【正文】 。 在此也要感謝我們機械的 同學(xué)們 ， 課程設(shè)計的完成也離不開同 學(xué)們的幫助。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 參考文獻 [1] 春峰．新型 PLC 變頻裝修吊籃通過技術(shù)鑒定 [J]．住宅科技 ， 2021， （ 12）： 35 [2] 李華 ． PLC 在電梯設(shè)計中的重要作用 [J]. 科技與經(jīng)濟， 2021，（ 3） ： 170 [3] 許諾，陳鵬 ． 電梯歷史回眸與發(fā)展展望 [J]. 工程建設(shè)與設(shè)計， 2021， 1： 22 [4] 顧戰(zhàn)松、陳鐵年．可編程控制器原理與應(yīng)用 ． 北京：國防工業(yè)出版社， 1996 [5] 袁禧泉 ， 宋樹忠 ． 電動吊籃探討 [J]． 建筑機械， 2021， （ 6）： 71 [6] 常斗南．可編程序控制器原理應(yīng)用 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [7] 焦德群．淺談內(nèi)吊籃改進措施 [J]．建筑安全 ， 1998， 13(2)： 42 [8] 劉軍 ． 電動吊籃使用過程中應(yīng)著重控制的幾個環(huán)節(jié) [J]．建筑與安全， 2021． 5 [9] 鄧興中．機電傳動控制 [M]． 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2021 [10] 馮曉，仲恕 ． 電機與電器控制 [M]． 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [11] 李道霖等．電氣控制與 PLC原理及應(yīng)用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [12] 魏炳貴 ． 電力拖動基礎(chǔ) [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [13] 范照勇 ． 變頻器的選擇與使用 [J]. 礦業(yè)快報， 2021， 9： 79 [14] 李建斌，王曉紅 等 ．電動吊籃防墜裝置 [J]．實用技術(shù)， 2021， 18（ 7） ： 2223 [15] 馮曉，仲恕 . 電機與電器控制 [M]．北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [16] 毛智勇 ， 劉寶權(quán) . 液壓與氣壓傳動 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [17] 王守城 ， 段俊勇 . 液壓元件及選用 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [18] 魏兵，熊禾根 . 機械原理 [M]. 武漢： 華中科技大學(xué)出版社 ， 2021 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 致 謝 本 文主要闡述了 PLC 控制 吊籃升降 系統(tǒng)的 整體 過程 ，并因此 對 PLC 控制升降系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚的興趣， 本 次 設(shè)計是在指導(dǎo)老師及周圍同學(xué)的 不斷的幫助下才順利完成的， 在此我 對指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助表示深深的謝意。 基于 PLC 控制 升降 系統(tǒng) 并不 復(fù)雜， 本設(shè)計 采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備 ，這樣可以使復(fù)雜問題簡單化， 它們 在性能上 有著很多的優(yōu)越性 。 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 PLC 的發(fā)展做了分析。通過實際設(shè)計相結(jié)合，鍛煉了我綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。當(dāng)?shù)趸@上升到最高點時，碰到行程開關(guān) SQ1，此時控制 KM1 得電的線路斷開，此時電動機停止轉(zhuǎn)動，吊籃停止上升，在最高點停止，反轉(zhuǎn)亦然 （如圖 56所示）。當(dāng)?shù)趸@上升到最高點時，碰到行程開關(guān) SQ1，此時控制 KM1 的 電的線路斷開，此時電動機停止轉(zhuǎn)動，吊籃停止上升， 并 在最高點停止，反轉(zhuǎn)亦然（如圖 54 所示）。當(dāng)松開 X003（ SB3）時，電動機則停止轉(zhuǎn)動， 此時 吊籃停止上升， 反之亦然。 （ 2） 點動操作 ： 常開觸點開關(guān) X003（ SB3） 和 X004（ SB4） 是程序段中 點 動 控制吊籃上升和下降的復(fù)合按鈕，形成了機械互鎖。 輔助 繼電器 Y001(K1)和 Y002(K2)為互鎖的控制線路。 這樣在需要改變電動機運轉(zhuǎn)方向時，可以直接操作正、反向按鈕，而不必先操作停止按鈕。如上圖 52 所示，當(dāng)按下正向啟動按鈕 X001時，其動斷觸點 首 先斷開，使 輔助 繼電器 Y002（ K2）斷電，然后動合觸點閉合，使 控制電機 正向 轉(zhuǎn)動 的 繼電器 Y001（ K1）通電，當(dāng) Y001（ K1） 閉合時， 使控制 電動機 正向 轉(zhuǎn)動的 接觸器 Y003（ KM1）通電，并控制電動機 實現(xiàn) 正轉(zhuǎn)，實現(xiàn)吊籃的上升操作， 反之亦然。 X000（ SB0）為停止按鈕，是吊籃升降控制的總開關(guān)，原始狀態(tài)是常閉 觸點 ， 具體操作過程如下： （ 1） 長動操作 ： 按下 X000 按鈕， 接觸器 KM1 和 KM2 斷電， 電動機 M 停止轉(zhuǎn)動 。 圖 41 程序 梯形圖華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 42 程序指令圖 升降 過程 的 分析 為了實現(xiàn)吊籃正常的升降運行，這就要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正 轉(zhuǎn)和 反轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)趸@處于不同的位置或者處于不同的運行狀態(tài)（如上行、下行 等），每一個不同的狀態(tài) 如何控制都需要編寫不同的 PLC 程序。又根據(jù)前文所述的對組態(tài)軟件的選擇，運用組態(tài) 軟件設(shè)計構(gòu)造 吊籃 運行狀態(tài)的實時監(jiān)控系 統(tǒng)，既構(gòu)造吊籃 堅控界面，定義相關(guān)變量，與 PLC 控制系統(tǒng)進行通信，隨時讀取數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)對 吊籃PLC 控制系統(tǒng)的實時 控制 。 脈沖信號采用高速脈沖輸出方式 ， 由 PLC 的輸出點 Q001 輸出 ， Q002 輸出方向控制信號 ， 控制 步進電機的正反轉(zhuǎn) 。 升降速過程的 PLC 實現(xiàn) 如下圖 33為 硬件連接圖 ， 本系統(tǒng)采用三相反應(yīng)式步進電機 , 采用升降速控制和正反轉(zhuǎn)控制。這需要變頻器在信號檢測精度、 抗干擾能力和計算響應(yīng)速度上都有一定程度的提高 [18]。 （ 5） 為了保證在各種負(fù)載條件下 吊籃 都獲得較好的起動特性和制動特性，在無齒輪曳引驅(qū)動控制系統(tǒng)中設(shè)置負(fù)載檢測裝置是十分必要的。 （ 4） 在目前的系統(tǒng)中，對永磁同步電動機的磁極檢測，在變頻器的設(shè)計上，需要對變頻器參數(shù)進行初始化設(shè)定。這是因為永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子是永磁體，其轉(zhuǎn)子磁場是恒定的，所以定子磁場的產(chǎn)生需要配合轉(zhuǎn)子磁場磁極的位置，以產(chǎn)生電動機運轉(zhuǎn)所需要的轉(zhuǎn)矩。這就要求在變頻器的設(shè)計中要考慮新的旋轉(zhuǎn)編碼器的接口和應(yīng) 用設(shè)計 。 （ 2） 旋轉(zhuǎn)編碼器在永磁同步電動機的控制系統(tǒng)，編碼器除了反饋電動機的轉(zhuǎn)速，還需要檢測電動機的磁極位置，所以編碼器需要能夠反饋磁極位置信號。 吊籃變頻驅(qū)動裝置的設(shè)計要求 ： （ 1） 由于是無齒輪減速直接 曳引，電動機的響應(yīng)變化將通過鋼絲繩直接作用在 吊籃的 轎廂上，因此為考慮 吊籃 的振動、舒適感等指標(biāo)，需要設(shè)計控制精度高，響應(yīng)速度快的高性能變頻調(diào)速控制器。 QS 為主電路與電源的隔離開關(guān) ， FR1 為電動機 M1的過載保護用的熱繼電器。一臺電機 M1，其中 M1 為控制吊籃升降的電動 機。 綜合上述 計算 ，根據(jù)本次設(shè)計的需要，我們選擇 Y90S2 型號的三相異步電動機。m；電動機轉(zhuǎn)速： 1420 rpm；在該設(shè)計中，升降裝置所需電動機功率大小的確定： xFVP? （ 31） 選擇吊籃的額定載重為 800 則重力為： NgmF ????? （ 32） 速度 V 在此取 ，系數(shù) x 取 。 吊籃的承載能力： 500/630/800/(kg)；額定升降速度： m/min；提升電 機的額定功率： ；額定電壓： AC380177。異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 （ 同步轉(zhuǎn)速 ） 有 3000r/min、 1500r/min、 1000r/min等。 （ 3）電壓和轉(zhuǎn)速的選擇 電動機電壓等級的選擇，要根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電壓來決定。這種電動機的轉(zhuǎn)子、定子繞組等都裝在一個封閉的機殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作， “ J0”系列電動機屬于這種防護型式。以內(nèi)掉進電動機內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動機內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好，價格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用。 （ b）結(jié)構(gòu)型式 的選擇 從電動機的防護型式上又可分為以下幾種： ① 防護式。繞線式電動機的基本性能與鼠籠式相同 ， 其特點是起動性能較好，并可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。三相鼠籠式異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，工作可靠，價格低廉，維護方便；其缺點是調(diào)速困難，功率因數(shù)較低。電動機的功率選擇太大，電動機在低負(fù)荷下運行，其功 率和功率因數(shù)都不高，易造成功率浪費。 短時運行電動機的功率可以允許適當(dāng)過載，設(shè)過載系數(shù)為 K，則電動機的額定功率可以是生產(chǎn)機械所要求功率的 1/k。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 吊籃升降控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 電動機的選擇 三 相交流異步電動機的選用，主要從選用的電動機的功率、工作電壓、種類、型式及其保護電器考慮。 三菱 FX3U系列 的 PLC 基本指令處理速度達 ，功能指令達 209 種，新增了塊數(shù)據(jù)的加減計算、比較指令，表格設(shè)定定位指令等，基本單元、擴展設(shè)備的 I/O 點數(shù)可達 384 點；基本單元和輸入輸出單元系列化 ；模擬量處理能力大大提高，通過擴展板和特殊適配器，處理模擬量能力可達 16 個；高速計數(shù)功能范圍擴大，內(nèi)置 6 點 100kHz 的 32 位高速計數(shù)功能的計數(shù)器；通信能力加強，新開發(fā)了眾多通信板和通信適配器及計算機連接用的專用模塊，可方便連接各種智能設(shè)備 [14]。 日本三菱電機公司新近推出第三代小型 PLCFX3U 系列產(chǎn)品。 目前， 全世界的 PLC 生產(chǎn)廠家和品種很多，其中著名的廠商有：美國的 AB（ ALLEN BRADLY）公司、通用電氣公司等。 為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代 [12]。 本次設(shè)計所需要的輸入點數(shù)為 七 個點數(shù)，輸出為四個，根據(jù)上述原則，我們選擇的 PLC 的 I/O 的要求為： 輸入點為 8， 6 點繼電器輸出的 PLC。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 22