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)

1、<p>　　基于PLC的施工場(chǎng)地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　升降機(jī)即簡(jiǎn)易的電梯，電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的不斷提高，電梯得到快速發(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代替原來的繼電器控制。<

2、;/p><p>　　電梯采用了PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)機(jī)交流變頻器調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率、高功率因素和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲

3、國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)考慮到施工場(chǎng)地升降機(jī)的實(shí)際操作功能，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)針對(duì)的是四層電梯。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集選控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電梯的各種控制功能，提高了電梯運(yùn)行的可靠性，降低了故障率。</p><p>　

4、　關(guān)鍵詞：電梯；變頻器；PLC控制；變頻調(diào)速</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Lift that is, a simple lift. As the vertical transport of modern high-rise buildings, the elevator and the lives of people cl

5、osely related with the continuous improvement of the people on the elevator operational safety, efficiency, comfort requirements, the elevator rapid development. Drag technology has developed to a FM variable voltage con

6、trol, logic control instead of the original relay control by PLC.</p><p>　　The elevator uses a PLC control software to achieve automatic control of the elevator operation, and reliability are increased. The

7、control system structure is simple, external circuit is simplified, and can easily add or change of control functions can also be automatic fault detection and alarm display, improve operational safety and easy maintenan

8、ce. Motor AC inverter speed control technology is today's energy-saving, and to improve the process to improve product quality, improve the environm</p><p>　　Designed taking into account the practical fe

9、atures of the construction site lifts the control system design for a four-story elevator. Drag the governor of the elevator instead of the traditional relay control system by the inverter, so that the combination of PLC

10、 and speed drag devices, constitute the PLC sets the election control systems, elevator control, improved elevatorreliability of operation, to reduce the failure rate.</p><p>　　Key words：Elevator，PLC control

11、，VVVF，Inverter</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言3</b></p><p><b>　　一、緒論4</b></p><p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景4</p><p>　　1.2 本課題設(shè)

12、計(jì)的內(nèi)容5</p><p>　　1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義5</p><p>　　二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定5</p><p>　　2.1升降機(jī)的概述5</p><p>　　2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)6</p><p>　　2.2.1升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)6</p><p>　　2

13、.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題6</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)6</p><p>　　2.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)7</p><p>　　2.4 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)7</p><p>　　2.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟8</p><p>　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8</p>

14、;<p>　　3.1 PLC的選型8</p><p>　　3.1.1 SIMATIC S7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成9</p><p>　　3.2 變頻器的選擇11</p><p>　　3.2.1 VS-616G5型通用變頻器11</p><p>　　3.3升降機(jī)的主要組成部分14</p><p

15、>　　3.3.1升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖16</p><p>　　3.4 I/O點(diǎn)數(shù)的估算16</p><p>　　3.5 PLC外部接線圖18</p><p>　　第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)19</p><p>　　4.1 升降機(jī)的三個(gè)工作狀態(tài)19</p><p>　　4.2軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)19</

16、p><p>　　4.3軟件設(shè)計(jì)流程圖20</p><p>　　4.4系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程22</p><p><b>　　結(jié)論和展望36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></

17、p><p>　　附錄A：電氣原理圖39</p><p>　　附錄B：外文文獻(xiàn)及譯文40</p><p>　　附錄C：參考文獻(xiàn)及內(nèi)容簡(jiǎn)介44</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，PLC可編程控制器在工廠中的應(yīng)用也越來越廣泛，而且?guī)缀跎婕暗焦S的

18、各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過實(shí)現(xiàn)施工升降機(jī)控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn)PLC在現(xiàn)代化建設(shè)中的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系統(tǒng)。</p><p>　　采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的控制對(duì)于提高升降機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低升降機(jī)控制系統(tǒng)的成本以及縮短升降機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動(dòng)升降機(jī)即電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展

19、PLC在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。</p><p><b>　　一、緒論</b></p><p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　1968年，美國最大的汽車制造商——通用汽車公司為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重

20、新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。</p><p>　　70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)

21、算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。</p><p>　　1985年國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：</p><p>　　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

22、工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(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)過程。</p><p>　　PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，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

23、機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)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?？删幊炭刂破鳎?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.開發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自

24、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。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)??；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)電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制

25、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。</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四層升降機(jī)上下行控制，開、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

26、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)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來實(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

27、的和意義</p><p>　　隨著我國經(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)展電梯也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對(duì)電梯運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(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代替原來的繼電器控制。</p><p>　　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

28、學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(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，加快編程和調(diào)試速度。通過PLC對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(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>　　二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定</p>&l

29、t;p><b>　　2.1升降機(jī)的概述</b></p><p>　　電梯是電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物的機(jī)械設(shè)備。</p><p>　　隨著城市的發(fā)展，高層建筑的增多，升降機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛，分類也隨之增多。如按照升降機(jī)的用途可分為以下幾類：</p><p>　　1、乘客，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的升降機(jī)，要

30、求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi)裝飾。</p><p>　　2、載貨升降機(jī)，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的升降機(jī)。</p><p>　　3、觀光升降機(jī)，廂壁透明，供乘客觀光用的升降機(jī)。</p><p>　　4、車輛升降機(jī)，用作裝運(yùn)車輛的升降機(jī)。</p><p>　　5、船舶升降機(jī)，船舶上使用的升降機(jī)。</p><p&

31、gt;　　6、建筑施工升降機(jī)，建筑施工與維修用的升降機(jī)。</p><p>　　7、其它類型的升降機(jī)，除上述常用升降機(jī)外，還有些特殊用途的升降機(jī)，如冷庫升降機(jī)、防爆升降機(jī)、礦井升降機(jī)、電站升降機(jī)、消防員用升降機(jī)等。</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

32、控制系統(tǒng)</p><p>　　2.2.1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

33、換方便，價(jià)格較便宜。</p><p>　　(4) 多年來我國一直生產(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><p>　　2.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 </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>　　(

34、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，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，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，機(jī)械和電磁慣性大，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) 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

35、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)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。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><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

36、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，目前也廣泛用十傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。 </p><p>　　PLC是一種專門從事邏輯控制的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于PLC具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)配置靈活等特點(diǎn)。因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。自80年代后期PLC引入我國升降機(jī)行業(yè)以來，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

37、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)。</p><p>　　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。為了改善升降機(jī)的舒適感和運(yùn)行的可靠性，現(xiàn)在都改為用PLC來控制升降機(jī)的運(yùn)行，這樣大大提高了升降機(jī)的性能。</p><p>　　可編程控制器(Programmable Logic

38、controller，簡(jiǎn)稱PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。它具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動(dòng)控制問題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的二大支柱之一。</p><p>　　2.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1、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

39、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>　　2、工作方式上看：電器控制并行工作，而plc串行工作，不受制約。</p><p>　　3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而plc通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。</p><p>　　4、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

40、，且無記數(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、可靠、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 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、微電子技

41、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)而被國內(nèi)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

42、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)量，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯</p><

43、;p>　　2.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　在升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.深入了解和分析升降機(jī)的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、

44、指示燈等。</p><p>　　3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。</p><p>　　4.分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。</p><p>　　5.設(shè)計(jì)升降機(jī)系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)升降機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。</p><p>　　6.將程序輸

45、入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　在工程應(yīng)用中可選用的PLC機(jī)型很多，比如三菱公司的FX系列、OMRON公司的C系列、西門子等，它們功能都差不多，在工程應(yīng)用中各有千秋，至于要選擇哪種機(jī)型，就要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要

46、及應(yīng)用水平。因?yàn)楦鶕?jù)轎廂樓層位置檢測(cè)方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)樯禉C(jī)是雙向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。就本次四層升降機(jī)的設(shè)計(jì)而言，上述三種機(jī)型都行，但根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)采用西門子SIMATIC S7-300系列PLC機(jī)型。</p><p>　　SIMATIC S7系列PLC是德國西門子公司在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

47、有SIMATIC S7-200系列，最小配置為8 DI/6DO，可擴(kuò)展2～7個(gè)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 S7-30

48、0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：</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)

49、對(duì)話的編程要求大大減少。</p><p><b>　　(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)

50、密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。</p><p>　　(5) 操作方式選擇開關(guān)</p><p>　　操作方式選擇開關(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

51、培訓(xùn)的費(fèi)用。</p><p><b>　　(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>　　3.1.1 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

52、的應(yīng)用，模塊化，無排風(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。S7-3

53、00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)

54、展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖2.1所示。它的主</p><p>　　圖3-1 S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖</p><p>　　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

55、、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

56、塊</b></p><p>　　數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過程送來的數(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流輸入方式。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，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

57、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></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

58、，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)用靈活性角度來看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。</p><p><b>　?、?模擬量輸入模塊</b

59、></p><p>　　SM331主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(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，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>&

60、lt;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

61、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><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，

62、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>　　接口模板(IM360/361)用來在機(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)。

63、</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，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>　　變頻器的種類很多，

64、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 交─直─交變頻器</p><p><b>　　交─交變頻器</b></p><p>　　(2) 按主電路工作方式分 電壓型變頻器</p><p><b>　　電流型變頻器</b&g

65、t;</p><p>　　(3) 按變頻器調(diào)壓方法的不同分 PAM變頻器</p><p><b>　　PWM變頻器</b></p><p>　　(4) 按工作原理分類 U/f控制變頻器</p><p><b>　　VC控制變頻器</b></p>&l

66、t;p><b>　　SF控制變頻器</b></p><p>　　(5) 按照用途分類 通用變頻器</p><p><b>　　高性能專用變頻器</b></p><p><b>　　高頻變頻器</b></p><p>　　3.2.1 VS-6

67、16G5型通用變頻器</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-616G

68、5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)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用

69、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，通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無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]。<

70、;/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>　　(4) 保護(hù)功能完善、維修性能好。&l

71、t;/p><p>　　(5) 通過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3.1所示。</p><p>　　表3.1 VS-616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格</p><p><b>　　變頻器的參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　由于采用PLC作為邏輯

72、控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采用開關(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3.2</p><p>　　表3.2 VS-616G5變頻器的參數(shù)</p><p>　　(2) 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則：</p>

73、<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>　?、?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>　　③ 零速一般設(shè)計(jì)為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感。</p><p>　?、?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

74、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3.3 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。&l

75、t;/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

76、面有輪子在滑動(dòng)，表面很光滑，用矯廂導(dǎo)軌支架來支撐。它可以用來防止轎相晃動(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。</p><p><b>　　(5) 門系統(tǒng)

77、</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>

78、<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，

79、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;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)

80、組成</p><p>　　3.3.1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3-3所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1～KM4通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。</p&

81、gt;<p>　　圖3-3 電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖</p><p>　　3.4 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和指示燈H3以及下

82、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)開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST1檢測(cè)，開門到位由行程開關(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>　　綜上所述，輸

83、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>　　3.5 PLC外部接線圖</p><p>　　第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)</p><p>　　4.1 升降機(jī)的三個(gè)工作狀態(tài)</p&g

84、t;<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)之間來回切換，構(gòu)成了完整的升降機(jī)工作過程。</p><p>　　1、升降機(jī)的自檢狀態(tài) </p><p>　　PLC上電后，PLC中的程序己開始運(yùn)行，但因?yàn)樯禉C(jī)尚未讀入任何數(shù)據(jù)，也就無法在收到請(qǐng)求信號(hào)后通過固化在PLC中的程序作出響應(yīng)

85、。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><p>　　(1)

86、 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，通過選向模塊進(jìn)行選向。</p><p>　　(2) 升降機(jī)通過拖動(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)榈退伲⒁缘退龠\(yùn)行到平層點(diǎn)停止。&l

87、t;/p><p>　　(4) 平層后，經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān);再經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(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、下行極限點(diǎn)間的任意

88、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，而樓層和轎廂的呼叫是

89、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)器來進(jìn)行控制。同時(shí)，每層樓設(shè)置一個(gè)接近開關(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)先級(jí)隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)所

90、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)先出隊(duì)列。根據(jù)升降機(jī)的運(yùn)

91、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)送入比較寄存器，并將

92、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軟件設(shè)計(jì)流程圖</p&

93、gt;<p>　　4.4系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程</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

94、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、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&

95、gt;<p>　　內(nèi)指令信號(hào)的處理包括信號(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)無任何操作，升降機(jī)自動(dòng)返回一樓。</p><p>　　（3）升降機(jī)的平層信號(hào)處理</p

96、><p>　?。?）升降機(jī)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)所處的位置來確定升

97、降機(jī)的運(yùn)行方向;在無司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，廳外召喚信號(hào)根據(jù)升降機(jī)的所處位置來參與升降機(jī)的定向。</p><p>　　無論在有司機(jī)或無司機(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

98、外召喚信號(hào)。</p><p><b>　　轎廂上行</b></p><p><b>　　轎廂下行</b></p><p>　?。?）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)行開關(guān)門操作。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。使

99、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?？?，無慢爬。</p><p><b>　?。?）自動(dòng)開關(guān)門</b></p><p>　　開關(guān)門控制程序是按照

100、雙開門有/無司機(jī)控制來設(shè)計(jì)的。主要完成升降機(jī)的手動(dòng)開門、無司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、升降機(jī)運(yùn)行到達(dá)目的層站時(shí)的自動(dòng)開門、手動(dòng)關(guān)門、無司機(jī)狀態(tài)下的自動(dòng)延時(shí)關(guān)門、基站外啟動(dòng)時(shí)的開關(guān)門等功能。</p><p>　　本層開門是指升降機(jī)在停車狀態(tài)和非檢修(有/無司機(jī))條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒有定下方向，或有下召喚而沒有定上方向時(shí)，升降機(jī)自動(dòng)開門，升降機(jī)本層開門的條件也可簡(jiǎn)化為:在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)

101、，升降機(jī)自動(dòng)開門。</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、無司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門、時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件:關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號(hào)、開門繼電器吸合、超載開關(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開門，5s后自動(dòng)關(guān)門。并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕?？蓪?shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。</p><p

102、><b>　　結(jié)論和展望</b></p><p>　　時(shí)光流逝，不知不覺我的大學(xué)生涯即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。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、關(guān)門控制、內(nèi)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)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)PLC

103、對(duì)升降機(jī)的控制。</p><p>　　在設(shè)計(jì)之初，我查詢了大量有關(guān)升降機(jī)的資料?？偨Y(jié)起來施工升降機(jī)即用吊籠載人、載物沿導(dǎo)軌做上下運(yùn)輸?shù)氖┕C(jī)械。更直接的說，所謂升降機(jī)就是簡(jiǎn)易的電梯裝置。只不過設(shè)施簡(jiǎn)陋一點(diǎn)，功能少一點(diǎn)。由于電梯目前的運(yùn)用較廣泛，在搜索資料的時(shí)候比較全面，我的課題設(shè)計(jì)主要是參考前人有關(guān)的電梯設(shè)計(jì)來進(jìn)行的。想來應(yīng)該能夠滿足施工升降機(jī)的需要。</p><p>　　在進(jìn)行PLC的芯

104、片選擇的時(shí)候，本想選用我校所學(xué)習(xí)的三菱系列PLC，考慮到現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀，認(rèn)為還是西門子的比較跟的上現(xiàn)今人們的需求。由于對(duì)西門子系列的PLC沒有什么接觸，在設(shè)計(jì)之前我下載了很多相關(guān)的資料。如芯片手冊(cè)、使用說明書、還有相關(guān)的模擬仿真軟件。在西門子系列的單片機(jī)中S7-200和S7-300個(gè)人感覺都比較適合。S7-200適合比較簡(jiǎn)單的小型系統(tǒng)，且被普遍認(rèn)為性價(jià)比較高，但考慮到施工升降機(jī)的樓層不是固定的，雖然本設(shè)計(jì)的四層施工升降機(jī)用S7-20

105、0綽綽有余，但如果建設(shè)更高的樓層肯定存在缺陷。故最終確定選用西門子S7-300 PLC。</p><p>　　在課題設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多問題，當(dāng)然在處理問題的同時(shí)，我也學(xué)到了很多有用的東西。撇開專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用。在一番摸索和請(qǐng)教中，終于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近完成。由于時(shí)間緊迫，且個(gè)人能力有限，雖然總體設(shè)計(jì)要求達(dá)到了，但并沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真。沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真，很多隱藏的問題就沒辦法進(jìn)

106、行很好的解決。所以，客觀的說，我所設(shè)計(jì)的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)是存在安全隱患的。對(duì)此，我感覺很遺憾，更加認(rèn)識(shí)到自身的不足。</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，或者說最能讓他們利益最大化的那個(gè)。我們說設(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

107、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>　　致謝</b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，升降機(jī)作為高層建筑中垂直升降的運(yùn)輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機(jī)械電氣相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為施工場(chǎng)地的升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也就是升降機(jī)的簡(jiǎn)易形式。&

108、lt;/p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足。撇開專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用。這才發(fā)現(xiàn)書本上的東西如果沒有輔助的技能是發(fā)揮不出來很大的作用的。我們只有不斷的學(xué)習(xí)新興知識(shí)，不斷的充實(shí)自己，才能不被社會(huì)所淘汰。</p><p>　　通過查詢圖書，翻閱資料，在網(wǎng)上搜索資料，和老師、同學(xué)溝通，我順利完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)對(duì)我的專業(yè)知識(shí)

109、進(jìn)行了充分的考察，如果有時(shí)間和機(jī)會(huì)，我希望能繼續(xù)對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探索。另外要感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)的過程中給了我很大的幫助，讓我感觸最深的是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。相信在以后的工作和生活中將使我受益匪淺。</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>&l

110、t;p>　　【2】唐勇奇，趙葵銀，汪超. 升降機(jī)變頻調(diào)速PLC控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J] .湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào).2000年02期.</p><p>　　【3】張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005. </p><p>　　【4】陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2003.</p><p>　　【5】YASK

111、AWA公司.VARISPEED-61665說明手冊(cè)，1996</p><p>　　【6】趙峰，賈石峰，顧桂梅.現(xiàn)代電氣控制與PLC應(yīng)用[M].蘭州大學(xué)出版社.2006.</p><p>　　【7】SIEMENS公司.SIMATIC S7-300可編程序控制器使用手冊(cè).2004.</p><p>　　【8】SIEMENS公司.SIMATIC S7-300和S7-400