真，過(guò)程如下圖 51 所示： F = 0A BP TKM 1 KM 2SQ1 SQ2 圖 51 液壓仿真圖 22 圖 52 電氣控制圖 仿真調(diào)試 長(zhǎng)動(dòng)正轉(zhuǎn)：如下圖 53 所示，當(dāng)閉合 SB1 常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)， 輔助 繼電器 K1 得電， 輔助 繼電器開(kāi)關(guān) K1 閉合，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的接觸器 KM1 得電，電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得吊籃上升 。當(dāng)?shù)趸@上升到最高點(diǎn)時(shí)，碰到行程開(kāi)關(guān) SQ1，此時(shí)控制 KM1 的 電的線路斷開(kāi)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，吊籃停止上升， 并 在最高點(diǎn)停止，反轉(zhuǎn)亦然（如圖 54所示）。 23 圖 53 長(zhǎng)動(dòng)正轉(zhuǎn) 24 圖 54 長(zhǎng)動(dòng)反轉(zhuǎn) 25 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)：如下圖 55 所示，當(dāng)閉合 SB3 常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的接觸器直接 KM1得電，使得電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得點(diǎn)動(dòng)吊籃上升，當(dāng)松開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn) SB3 時(shí)，吊籃在任何位置自動(dòng)停止上升。當(dāng)?shù)趸@上升到最高點(diǎn)時(shí)，碰到行程開(kāi)關(guān) SQ1，此時(shí)控制 KM1 得電的線路斷開(kāi)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，吊籃停止上升，在最高點(diǎn)停止，反轉(zhuǎn)亦然 （如圖 56 所示）。 圖 55點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn) 26 圖 56點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn) 27 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是 本科 學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的設(shè)計(jì)出 PLC控制 吊籃 升降系統(tǒng) ， 使 我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平。 通過(guò) PLC 控制 吊籃的升降 ，實(shí)現(xiàn) 吊籃 的運(yùn)行速度、反映時(shí)間和停層的準(zhǔn)確度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì) 吊籃 的 升降 速度、運(yùn)行狀態(tài)、安全、可靠 性 等進(jìn) 行合理的設(shè)計(jì)。 本文的具體工作 如下： （ 1） 介紹了 PLC 的在升降設(shè)備中的應(yīng)用，并對(duì) PLC 的發(fā)展做了分析。 （ 2） 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，編寫(xiě) PLC 控制升降系統(tǒng)的程流程圖，并根據(jù)流程圖編寫(xiě)了程序的梯形圖、 控制電路圖 ； （ 3） 通過(guò) FluidSIM 軟件對(duì)程序進(jìn)行仿真調(diào)試，并對(duì)吊籃的升降過(guò)程做了詳細(xì)的分析。 基于 PLC 控制 升降 系統(tǒng) 并不 復(fù)雜， 本設(shè)計(jì) 采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備 ，這樣可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化， 它們 在性能上 有著很多的優(yōu)越性 。 但也存在一定的不足 ，如 設(shè)計(jì)在怎么能夠更大限度的滿足 工人在升降過(guò)程中 的 安全 方面處理得不是很理想， 后期可以進(jìn)一步進(jìn)行完善 。 28 參考文獻(xiàn) [1] 春峰．新型 PLC變頻裝修吊籃通過(guò)技術(shù)鑒定 [J]．住宅科技 ， 2021， （ 12）： 35 [2] 李華 ． PLC 在電梯設(shè)計(jì)中的重要作用 [J]. 科技與經(jīng)濟(jì)， 2021，（ 3） ： 170 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整體 過(guò)程 ，并因此 對(duì) PLC 控制升降系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚的興趣， 本 次 設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師及周?chē)瑢W(xué)的 不斷的幫助下才順利完成的， 在此 我對(duì)指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助表示深深的謝意。 首先，非常感謝我的指導(dǎo)教師張超老師，在張老師的引導(dǎo)和講解下，我對(duì)該 PLC 升降控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解，還有學(xué)會(huì)了 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)步驟和技巧，并熟練掌握和使用 FluidSIM 軟件對(duì) PLC 的程序仿真操作 ，也了解了 PLC 在現(xiàn)代工業(yè)控制中的重要應(yīng)用。 在此也要感謝我們機(jī)械的 同學(xué)們 ， 課程設(shè)計(jì)的完成也離不開(kāi)同 學(xué)們的幫助。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值 。