【正文】 e signals are given the appropriate operating status display and alarm signal. Keywords Escalator PLC Control System 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II 目錄 摘要 …… ............................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題背景 ................................................................................................... 1 .............................................................................................................. 1 第 2 章 自動(dòng)扶梯的結(jié)構(gòu)及原理 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 3 章 PLC 的原理 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 4 章 PLC 硬件 ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 結(jié)論 ...................................................................................................................... 8 致謝 ...................................................................................................................... 9 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 10 附錄 .................................................................................................................... 10 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 課題背景 自動(dòng)扶梯是由一臺(tái)特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺(tái)特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)所組合而成的 , 用以在建筑物的不同層高間運(yùn)載人 員 上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械。自動(dòng)扶梯作為運(yùn)送旅客的交通工具 , 不僅成功地縮小了目標(biāo)間的距離 , 而且使超短途 ( 如樓層、月臺(tái)間等 ) 的大流量人員運(yùn)輸成為可能。”交通學(xué)家說(shuō)“是自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的應(yīng)用使我們可以把車(chē)站、機(jī)場(chǎng)建的盡可能大。 自動(dòng)扶梯的發(fā)展歷程 我們今天所認(rèn)識(shí)的自動(dòng)扶梯 , 其發(fā)明歷程 經(jīng)歷過(guò)曲折。瑞諾和查爾斯 1859 年 , 美國(guó)人內(nèi)森但是 , “旋轉(zhuǎn)式梯級(jí)扶梯”是讓乘客沿正三角形的一邊進(jìn)入 , 到達(dá)頂點(diǎn)后飛降下來(lái) , 類(lèi)似于雜技的驚險(xiǎn)動(dòng)作。但是 , 他的構(gòu)思具有開(kāi)拓性。它當(dāng)時(shí)被稱(chēng)為 “傾斜升降機(jī)” , 是由紐約企業(yè)家杰西他早在 1882 年就申請(qǐng)并發(fā)明了此項(xiàng)專(zhuān)利。扶梯的起止點(diǎn)都有齒長(zhǎng) 40厘米的梳狀鏟 ,與腳踏板上的凹齒嚙合。 1895 年 , 杰西美國(guó)的喬奇 1898 年 , 查爾斯惠勒與杰西 1899 年查爾斯 7月 9日 , 第 1臺(tái)奧的斯 西伯格梯階式 (梯級(jí)是水平的 , 踏板用硬木制成 , 有活動(dòng)扶手和梳齒板 )扶梯試制成功 , 這是世界第一臺(tái)真正的自動(dòng)扶梯。希伯格將拉丁文中的“ Scala” (梯級(jí) ) 一詞與當(dāng)時(shí)在美國(guó)已經(jīng)用的相當(dāng)普遍的“ Elevator”一詞組合成為 Escalator, 并注冊(cè)為產(chǎn)品商標(biāo) , 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 這就是自動(dòng)扶梯一詞的來(lái)源。直到 1950年 ,奧的斯公司擁有該商標(biāo)。 1920年 ,奧的斯公司把杰西 1922年 , 奧的斯公司制造了世界上第一臺(tái)現(xiàn)代化自動(dòng)扶梯 , 水平楔槽式梯級(jí)與梳齒板相結(jié)合 , 此后被其它自動(dòng)扶梯制造商所沿用。螺旋型自動(dòng)扶梯可以節(jié)省建筑空間 , 具有裝飾藝術(shù)效果。這種多坡度型自動(dòng)扶梯 , 在大提升高度時(shí)可降低乘客對(duì)高度的恐懼感 , 并能與大樓樓梯結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)配置。 20世紀(jì) 90 年代末 , 富士達(dá)公司開(kāi)發(fā)了變速式自動(dòng)人行道 ,即自動(dòng)人行道以分段速度運(yùn)行 , 乘客從低速段進(jìn)入 , 然后進(jìn)入高速平穩(wěn)運(yùn)行段 , 再 后進(jìn)入低速段離開(kāi)。 2021年 4月 , 美國(guó) ElevatorWorld報(bào)道 , 位于德國(guó)漢堡的蒂森自動(dòng)扶梯工廠 ,制造出全彩色自動(dòng)扶梯梯級(jí) ,它由玻璃纖 維材料制成 ,有藍(lán)色、綠色、紅色、灰色和黑色等。 2021年 4月 17日至 20日 ,三菱電機(jī)公司在第 5屆中國(guó)國(guó)際電梯展覽會(huì)上展出了傾斜段高速運(yùn)行的自動(dòng)扶梯模型。其傾斜段的速度是出入口水平段 速度的 倍 , 這樣既縮短了乘客的乘梯時(shí)間 , 也提高了乘客上下扶梯的安全性與平穩(wěn)性。 它還采用了其它一些提高自動(dòng)扶梯安全性的新技術(shù) , 自動(dòng)扶梯技術(shù)又一次更新。但是目前世界上的大型電梯公司 , 如 :奧的斯、日立、迅達(dá)、三菱等依然投入大量的人力、物力對(duì)自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行 道進(jìn)行研究 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 開(kāi)發(fā)。 (一 ) 節(jié)能 自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓法 該方法的原理是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載大小 , 利用新型節(jié)能器自動(dòng)及時(shí)地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的工作電壓 , 使之能耗最小。節(jié)能的多少因負(fù)載的大小而不同 , 約在 20%~50%左右。該運(yùn)行模式已被標(biāo)準(zhǔn)所認(rèn)可 , 其節(jié)能相當(dāng)可觀 , 不過(guò)這取決于停梯時(shí)間的長(zhǎng)短。 YΔ切換法 該方法的基本原理是 : 當(dāng)扶梯啟動(dòng)時(shí) , 電動(dòng)機(jī)按 Y接法啟動(dòng) ,不再通過(guò)時(shí)間原則切換成Δ接法運(yùn)行 , 而是乘客數(shù)量增加到設(shè)定的數(shù)量之后 ,電動(dòng)機(jī)才切換成Δ接法運(yùn)行。經(jīng)過(guò)測(cè)試 , Y接法比Δ接法節(jié)能顯著 ,節(jié)能可達(dá) 20%,相當(dāng)可觀。由于變頻器的采用 , 可以在無(wú)人時(shí)很容易實(shí)現(xiàn)極低頻率極低電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)供電 , 使自動(dòng)扶梯以極低的速度運(yùn)行。因?yàn)樽冾l驅(qū)動(dòng)可以使扶梯在輕載的工況下實(shí)現(xiàn)降壓節(jié)能運(yùn)行。在整個(gè)扶梯的運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需潤(rùn)滑油的參與。 無(wú)重金屬污染 目前很多公司自動(dòng)扶梯照明系統(tǒng)多采用的是日光燈管 ,但是該方法存在著日光燈管破裂后水銀污染環(huán)境的危害。 ( 三 ) 安全 強(qiáng)調(diào)安全性的自動(dòng)扶梯以移動(dòng)式裙板扶梯為代表。該自動(dòng)扶梯的梯級(jí)與裙板之間無(wú)任何間隙 ,從而避免發(fā)生該區(qū)域手指軋入的危險(xiǎn)。 目前各大電梯公司對(duì)自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道研究主要集中于安全、節(jié)能和環(huán)保等方面。目前有些公司也陸續(xù)推出了相關(guān)產(chǎn)品。蒂森公司的加速自動(dòng)人行道 , 最快速度可達(dá) 2米 /秒。 NKK 公司的加速自動(dòng)人行道的最高速度達(dá) /秒。 第二章 PLC 原理 可編程控制器 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的 自動(dòng)扶梯 ，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制 。客戶(hù)對(duì)自動(dòng)扶梯控制方式的要求也越來(lái)越高?？傊?, 技術(shù)含量高 , 物超所值的產(chǎn)品將越來(lái)越被中國(guó)的消費(fèi)者所青睞。如果因?yàn)楣に嚿系纳栽S變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個(gè)電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線、焊接、固定等工作，耗費(fèi)了大量的人力、物力和時(shí)間。而且，同一臺(tái)可編程 控制器還可以用于不同的控制對(duì)象，只要改變軟件就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。 PLC還有多種功能模塊，可以根據(jù)需要靈活組合成各種不同功能的控制裝置，實(shí)現(xiàn)各種特殊的控制要求。 PLC 的研制者在這一方面采取了許多有利的措施，使 PLC 具有很高的可靠性和抗干擾能力，因此被稱(chēng)為“專(zhuān)為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。而 PLC 采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的 “自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。 PLC 易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，靈活方便。 用單片計(jì)算機(jī)控制，只有在輸入輸出接口上做大量工作，才能與控制現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，調(diào)試也比較麻煩。輸入接口可以與各種開(kāi)關(guān)和傳感器連接，輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器、接觸器和電磁閥等連接，使用很方便。接線工具僅為螺絲刀，接線工作極其簡(jiǎn)單、工作量極少。因此，它既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制；既可現(xiàn)場(chǎng)控制，又可 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 遠(yuǎn)距離控制。 第六，體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 由于 PLC 采用了半導(dǎo)體 集成電路。且由于 PLC 是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備。 的簡(jiǎn)介 自從 1969 年美國(guó) DEC 公司研制出世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller ： PLC)以來(lái)，經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展與實(shí)踐，其功能和性能已經(jīng)有了很大的提高，從當(dāng)初用于邏輯控制和順序控制領(lǐng)域擴(kuò)展到運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。 早在 20 世紀(jì) 20 年代，人們用導(dǎo)線把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其出點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是我們所熟悉的繼電器接 觸控制。近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使得以微處理器為核心組成的可編程控制器得到了迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，以滿(mǎn)足工業(yè)化大生產(chǎn)中的高效的，大量的自動(dòng)化要求。 可編程控制器 (Programmable Controller)又簡(jiǎn)稱(chēng)為 PC 或 PLC，日本電器控制學(xué)會(huì)曾對(duì)可編程控制器作了一個(gè)定義： “可編程控制器是將邏輯運(yùn)算、順序控制、時(shí)序、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容，經(jīng)過(guò)模擬、數(shù)字等輸入輸出部件，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的裝置。 可見(jiàn) PLC 是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論而發(fā)展起來(lái)的，它既不同于普通的計(jì)算機(jī)，又不同于一般的計(jì)算機(jī)控制 系統(tǒng)，作為一種特殊形式的計(jì)算機(jī)控制裝置，它在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)以及 I/O 通道、用戶(hù)界面等諸多方面都有其特殊性。整體式 PLC 是將中央處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、 I/O 擴(kuò)展端口等組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。整體式 PLC 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、小型機(jī)常采用這種結(jié)構(gòu)。裝有 CPU 的單元稱(chēng)為CPU 模塊，其他單元稱(chēng)為擴(kuò)展模塊。 PLC 在運(yùn)行過(guò)程中一般由 CPU、存儲(chǔ)器和輸入 /輸出系統(tǒng)三個(gè)部分即可完成預(yù)定的各種控制任務(wù)，因此可將這三部分稱(chēng)為 PLC 的基本組成部分。主要用于系統(tǒng)的編程組態(tài)、程序存儲(chǔ)、通訊聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)測(cè)試、維護(hù)等，是 PLC 的輔助組成部分，在 PLC 正常 運(yùn)行期間，這些部件并不起作用，它們主要用于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、安裝、調(diào)試和維護(hù)。 CPU 是 PLC 的核心，其作用類(lèi)似于人的大腦。它能夠識(shí)別用戶(hù)按照特定的格式輸入的各種指令，并按照指令的規(guī)定，根據(jù)當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng) I/O 信 號(hào)的狀態(tài)發(fā)出相應(yīng)的控制指令，完成預(yù)定的控制任務(wù)并將結(jié)果送到 PLC 的輸出終端。 CPU 與其它部件之間的連接是通過(guò)總線進(jìn)行的。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。用戶(hù)程序是由用戶(hù)編制的梯 形圖、輸入 /輸出狀態(tài)、計(jì)數(shù) /計(jì)時(shí)值以及系統(tǒng)運(yùn)行必要的初始值、其它參數(shù)等。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量的大小，決定了用戶(hù)程序的大小和復(fù)雜程度，從而決定了用戶(hù)程序所能完成的功能和任務(wù)的大小。 輸入 /輸出系統(tǒng)， PLC 的對(duì)外功能主要是通過(guò)各種接口單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制。輸入 /輸出系統(tǒng)提供了各種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的輸入 /輸出接口模塊，以實(shí)現(xiàn)被控過(guò)程與 PLC I/O 接口之間的電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、串 /并轉(zhuǎn)換、 A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換等功能。 其它部件： PLC 的可選部件是與 PLC 的運(yùn)行沒(méi)有依賴(lài)關(guān)系的一些部件，它是 PLC 系統(tǒng)編程、調(diào)試、測(cè)試與維護(hù)等必備的設(shè)備 ， PLC 可獨(dú)立于這些可選部件而獨(dú)立運(yùn)行。 可編程控制器之所以得到迅速的發(fā)展和越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗哂幸恍┝己锰攸c(diǎn)：應(yīng)用簡(jiǎn)單方便：應(yīng)用靈活，簡(jiǎn)單；編程簡(jiǎn)化；操作方便，維修容易?？闺姶?