基于plc的施工場(chǎng)地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　PLC的施工場(chǎng)地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 本課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　1985年國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下： 可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用

2、來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。 </p><p>　　PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。 </p><p>　　PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)

3、控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。</p><p>　　可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 2.設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 4.功能強(qiáng)、通用性好 5.開(kāi)發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品

4、。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電——接觸器控制系統(tǒng)小；價(jià)格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 </p><p>　　因此，進(jìn)行升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)建筑用施工電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。

5、</p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 </p><p>　　1、升降機(jī)類型的選擇。綜合升降機(jī)的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要研究建筑用施工電梯上下行控制，開(kāi)、關(guān)門控制、內(nèi)外呼叫控制。 </p><p>　　2、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的升降機(jī)要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在升降機(jī)的各層檢測(cè)系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)

6、定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)電梯的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮了升降機(jī)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。 </p><p>　　3、 升降機(jī)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語(yǔ)言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)出機(jī)械手控制的要求。 </p><p>　　1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p>

7、<p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展建筑用施工電梯也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的建筑施工運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)建筑用施工電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，其功能得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來(lái)的繼電器控制。 可編程序控制器（PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最

8、廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡(jiǎn)便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)，加快編程和調(diào)試速度。通過(guò)PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了建筑用施工電梯的控制水平，并改善了建筑用施工電梯運(yùn)行的舒適感。因此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>&l

9、t;b>　　2.1升降機(jī)的概述</b></p><p>　　施工升降機(jī)又叫建筑用施工電梯，也可以成為室外電梯，工地提升吊籠。是建筑中經(jīng)常使用的載人載貨施工機(jī)械，主要用于高層建筑的內(nèi)外裝修、橋梁、煙囪等建筑的施工。由于其獨(dú)特的箱體結(jié)構(gòu)讓施工人員乘坐起來(lái)既舒適又安全。施工升降機(jī)在工地上通常是配合塔吊使用。一般的施工升降機(jī)載重量在1-10噸，運(yùn)行速度為1-60m/min。施工升降機(jī)的種類很多，按運(yùn)行方

10、式分有：無(wú)對(duì)重和有對(duì)重兩種；按控制方式分為手動(dòng)控制式和自動(dòng)控制式。根據(jù)實(shí)際需要還可以添加變頻裝置和PLC控制模塊，另外還可以添加樓層呼叫裝置和平層裝置。</p><p>　　1、安全系數(shù)高 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂節(jié)無(wú)齒條的設(shè)計(jì)保證了吊籠不會(huì)冒頂，限位和極限開(kāi)關(guān)以及防墜安全器的安裝更加保證了施工人員的安全。 </p><p>　　2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 減小吊籠內(nèi)噪音，使吊籠內(nèi)凈空增大，同時(shí)也使傳動(dòng)更加平穩(wěn)、

11、機(jī)構(gòu)振動(dòng)更小。 </p><p>　　3、便捷多用在傳統(tǒng)施工升降機(jī)基礎(chǔ)上加裝了鋼筋運(yùn)送裝置和混凝土運(yùn)送裝置，可運(yùn)送鋼筋、混凝土及施工人員，大大提高施工效率；可選配性能先進(jìn)的無(wú)級(jí)變頻調(diào)速系統(tǒng)，使得升降機(jī)可實(shí)現(xiàn)0～60m/min的無(wú)級(jí)調(diào)速，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)沖擊 </p><p>　　4、鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)主要由吊籠、外籠、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、對(duì)重、附墻架等組成。 </p><p>　　1

12、）吊籠：吊籠是升降機(jī)的核心部件，為焊接鋼結(jié)構(gòu)體，周圍有鋼絲防護(hù)網(wǎng)，前后分別安裝單、雙開(kāi)吊籠門，頂上安裝護(hù)身拉桿。吊籠的立柱上有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和限速器底板安裝孔，導(dǎo)向滑輪組也安裝在立柱上。</p><p>　　2）外籠：外籠主要由底盤、防護(hù)圍桿及一節(jié)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等組成。外籠入口處有外籠門并裝有自動(dòng)開(kāi)門機(jī)構(gòu)，當(dāng)?shù)趸\上升時(shí)，外籠自動(dòng)關(guān)閉。 吊籠著地時(shí)，外籠門能自動(dòng)打開(kāi)。底盤裝有緩沖彈簧，以保證吊籠著地時(shí)能柔性接觸。 <

13、;/p><p>　　3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)由無(wú)縫鋼管和角鋼等焊接而成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上安裝齒條，多節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用螺栓相接組成導(dǎo)軌架，通過(guò)附墻架和建筑物固定，作為吊籠上下運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)軌。 </p><p>　　4）對(duì)重：對(duì)重用以平衡吊籠的自重，從而提高電動(dòng)機(jī)功率利用率和吊籠載重，并可改善結(jié)構(gòu)受力情況。對(duì)重由鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)軌架頂部的天輪與吊籠上下運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)軌。 </p><p>　　5）附墻架：附

14、墻架用來(lái)使導(dǎo)軌架與建筑物附著連接，以保證導(dǎo)軌架的穩(wěn)定性 </p><p>　　本設(shè)計(jì)課題為施工場(chǎng)地的升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以四層建筑場(chǎng)地升降機(jī)為模型，主要用于建筑施工與維修。</p><p>　　2.2 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)</p><p>　　1、升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　(1) 所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路

15、直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。</p><p>　　(2)系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。</p><p>　　(3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。</p><p>　　(4) 多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類升降機(jī)，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。</p&

16、gt;<p>　　2、升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題</p><p>　　(1) 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。</p><p>　　(2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，</p><p><b>　　使系統(tǒng)的控制功能</b></p><p&

17、gt;　　不易增加，技術(shù)水平難以提高。</p><p>　　(3) 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，</p><p><b>　　機(jī)械和電磁慣性大，</b></p><p>　　系統(tǒng)控制精度難以提高。 </p><p>　　(4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。</p><p>　　(5)

18、 由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。</p><p>　　升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了升降機(jī)的可靠性和安全性，經(jīng)常造成</p><p>　　停梯，給乘用人員帶來(lái)不便和驚憂。且升降機(jī)一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成升降機(jī)機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)</p

19、><p>　　1、升降機(jī)的PLC控制</p><p>　　自80年代后期PLC引入我國(guó)升降機(jī)行業(yè)以來(lái)，由PLC組成的升降機(jī)控制系統(tǒng)被許多升降機(jī)制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，PLC系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。升降機(jī)控制系統(tǒng)分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對(duì)升降機(jī)運(yùn)行是乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是升降機(jī)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。為了改善升

20、降機(jī)的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用PLC來(lái)控制升降機(jī)的運(yùn)行，這樣大大提高了升降機(jī)的性能。</p><p>　　PLC控制制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在升降機(jī)控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。</p><p>　　2、 PLC的工作原理及結(jié)構(gòu)圖</p>&

21、lt;p>　?。?）PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式</p><p>　　PLC具有微機(jī)許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。PLC則采用循環(huán)掃描工作的方式。在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為I/O刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。<

22、/p><p>　　所謂I/O刷新即對(duì)PLC的輸入進(jìn)行依次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)從新讀入PLC中存入內(nèi)部寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O（輸出）刷新”。</p><p>　　由此可見(jiàn)，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，則本次輸出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對(duì)輸

23、入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響。掃描的長(zhǎng)短主要受PLC的運(yùn)算速度，程序長(zhǎng)度和每條指令占用時(shí)間長(zhǎng)短影響。</p><p>　　2、 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1）從控制方式上看：電器控制硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。</p><p>　?。?）從工作方式上看：電器控

24、制并行工作，而PLC串行工作，不受制約。</p><p>　?。?）從控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而PLC通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，故而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。</p><p>　　（4）從定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；PLC時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。</p><p>　　（5）從可靠

25、、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護(hù)性能差；PLC無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。</p><p>　　2.4 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與思路</p><p>　　1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則</p><p>　?。?）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求</p><p

26、>　?。?）保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　?。?）力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p>　?。?）適應(yīng)發(fā)展的需要</p><p>　　2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　2.5 變頻調(diào)速控制升降機(jī)</p&g

27、t;<p>　　施工升降機(jī)是高層建筑施工中重要的垂直運(yùn)輸設(shè)之一，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響施工進(jìn)度。傳統(tǒng)施工升降機(jī)由于運(yùn)行速度單一，存在以下幾個(gè)主要題： （1）起制動(dòng)過(guò)程中加速度過(guò)大，齒輪對(duì)齒條的擊大，危害設(shè)備；（2）啟動(dòng)電流大，沖擊供電電，影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行；（3）對(duì)高層建筑而，運(yùn)行速度低且無(wú)法調(diào)速，工作效率低； （4）由于載荷發(fā)生變化，造成停位不準(zhǔn)確，下降制停時(shí)平層不確。采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以有效地改善這些情況。&l

28、t;/p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動(dòng)機(jī)交流變頻技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電，改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。</p><p>　　1.變頻調(diào)速升降機(jī)使用

29、的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2.變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能;調(diào)速范圍寬、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。</p><p>　　3.變頻調(diào)速升降機(jī)使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)

30、量，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1. PLC的選型</p><p>　　SIMATIC S7系列PLC是德國(guó)西門子公司在S5系列PLC基礎(chǔ)上于1995年陸續(xù)推出的性能價(jià)格比較高的PLC系統(tǒng)。其中，小型的有SIMATIC S7-200系列，最小配置為8 DI/6DO，可擴(kuò)展2～7個(gè)

31、模塊，最大I/O點(diǎn)數(shù)為64DI/DO、12AI/4AO；中小型的有SIMATIC S7-300系列；中高檔性能的有S7-400系列。SIMATIC S7系列PLC都采用了模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點(diǎn)，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。</p><p>　　SIMATIC S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：</

32、p><p>　　(1) 高速的指令處理</p><p>　　0.1～0.6 的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　(2) 人機(jī)界面(HMI)</p><p>　　方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。</p><p><b&

33、gt;　　(3) 診斷功能</b></p><p>　　CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。</p><p><b>　　(4) 口令保護(hù)</b></p><p>　　多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。</p><p>　　(

34、5) 操作方式選擇開(kāi)關(guān)</p><p>　　操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就能防止非法刪除或改寫用戶程序。</p><p>　　(6) 方便用戶的參數(shù)賦值</p><p>　　一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。</p><p><b>　　(

35、7) 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算</b></p><p>　　用此功能可以有效的實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。</p><p>　　1、SIMATIC S7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成</p><p>　　SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化，無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7-300成為各種

36、從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的解決方案。SIMATIC S7-300有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括：紡織機(jī)械、各種機(jī)床、通用機(jī)械工程應(yīng)用、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時(shí)，可隨時(shí)使用接口模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，可選用不同型號(hào)和不同數(shù)量的模塊，并可以將這

37、些模塊安裝在同一機(jī)架(導(dǎo)軌)或多個(gè)機(jī)架上。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝8個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP最多可擴(kuò)展4個(gè)機(jī)架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架，SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種單獨(dú)模塊之間可進(jìn)行廣泛組合和擴(kuò)展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.1所示。它的主</p><p>　　2、

38、S7-300系列PLC模塊性能簡(jiǎn)介</p><p><b>　　(1) CPU模塊</b></p><p>　　S7-300有CPU312 IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都

39、具有現(xiàn)場(chǎng)總線擴(kuò)展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語(yǔ)句表STL進(jìn)行編程。 </p><p><b>　　(2) 信號(hào)模塊</b></p><p><b>　?、?數(shù)字量輸入模塊</b></p><p>　　數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交

40、流輸入方式。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過(guò)光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。 </p><p>　　數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號(hào)模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入模塊。</p><p><b>　?、?數(shù)字量輸出模塊</b>

41、;</p><p>　　數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。</p><p>　　晶體管輸出模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；</p><p>　　可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；</p><p>　　繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交

42、直流兩用輸出模塊。</p><p>　　從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來(lái)看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。</p><p><b>　?、?模擬量輸入模塊</b></p><p>　　SM331主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心

43、，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法，被測(cè)模擬量的精度是所設(shè)定的積分時(shí)間的正函數(shù)，也即積分時(shí)間越長(zhǎng)，被測(cè)值的精度越高。SM331可選四檔積分時(shí)間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對(duì)應(yīng)的以位表示的精度為8、12和14。</p><p><b>　?、?模擬量輸出模塊</b></p><p>　　模擬量輸出模塊SM332目前有三種規(guī)格型號(hào)，即4AO×l2位

44、模塊、2AO×12位模塊和4AO×l6位模塊，分別為4通道的12位模擬量輸出模塊、2通道的12位模擬量輸出模塊、4通道的16位模擬量輸出模塊。</p><p>　　SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時(shí)，可以采用2線回路和4線回路兩種方式與負(fù)載相連。采用4線回路能獲得比較高的輸出精度。</p><p>　　(3) PS307電源模塊</p>

45、<p>　　PS307是西門子公司為S7-300專配的24VDC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外(有2A、5A、10A三種)，其工作原理和各種參數(shù)都相同。</p><p>　　PS307可安裝在S7-300的專用導(dǎo)軌上，除了給S7-300 CPU供電外，也可給I/O模塊提供負(fù)載電源。</p><p>　　(4) 接口模塊(IM)</p><p>

46、;　　接口模板(IM360/361)用來(lái)在機(jī)架之間傳遞總線。IMS接口代表發(fā)送，IMR接口代表接收。接口模板必須安裝到特定的插槽。如果需要，在擴(kuò)展機(jī)架可以安裝輔助電源。對(duì)于雙層組態(tài)，硬連線的IM365接口模板較為經(jīng)濟(jì)(不需要輔助電源，在擴(kuò)展機(jī)架上不能使用CP模板)。</p><p>　　(5) 通訊處理器模塊</p><p>　　CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的低速連接，

47、最大傳輸速率為19.2kbps。有三種通信接口：RS-232C，20mA(TTY)和RS-422/RS-485，有多種通訊協(xié)議可以使用。</p><p>　　3.2 變頻器的選擇</p><p>　　1、變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對(duì)變頻器分類:</p><p>　　(1) 按變換頻率的方法分類：</p><p>　　交─直─交變

48、頻器 交─交變頻器</p><p>　　(2) 按主電路工作方式分類：</p><p>　　電壓型變頻器 電流型變頻器</p><p>　　(3) 按變頻器調(diào)壓方法的不同分類：</p><p>　　PAM變頻器 PWM變頻器</p>&l

49、t;p>　　(4) 按工作原理分類：</p><p>　　U/f控制變頻器 VC控制變頻器 SF控制變頻器</p><p>　　(5) 按照用途分類： </p><p>　　通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器</p><p>　　2、VS-616G5型通用變頻器</p><p

50、>　　本設(shè)計(jì)選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合升降機(jī)類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。</p><p>　　另外，VS-616G5變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá)0. 01～0. 02%使得升降機(jī)運(yùn)行舒

51、適感好，零速抱閘，平層精度高。無(wú)須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。</p><p>　　VS-616G5型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得

52、到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍[5]。</p><p>　　VS-616G5變頻器的特點(diǎn)如下:</p><p>　　(1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　(2) 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。</p><p>　　(3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。</p><p>　

53、　(4) 保護(hù)功能完善、維修性能好。</p><p>　　(5) 通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。</p><p>　　升降機(jī)的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證升降機(jī)按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善升降機(jī)運(yùn)行的舒適感；另外，由于升降機(jī)在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，升降機(jī)節(jié)約用電

54、日益受到重視。</p><p>　　考慮以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合升降機(jī)類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。</p><p>　　另外，VS-616G5變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度

55、的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá)0. 01～0. 02%使得升降機(jī)運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無(wú)須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。</p><p>　　VS-616G5型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量

56、控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍[5]。</p><p>　　3、VS-616G5變頻器的特點(diǎn)如下:</p><p>　　(1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　(2) 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。</p><p>　　(3) 由于采用了最新式的硬

57、件，因此，功能全、體積小。</p><p>　　(4) 保護(hù)功能完善、維修性能好。</p><p>　　(5) 通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。</p><p>　　VS-616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表所示：</p><p>　　表1-1 VS-616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格</p><p>　　4、變頻器的參數(shù)

58、設(shè)置</p><p>　　由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采用開(kāi)關(guān)量而不用模擬量。</p><p>　　(1) VS-616G5變頻器的參數(shù)</p><p>　　616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。常用參數(shù)如表：</p><p>　　表1-2 VS-616G5變頻器的參數(shù)</p>

59、<p>　　(2) 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則：</p><p>　?、?減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些。</p><p>　　② 提高了運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車擊。</p><p>　?、?零速一般設(shè)計(jì)為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感。</p><p>

60、　?、?變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置如表3.3安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表</p><p>　　表1-3 安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置</p><p>　　3.3升降機(jī)的主要組成部分</p><p><b>　　(1) 升降機(jī)轎廂</b></p><p>　　轎廂是運(yùn)送乘

61、客和貨物的升降機(jī)組件，是升降機(jī)的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。</p><p><b>　　(2) 曳引機(jī)</b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使升降機(jī)運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。</p><p>　　(3) 升降機(jī)井道及導(dǎo)軌</p><p>　　升降機(jī)井

62、道是用以供升降機(jī)轎廂運(yùn)行的通道。升降機(jī)導(dǎo)軌就是在轎廂和墻壁之間的軌道，上面有輪子在滑動(dòng)，表面很光滑，用矯廂導(dǎo)軌支架來(lái)支撐。它可以用來(lái)防止轎相晃動(dòng)。貨梯和客梯上都裝有。</p><p><b>　　(4) 導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。<

63、;/p><p><b>　　(5) 門系統(tǒng)</b></p><p>　　門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開(kāi)門機(jī)，門鎖裝置組成。</p><p>　　(6) 重量平衡系統(tǒng)</p><p>　　平衡系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在升降機(jī)工作中能使轎廂與對(duì)重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證升降機(jī)的

64、曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。</p><p>　　(7) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成</p><p>　　(8) 電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)升降機(jī)的運(yùn)行實(shí)行操縱和

65、控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。</p><p>　　升降機(jī)是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過(guò)控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使升降機(jī)可靠運(yùn)行。盡管升降機(jī)的品種繁多，但目前使用的升降機(jī)絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成

66、;而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成</p><p>　　3.4升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1～KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載

67、時(shí)斷開(kāi)主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。（下圖為升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖）</p><p>　　3.5 I/O點(diǎn)數(shù)的估算</p><p>　　采用PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)。升降機(jī)的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為升降機(jī)上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3

68、和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開(kāi)關(guān)SQ1～SQ4。升降機(jī)內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10～K7和指示燈H10～H7；升降機(jī)開(kāi)門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開(kāi)門和關(guān)門分別通過(guò)電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開(kāi)關(guān)ST1檢測(cè)，開(kāi)門到位由行程開(kāi)關(guān)ST2檢測(cè)。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。</p><p>

69、;　　綜上所述，輸入點(diǎn)共有20個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有16個(gè)。</p><p>　　可編程控制器S7-300的I/O點(diǎn)數(shù)可達(dá)32/32個(gè),足以滿足要求。</p><p>　　具體的I/O分配如表</p><p>　　3.6 PLC外部接線圖</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)</p><p>　　4.1 升降機(jī)的三個(gè)工作

70、狀態(tài)</p><p>　　升降機(jī)控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，升降機(jī)工作過(guò)程又細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。升降機(jī)在三種工作狀態(tài)之間來(lái)回切換，構(gòu)成了完整的升降機(jī)工作過(guò)程。</p><p>　　1、升降機(jī)的自檢狀態(tài) </p><p>　　PLC上電后，PLC中的程序己開(kāi)始運(yùn)行，但因?yàn)樯禉C(jī)尚未讀入任何數(shù)據(jù)，也就無(wú)法在收到請(qǐng)求信號(hào)后通過(guò)固化在P

71、LC中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件，必須使升降機(jī)處于平層狀態(tài)已知樓層且升降機(jī)門處于關(guān)閉狀態(tài)。升降機(jī)自檢過(guò)程的目標(biāo)為:先按下啟動(dòng)按鈕，再按下恢復(fù)正常工作按鈕，升降機(jī)首先是升降機(jī)門處于關(guān)閉狀態(tài)，然后升降機(jī)自動(dòng)向上運(yùn)行，經(jīng)過(guò)兩個(gè)平層點(diǎn)后停止。</p><p>　　2、升降機(jī)的正常工作狀態(tài)</p><p>　　升降機(jī)完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下:</p><

72、p>　　(1) 升降機(jī)在檢測(cè)到門廳或轎廂的呼叫信號(hào)后將此樓層信號(hào)與轎廂所在的樓層信號(hào)比較，通過(guò)選向模塊進(jìn)行選向。</p><p>　　(2) 升降機(jī)通過(guò)拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)拖動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。轎廂運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過(guò)低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。</p><p>　　(3) 當(dāng)升降機(jī)檢測(cè)到目標(biāo)層樓層檢測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí)，升降機(jī)進(jìn)入減速狀態(tài)，由中速度變?yōu)榈退?，并以低速運(yùn)

73、行到平層點(diǎn)停止。</p><p>　　(4) 平層后，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開(kāi)關(guān);再經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開(kāi)關(guān)。升降機(jī)控制系統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎廂所在樓層。</p><p>　　3、升降機(jī)強(qiáng)制工作狀態(tài)</p><p>　　當(dāng)升降機(jī)的初始位置需要調(diào)整或升降機(jī)需要檢修時(shí)，應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使升降機(jī)處于該狀態(tài)時(shí)不響應(yīng)正常的呼叫，并能移動(dòng)到導(dǎo)軌上

74、、下行極限點(diǎn)間的任意位置?？刂婆_(tái)上消防/檢修按鈕按下后，使升降機(jī)立刻停止原來(lái)的運(yùn)行，然后按下強(qiáng)迫上行(或下行)按鈕，升降機(jī)上行(或下行);一旦放開(kāi)該按鈕，升降機(jī)立刻停止，當(dāng)處理完畢時(shí)可用恢復(fù)正常工作按鈕來(lái)使升降機(jī)跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)。</p><p><b>　　4.2軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)</b></p><p>　　由于升降機(jī)的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，

75、而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及升降機(jī)的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制升降機(jī)的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的樓層信號(hào)。</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn):</p><p>　　(1) 采用優(yōu)先

76、級(jí)隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，即上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、上行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列、下行次優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為升降機(jī)向上運(yùn)行時(shí)，在升降機(jī)所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號(hào)，該呼叫信號(hào)所對(duì)應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列?？刂葡到y(tǒng)在升降機(jī)運(yùn)行中實(shí)時(shí)排列的四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了基礎(chǔ)。</p><p>　　(2) 采用先進(jìn)先出

77、隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)的運(yùn)行方向，將同向的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的非零單元(有呼叫時(shí)此單元為非零單元;無(wú)呼叫時(shí)則此單元為零)送入寄存器隊(duì)列，我們利用先進(jìn)先出讀出指令，將第一個(gè)單元中數(shù)據(jù)送入比較寄存器。</p><p>　　(3) 采用隨機(jī)邏輯控制。當(dāng)升降機(jī)以某一運(yùn)行方向接近某樓層的減速位置時(shí)，判別該樓層是否有同向的呼叫信號(hào)，如有，將相應(yīng)的寄存器的脈沖數(shù)與比較寄存器進(jìn)行比較，如相同，則在該樓層減速停車;如果不相同，則將該寄存器數(shù)據(jù)

78、送入比較寄存器，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動(dòng)作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。</p><p>　?。?）對(duì)變頻器的控制，PLC根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，可向變頻器發(fā)出正向運(yùn)行、反向運(yùn)行、減速以及制動(dòng)信號(hào)，再由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來(lái)控制電機(jī)。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC向變頻器發(fā)出信號(hào)。</p><p>　　4.3系統(tǒng)的軟

79、件開(kāi)發(fā)過(guò)程</p><p>　　升降機(jī)的外指令、內(nèi)召喚信號(hào)的登記、消除回路</p><p>　　轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時(shí)升降機(jī)處在正常運(yùn)行狀態(tài)，而且升降機(jī)又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內(nèi)指令登記消除的條件是當(dāng)升降機(jī)正常運(yùn)行至登記樓層時(shí)，指令登記即被消除。廳外召喚消除的條件是:當(dāng)升降機(jī)正常運(yùn)行至廳外召喚的樓層且升降機(jī)的運(yùn)行方向與召喚按鈕的方向一致時(shí)，廳外

80、召喚即被消除。當(dāng)在安全回路繼電器動(dòng)作、轎內(nèi)電鎖斷開(kāi)、檢修等狀態(tài)下指令信號(hào)不予登記，登記的信號(hào)即刻消除。</p><p>　　(1) 外召喚信號(hào)登記及消除 </p><p>　　廳外召喚信號(hào)同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號(hào)，此外還具有反向運(yùn)行保號(hào)功能。</p><p>　　(2) 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除</p><p>　　內(nèi)指令信號(hào)的處

81、理包括信號(hào)的登記、顯示基本層(停車)消息。信號(hào)的登記采用自鎖原理，不論升降機(jī)上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的梯層時(shí)，均要換速停車，并消除登記信號(hào)，不需反射信號(hào)。點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號(hào)登記顯示。到層信號(hào)取消。</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無(wú)任何操作，升降機(jī)自動(dòng)返回一樓。</p><p>　?。?）升降機(jī)的平層信號(hào)處理</p><p>　?。?）升降機(jī)

82、的選層定向及反向截梯回路</p><p>　　升降機(jī)的定向是綜合考慮升降機(jī)的運(yùn)行方式、轎內(nèi)指令、廳外召喚及升降機(jī)所處樓層的位置的基礎(chǔ)上，確定升降機(jī)的運(yùn)行方向。選層是在有轎內(nèi)指令或廳外召喚信號(hào)的情況下，升降機(jī)應(yīng)響應(yīng)哪個(gè)信號(hào);升降機(jī)即將到達(dá)有轎內(nèi)指令登記或與升降機(jī)運(yùn)行方向相同的廳外召喚信號(hào)的樓層時(shí)，發(fā)出換速信號(hào)。在有司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，由轎內(nèi)指令及升降機(jī)所處的位置來(lái)確定升降機(jī)的運(yùn)行方向;在無(wú)司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，廳外召

83、喚信號(hào)根據(jù)升降機(jī)的所處位置來(lái)參與升降機(jī)的定向。</p><p>　　無(wú)論在有司機(jī)或無(wú)司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)內(nèi)指令，升降機(jī)均需換速平層停車，并且直駛時(shí)只停內(nèi)選層站，當(dāng)外召喚方向與升降機(jī)運(yùn)行方向相同時(shí)，升降機(jī)換速停車，即順向截車；只有在無(wú)司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，升降機(jī)才‘對(duì)反向召喚信號(hào)應(yīng)招服務(wù)。當(dāng)有多個(gè)反向呼梯信號(hào)時(shí)，先應(yīng)招最遠(yuǎn)的反向呼梯信號(hào)，即最遠(yuǎn)反向截梯，然后再以順向截車方式應(yīng)招其他外召喚信號(hào)。</p><p

84、><b>　　轎廂上行</b></p><p><b>　　轎廂下行</b></p><p><b>　　轎廂下行</b></p><p>　　（5）內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持</p><p>　　轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號(hào)，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)

85、行開(kāi)關(guān)門操作。開(kāi)關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。使升降機(jī)能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號(hào)</p><p>　?。?）各樓層停車信號(hào)</p><p>　　升降機(jī)在運(yùn)行中，需要?？磕繕?biāo)樓層時(shí)，其減速過(guò)程是按照距離原則實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)與目標(biāo)樓層距離為“零”時(shí)，速度也正好為零，即直接?？浚瑹o(wú)慢爬。</p><p><b>　　（7）自動(dòng)開(kāi)關(guān)門</b></p>

86、<p>　　開(kāi)關(guān)門控制程序是按照雙開(kāi)門有/無(wú)司機(jī)控制來(lái)設(shè)計(jì)的。主要完成升降機(jī)的手動(dòng)開(kāi)門、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下的本層開(kāi)門、升降機(jī)運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開(kāi)門、手動(dòng)關(guān)門、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)門等功能。</p><p>　　本層開(kāi)門是指升降機(jī)在停車狀態(tài)和非檢修(有/無(wú)司機(jī))條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒(méi)有定下方向，或有下召喚而沒(méi)有定上方向時(shí)，升降機(jī)自動(dòng)開(kāi)門，升降機(jī)本層開(kāi)門的條件也可簡(jiǎn)

87、化為:在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，升降機(jī)自動(dòng)開(kāi)門。</p><p>　　關(guān)門的條件有以下幾種:停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門、時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件:關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)、有開(kāi)門信號(hào)、開(kāi)門繼電器吸合、超載開(kāi)關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　如梯形圖所示，升降機(jī)到層停車后，延時(shí)2s開(kāi)門，5s后自動(dòng)關(guān)門。并設(shè)有手動(dòng)開(kāi)門按扭和關(guān)門按鈕?？蓪?shí)現(xiàn)

88、即時(shí)開(kāi)關(guān)門。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　時(shí)光流逝，不知不覺(jué)我的大學(xué)生涯即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間較短，所以該系統(tǒng)還有許多不盡如人意的地方，在以后的工作中改進(jìn)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都讓我受溢非淺。這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都是一種巨大的財(cái)富。同時(shí)我非常地感謝我的指導(dǎo)老師，老師

89、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中給予了我不少的幫助。在我不知道如何寫論文從何落手的時(shí)候給了我指點(diǎn)方向,在我感覺(jué)到自己知識(shí)有所貧乏的時(shí)候給了我細(xì)心的指導(dǎo)和技術(shù)上的支持。幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得系統(tǒng)能及時(shí)開(kāi)發(fā)完成，使我本身的能力得到了不少的提高，在這感謝她們耐心的輔導(dǎo)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)課題為基于PLC的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)。主要研究四層升降機(jī)上下行控制，開(kāi)、關(guān)門控制、內(nèi)

90、外呼叫控制。要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在升降機(jī)的各層檢測(cè)系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)升降機(jī)的控制。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，我仔細(xì)梳理了所學(xué)的理論知識(shí)，結(jié)通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用，更加牢固的掌握了它們。也學(xué)習(xí)到很多書本上所沒(méi)有的知識(shí)，如，一個(gè)系統(tǒng)好，但廠家不一定會(huì)用最好的，而是用性價(jià)比最高的，或者說(shuō)最能

91、讓他們利益最大化的那個(gè)。我們說(shuō)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，大多都脫離實(shí)際更貼近理想化。我希望在以后的工作中，自己能因地制宜，很好的將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合。將自己的工作干好、干精。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】劉裁文.升降機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社，1996</p><p>　　【2】唐勇奇，趙葵銀，

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