【正文】 存容量。(10 ～ 15)+模擬量 I/O 總點數(shù) 179。本系統(tǒng)有開關量 I/O 總點數(shù)有 30 個，模擬量 I/O 數(shù) 為 0 個。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 25 2. 內(nèi)存容量的估算 用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入 /輸出點數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關。轎廂上行和下行由接觸器 KM1 和 KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。一至四層有到位行程開關 SQ1～ SQ4。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。本系統(tǒng)為六層樓的電梯 ,采用集選控制方式。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 /O 點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。 3)力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)南昌航空大學科技學院學士學位論文 24 場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內(nèi)、國外資料。 51 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖 PLC 的系統(tǒng)硬件設計 PLC 控制系統(tǒng)設計的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 FR1， FR2 為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 23 5 硬件設計及計算 四層電梯曳引電機及門電機電路圖 根據(jù)設計要求，本次設計的電氣控制 系統(tǒng)主回路原理圖如圖 51所示。 表 42 可編程序控制器與通用計算機的區(qū)別 比較項目 通用計算機 可編程序控制器 工作方式 中斷方式 掃描方式 編程語言 匯編語言、高級語言 助記符語句表、梯形圖等 工作環(huán)境 要求較高 可在較差的環(huán)境下工作 對使用者的要求 需進行專門的學習培訓才能掌握 語言易學，稍加培訓即可使用 可靠性 商業(yè)級要求 工業(yè)級，且有多種特殊設計，包括監(jiān)視計時器功能 (Watch Dog TitnerWDT) 系統(tǒng)軟件 功能強大，但占用存儲空間過大 功能專用，占用存儲空間小 適用領城 辦公、管理，科學計算、家庭 工業(yè)控制 從上邊的論述和比較可以看出。 5)PLC 采用掃描方式進行工作，加之其他一些原因，所以 PLC 輸入輸出響應比計算機慢。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 22 3) PLC 可靠性高，因為 PLC 是為工作環(huán)境條件比較惡劣的工業(yè)控制設計的，設計與制造 PLC時已采取了多種有效的抗干擾和提高可靠性措施。兩者既有相似處有差別，主要差別表現(xiàn)在以下幾個方面： 1) PLC 輸出輸入接口較多，中大型 PLC 輸出輸入接口更多，便于多路多點控制。 表 41 可編程序控制器與繼電器柜的區(qū)別 可編程序控制器 繼電器柜 控制方式 程序（軟件） 繼電器配線（硬件） 控制功能 指令 以軟件實現(xiàn)大規(guī)模高興能控制 器件 功能有限，隨規(guī)模加大而大型化 控制要素 無觸點（也有有觸電的），高可靠性，壽命長，高速控制。而繼電 接觸器是按 “ 并行 ” 方式工作的，或者說是按同時執(zhí)行方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個電器同時動作。 此外，可編程序控制器與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。 7)P LC 的應用范圍比繼電接觸控制的要廣泛。 5)PLC 控制系統(tǒng)的設計、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。 3)繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢； PLC 內(nèi)部全為 “ 軟接點 ” ，動作快。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 21 1)繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和 “ 硬 ” 線連接，為全硬件控制； PLC 內(nèi)部大部分采用 “ 軟 ” 電器、 “ 軟 ” 接點和 “ 軟 ” 線連接，為軟件控制。 PLC 與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 1. PLC 與繼電器控制系統(tǒng)比較 從某種意義上說， PLC 是 從繼電接觸控制發(fā)展而來的。對安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對其中的邏輯運算等，可采用冗余的 PLC 實現(xiàn)。 (5)信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需的。對于計數(shù)器，如果需要對于頻率較高的信號進行計數(shù)，可以選擇高速計數(shù)器。 (3)定時控制 PLC 具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計數(shù)器。特別是在系統(tǒng)中模擬量控制點數(shù)不多，同 時混有較多的開關量時， PLC 具有其他控制裝置所無法比擬的優(yōu)勢。 (2)模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。 PLC 的主要功能和應用 PLC 的主要功能和應用如下 : (1)開關邏輯和順序控制這是 PLC 應用最廣泛、最基本的場合?；癁榱耸沟霉I(yè)生產(chǎn)過程的控制更平穩(wěn)、更可靠，向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益，對過程控制設備和裝置提出了機電一體化 —— 儀表、電子、計算機綜合的要求，而 PLC 正是這一要求的產(chǎn)物，它是專門為工業(yè)過程控制而設計的控制設備，它的體積南昌航空大學科技學院學士學位論文 20 大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強、機械與電氣部件被有機地結合在一個設備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作可以簡化，不同的生產(chǎn)過程可采用相同的控制臺或控制屏等。 (3)操作的靈活性。它不僅可以通過增加輸人輸出單元增加點數(shù)，通過擴展單元來擴大容量和功能，也可以通過多臺 PLC 的通信來擴大容量和功能，甚至可通過與集散控制系統(tǒng) (DCS)或其他上位機的通信來擴展它的功能，并與外部設備進行數(shù)據(jù)的交換等。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要的特點。在柔性制造單元 (FMC)、柔性制造系統(tǒng) (FMS)、計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS)和計算機集成過程控制系統(tǒng) (C IPS)中， PLC 正成為主要的控制設備，得到 廣泛的應用。這種編程的靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬的。編程方法的多樣性使編程方便，應用面拓展。 PLC 的靈活性表現(xiàn)在下列三方面： (1)編程的靈活性。采用標準化元件和標準化工藝生產(chǎn)流水線作業(yè)，使維修用的備品備件簡化，也使維修變得方便。有些廠商還提供維修用的智能卡件或插件板，使維修工作變得十分方便。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關故障信號燈的提示南昌航空大學科技學院學士學位論文 19 和故障代碼的顯示，或通過編程器和 CRT屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節(jié)省了時間。雖然功能表圖、功能模塊圖和高級描述語句的編程方法應用尚未普及，但是，由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點，正為廣大技術人員所接納和采用，并發(fā)揮出更有效的功能特點。對電氣技術人員來說，梯形圖由于與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解，所以有利于程序的編寫和學習。所以 PLC 具有操作方便的特點。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號、繼電器編號或觸點號進行搜索或順序?qū)ふ?，然后進行更改。大多數(shù) PLC采用編程器進行程序 輸人和更改的操作。 二、易操作性。其次，才是性能和維修方便等原因。例如，采用軟件濾波、軟件自診斷、簡化編程語言、信息保護和恢復、報警和運行信息的顯示等等。對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等，設有對電源的掉電保護、存儲器內(nèi)容的保護并采用看門狗和其他自 診斷措施、便于維修的設計等等。例如，采用可靠性高的元件 。采用了經(jīng)簡化的編程語言，編程的出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設計的硬件使可靠性大大提高。 3)PLC 有較強的易操作性，它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點，因?qū)δ喜娇沾髮W科技學院學士學位論文 18 操作 和維修人員的技能要求降低，容易學習和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單、維修時間縮短，因此可靠性得到提高?？煽啃园óa(chǎn)品的有效性和可維修性。 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，它與其他順序控制裝置不同的特點。 它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算術運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 17 4 硬件的選型 PLC 的選擇 PLC 的定義和特點 的定義 由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它下一個確切的定義是困難的。 7)無內(nèi)選時延時 5s 自動關門，但不能自動行車 。 4)內(nèi)選信號、呼 梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示 5)停層時可延時自動開門、手動開門、 (關門過程中 )本層順向呼梯開門 。 2)行車途中如遇呼梯信號時 ,順向截車 ,反向不截車 。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 32 所示，輸入到PLC的控制信號有：運行方式選擇（如自動、有 /無司機、檢修、消防運行方式等）、運行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開關門及限位信號、門區(qū)和平層信號等。 系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過 PLC 輸入接口送入 PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 15 3 總體方案設計 總體方案的確 定 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用，緩沖器起沖頂和撞底保護作用，還有切斷總電源的極限保護裝置。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和 廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運行方向。平層裝置是發(fā)出平層控制信號 ，使電梯轎廂準確平層的控制裝置。其中控制裝置根據(jù)電梯的運行邏輯功能要求，控制電梯的運行，設置在機房中的控制柜上。調(diào)速裝置對拽引電機進行速度控制。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號。拽引電機是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機或者直流電機。重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設計影響的裝置。對重由對重架和對重塊組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。它是有轎廂架和轎廂體組成的。開門機設在轎廂上，是轎廂和層門的動力南昌航空大學科技學院學士學位論文 14 源。 三、門系統(tǒng) 門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機構等組成。 二、導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)由導軌，導靴和導軌架組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。主要由拽引機，拽引鋼絲繩，導向輪和反繩輪組成。電梯的基本結構如圖 21所示。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。 電梯是機電一體化產(chǎn)品。 15）井道尺寸（ mm）：寬 179。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 8）額定速度（ m/s）：制造和設計所規(guī)定的電梯運行速度。半繞 2： 1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速 度的一半。 6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。 4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。 高。 2）轎廂尺寸（ mm）：寬 179。因此在電梯設計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。 （ 5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時間，這對于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。 （ 4）振 動、噪聲及電磁干擾 現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。負載重，則慣性大，提速高慣性也大。15 交直流高速電梯 ≥ ≤177。15 或 ≤177。 （ 3）停站的準確性 停站準確性又稱平層準確度， 平層精度。 （ 2）可靠性 電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們造成很大的不便，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 11 ： （ 1）安全性 電梯時運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。 建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂