【正文】
alled 子程序功能說明本系統(tǒng)有六個子程序功能模塊,分別是:上行表排隊處理子程序模塊,下行表排隊處理子程序模塊,查詢上行表最大值子程序模塊,查詢下行表最小值子程序模塊,上行表已完成任務(wù)消除子程序模塊,上行表已完成任務(wù)消除子程序模塊。圖4215 內(nèi)部呼叫信號處理梯形圖 ladder chart of call signal transact inside 子程序調(diào)用環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成六個字程序模塊的相關(guān)存儲單元和指針的賦初值和調(diào)用功能。如果呼叫信號小于轎箱所在樓層則調(diào)用下行表排隊子程序,入口M2。內(nèi)部呼叫按鈕X13, X14, X15, X16, X17, X20為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。梯形圖如圖4214所示。程序被觸發(fā)后通過比較指令判斷呼叫信號與轎箱所在樓層的關(guān)系,如果呼叫信號大于轎箱所在樓層則調(diào)用上行表排隊子程序,入口M1。圖4213 上行同向信號處理梯形圖 ladder chart of same way signal transact on up state 下行同向信號處理環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成上行過程中,外部同向呼叫信號的處理過程。如果呼叫信號小于轎箱所在樓層則調(diào)用下行表排隊子程序,入口M2。15樓的外部上行呼叫按鈕X1, X3, X5, X7, X11為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。梯形圖如圖4212所示。當(dāng)查詢下降表最小值子程序模塊執(zhí)行完成后,發(fā)出M104任務(wù)完成信號,進而呼叫信號是否小于最小值,如果小于最小值,需要對先信號做減10處理,然后調(diào)用上行表排隊子程序模塊,入口M2。觸發(fā)后,先判斷呼叫的樓層信號是否與當(dāng)前轎箱所處的樓層相等,如果相等,則直接觸發(fā)開門控制信號M211?!∠滦谢虻却隣顟B(tài)反向信號處理環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成下行或等待狀態(tài)下,外部反向呼叫信號的處理功能。如果小于最大值,則直接調(diào)用上行表排隊子程序。如果不相等,則調(diào)用查詢上升表最大值子程序模塊,入口M3。26樓的下行呼叫X2,X4,X6,X10,X12為本環(huán)節(jié)的觸發(fā)信號。梯形圖如圖4210所示。M212和X24的“與”連接說明了“關(guān)門開始并最終關(guān)門完成”這樣一個過程。當(dāng)電梯門關(guān)閉完成后,關(guān)門狀態(tài)信號(X24)會被觸發(fā)。當(dāng)開門過程完成后,開門狀態(tài)信號(X23)會被觸發(fā),M211和X23的“與”連接說明了“開門開始并最終開門完成”這樣一個過程,之后會觸發(fā)SET M205和RST M211兩條功能指令。圖428 停止信號產(chǎn)生環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of stop signal bring out圖429 減速環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of speeddown 門控環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱門的開關(guān)門控制功能。進而電梯轎箱緩緩接近平層位置,當(dāng)平層信號(X34)被觸發(fā)后,Y32及T2,T3,T4被斷開,轎箱停止。同時觸發(fā)一級、二級、三級減速定時器T2, T3, T4?!∞I箱減速過程環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱停止信號發(fā)出后的轎箱減速停止的過程。下行表中的同類數(shù)據(jù)(D120,D130)同樣也會觸發(fā)M203。圖424呼叫信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of call signal written圖425 定向或等待狀態(tài)設(shè)定環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of directional or wait state select圖426 上行啟動加速環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of up startup accelerating圖427 下行啟動加速環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of down startup accelerating 停止信號產(chǎn)生環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)殘生停止轎箱運行的信號?!∠滦袉蛹铀侪h(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱的下行啟動加速功能,程序流程與上行啟動加速環(huán)節(jié)相似。電梯轉(zhuǎn)入減速環(huán)節(jié)。電梯轉(zhuǎn)入告訴上行狀態(tài)。電梯轉(zhuǎn)入低速上行狀態(tài)?!∩闲袉蛹铀侪h(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成轎箱的上行啟動加速功能。上行和下行控制位通過互鎖使兩個控制位不能同時為真。若比較語句[ d100 k0]為真,說明上行表中有人物數(shù)據(jù),則觸發(fā)M201(上行狀態(tài)控制位)。 定向和等待信號設(shè)定環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成定向信號和等待信號的設(shè)定功能。之后,通過比較語句[ D0 D1]判斷呼叫的樓層信號是否與轎箱當(dāng)前所處的樓層相等,若相等則不點亮對應(yīng)的按鈕指示燈,并通過后續(xù)的程序直接觸發(fā)開門程序。421 上下行指示燈輸出環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of up and down indicator light output421 反向呼叫信號預(yù)處理環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of reverse call signal pretreatment圖423 樓層信號寫入環(huán)節(jié)梯形圖 ladder chart of floor signal written 呼叫信號寫入環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成對呼梯盒以及內(nèi)部按鈕產(chǎn)生的呼叫信號的響應(yīng)和存入功能。另外也通過MOVP指令將七段顯示器的對應(yīng)數(shù)據(jù)寫入到樓層信號輸出單元K2Y34中,并在七段顯示器中輸出?!菍有盘枌懭氕h(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)完成16樓的樓層感應(yīng)器信號的相應(yīng)和存入功能?!》聪驑菍犹栴A(yù)處理環(huán)節(jié)本環(huán)節(jié)預(yù)先完成對上行和下行過程中的反向樓層呼叫信號進行預(yù)處理,以便以后的程序直接使用處理后的結(jié)果。當(dāng)?shù)却隣顟B(tài)中間繼電器M200有效時,發(fā)出一個上升沿脈沖,通過RST指令將Y25和Y26都設(shè)置為無效狀態(tài)。當(dāng)上行控制信號Y21有效時,發(fā)出一個上升沿脈沖,通過SET指令將Y25設(shè)置為有效狀態(tài),通過RST指令將Y26設(shè)置為無效狀態(tài)。D100:上行表起始地址;D120:下行表起始地址;D110:上行表反向呼叫信號預(yù)處理存儲單元;D130:下行表反向呼叫信號預(yù)處理存儲單元;D0: 呼叫信號存儲單元;D1:樓層信號存儲單元;D2: 上行表最大值存儲單元;D3:下行表最小值存儲單元;D200:子程序調(diào)用時樓層信號臨時存儲單元;M200:等待狀態(tài)信號;M201:上行控制信號;M202:下行控制信號;M211:開門控制信號;M1M6:六個子程序的入口?!∷惴ㄕf明程序的基本控制流程如圖41所示。 程序說明可編程控制器,從本質(zhì)上說,是應(yīng)用于工業(yè)控制的計算機。在樓層數(shù)據(jù)存入和讀取時,分別通過六個子程序模塊對兩個表中的數(shù)據(jù)進行派對處理,以實現(xiàn)電梯轎箱的控制要求。圖33 I/O接線圖 I/O connection chart4 PLC梯形圖設(shè)計本套電梯控制系統(tǒng)的核心算法是采用“查表排序”的方式進行對電梯轎箱的上下行控制。因此,采用三菱FX2N80MR可編程控制器完成本次設(shè)計。圖32 電梯的平層、停層裝置示意圖 the sketch map of elevator flat bed and stop 輸入輸出設(shè)計為了便于對電梯的工作原理及PLC系統(tǒng)進行分析,現(xiàn)列出電梯所用電器元件表。上行時,上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應(yīng)器,發(fā)出減速停車信號;電梯開始減速,至平層信號出發(fā)時,發(fā)出開門及停車信號,電動機停轉(zhuǎn),包閘抱死。6)平層及開門裝置 該裝置如圖32所示。5)操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內(nèi),供乘客對電梯發(fā)布動作命令。常安裝在廳門外,離地面一米左右的墻壁上。過去常由低壓燈泡構(gòu)成,現(xiàn)多由數(shù)碼管組成,且與呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。只有當(dāng)電梯??吭谀硨诱緯r,此層廳門才允許開啟(由門機拖動轎門,轎門帶動廳門完成);也只有當(dāng)廳門,轎門全部關(guān)閉后才允許啟動運行。2)自動門機 用來完成電梯的開門與關(guān)門。圖31 主電路圖 main electro circuit chart 電梯的主要電氣設(shè)備1)牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構(gòu)。3 交流雙速電梯的電氣設(shè)計 交流雙速電梯的基本工作原理 交流雙速電梯的主電路圖31是交流雙速電梯的主電路圖。總之,PLC是采用微機技術(shù)制造的通用自動控制設(shè)備,它能控制開關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強、并具有完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術(shù)、運算等功能,可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。3. PLC控制系統(tǒng)PLC充分利用了微型計算機的原理和技術(shù),保留計算機控制的優(yōu)點,而克服了它的缺點。但在電梯控制中,往往要求能直接控制110V或220V的用電設(shè)備,如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。因此,使用微機就有“大材小用”之嫌。但是,對一般的電梯而言,應(yīng)用微機控制也有其局限性和不足之處。因此,十分方便于使用和管理,并提高系統(tǒng)的可靠性,減小控制系統(tǒng)體積,降低了能耗及其維修保養(yǎng)費用。2. 微機控制系統(tǒng)電梯的微機控制系統(tǒng)實質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成,而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。缺點:動合觸點易磨損,且電接觸不良;體積大;控制系統(tǒng)耗能大、動作噪聲大;維修保養(yǎng)工作量大、費用高。 可編程序控制器與繼電器、微機在電梯控制中的應(yīng)用比較在電梯的電氣系統(tǒng)中,邏輯判斷起著主要的作用,其控制系統(tǒng)必須起動各種控制信號和執(zhí)行元件(如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機以及電子元件、電力電子器件等),要達(dá)到這些控制目的,其方法有:1. 繼電器—接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。其中前兩種語言用得較多,順序功能圖語言也在許多場合被采用。輸出信號的變化滯后于輸入信號的變化,這產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象,最大滯后時間為23個掃描周期。即一個掃描周期還應(yīng)包含自診斷及與外設(shè)通信等時間。2. PLC的程序執(zhí)行過程PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個主要階段,如圖23所示。PLC完成一次掃描過程所需的時間稱為掃描周期。然后再從頭開始掃描,并周而復(fù)始地重要進行。 可編程序控制器的工作方式及編程語言 PLC的工作方式1. PLC的掃描工作方式開始內(nèi)部處理通信處理RUN方式?輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理NY圖22 PLC的掃描過程 the scanning course of PLC可編程序控制器在進入RUN狀態(tài)之后,采用循環(huán)掃描方式工作。系統(tǒng)程序:包括監(jiān)控程序、輸入譯碼程序及診斷程序等。圖21為PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。2) PLC的分類通常,PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進行分類。l (4)功能擴展能力可編程序控制器除了主模塊之外,通常都可配備一些可擴展模塊,以適應(yīng)各種特殊應(yīng)用的需要,如A/D模塊、D/A模塊、位置控制模塊等。l (3)掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量,單位為ms/k步,也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計算的,單位用181。它標(biāo)志著可以接多少個開關(guān)、按鈕和可以控制多少個負(fù)載。對每一個FX2n主單元可配置總計達(dá)8個特殊功能模塊。 4)豐富的軟元件范圍 輔助繼電器:3072點,定時器:256點,計數(shù):235點 數(shù)據(jù)寄存器;8000點 5)除了具有輸入輸出16~256點的一般速途,還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 對6種基本單元,可以以最小8點為單元連接輸入輸出擴展設(shè)備,最大可以擴展輸入輸出256點。2 三菱FX2N 系列可編程序控制器介紹 可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識1. 三菱FX2N PLC的主要特點:1)集成型高性能。繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高,大大降低了電梯的運行可靠性和安全性,所以基本上已經(jīng)被淘汰。電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運行可靠性。電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動系統(tǒng)比較,變化范圍比較大。具體地說電梯的控制主要是指對電動機的起動、停止、運行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進行處理。電氣控制系統(tǒng)通過電路控制電力拖動系統(tǒng)工作程序,完成各種電氣動作功能,保證電梯安全運行??紤]到電壓的波動、導(dǎo)軌不夠平直造成的運動阻力增大等因素,電動機轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。因直流電梯的拖動電動機有電刷和換相器,維護量較大,可靠性低,現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。95 電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動部分和電氣控制部分組成。在執(zhí)行任務(wù)的過程中,從一個層站出發(fā)到另一個層站時,假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號,一般都不能自動???,所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。盡管電梯和汽車在運算工作過程中有許多不同的地方,但仍有許多共同之處,其中乘客電梯的運行工作情況類似公共汽車,在起點站和終點站之間往返運行,在運行方向前方的停靠站上有順向的指令信號時,電梯到站能自動平層??块_門接乘客。而電梯的自動化程度比較高,一般電梯的司機或乘用人員只需通過操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個指令信號,電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、在預(yù)定的層站平層??块_門。召喚箱上的按鈕稱外召喚按鈕,操縱箱上的按鈕稱指令按鈕。一般電梯在起點站和終點站上各設(shè)置一個按鈕,中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個按鈕。起點站設(shè)在一樓,終點站設(shè)在最高樓。電梯在做垂直運行的過程中,有起點站也有終點站。隨著電子工業(yè)的發(fā)展,可編程序控制器(PLC)和電子計算機成功地應(yīng)用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后,電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運行效果顯著提高。從此以后,電梯這個產(chǎn)品,一直在日新月異地發(fā)展著。在20世紀(jì)初,美國奧的斯電梯公司首先使用直流電動機作為動力,生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動的直流電梯,從而為后來的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是,電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。1878年英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯?!‰娞莸陌l(fā)展簡史據(jù)國外有關(guān)資料介紹,公元前2800年在古代埃及,為了建筑當(dāng)時的金字塔,曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。伴隨建筑業(yè)的發(fā)展,為建筑內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。本論文著重闡述了“雙排序表查詢算法”的工作原理,以及此算法用三菱FX2n系列PLC編程語言實現(xiàn)的方法。這種控制算法具有非常優(yōu)良的可擴展和可升級性。其次,用數(shù)據(jù)表的方式存儲呼叫信號,可以方便地通過各種優(yōu)化算法對這些呼叫信號進行優(yōu)化處理,使電