基于PLC的七层电梯控制系统设计 机械制造及其自动化专业 学生 安锋指导老师 罗华摘要:电梯不仅仅是高层建筑罩的必备设施,在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具.电梯的控制系统已由初期的继电控制向微机控制发展.可编程控制器由于具有可靠性高、功能强大等特点已经成为电梯微机控制系统的核心. 本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上,针对7层7站电梯,使用三菱FX2N-80MR可编程控制器,设计了电梯的控制系统.包括电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤的登记与消除模块、电梯的选层和定向模块、电梯的开关门运行模块、电梯运行控制模块等,实现了电梯的指层控制、轿内与各层内呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的层站的控制,自动运行和自动开关门等功能. 这种电梯控制系统应用于实际运行的电梯中,运行结果表明:电梯控制系统安全性和可靠性高,月常保养维护和故障检修方便,运行成本低.电梯连续运行12000次,故障率为0,平层精度小于±5mm,平衡系数48%~50%,起动、制动及运行平稳、舒适,安全保护和可靠性均达到GB7588.2003的规定,能够满足电梯的控制要求. 关键字:电梯;控制系统;可编程控制器 Abstract:Elevator is not only the necessary facility in the high-rise building.is also the essential vertical transport means in the multi—layered construction.The control system of elevator is developed from the initial relay control system to the microcomputer congol system.The programmable logic controller has already become the core of the elevator microcomputer control system because of its high reliability and formidable function and so on the characteristics. This article slalomed the elevator structure,the structure and the working principle of the programmable logic controller.Aim at the elevator of sever floors and sever stations,the writer design this elevator control system by the use of Mitsubishi FX2N—80MR programmable illogic controller.111e writer design the elevator control modules.Such the module of shown layer.the module of register and cancel the instructions from the cabin.The module of register and cancel the instructions from the smfion hall.the module of choose station and direction.the module of door movement,the module of elevator operation,and so on.These modules achieve the functions:fingering out the location of the cabin,registering the instructions from the cabin and the station hall.choosing the direction and the station of elevator follow these instructions,operating elevator and door automatically,and other functions. This elevator control system applies in the actual operating elevator.the operating result indicated:its security and reliability ale high, the routine maintenance and the trouble shooting are convenient, the elevator operating cost is low.The elevator continuous running 12000 times.the failure rate is 0.the even level precision is smaller than+5mm,the balanced coefficients is 48%~50%,the starting,the brake and the movement ale extremely steady and comfortable,the safekeeping of security and the reliability achieved GB7588—2003 the stipulations.Can satisfy the elevator the control request. Key Words:Elevator; Control System; Programmable Logic Controller 目录第一章 绪论 6 1.1课题研究背景和意义 6 1.2国内外发展状况 7 1.3主要研究内容 9 第二章 电梯的概述 10 2.1 电梯的定义 10 2.2 电梯的分类 10 2.2.1按用途分类 10 2.2.2 按驱动系统分类 11 2.2.3 按操作控制方式分类 12 2.3电梯的主要机械部件 13 第三章 电梯的电力驱动系统 15 3.1电梯电力驱动系统的定义及构成 15 3.2电梯电力驱动系统的要求 15 3.3电机的选择 16 3.3.1 电动机选择的基本原则 16 3.3.2 电动机容量的选择 16 第四章 变频器选择及其参数设计 17 4.1 变频器的选择 17 4.1.1选择变频器品牌型号 18 4.1.2选择变频器规格 18 4.1.3选择的变频器应满足的条件 18 4.2 专用变频器 19 4.3 变频器结构及其参数设计 19 第五章 PLC的选择及其电路设计 19 5.1 PLC元件分配表及控制功能 19 5.1.1输入输出(I/O)点数的选择 20 5.1.2存储器容量的估算 22 5.1.3控制功能的选择 22 5.2 可编程序控制器(PLC)的选择 24 5.2.1开关量I/O接口 24 5.2.2外部电源的选择 26 5.2.3 PLC I/O硬件连线图 26 第六章 控制方案与程序设计 26 6.1 梯形图设计控制原理 26 6.1.1门厅上行呼叫信号 26 6.1.2门厅下行呼叫信号 28 6.1.3轿厢内选层信号 29 6.1.4轿厢内选层信号灯的控制 29 6.1.5楼层位置信号 31 6.1.6七段数码管显示 33 6.1.7楼层呼叫选层综合信号 34 6.1.8上下行辨别控制信号 35 6.1.9开门控制 36 6.1.10关门控制 37 6.1.11停止信号 38 6.1.12升降电机控制 40 6.1.13手动检修控制方式 40 6.2 七层电梯控制总图 41 6.3 控制程序 41 第七章 电梯模拟调试 42 7.1系统调试 42 7.1.1调试前具备的条件 42 7.1.2电梯的运行调试 42 7.1.3电梯的整机性能调试 43 7.2 程序运行与调试 43 7.2.1程序的软件模拟运行 43 7.2.2程序调试 46 第八章 总结与展望 48 参考文献 48 致谢 48 附录 48 第一章 绪论 随着社会主义市场经济的不断发展,我国建筑行业的快速发展和楼宇自动化、智能化的需要,电梯产品的用量剧增.电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术基于一体的机电设备,它是建筑物的永久性垂直交通工具.为满足和提高人们的生活质量,电梯的智能化、自动化技术迅速发展.特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展,现代电梯的技术含量日益提高.电梯控制系统主要有以下三种控制方式:继电器控制系统、PLC控制系统和微机控制系统.继电器控制系统犹豫故障率高,控制方式不灵活及功率消耗大等缺点,目前已经逐渐被淘汰.微机控制系统虽然在只能控制方面有比较强大的功能,但也存在一定的不足之处,例如抗干扰性差,系统设计比较复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术,这些都限制了微机控制系统应用的广泛性.而PLC控制系统由于运行可靠、试用维修方便、抗干扰性能强等优越性,成为目前在电梯控制系统中试用最多的控制方式.电梯需要运行平稳且舒适性好,使用变频器进行变频控制电机的速度能达到很好的控制目的,现在的电梯通常是PLC+变频器组成的控制系统. 1.1课题研究背景和意义 电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具.随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求.电梯是集机电一体的复杂系统,不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题.而对现代电梯而言,应具有高度的安全性.事实上,在电梯上已经采用了多项安全保护措施.在设计电梯的时候,对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数.然而只有电梯的制造,安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量才能全面保证电梯的最终高质量.在国外,已"法规"实行电梯制造、安装和维修一体化,实行由各制造企业认可的法规认证的专业安装队伍维修单位,承担安装调试、定期维修和检查试验,从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证. 目前,由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着.采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并具有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,己成为电梯控制的发展方向.可编程序控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机.自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台PLC问世以来,迄今己30多年,它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变,但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置.它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式,独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观、方便易学,调试和查错都很容易.用户买到所需PLC后,只需按说明书或提示,做少量的安装接线和用户程序的编制工作,就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践.而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识.这样就破除了"电脑"的神秘感,推动了计算机技术的普遍应用.可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术.PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一,以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能,易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能,同时取代由大量输入输出继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统,在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用.总之,电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空问.PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起因此,它已经成为电梯运行中的关键技术. 1.2国内外发展状况 在经济不断发展,科学技术日新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来.作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分.一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响.在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高.这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大.总趋势是上升的,目前进入了"第三次浪潮",2004年总产量超过了8万台,而且目前还没有减速的迹象.从1949年建国以来全国共生产安装了61万多台电梯.尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度.全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台.到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台.到2005年,中国电梯的年产量达到13.5万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长17.8%.2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力.兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、只立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74%先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用.苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路.目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口. 国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高.自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准.标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位.许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有许多企业可以生产了.国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件. 随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视.使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小、节省能源、可靠性提高.可编程使灵活性增大.更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态.目前,交流调压调速电梯技术已趋成熟,一些企业都有成功的产品.微机控制电梯是电梯技术的方向,一些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性.除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品.另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的.有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺.总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平.中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献.当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一.在一些发达的工业国家,电梯的使用相当普遍.世界上有名的几家电梯公司,诸如:美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等,其电梯的产量已占世界市场的51%.其中,奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业.目前,国外除了以交流电梯取代直流电梯以外,在低层楼房越来越多的使用液压电梯.此外,家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分. 随着科技的进步,电梯也更加安全、舒适.然而,人们的追求并没有就此停止下来,仍在不断地进行研究改进.绿色是和平,绿色是天然,绿色是和谐.电梯是载人的机电设备,要实现"绿色",也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务,强调电梯与环境的协调与和谐.国外对绿色电梯的研究做得比较出色的可能要数Peters了,他专门就绿色电梯进行研究.当然,他的研究是从电梯对环境影响的角度进行的.不可再生资源的消耗、产生废弃物和为生产满足曳引电梯的电力而产生的二氧化碳.同时他还认为,目前电力是不可持续的并对环境有损害,作为在地球上有责任的人,我们应当减少能源消耗,寻找可持续发展的能源. 1.3主要研究内容 课题所研究的内容主要是用可编程控制器(PLC)和变频器改造在用电梯自动控制系统.由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳,用户寻求对电梯的电控系统进行改造,以节约资金.因此,对电梯控制技术进行研究,找出一条适合国产老式电梯的改造之路,并进而提高国产电梯的技术水平和质量,具有十分重要的意义.针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷,提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器(PLC)来控制电梯.调速系统采用交流变频调速,在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能,满足乘客的舒适感和保证平层精度(即准确停车),并能节约大量电能. 绪论 主要介绍电梯的发展情况和背景.阐述了选题的目的和意义. 电梯的概述 主要介绍电梯的分类情况以及电梯的主要机械部件. 电梯的电力驱动系统 主要介绍电力驱动系统的组成、电动机的选择和电力驱动系统的设计. 变频器选层及参数设计 主要介绍变频器的选择以及变频器的参数设计. PLC的选择及其电路设计 主要介绍可编程控制器的选择和电气系统原理设计. 控制方案与程序设计 主要介绍各信号的控制程序设计和主程序的设计. 电梯模拟调试 主要介绍程序在软件上的运行以及检测. 总结与展望 对本文进行了总结并对电梯的发展做了初步展望. 第二章 电梯的概述 2.1 电梯的定义 电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备.它具有一个轿厢,运行在至少两列垂直的倾斜角小于15度的钢性导轨之间.轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物.它适用于装置在两层以上的建筑内,是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具. 2.2 电梯的分类 2.2.1按用途分类 乘客电梯 代号K 为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置. 载货电梯 代号H 为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必备的安全装置. 客货梯 代号L 主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与乘客电梯的区别在于轿厢内部装饰结构和使用场合不同而言. 病床电梯 代号B 为运送医院病人及其病人而设计的电梯,其轿厢具有窄而长的特点. 住宅电梯 代号Z 供住宅楼使用的电梯,控制系统和轿厢装饰均较简单,也必须具有客梯所具有的安全保护装置. 杂物电梯 代号W 供图书馆,办公楼,饭店运送图书、文件、食品等.而绝不允许人员进入的小型用货电梯. 消防梯 代号 火警情况下能适应消防员专用的电梯,非火警情况下可作为一般客梯或客货梯使用. 船舶电梯 代号C 专用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常工作. 观光电梯 代号G 轿厢壁透明,供乘客游览观光之用. 2.2.2 按驱动系统分类 交流电梯 曳引电动机时交流异步电动机的有以下四类: ⑴ 交流单速电梯 曳引电动机为交流单速异步电动机,梯速υ≤0.4 m/s. ⑵ 交流双速电梯 曳引电动机为电梯专用的变级对数的交流异步电动机,速υ≤1 m/s,提升高度h≤35m. ⑶ 交流调速电梯 曳引电动机为电梯专用的单速或多速交流异步电动机,而电动机的驱动控制系统在电梯的起动加速温速制动(或仅是制动减速)程中采用调压调速或涡流制动器调速或变频变压调速的方式,梯速υ≤2 m/s,提升高度h≤50m. ⑷ 交流高速电梯 曳引电动机为电梯专用的低速的交流异步电动机,其驱动控制系统为变频变压加矢量变换的VVVF系统.其梯速υ>2 m/s,提升高度h≤120m. 直流电梯 曳引电动机是电梯专用的直流电动机的有以下两类: ⑴ 直流快速电梯 曳引电动机经减速箱后驱动电梯,梯速υ≤2 m/s,提升高度h≤50m. ⑵ 直流高速电梯 曳引电动机为电梯专用的低转速直流电动机,梯速υ>2 m/s,提升高度h≤120m. 液压电梯 电梯的升降是靠液压传动的,有以下两类: ⑴ 柱塞直顶式 液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部,通过柱塞的升降而使轿厢升降的液压梯,梯速υ≤1 m/s,提升高度h≤20m. ⑵ 柱塞侧顶式 油缸柱塞设置于轿厢旁侧,通过柱塞升降而使轿厢升降的液压梯.梯速υ≤0.63 m/s,提升高度h≤15m. 2.2.3 按操作控制方式分类 门外按钮控制小型杂物电梯:该电梯是一种门外按钮自动控制的小型杂物电梯,它专用于提升和下降重量和体积较小的构件,绝不允许任何人员进入轿厢.这种电梯 在楼层层门旁各设有操作箱.当基站的发货人员装货完毕后将层门关闭,并钦下操作箱上相对应于接货站的停站按钮,电梯就能起动行驶到达该站停止,及时发出信号,促使接货人注意,开层门卸货. 轿厢手柄开关控制自平自动门电梯:该电梯在轿厢内设有经专业安全技术培训的专职司机操作,要求上升或下降时司机可将操作箱上的手柄开关按照需要的方向转到极限位置,这时层门和轿厢门就自动关闭,电梯随即起动向上(或向下)行驶.当轿厢到达所要求停靠的楼层前适当高度(平层区域内)时,司机应预先将手柄开关返回到零位,电梯就自动地从快速降低到慢速,并在慢速运转下自动停止在楼面水平上,自动开门. 内外按钮控制自平自动门电梯:该电梯是一种乘客自己操作的电梯,电梯在各层站分别设有一个召唤按钮.轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,某一层等待电梯的乘客按下召唤按钮,就能使不被占用的轿厢到来,电梯停靠时立即自动开门,乘客进入轿厢后,按下他要去的楼层的指令按钮,电梯就自动关门,自动行驶到该站.每次停靠时,电梯自动进行减速、平层、开门. 选层按钮控制自平自动门电梯:该电梯是一种乘客自己操作的电梯.电梯在各层站分别设有一个召唤按钮.轿厢操作箱上则设有与停站数相等的想应指令按钮.某一楼层等待电梯的乘客按下该召唤按钮,就能使不被"占用"的轿厢到来;电梯停靠时立即自动开门.乘客进入轿厢后,按下他要去的指令按钮,电梯就自动关门,起动行驶到达该站.每次停靠时,电梯自动进行减速、平层、开门. 集选控制或向下集选控制电梯:该电梯是一种乘客自己操作或有时也可以有专职司机操作的自动电梯.电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下召唤按钮,而在其他层站各设有向上、下两个召唤按钮(集选控制)或一个向下召唤按钮(向下集选控制).轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,当进入轿厢的乘客按下指令按钮,指令信号就被登记.电梯在向上过程中按登记的指令信号和向上召唤信号逐一给予停靠,直到有这些信号登记的最高层和有向下召唤登记的最底层为止,然后又反向向下安置指令及向下召唤信号逐一停靠.每次停靠时电梯自动进行减速、平层、开门. 2.3电梯的主要机械部件 轿厢 2)电梯门 3)开关门机构 4)层门门锁 5)机械安全装置 电梯中限速器、安全钳装置是十分重要的机械安全保护装置.它的作用在于:因机械或电气的某种原因,例如断绳或失控使电梯超速下降时当下降速度达到一定限值时,将轿厢擎停在导轨上.不论是限速器还是安全钳都不能单独完成上述任务.上述任务的完成是靠它们的配合动作来完成的. 下图是电梯的基本结构剖视图及机械部件说明:(见图2-1) 1-减速箱;2-曳引轮; 3-曳引机底座; 4-导向轮; 5-限速器; 6-机座; 7-导轨支架; 8-曳引钢丝绳; 9-开关碰铁; 10-紧急终端开关; 11-导靴; 12-轿架; 13-轿门; 14-安全钳; 15-导轨; 16-绳头组合; 17-对重,18-补偿链; 19-补偿链导轮; 20-张紧装置; 21-缓冲器; 22-底坑; 23-层门; 24-呼梯盒; 25-层楼指示灯; 26-随行电缆; 27-轿壁; 28-轿内操纵箱; 29-开门机; 30-井道传感器; 31-电源开关; 32-控制柜; 33-曳引电机; 34-制动器 (图2-1) 第三章 电梯的电力驱动系统 3.1电梯电力驱动系统的定义及构成 在前一章所述的电梯分类中,有按电梯的驱动电动机的类型把电梯分为交流电梯和直流电梯两大类,所以电梯的电力驱动系统也相应分为两大类:交流驱动系统和直流驱动系统,即用三相交流感应电动机为主体的交流驱动系统和用直流电动机为主体的直流驱动系统. 电梯的驱动系统由四部分组成:(如图3-1) 图3-1 电梯驱动系统的构成框图 1—电梯的工作机构(轿厢、对重等)是电梯电力驱动控制的对象和目标 2—电梯的机械传动装置 3—电动机 4—电梯驱动系统的电气自动控制部分 3.2电梯电力驱动系统的要求 电梯设备实质上仍属起重运输机械的范畴内,其传动系统的特点基本相同,都属位能负载.电梯不仅要运输货物,更重要的是运输人员,因此对电力驱动系统的动、静态控制要求均很高(速度和停车准确度等).电梯的电力驱动系统的要求: 电梯的运行速度要尽可能地高. 电梯在整个运行过程中,人们要求愈来愈好,这就是电梯不同于其他起重运输机械的最主要之点.因为电梯是需要载人上下的,所以无论什么样的,对其电力驱动系统的起动和制动过程要求平稳而又不过分浪费时间,我们对电梯的电力驱动系统的加、减速度有所限制. 电梯既然是运载货物和乘客的垂直交通工具之一,则人们要求电梯在到达楼层时停车平层准确.因此电梯停得准确与否是衡量电梯电力驱动系统的重要品质之一. 电梯负载时一个恒转矩的位能负载,而运行方向不是上行就是下行,因此从电力驱动角度看,电梯的电力驱动系统不仅能工作在Ⅰ、Ⅱ象限,而且能工作在Ⅲ、Ⅳ象限,因此电梯对电力驱动系统的要求是能工作在四个象限,以适应电梯系统的不同负载和不同运行方向的要求. 从以上几个方面的叙述,可以概括为三个字,即电梯的电力驱动系统要求"快、稳、准". 3.3电机的选择 电动机的选择包括电动机的种类、结构形式、电动机的额定转速与额定功率. 3.3.1 电动机选择的基本原则 电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求,要与负载的负载特性相适应.保证运行稳定且具有良好的起动和制动性能. 工作过程中电动机容量能得到充分利用,使其温升尽可能达到或接近额定温升值. 电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求,并能适应周围坏境工作条件. 在满足设计要求前提下,应优先采用结构简单、价格便宜、使用方便的三相笼型异步电动机. 3.3.2 电动机容量的选择 选择电动机容量时,应满足下述三方面的要求: 电动机在工作时,其稳定温升应接近但不超过绝缘材料的允许温升. 电动机应具有一定的过载能力,以保证在短时过载的情况下能正常工作.检验电动机的短时过载能力可按下列条件: (4-1) 式中 —电动机在工作中承受的最大负载转矩; —电动机的额定转矩; —短时过载系数. 对异步电动机,取决于,其关系式为 =(0.8~0.85) 式中 —异步电动机最大转矩与额定转矩之比; 0.8~0.85—考虑电网电压下降引起及下降的系数. 直流电动机,过载能力受换向所允许的最大电流值的限制.一般型与 型直流电动机,在额定磁通下,可选为1.5~2.对ZZ型、ZZY型直流电电机,以及同步电动机,可取=2.5~3. 电动机应具有生产机械所需要的起动转矩. 大多数情况下的电动机容量选择,首先从发热的条件考虑,然后再按过载能力进行校验.对笼型电动机,有时还需要进行起动能力校验,看其是否满足生产机械的要求.对直流电动机与绕线型异步电动机则不必校验起动能力,因其起动转矩的数值是可调的. 第四章 变频器选择及其参数设计 本设计通过多种方案的比较和对照,完成了电梯控制系统中变频器的选择. 4.1 变频器的选择 确定变频器的品牌和型号,以及确定变频器的规格,就完成了变频器的选择.先对变频器进行分类,然后分别讨论品牌和型号、规格. 4.1.1选择变频器品牌型号 变频器是变频调速系统的核心设备,它的质量品质对于系统的可靠性影响很大,选择品牌时,质量品质,尤其是与可靠性相关的质量品质,显然是选择时的重要考虑方面.同时,设备平均寿命的长短是一个重要的参数,所以根据预期使用寿命来选择品牌,经验和口碑仍然是主要依据.在同一品牌中选择具体型号时,则主要依据已经确定的变频调速方案、负载类型以及应用所需要的一些附加功能来决定. 4.1.2选择变频器规格 变频器产品说明书都提高标称功率数据,但实际上限制变频器使用功率的是定子电流参数.因此,直接按照变频器标准功率进行选择,在实际中常常可能会行不通.根据具体工程的情况,可以有以下几种不同的变频器规格选择方式: 按照标称功率选择:一般作初步投资估算依据 按照电动机额定电流选择;多用于恒转矩负载的新设计项目 按照电动机实际运行电流选择:多用于改造工程 按照转矩过载能力选择 综上所述,根据实际工程情况,以适当的方法选择变频器规格很重要.选择结果多数情况下变频器标称功率与电动机匹配,少数情况需要放大.所以,笼统的认为放大一级功率选择变频器是没有错的想法,但会造成浪费.总的来说从生产成本来做合适的选择. 4.1.3选择的变频器应满足的条件 根据被控设备的负载特性选择通用变频器的类型. 所选择通用变频器的类型与被控制异步电动机的参数匹配. 为降低电梯成本,首选通用变频器. 电梯的启动和停车都要平稳. 变频器带有防止失速功能. 变频器具有优良的转矩特性. 4.2 专用变频器 4.3 变频器结构及其参数设计 第五章 PLC的选择及其电路设计 随着PLC技术的发展,PLC产品的种类也越来越多,而且功能也日趋完善. 5.1 PLC元件分配表及控制功能 为了能够更好的选型,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统. 5.1.1输入输出(I/O)点数的选择 I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据.实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整. 输入信号的确定 先考察电梯轿厢内的操作.操作面板上应有各层的选层指令按钮,7层共有7个.还有手动开门和关门按钮2个.各楼层乘客召唤时,除底层和顶层只有一个召唤按钮,其它各层均设上下两个召唤按钮,7层共需12个输入按钮.7层电梯需7个行程开关来控制是否到了某一层,因此需7点输入.手动1个,司机1个.开门极限1个,关门限位1个,总共32个输入点,如表5-1所示: 表5-1 输入信号地址分配表 名称: 输入点: 名称: 输入点: 一层上行召唤按钮 X00 轿箱内一层召呼按钮 X20 二层上行召唤按钮 X01 轿箱内二层召呼按钮 X21 三层上行召唤按钮 X02 轿箱内三层召呼按钮 X22 四层上行召唤按钮 X03 轿箱内四层召呼按钮 X23 五层上行召唤按钮 X04 轿箱内五层召呼按钮 X24 六层上行召唤按钮 X05 轿箱内六层召呼按钮 X25 开门按钮 X06 轿箱内七层召呼按钮 X26 关门按钮 X07 一楼限位开关 X30 二层下行召唤按钮 X10 二楼限位开关 X31 三层下行召唤按钮 X11 三楼限位开关 X32 四层下行召唤按钮 X12 四楼限位开关 X33 五层下行召唤按钮 X13 五楼限位开关 X34 六层下行召唤按钮 X14 六楼限位开关 X35 七层下行召唤按钮 X15 七楼限位开关 X36 手动按钮 X16 开门限位 X27 司机按钮 X17 关门限位 X37 输出信号的确定 各楼层乘客召唤时,按下的呼梯按钮需显示,所以有12个输出点.开门、关门输出各1个.轿厢内楼层按钮显示7个,电梯上行、下行输出各1个,低速运行输出1个,七段数码管笔画显示7个,共31个,如表5-2所示 表5-2输出信号地址分配表 名称: 输入点: 名称: 输入点: 一层上行召唤显示 Y00 轿厢内一楼按钮显示 Y20 二层上行召唤显示 Y01 轿厢内二楼按钮显示 Y21 三层上行召唤显示 Y02 轿厢内三楼按钮显示 Y22 四层上行召唤显示 Y03 轿厢内四楼按钮显示 Y23 五层上行召唤显示 Y04 轿厢内五楼按钮显示 Y24 六层上行召唤显示 Y05 轿厢内六楼按钮显示 Y25 电梯开门 Y06 轿厢内七楼按钮显示 Y26 电梯关门 Y07 低速运行显示 Y27 二层下行召唤显示 Y10 a笔画 Y30 三层下行召唤显示 Y11 b笔画 Y31 四层下行召唤显示 Y12 c笔画 Y32 五层下行召唤显示 Y13 d笔画 Y33 六层下行召唤显示 Y14 e笔画 Y34 七层下行召唤显示 Y15 f笔画 Y35 电梯上行显示 Y16 g笔画 Y36 电梯下行显示 Y17 内部辅助继电器以及定时器的确定(见表5-3) 表5-3 内部辅助继电器及定时器地址分配表 元件 功能 1楼 2楼 3楼 4楼 5楼 6楼 7楼M辅助继电器 上呼信号 M0 M1 M2 M3 M4 M5 下呼信号 M10 M11 M12 M13 M14 M15 内选信号 M20 M21 M22 M23 M24 M25 M26 上或内选信号 M30 M31 M32 M33 M34 M35 下或内选信号 M40 M41 M42 M43 M44 M45 上或下或内选号 M50 M51 M52 M53 M54 M55 M56 当前层记忆 M60 M61 M62 M63 M64 M65 M66 其他 M100 M101 M102 上行辨别 下行辨别 停止信号 T 定时器 其他 T0 T1 T2 T3 延时关门 低速行驶 4s震荡 4s震荡 5.1.2存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量..为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代. 存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量. 5.1.3控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择. 运算功能 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能.随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能.设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能.大多数应用场合,只需要逻辑运算和计时计数功能,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等.要显示数据时需要译码和编码等运算. 控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定.PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量.例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等. 通信功能 大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接.通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络. PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求. PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%.PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式: ⑴PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络; ⑵1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络; ⑶PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网; ⑷专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络). 为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器. 编程功能 PLC的编程有离线编程和在线编程两种,设计时应根据应用要求合理选用. 离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制.完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程.离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便.在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行.这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用. 诊断功能 PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断.硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置,软件诊断分内诊断和外诊断.通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断. PLC的诊断功能的强弱,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间. 处理速度 PLC采用扫描方式工作.从实时性要求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失.处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关.目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约0.2~0.4Ls,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要.扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K. 5.2 可编程序控制器(PLC)的选择 5.2.1开关量I/O接口 输入接口电路 接口电路用于采集信号输入,输入信号是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压电继电器等传来的开关量输入信号.输入接口电路将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号. 一般单元式PLC中输入接口单元都使用PLC本身的直流电源供电,不再需要外接电源. 输出接口电路 输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等).输出接口采用光耦合电路,将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电.PLC的输出有继电器输出(M)、晶闸管输出(SSR)和晶体管输出(T)三种输出形式. ⑴ 继电器输出型:有触电输出方式,用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路,但接通断开的频率低.如图5-1: 图5-1 继电器输出 ⑵ 晶闸管输出型:无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的交流负载.如图5-2: 图5-2 晶闸管输出 ⑶ 晶体管输出型:无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载.如图5-3和图5-4: 图5-3 晶体管输出(NPN型,集电极开路) 图5-4 晶体管输出(PNP型,集电极开路) 根据接通断开的频率,本设计采用继电器输出器,继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,有可用于直流负载,而且适用的电压范围较宽、导通压降小、同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强. 5.2.2外部电源的选择 PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、I/O接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块,保证PLC的正常工作. 5.2.3 PLC I/O硬件连线图 根据上面I/O地址分配的分析,本设计采用三菱公司的PLC,型号为FX2N-80MR,输入输出节点各为40个.该PLC既能满足输入输出节点的需求,而且还留有一定的冗余量,为以后电梯系统的扩展提供方便,具体的硬件连接图如图5-5所示. 第六章 控制方案与程序设计 6.1 梯形图设计控制原理 6.1.1门厅上行呼叫信号 门厅上行呼叫信号的用途:乘客1~6楼层时,用按钮发出上行的信号以便告诉司机或直接控制电梯运行到乘客所在的楼层,控制梯形图程序如图6-1所示: 图6-1 门厅上行呼叫信号梯形图 图中X0~X5输入继电器分别为1~6楼层的上行按钮,输出继电器Y0~Y5分别控制1~6楼层的上行信号灯,表示对应的按钮发出的命令,与同一楼层的上行按钮和上行信号灯装在一起,采用带灯按钮,当按钮按下时,按钮中的灯发红光显示向上行标志. 例如:一楼乘客按下上行按钮X0时,Y0得电自锁,1楼上行信号亮;当电梯轿厢下行到1楼时,1楼限位开关X30动作,其上行信号灯Y0熄灭. 2楼、3楼、4楼、5楼和6楼的上行呼叫信号控制原理与1楼上行呼叫信号控制原理基本上相同的.其中,M101为下行标志,在下行时M101=1,在上行M101=0,所以在上行过程电梯上行到该楼层时,该楼层的上行信号熄灭.如果电梯在下行过程中到达该楼层,由于M101=1,M101常开接点闭合,不能断开该楼层的上行信号灯. 7楼是顶层,没有上行呼叫信号. 门厅上行呼叫信号主要起两个作用:一是当乘客按下对应楼层的上行按钮发出上行呼叫指令时,对应的信号灯亮,表示该指令已经输入,等待执行;二是控制电梯,在电梯上行的过程中,电梯经过有上行呼叫信号的楼层时会停下来.门厅上行信号只有在上行过程中,到指定地点(即碰到楼层限位开关)才消除信号,在下行过程中上行的信号应保持. 电梯在上行过程中只能清除上行呼叫信号,不能消除反方向的下行呼叫信号,以便在下行过程中执行. 6.1.2门厅下行呼叫信号 门厅下行呼叫信号的用途:乘客在2~7楼层,乘客按下按钮发出下行信号以便告诉司机(在司机控制方式下)或直接控制电梯(在乘客控制方式下)运行到乘客所在的楼梯.门厅下行呼叫信号控制程序如图6-2所示: 图6-2 门厅下行呼叫信号梯形图 图中X10~X15输入继电器分别为2~7楼层的下行呼叫按钮,输出继电器Y10~Y15分别控制2~7楼层的下行信号灯,表示对应的按钮所发出的指令,与同一楼层的下行按钮和下行信号灯装在一起,采用带灯按钮,当按钮按下时,按钮中发出绿光显示向下标志. 例如:7楼乘客按下7楼下行按钮X15时,Y15得电自锁,7楼下行信号Y15亮;当轿厢上行到7楼时,7楼限位开关X36动作,其上行信号灯Y15熄灭. 2楼、3楼、4楼、5楼和6楼下行呼叫信号控制原理与5楼下行呼叫信号控制原理基本上相同.其中M100为上行标志,在上行时M100=1.在下行时M100=0,所以在下行过程中电梯上行到该楼层时,该楼层的上行信号灯熄灭.如果电梯在上行过程中到达该楼层,由于M100=1,M100常开接点闭合,不能断开该楼层的上行信号灯. 1楼是底层,没有下行呼叫信号. 门厅下行呼叫信号也主要起两个作用:一是当乘客按下对应楼层的下行呼叫按钮发出下行呼叫信号指令时,对应的信号灯显示该指令已经存入PLC中,等待执行;二是控制电梯在下行过程中经过有下行呼叫指令的楼层停下来,使下行乘客进入轿厢,并清除所停楼层的下行呼叫信号. 电梯在下行过程中只能清除下行呼叫信号,不能消除反方向的上行呼叫信号,以便在上行过程中执行. 6.1.3轿厢内选层信号 如图6-3所示: 图6-3 轿厢内选层信号梯形图 图中X20~X26输入继电器分别为轿厢1~7楼层的选层信号按钮,辅助继电器M20~M26分别为1~7楼层的选层记忆信号. 例如:轿厢内某乘客要到4楼,按下4楼内选层按钮X23时,M23得电自锁,当电梯轿厢行驶到4楼时,4楼的限位开关X33动作,M23失电,解除4楼的选层记忆信号. 6.1.4轿厢内选层信号灯的控制 轿厢内选层信号灯用于显示轿厢应到达的楼层,选层信号有两种工作方式: 乘客控制操作方式:在这种工作方式下,当轿厢内乘客按下某层按钮时,对应的选层信号灯显示所在的楼层,把楼层的选层按钮和信号灯装在一起,采用带信号 灯的按钮. 例如:轿厢里的乘客要到5楼,按下5楼选层按钮,则按钮中的信号灯显示"5",电梯到达5楼后,消除信号,5楼选层信号灯熄灭.轿厢内选层信号灯控制梯形图如图6-4所示: 图6-4 轿厢内选层信号灯的控制梯形图 司机控制工作方式:在这种工作方式下,电梯的工作方式完全由司机操作控制,乘客不能控制电梯的运行,但可以向司机发出请求信息.司机可以根据请求信息控制电梯来接送乘客,如果有一层楼都向轿厢内发出上行或下行信号则将使电路复杂,占用输出点增加,为了简化电路,节省可编程控制器的输出点,采用一个信号灯多种显示方式来表示不同的信号.在上行呼唤指令中串入一秒脉冲信号,当有上行呼唤指令时,指令灯按1Hz频率闪光.在下行呼唤信号串入4s脉冲信号.当有下行呼唤信号时信号灯按0.25Hz频率闪光.当有轿厢内选层信号时,信号灯常亮,不闪动,选层信号灯的工作时序如图6-5所示: 图6-5 轿厢内信号灯工作时序图 由图6-5轿厢内信号灯工作时序图可知,电梯在上行、下行、呼唤指令及轿厢内选层指令之间,优先显示轿内选层指令,这是因为在司机操作控制方式下选层指令可以控制电梯运行,而上下行呼唤指令只是请求指令,不能控制电梯的运行. 6.1.5楼层位置信号 楼层位置记忆信号用于电梯的上、下行控制和楼层显示.如图6-6所示: 图6-6 楼层位置信号梯形图 在电梯运行过程中,必须要知道轿厢所在的楼层位置,而楼层位置是由各楼层的位置开关(X20~X26)来检测的,位置开关由一定长度的挡块来控制,起平层作用,为了保证准确停车,轿厢的牵引方式采用摩擦上下平衡配重驱动,由于轿厢和陪重物的重物基本相等,所以电梯的上行和下行的运行惯性相同.当轿厢运行到某一层时,限位开关在上行时碰到挡块的上端,或在下行时碰到挡块的下端,当限位开关动作时,电梯进入低速运行状态,运行一定时间后当限位开关处于挡块中部时停止,从而达到平层控制的作用. 当限位开关动作时,限位开关接点受挡块碰撞而闭合,但是当轿厢驱离时,限位开关将脱离挡块而复位,使信号消失,为了保持信号,在梯形图中采用自锁接点.当电梯到达相邻楼层,碰到位置开关时消除记忆,同时对所到达的楼层位置进行记忆. 例如:当轿厢到达2楼时,X31动作,M61得电自锁,当轿厢离开2楼时,M61仍得电,当上行到3楼碰到限位开关X32,或下行到1楼碰到限位开关X30时,M61失电. 6.1.6七段数码管显示 七段数码管显示的笔画如图6-7所示: 在1楼时,1楼的限位开关X30 动作,使1楼限位记忆继电器M60=1,显示数字"1"( b,c 笔画亮)表示轿厢在1楼,同理,轿厢在2楼时,M61=1数码显示2(a、b、d、e、g笔画亮表示轿厢在2楼). 根据上述各楼限位记忆继电器M60~M66和笔画对应关系图如表6-1所示: 表6-1 M60~M66与笔画对应关系图 楼层位置开关 楼层记忆信号 楼层数码显示 Y30 a Y31 b Y32 c Y33 d Y34 e Y35 f Y36 g X30 M60 1 1 1 X31 M61 2 1 1 1 1 1 X32 M62 3 1 1 1 1 1 X33 M63 4 1 1 1 1 X34 M64 5 1 1 1 1 1 X35 M65 6 1 1 1 1 1 1 X36 M66 7 1 1 1 根据表6-1写出数码管笔画的逻辑表达式: 笔画a:Y30=M61+M62+M64+M65+M66= 笔画b:Y31=M60+M61+M62+M63+M66= 笔画c:Y32=M60+M62+M63+M64+M65+M66= 笔画d:Y33=M61+M62+M64+M65= 笔画e:Y34=M61+M65= 笔画f:Y35=M63+M64+M65= 笔画g:Y36=M61+M62+M63+M64+M65= 根据逻辑表达式画出梯形图,为了使梯形图紧凑,将常开接点并联改为常闭接点串联再取反来表示,如图6-8所示: 图6-8 数码输出显示梯形图 6.1.7楼层呼叫选层综合信号 在电梯控制中,电梯的运行是根据门厅的上下行按钮呼叫信号和轿厢内选层按钮呼叫信号来控制的.在司机控制的方式下,要对门厅的上下行按钮呼叫信号进行屏蔽,应将上下行按钮呼叫输出信号Y0~Y5、Y10~Y15转换成内部信号M0~M5、M10~M15,如图6-9所示: 图6-9 楼层呼叫选层综合信号梯形图 在司机控制的方式下,X17=1,只将M0~M5、M10~M15复位,而Y0~Y5、Y10~Y15不复位. T2、T3组成一个2s断、2s通的震荡电路,用于轿厢内信号灯的下呼信号显示. 为了使上下行辨别控制梯形图清晰简练.将每一层的门厅的上下行呼叫信号和轿厢内选层呼叫信号用一个辅助继电器表示,如图6-10所示: 在乘客控制的方式下,X17=0,各楼层信号M50~M56接收乘客的门厅呼叫信号M0~M5、M10~M15. 在司机控制的方式下,X17=1,M0~M5、M10~M15被复位,各楼层信号M50~M56不能接收乘客的门厅呼叫信号M0~M5、M10~M15.也就是说,乘客在门厅不能控制电梯,但是给出灯光信号,参见"轿厢内选层信号灯的控制". 6.1.8上下行辨别控制信号 上下行辨别控制信号梯形图如图6-11所示: 图6-11 上下行辨别控制信号梯形图 6.1.9开门控制 开门控制梯形图如图6-12所示: 图6-12 开门控制梯形图 电梯只有在停止的时候Y16=0、Y17=0时,才能开门. 开门有4种情况: 当电梯行驶到某楼层停止时,电梯由高速转为低速运行T1时间时,T1接点闭合,Y6得电并自锁开门.门打开时碰到开门限位开关X27,Y6失电.开门结束. 在轿厢中,按下开门按钮X6时,开门. 在关门的过程中,若有人被门夹住,此时与开门按钮并联的限位开关X6动作,断开关门线圈Y7,接通开门线圈Y6,将门打开. 轿厢停在某一层时,在门厅按下上呼按钮或按下下呼按钮,开门. 例如:轿厢停在3楼时,3楼限位开关X32=1,乘客按下3楼的上呼按钮X2或按下下呼按钮X11,电梯开门.而其他楼层按按钮不开门. 6.1.10关门控制 关门控制梯形图如图6-13所示: 图6-13 关门控制梯形图 电梯门正常是关着的,如果门开着,则开门限位开关X27=1,T0得电延时5s,T0接点闭合,Y7得电自锁,将电梯门自动关闭.关门到位时,关门限位开关X37=1,Y7失电.关门结束. 在轿厢中,按下关门按钮X7时,电梯立即关门. 当关门过程中,若有人被门夹住,限位开关X6动作停止关门,并将门打开. 有人在轿厢中按住开门按钮X6,门将不能关闭. 6.1.11停止信号 停止信号梯形图如图6-14所示: 图6-14 停止信号梯形图 电梯在运行过程中到哪一层停止,取决于门厅呼叫信号和轿厢内选层信号. 根据控制要求,电梯在上行过程中只接受上行呼叫信号和轿厢内选层信号,当有上行呼叫信号和轿厢内选层信号时,M101=1,M100常开接点闭合,如果3楼有人按下上呼按钮,则Y2得电自锁,当电梯上行到3楼时,位置开关X32动作,M102发出一个停止脉冲.当电梯上行到最高层7楼时,M100由1变成0,M100下降沿接点接通一个扫描周期,使M102发出一个停止脉冲. 电梯在下行过程中只接受下行呼叫信号和轿厢内选层信号,当有下行呼叫信号和轿厢内选层信号时,M101=1,M101常开接点闭合. 例如:1楼有人按下上呼按钮,当电梯下行到最低层1楼时,M101由1变成0,M101下降沿接点接通一个扫描周期,使M102发出一个停止脉冲. 6.1.12升降电机控制 升降电机控制梯形图如图6-15所示: 图6-15 升降电机控制梯形图 当上行信号M100=1时,门关闭后,关门限位开关X37闭合,Y16得电,电梯上行.当某楼层有上行或轿厢选层信号时,M102发出停止脉冲,接通Y27,Y16和Y27同时得电,升降电机低速运行.定时器T1延时1.5s断开Y16和Y27,电梯停止. 如果轿厢停止在某楼层时,楼上已经没有上行或轿厢选层信号,则M100=0,但是Y16得电自锁,此时停止脉冲M102,接通Y27,Y16和Y27同时得电,升降电机低速运行.定时器T1延时1.5s断开Y16和Y27,电梯停止. 6.1.13手动检修控制方式 手动检修控制方式PLC接线如图6-16所示: 图6-16 手动检修控制方式梯形图 电梯一般需要定期检修,当开关S1动作时,S1常闭接点断开门厅呼叫按钮SB4~SB9、SB12~SB17,门厅呼叫信号无效,输入继电器X0~X5可以另做他用.S1常开接点接通检修用的控制电路.S1另一常开接点接通X16. X16常开闭合,执行跳转指令CJ P1.跳过乘客控制方式和司机控制方式梯形图.X16常开接点断开,不执行跳转指令,而手动梯形图被执行. X0用于电梯上行控制,X1用于电梯下行控制,X2用于电梯低速运行,X3用于点动连动控制,X4用于停止控制. 6.2 七层电梯控制总图 电梯控制总梯形图如图6-17所示: 6.3 控制程序 电梯控制指令表如表6-18所示: 第七章 电梯模拟调试 7.1系统调试 7.1.1调试前具备的条件 主要的机械安全部件——限速器、安全钳及限速器钢绳等已安装完毕,并前动作有效可靠. 机房的所有电气线路的配置及接线工作均已完成,各电气部件的金属外壳均有良好的接地装置,并且要求其接地电阻小于40. 机房内的各电气部件的接线正确均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象. 轿厢的所有电气线路(包括轿厢顶、轿内操纵箱、轿厢底)的配置及接线工作均已完成. 机房内控制屏与轿厢之间的接线正确均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象,且轿厢中的各电气装置的金属外壳均有良好的接地. 机房内控制屏、安全保护开关等与井道内各楼层的召唤按钮箱、门外指示灯、门锁电接点等之间的接线正确性均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象. 机房内各电气机械部件、轿厢内的各电气部件、井道各层站的电气部件均已处于干燥而无受潮或受水浸湿、浸泡现象. 7.1.2电梯的运行调试 在机房内进行运行的调试工作 ⑴手按上行(或下行)的开车继电器,电梯即可起动,加速直至稳速运行.若运行方向与要求运行方向不一致,应立即切断总电源,使电梯紧急停车,然后更换交流电梯曳引电动机进线端的快速运行绕组的相序. ⑵当电梯起动至稳速后,即可人为地使减速信号继电器动作,则电梯立即进入制动减速状态.当进入低速运行状态并进入某层的平层区域内时,电梯即自动平层停车. ⑶人为使轿厢内某层的指令继电器吸合,电梯即自动定出运行方向,再手按方向开车继电器,电梯又可快速运行.将运行至有指令信号的某楼层减速制动点时,电梯即自动减速制动,直至自动平层停车.这样重复运行多次,使电梯的所有各层指令信号的出现均能令电梯正常运行停车. 在轿厢内进行运行的调试工作 首先应把开门继电器的吸引圈端子线接入,电梯即可开门,司机或调试人员进入轿厢内. ⑴在轿厢内按操纵箱上的指令按钮,电梯即可自动定出电梯运行方向,然后按已定方向的方向开车按钮,电梯自动关门,待门全部闭合,电梯自动起动加速进入稳定运行.在即将接近已定的指令层时,电梯即自动减速制动,自动平层,停车开门. ⑵在上述运行过程中如发现起动、减速、停车的三个阶段有不舒服感觉时,应在机房内将控制屏上的起动、减速环节进行调整,直到满意为止. ⑶在上述运行过程中,应对其平层停车的准确度进行检查. ⑷令电梯在空载和满载状况下,上下运行于所有楼层,如其起制动及停车舒适感和各楼层的停层准确度均在标准范围内,即可认为电梯的运行调试工作已全部完成. 7.1.3电梯的整机性能调试 静载试验及其调整 超载试验及其调整 电梯停层准确度的测定及其调整 两端站强迫减速开关和方向限位开关及极限开关的动作位置 机械安全保护系统的试验及其调整 7.2 程序运行与调试 7.2.1程序的软件模拟运行 PLC的程序传输 当写完梯形图,最后写上END语句,必须进行程序转换.转换功能键有两种,在图7-1的箭头所示位置. 图7-1 程序转换 在程序的转换中,如果程序有错,它会显示,也可以通过菜单"工具"查询查询的正确性. 写完梯形图后,在菜单上选择"在线",选中"写入PLC(W)",就出现如图7-2所示: 图7-2 程序写入 从图7-2可看出,在执行读取及写入前必须选中MAIN、PLC参数,否则不能执行对程序的读取、写入,然后点击"执行"按钮. 程序仿真的运行 程序传输完后,在菜单上点击工具"程序检查"或者点击菜单界面上的图标"程序检查"就会出现如图7-3所示,点击程序检查"执行"检查程序. 图7-3 程序检查 程序检查完以后点击"梯形图逻辑测试起动/结束" 图7-4中的图标,程序开始运行,如图7-5所示: 图7-4梯形图逻辑测试起动 图7-5 梯形图运行 7.2.2程序调试 程序写入完成后,点击LADDER LOGIC TEST TOOL"继电器内存监视"如图7-6所示: 图7-6 梯形图监视 "继电器内存监视"运行以后,会弹出"时序图"界面,点击时序图中"监控停止"按钮,如图7-7所示,开始监控程序如图7-8所示 . 如图7-7 开启监控 图7-8 时序图 在图7-8中,点击输入输出,可以观测时序图的变化,也可以在梯形图中观测常开常闭按钮,以及辅助继电器的高低电平动作. 第八章 总结与展望 与老式电梯传动控制系统相比,基于PLC的电梯传动控制系统充分利用PLC的功能,速度给定及波形均由软件产生,系统结构简单,体积小,操作更方便,更灵活. 在科学技术发展的推动下,电梯技术将产生各种新的变化,新的功能.展望未来,超高层建筑物的出现将需要发展更高的运行速度的电梯,电梯工业产品将更加五彩缤纷.超高速电梯、无机房电梯、磁悬浮电梯、无绳电梯、"绿色电梯"等电梯将会出现,它们必将会给我们的生活带来更方便的服务.现代电梯技术的发展,不仅代表着科学技术的飞速发展,同时也标志着人类生活走向现代和文明. 通过这次比较完整的电梯控制系统设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富.这是我们都希望看到的,也正是我们进行毕业设计的目的所在. 参考文献 ⑴阮礽忠,常用电气控制线路手册,福州:福建科学技术出版社,2009.1 ⑵刘艳梅、陈震、李一波、渠莉娜,三菱PLC基础与系统设计,北京:机械工业出版社,2009.1 ⑶廖常初,FX系列PLC编程及应用,北京:机械工业出版社,2005.4 ⑷王志强、杨春帆、姜雪松,最新电梯原理、使用与维护,北京:机械工业工作出版社,2006.4 ⑸李秧耕、何乔治、何峰峰,电梯基本原理及安装维修全书,北京:机械工业出版社,2001.7 ⑹许,王淑英,电气控制与PLC应用,北京:机械工业出版社,2009.1 ⑺刘建华、张静之,三菱FX2N系列PLC应用技术,北京:机械工业出版社,2010.4 ⑻殷洪义,吴建华 PLC原理与实践,清华大学出版社,2008.10 ⑼胡学林,可编程控制器原理及应用,电子工业出版社,2008.10 ⑽吴浩烈,电机及电力拖动基础,重庆:重庆大学出版社,2005 ⑾陈伯时等,电力拖动自动控制系统,北京:机械工业出版社,2002.2 ⑿张进秋等,可编程控制器原理及应用实例, 北京:机械工业出版,2004.6 ⒀王阿根,PLC控制程序精编108例,北京:电子工业出版社,2009.12 致谢 衷心感谢我的导师罗华老师,在课题的选择、以及论文的写作的过程中,罗老师给予我悉心的指导.罗老师渊博的知识、严谨的学风、扎实的理论基础和诲人不倦的胸怀,将是我一生的楷模,其执着的钻研精神和朴实的工作作风令人尊敬. 在论文完成之际,谨向罗老师致以最诚挚的谢意!同时,感谢大学期间给予我关心、帮助的同学们,是他们让我愉快地度过了四年的生活和他们结成的友谊将是我今后最宝贵的精神财富.在此,感谢父母以及家人,感谢他们这些年来的大力支持,感谢他们给予我生活上的关心、经济上的支持和精神上的鼓励.最后对参加本文评审和答辩的老师致以衷心的感谢! 附录 附录1:图5-5 PLCI/O硬件连接图 附录2:图6-17 电梯控制总梯形图 附录3:图6-18 电梯控制指令表
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基于PLC的七层电梯控制系统设计 机械制造及其自动化专业 学生 安锋指导老师 罗华摘要:电梯不仅仅是高层建筑罩的必备设施,在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具.电梯的控制系统已由初期的继电控制向微机控制发展.可编程控制器由于具有可靠性高、功能强大等特点已经成为电梯微机控制系统的核心. 本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上,针对7层7站电梯,使用三菱FX2N-80MR可编程控制器,设计了电梯的控制系统.包括电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤的登记与消除模块、电梯的选层和定向模块、电梯的开关门运行模块、电梯运行控制模块等,实现了电梯的指层控制、轿内与各层内呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的层站的控制,自动运行和自动开关门等功能. 这种电梯控制系统应用于实际运行的电梯中,运行结果表明:电梯控制系统安全性和可靠性高,月常保养维护和故障检修方便,运行成本低.电梯连续运行12000次,故障率为0,平层精度小于±5mm,平衡系数48%~50%,起动、制动及运行平稳、舒适,安全保护和可靠性均达到GB7588.2003的规定,能够满足电梯的控制要求. 关键字:电梯;控制系统;可编程控制器 Abstract:Elevator is not only the necessary facility in the high-rise building.is also the essential vertical transport means in the multi—layered construction.The control system of elevator is developed from the initial relay control system to the microcomputer congol system.The programmable logic controller has already become the core of the elevator microcomputer control system because of its high reliability and formidable function and so on the characteristics. This article slalomed the elevator structure,the structure and the working principle of the programmable logic controller.Aim at the elevator of sever floors and sever stations,the writer design this elevator control system by the use of Mitsubishi FX2N—80MR programmable illogic controller.111e writer design the elevator control modules.Such the module of shown layer.the module of register and cancel the instructions from the cabin.The module of register and cancel the instructions from the smfion hall.the module of choose station and direction.the module of door movement,the module of elevator operation,and so on.These modules achieve the functions:fingering out the location of the cabin,registering the instructions from the cabin and the station hall.choosing the direction and the station of elevator follow these instructions,operating elevator and door automatically,and other functions. This elevator control system applies in the actual operating elevator.the operating result indicated:its security and reliability ale high, the routine maintenance and the trouble shooting are convenient, the elevator operating cost is low.The elevator continuous running 12000 times.the failure rate is 0.the even level precision is smaller than+5mm,the balanced coefficients is 48%~50%,the starting,the brake and the movement ale extremely steady and comfortable,the safekeeping of security and the reliability achieved GB7588—2003 the stipulations.Can satisfy the elevator the control request. Key Words:Elevator; Control System; Programmable Logic Controller 目录第一章 绪论 6 1.1课题研究背景和意义 6 1.2国内外发展状况 7 1.3主要研究内容 9 第二章 电梯的概述 10 2.1 电梯的定义 10 2.2 电梯的分类 10 2.2.1按用途分类 10 2.2.2 按驱动系统分类 11 2.2.3 按操作控制方式分类 12 2.3电梯的主要机械部件 13 第三章 电梯的电力驱动系统 15 3.1电梯电力驱动系统的定义及构成 15 3.2电梯电力驱动系统的要求 15 3.3电机的选择 16 3.3.1 电动机选择的基本原则 16 3.3.2 电动机容量的选择 16 第四章 变频器选择及其参数设计 17 4.1 变频器的选择 17 4.1.1选择变频器品牌型号 18 4.1.2选择变频器规格 18 4.1.3选择的变频器应满足的条件 18 4.2 专用变频器 19 4.3 变频器结构及其参数设计 19 第五章 PLC的选择及其电路设计 19 5.1 PLC元件分配表及控制功能 19 5.1.1输入输出(I/O)点数的选择 20 5.1.2存储器容量的估算 22 5.1.3控制功能的选择 22 5.2 可编程序控制器(PLC)的选择 24 5.2.1开关量I/O接口 24 5.2.2外部电源的选择 26 5.2.3 PLC I/O硬件连线图 26 第六章 控制方案与程序设计 26 6.1 梯形图设计控制原理 26 6.1.1门厅上行呼叫信号 26 6.1.2门厅下行呼叫信号 28 6.1.3轿厢内选层信号 29 6.1.4轿厢内选层信号灯的控制 29 6.1.5楼层位置信号 31 6.1.6七段数码管显示 33 6.1.7楼层呼叫选层综合信号 34 6.1.8上下行辨别控制信号 35 6.1.9开门控制 36 6.1.10关门控制 37 6.1.11停止信号 38 6.1.12升降电机控制 40 6.1.13手动检修控制方式 40 6.2 七层电梯控制总图 41 6.3 控制程序 41 第七章 电梯模拟调试 42 7.1系统调试 42 7.1.1调试前具备的条件 42 7.1.2电梯的运行调试 42 7.1.3电梯的整机性能调试 43 7.2 程序运行与调试 43 7.2.1程序的软件模拟运行 43 7.2.2程序调试 46 第八章 总结与展望 48 参考文献 48 致谢 48 附录 48 第一章 绪论 随着社会主义市场经济的不断发展,我国建筑行业的快速发展和楼宇自动化、智能化的需要,电梯产品的用量剧增.电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术基于一体的机电设备,它是建筑物的永久性垂直交通工具.为满足和提高人们的生活质量,电梯的智能化、自动化技术迅速发展.特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展,现代电梯的技术含量日益提高.电梯控制系统主要有以下三种控制方式:继电器控制系统、PLC控制系统和微机控制系统.继电器控制系统犹豫故障率高,控制方式不灵活及功率消耗大等缺点,目前已经逐渐被淘汰.微机控制系统虽然在只能控制方面有比较强大的功能,但也存在一定的不足之处,例如抗干扰性差,系统设计比较复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术,这些都限制了微机控制系统应用的广泛性.而PLC控制系统由于运行可靠、试用维修方便、抗干扰性能强等优越性,成为目前在电梯控制系统中试用最多的控制方式.电梯需要运行平稳且舒适性好,使用变频器进行变频控制电机的速度能达到很好的控制目的,现在的电梯通常是PLC+变频器组成的控制系统. 1.1课题研究背景和意义 电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具.随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求.电梯是集机电一体的复杂系统,不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题.而对现代电梯而言,应具有高度的安全性.事实上,在电梯上已经采用了多项安全保护措施.在设计电梯的时候,对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数.然而只有电梯的制造,安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量才能全面保证电梯的最终高质量.在国外,已"法规"实行电梯制造、安装和维修一体化,实行由各制造企业认可的法规认证的专业安装队伍维修单位,承担安装调试、定期维修和检查试验,从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证. 目前,由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着.采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并具有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,己成为电梯控制的发展方向.可编程序控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机.自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台PLC问世以来,迄今己30多年,它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变,但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置.它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式,独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观、方便易学,调试和查错都很容易.用户买到所需PLC后,只需按说明书或提示,做少量的安装接线和用户程序的编制工作,就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践.而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识.这样就破除了"电脑"的神秘感,推动了计算机技术的普遍应用.可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术.PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一,以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能,易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能,同时取代由大量输入输出继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统,在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用.总之,电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空问.PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起因此,它已经成为电梯运行中的关键技术. 1.2国内外发展状况 在经济不断发展,科学技术日新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来.作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分.一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响.在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高.这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大.总趋势是上升的,目前进入了"第三次浪潮",2004年总产量超过了8万台,而且目前还没有减速的迹象.从1949年建国以来全国共生产安装了61万多台电梯.尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度.全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台.到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台.到2005年,中国电梯的年产量达到13.5万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长17.8%.2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力.兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、只立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了74%先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用.苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路.目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口. 国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高.自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准.标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位.许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有许多企业可以生产了.国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件. 随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视.使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小、节省能源、可靠性提高.可编程使灵活性增大.更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态.目前,交流调压调速电梯技术已趋成熟,一些企业都有成功的产品.微机控制电梯是电梯技术的方向,一些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性.除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品.另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的.有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺.总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平.中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献.当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一.在一些发达的工业国家,电梯的使用相当普遍.世界上有名的几家电梯公司,诸如:美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等,其电梯的产量已占世界市场的51%.其中,奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业.目前,国外除了以交流电梯取代直流电梯以外,在低层楼房越来越多的使用液压电梯.此外,家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分. 随着科技的进步,电梯也更加安全、舒适.然而,人们的追求并没有就此停止下来,仍在不断地进行研究改进.绿色是和平,绿色是天然,绿色是和谐.电梯是载人的机电设备,要实现"绿色",也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务,强调电梯与环境的协调与和谐.国外对绿色电梯的研究做得比较出色的可能要数Peters了,他专门就绿色电梯进行研究.当然,他的研究是从电梯对环境影响的角度进行的.不可再生资源的消耗、产生废弃物和为生产满足曳引电梯的电力而产生的二氧化碳.同时他还认为,目前电力是不可持续的并对环境有损害,作为在地球上有责任的人,我们应当减少能源消耗,寻找可持续发展的能源. 1.3主要研究内容 课题所研究的内容主要是用可编程控制器(PLC)和变频器改造在用电梯自动控制系统.由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳,用户寻求对电梯的电控系统进行改造,以节约资金.因此,对电梯控制技术进行研究,找出一条适合国产老式电梯的改造之路,并进而提高国产电梯的技术水平和质量,具有十分重要的意义.针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷,提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器(PLC)来控制电梯.调速系统采用交流变频调速,在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能,满足乘客的舒适感和保证平层精度(即准确停车),并能节约大量电能. 绪论 主要介绍电梯的发展情况和背景.阐述了选题的目的和意义. 电梯的概述 主要介绍电梯的分类情况以及电梯的主要机械部件. 电梯的电力驱动系统 主要介绍电力驱动系统的组成、电动机的选择和电力驱动系统的设计. 变频器选层及参数设计 主要介绍变频器的选择以及变频器的参数设计. PLC的选择及其电路设计 主要介绍可编程控制器的选择和电气系统原理设计. 控制方案与程序设计 主要介绍各信号的控制程序设计和主程序的设计. 电梯模拟调试 主要介绍程序在软件上的运行以及检测. 总结与展望 对本文进行了总结并对电梯的发展做了初步展望. 第二章 电梯的概述 2.1 电梯的定义 电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备.它具有一个轿厢,运行在至少两列垂直的倾斜角小于15度的钢性导轨之间.轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物.它适用于装置在两层以上的建筑内,是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具. 2.2 电梯的分类 2.2.1按用途分类 乘客电梯 代号K 为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置. 载货电梯 代号H 为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必备的安全装置. 客货梯 代号L 主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与乘客电梯的区别在于轿厢内部装饰结构和使用场合不同而言. 病床电梯 代号B 为运送医院病人及其病人而设计的电梯,其轿厢具有窄而长的特点. 住宅电梯 代号Z 供住宅楼使用的电梯,控制系统和轿厢装饰均较简单,也必须具有客梯所具有的安全保护装置. 杂物电梯 代号W 供图书馆,办公楼,饭店运送图书、文件、食品等.而绝不允许人员进入的小型用货电梯. 消防梯 代号 火警情况下能适应消防员专用的电梯,非火警情况下可作为一般客梯或客货梯使用. 船舶电梯 代号C 专用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常工作. 观光电梯 代号G 轿厢壁透明,供乘客游览观光之用. 2.2.2 按驱动系统分类 交流电梯 曳引电动机时交流异步电动机的有以下四类: ⑴ 交流单速电梯 曳引电动机为交流单速异步电动机,梯速υ≤0.4 m/s. ⑵ 交流双速电梯 曳引电动机为电梯专用的变级对数的交流异步电动机,速υ≤1 m/s,提升高度h≤35m. ⑶ 交流调速电梯 曳引电动机为电梯专用的单速或多速交流异步电动机,而电动机的驱动控制系统在电梯的起动加速温速制动(或仅是制动减速)程中采用调压调速或涡流制动器调速或变频变压调速的方式,梯速υ≤2 m/s,提升高度h≤50m. ⑷ 交流高速电梯 曳引电动机为电梯专用的低速的交流异步电动机,其驱动控制系统为变频变压加矢量变换的VVVF系统.其梯速υ>2 m/s,提升高度h≤120m. 直流电梯 曳引电动机是电梯专用的直流电动机的有以下两类: ⑴ 直流快速电梯 曳引电动机经减速箱后驱动电梯,梯速υ≤2 m/s,提升高度h≤50m. ⑵ 直流高速电梯 曳引电动机为电梯专用的低转速直流电动机,梯速υ>2 m/s,提升高度h≤120m. 液压电梯 电梯的升降是靠液压传动的,有以下两类: ⑴ 柱塞直顶式 液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部,通过柱塞的升降而使轿厢升降的液压梯,梯速υ≤1 m/s,提升高度h≤20m. ⑵ 柱塞侧顶式 油缸柱塞设置于轿厢旁侧,通过柱塞升降而使轿厢升降的液压梯.梯速υ≤0.63 m/s,提升高度h≤15m. 2.2.3 按操作控制方式分类 门外按钮控制小型杂物电梯:该电梯是一种门外按钮自动控制的小型杂物电梯,它专用于提升和下降重量和体积较小的构件,绝不允许任何人员进入轿厢.这种电梯 在楼层层门旁各设有操作箱.当基站的发货人员装货完毕后将层门关闭,并钦下操作箱上相对应于接货站的停站按钮,电梯就能起动行驶到达该站停止,及时发出信号,促使接货人注意,开层门卸货. 轿厢手柄开关控制自平自动门电梯:该电梯在轿厢内设有经专业安全技术培训的专职司机操作,要求上升或下降时司机可将操作箱上的手柄开关按照需要的方向转到极限位置,这时层门和轿厢门就自动关闭,电梯随即起动向上(或向下)行驶.当轿厢到达所要求停靠的楼层前适当高度(平层区域内)时,司机应预先将手柄开关返回到零位,电梯就自动地从快速降低到慢速,并在慢速运转下自动停止在楼面水平上,自动开门. 内外按钮控制自平自动门电梯:该电梯是一种乘客自己操作的电梯,电梯在各层站分别设有一个召唤按钮.轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,某一层等待电梯的乘客按下召唤按钮,就能使不被占用的轿厢到来,电梯停靠时立即自动开门,乘客进入轿厢后,按下他要去的楼层的指令按钮,电梯就自动关门,自动行驶到该站.每次停靠时,电梯自动进行减速、平层、开门. 选层按钮控制自平自动门电梯:该电梯是一种乘客自己操作的电梯.电梯在各层站分别设有一个召唤按钮.轿厢操作箱上则设有与停站数相等的想应指令按钮.某一楼层等待电梯的乘客按下该召唤按钮,就能使不被"占用"的轿厢到来;电梯停靠时立即自动开门.乘客进入轿厢后,按下他要去的指令按钮,电梯就自动关门,起动行驶到达该站.每次停靠时,电梯自动进行减速、平层、开门. 集选控制或向下集选控制电梯:该电梯是一种乘客自己操作或有时也可以有专职司机操作的自动电梯.电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下召唤按钮,而在其他层站各设有向上、下两个召唤按钮(集选控制)或一个向下召唤按钮(向下集选控制).轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮,当进入轿厢的乘客按下指令按钮,指令信号就被登记.电梯在向上过程中按登记的指令信号和向上召唤信号逐一给予停靠,直到有这些信号登记的最高层和有向下召唤登记的最底层为止,然后又反向向下安置指令及向下召唤信号逐一停靠.每次停靠时电梯自动进行减速、平层、开门. 2.3电梯的主要机械部件 轿厢 2)电梯门 3)开关门机构 4)层门门锁 5)机械安全装置 电梯中限速器、安全钳装置是十分重要的机械安全保护装置.它的作用在于:因机械或电气的某种原因,例如断绳或失控使电梯超速下降时当下降速度达到一定限值时,将轿厢擎停在导轨上.不论是限速器还是安全钳都不能单独完成上述任务.上述任务的完成是靠它们的配合动作来完成的. 下图是电梯的基本结构剖视图及机械部件说明:(见图2-1) 1-减速箱;2-曳引轮; 3-曳引机底座; 4-导向轮; 5-限速器; 6-机座; 7-导轨支架; 8-曳引钢丝绳; 9-开关碰铁; 10-紧急终端开关; 11-导靴; 12-轿架; 13-轿门; 14-安全钳; 15-导轨; 16-绳头组合; 17-对重,18-补偿链; 19-补偿链导轮; 20-张紧装置; 21-缓冲器; 22-底坑; 23-层门; 24-呼梯盒; 25-层楼指示灯; 26-随行电缆; 27-轿壁; 28-轿内操纵箱; 29-开门机; 30-井道传感器; 31-电源开关; 32-控制柜; 33-曳引电机; 34-制动器 (图2-1) 第三章 电梯的电力驱动系统 3.1电梯电力驱动系统的定义及构成 在前一章所述的电梯分类中,有按电梯的驱动电动机的类型把电梯分为交流电梯和直流电梯两大类,所以电梯的电力驱动系统也相应分为两大类:交流驱动系统和直流驱动系统,即用三相交流感应电动机为主体的交流驱动系统和用直流电动机为主体的直流驱动系统. 电梯的驱动系统由四部分组成:(如图3-1) 图3-1 电梯驱动系统的构成框图 1—电梯的工作机构(轿厢、对重等)是电梯电力驱动控制的对象和目标 2—电梯的机械传动装置 3—电动机 4—电梯驱动系统的电气自动控制部分 3.2电梯电力驱动系统的要求 电梯设备实质上仍属起重运输机械的范畴内,其传动系统的特点基本相同,都属位能负载.电梯不仅要运输货物,更重要的是运输人员,因此对电力驱动系统的动、静态控制要求均很高(速度和停车准确度等).电梯的电力驱动系统的要求: 电梯的运行速度要尽可能地高. 电梯在整个运行过程中,人们要求愈来愈好,这就是电梯不同于其他起重运输机械的最主要之点.因为电梯是需要载人上下的,所以无论什么样的,对其电力驱动系统的起动和制动过程要求平稳而又不过分浪费时间,我们对电梯的电力驱动系统的加、减速度有所限制. 电梯既然是运载货物和乘客的垂直交通工具之一,则人们要求电梯在到达楼层时停车平层准确.因此电梯停得准确与否是衡量电梯电力驱动系统的重要品质之一. 电梯负载时一个恒转矩的位能负载,而运行方向不是上行就是下行,因此从电力驱动角度看,电梯的电力驱动系统不仅能工作在Ⅰ、Ⅱ象限,而且能工作在Ⅲ、Ⅳ象限,因此电梯对电力驱动系统的要求是能工作在四个象限,以适应电梯系统的不同负载和不同运行方向的要求. 从以上几个方面的叙述,可以概括为三个字,即电梯的电力驱动系统要求"快、稳、准". 3.3电机的选择 电动机的选择包括电动机的种类、结构形式、电动机的额定转速与额定功率. 3.3.1 电动机选择的基本原则 电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求,要与负载的负载特性相适应.保证运行稳定且具有良好的起动和制动性能. 工作过程中电动机容量能得到充分利用,使其温升尽可能达到或接近额定温升值. 电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求,并能适应周围坏境工作条件. 在满足设计要求前提下,应优先采用结构简单、价格便宜、使用方便的三相笼型异步电动机. 3.3.2 电动机容量的选择 选择电动机容量时,应满足下述三方面的要求: 电动机在工作时,其稳定温升应接近但不超过绝缘材料的允许温升. 电动机应具有一定的过载能力,以保证在短时过载的情况下能正常工作.检验电动机的短时过载能力可按下列条件: (4-1) 式中 —电动机在工作中承受的最大负载转矩; —电动机的额定转矩; —短时过载系数. 对异步电动机,取决于,其关系式为 =(0.8~0.85) 式中 —异步电动机最大转矩与额定转矩之比; 0.8~0.85—考虑电网电压下降引起及下降的系数. 直流电动机,过载能力受换向所允许的最大电流值的限制.一般型与 型直流电动机,在额定磁通下,可选为1.5~2.对ZZ型、ZZY型直流电电机,以及同步电动机,可取=2.5~3. 电动机应具有生产机械所需要的起动转矩. 大多数情况下的电动机容量选择,首先从发热的条件考虑,然后再按过载能力进行校验.对笼型电动机,有时还需要进行起动能力校验,看其是否满足生产机械的要求.对直流电动机与绕线型异步电动机则不必校验起动能力,因其起动转矩的数值是可调的. 第四章 变频器选择及其参数设计 本设计通过多种方案的比较和对照,完成了电梯控制系统中变频器的选择. 4.1 变频器的选择 确定变频器的品牌和型号,以及确定变频器的规格,就完成了变频器的选择.先对变频器进行分类,然后分别讨论品牌和型号、规格. 4.1.1选择变频器品牌型号 变频器是变频调速系统的核心设备,它的质量品质对于系统的可靠性影响很大,选择品牌时,质量品质,尤其是与可靠性相关的质量品质,显然是选择时的重要考虑方面.同时,设备平均寿命的长短是一个重要的参数,所以根据预期使用寿命来选择品牌,经验和口碑仍然是主要依据.在同一品牌中选择具体型号时,则主要依据已经确定的变频调速方案、负载类型以及应用所需要的一些附加功能来决定. 4.1.2选择变频器规格 变频器产品说明书都提高标称功率数据,但实际上限制变频器使用功率的是定子电流参数.因此,直接按照变频器标准功率进行选择,在实际中常常可能会行不通.根据具体工程的情况,可以有以下几种不同的变频器规格选择方式: 按照标称功率选择:一般作初步投资估算依据 按照电动机额定电流选择;多用于恒转矩负载的新设计项目 按照电动机实际运行电流选择:多用于改造工程 按照转矩过载能力选择 综上所述,根据实际工程情况,以适当的方法选择变频器规格很重要.选择结果多数情况下变频器标称功率与电动机匹配,少数情况需要放大.所以,笼统的认为放大一级功率选择变频器是没有错的想法,但会造成浪费.总的来说从生产成本来做合适的选择. 4.1.3选择的变频器应满足的条件 根据被控设备的负载特性选择通用变频器的类型. 所选择通用变频器的类型与被控制异步电动机的参数匹配. 为降低电梯成本,首选通用变频器. 电梯的启动和停车都要平稳. 变频器带有防止失速功能. 变频器具有优良的转矩特性. 4.2 专用变频器 4.3 变频器结构及其参数设计 第五章 PLC的选择及其电路设计 随着PLC技术的发展,PLC产品的种类也越来越多,而且功能也日趋完善. 5.1 PLC元件分配表及控制功能 为了能够更好的选型,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统. 5.1.1输入输出(I/O)点数的选择 I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据.实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整. 输入信号的确定 先考察电梯轿厢内的操作.操作面板上应有各层的选层指令按钮,7层共有7个.还有手动开门和关门按钮2个.各楼层乘客召唤时,除底层和顶层只有一个召唤按钮,其它各层均设上下两个召唤按钮,7层共需12个输入按钮.7层电梯需7个行程开关来控制是否到了某一层,因此需7点输入.手动1个,司机1个.开门极限1个,关门限位1个,总共32个输入点,如表5-1所示: 表5-1 输入信号地址分配表 名称: 输入点: 名称: 输入点: 一层上行召唤按钮 X00 轿箱内一层召呼按钮 X20 二层上行召唤按钮 X01 轿箱内二层召呼按钮 X21 三层上行召唤按钮 X02 轿箱内三层召呼按钮 X22 四层上行召唤按钮 X03 轿箱内四层召呼按钮 X23 五层上行召唤按钮 X04 轿箱内五层召呼按钮 X24 六层上行召唤按钮 X05 轿箱内六层召呼按钮 X25 开门按钮 X06 轿箱内七层召呼按钮 X26 关门按钮 X07 一楼限位开关 X30 二层下行召唤按钮 X10 二楼限位开关 X31 三层下行召唤按钮 X11 三楼限位开关 X32 四层下行召唤按钮 X12 四楼限位开关 X33 五层下行召唤按钮 X13 五楼限位开关 X34 六层下行召唤按钮 X14 六楼限位开关 X35 七层下行召唤按钮 X15 七楼限位开关 X36 手动按钮 X16 开门限位 X27 司机按钮 X17 关门限位 X37 输出信号的确定 各楼层乘客召唤时,按下的呼梯按钮需显示,所以有12个输出点.开门、关门输出各1个.轿厢内楼层按钮显示7个,电梯上行、下行输出各1个,低速运行输出1个,七段数码管笔画显示7个,共31个,如表5-2所示 表5-2输出信号地址分配表 名称: 输入点: 名称: 输入点: 一层上行召唤显示 Y00 轿厢内一楼按钮显示 Y20 二层上行召唤显示 Y01 轿厢内二楼按钮显示 Y21 三层上行召唤显示 Y02 轿厢内三楼按钮显示 Y22 四层上行召唤显示 Y03 轿厢内四楼按钮显示 Y23 五层上行召唤显示 Y04 轿厢内五楼按钮显示 Y24 六层上行召唤显示 Y05 轿厢内六楼按钮显示 Y25 电梯开门 Y06 轿厢内七楼按钮显示 Y26 电梯关门 Y07 低速运行显示 Y27 二层下行召唤显示 Y10 a笔画 Y30 三层下行召唤显示 Y11 b笔画 Y31 四层下行召唤显示 Y12 c笔画 Y32 五层下行召唤显示 Y13 d笔画 Y33 六层下行召唤显示 Y14 e笔画 Y34 七层下行召唤显示 Y15 f笔画 Y35 电梯上行显示 Y16 g笔画 Y36 电梯下行显示 Y17 内部辅助继电器以及定时器的确定(见表5-3) 表5-3 内部辅助继电器及定时器地址分配表 元件 功能 1楼 2楼 3楼 4楼 5楼 6楼 7楼M辅助继电器 上呼信号 M0 M1 M2 M3 M4 M5 下呼信号 M10 M11 M12 M13 M14 M15 内选信号 M20 M21 M22 M23 M24 M25 M26 上或内选信号 M30 M31 M32 M33 M34 M35 下或内选信号 M40 M41 M42 M43 M44 M45 上或下或内选号 M50 M51 M52 M53 M54 M55 M56 当前层记忆 M60 M61 M62 M63 M64 M65 M66 其他 M100 M101 M102 上行辨别 下行辨别 停止信号 T 定时器 其他 T0 T1 T2 T3 延时关门 低速行驶 4s震荡 4s震荡 5.1.2存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量..为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代. 存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量. 5.1.3控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择. 运算功能 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能.随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能.设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能.大多数应用场合,只需要逻辑运算和计时计数功能,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等.要显示数据时需要译码和编码等运算. 控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定.PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量.例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等. 通信功能 大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接.通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络. PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求. PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%.PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式: ⑴PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络; ⑵1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络; ⑶PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网; ⑷专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络). 为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器. 编程功能 PLC的编程有离线编程和在线编程两种,设计时应根据应用要求合理选用. 离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制.完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程.离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便.在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行.这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用. 诊断功能 PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断.硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置,软件诊断分内诊断和外诊断.通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断. PLC的诊断功能的强弱,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间. 处理速度 PLC采用扫描方式工作.从实时性要求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失.处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关.目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约0.2~0.4Ls,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要.扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K. 5.2 可编程序控制器(PLC)的选择 5.2.1开关量I/O接口 输入接口电路 接口电路用于采集信号输入,输入信号是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压电继电器等传来的开关量输入信号.输入接口电路将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号. 一般单元式PLC中输入接口单元都使用PLC本身的直流电源供电,不再需要外接电源. 输出接口电路 输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等).输出接口采用光耦合电路,将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电.PLC的输出有继电器输出(M)、晶闸管输出(SSR)和晶体管输出(T)三种输出形式. ⑴ 继电器输出型:有触电输出方式,用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路,但接通断开的频率低.如图5-1: 图5-1 继电器输出 ⑵ 晶闸管输出型:无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的交流负载.如图5-2: 图5-2 晶闸管输出 ⑶ 晶体管输出型:无触点输出方式,用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载.如图5-3和图5-4: 图5-3 晶体管输出(NPN型,集电极开路) 图5-4 晶体管输出(PNP型,集电极开路) 根据接通断开的频率,本设计采用继电器输出器,继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,有可用于直流负载,而且适用的电压范围较宽、导通压降小、同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强. 5.2.2外部电源的选择 PLC的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC的CPU、存储器、I/O接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块,保证PLC的正常工作. 5.2.3 PLC I/O硬件连线图 根据上面I/O地址分配的分析,本设计采用三菱公司的PLC,型号为FX2N-80MR,输入输出节点各为40个.该PLC既能满足输入输出节点的需求,而且还留有一定的冗余量,为以后电梯系统的扩展提供方便,具体的硬件连接图如图5-5所示. 第六章 控制方案与程序设计 6.1 梯形图设计控制原理 6.1.1门厅上行呼叫信号 门厅上行呼叫信号的用途:乘客1~6楼层时,用按钮发出上行的信号以便告诉司机或直接控制电梯运行到乘客所在的楼层,控制梯形图程序如图6-1所示: 图6-1 门厅上行呼叫信号梯形图 图中X0~X5输入继电器分别为1~6楼层的上行按钮,输出继电器Y0~Y5分别控制1~6楼层的上行信号灯,表示对应的按钮发出的命令,与同一楼层的上行按钮和上行信号灯装在一起,采用带灯按钮,当按钮按下时,按钮中的灯发红光显示向上行标志. 例如:一楼乘客按下上行按钮X0时,Y0得电自锁,1楼上行信号亮;当电梯轿厢下行到1楼时,1楼限位开关X30动作,其上行信号灯Y0熄灭. 2楼、3楼、4楼、5楼和6楼的上行呼叫信号控制原理与1楼上行呼叫信号控制原理基本上相同的.其中,M101为下行标志,在下行时M101=1,在上行M101=0,所以在上行过程电梯上行到该楼层时,该楼层的上行信号熄灭.如果电梯在下行过程中到达该楼层,由于M101=1,M101常开接点闭合,不能断开该楼层的上行信号灯. 7楼是顶层,没有上行呼叫信号. 门厅上行呼叫信号主要起两个作用:一是当乘客按下对应楼层的上行按钮发出上行呼叫指令时,对应的信号灯亮,表示该指令已经输入,等待执行;二是控制电梯,在电梯上行的过程中,电梯经过有上行呼叫信号的楼层时会停下来.门厅上行信号只有在上行过程中,到指定地点(即碰到楼层限位开关)才消除信号,在下行过程中上行的信号应保持. 电梯在上行过程中只能清除上行呼叫信号,不能消除反方向的下行呼叫信号,以便在下行过程中执行. 6.1.2门厅下行呼叫信号 门厅下行呼叫信号的用途:乘客在2~7楼层,乘客按下按钮发出下行信号以便告诉司机(在司机控制方式下)或直接控制电梯(在乘客控制方式下)运行到乘客所在的楼梯.门厅下行呼叫信号控制程序如图6-2所示: 图6-2 门厅下行呼叫信号梯形图 图中X10~X15输入继电器分别为2~7楼层的下行呼叫按钮,输出继电器Y10~Y15分别控制2~7楼层的下行信号灯,表示对应的按钮所发出的指令,与同一楼层的下行按钮和下行信号灯装在一起,采用带灯按钮,当按钮按下时,按钮中发出绿光显示向下标志. 例如:7楼乘客按下7楼下行按钮X15时,Y15得电自锁,7楼下行信号Y15亮;当轿厢上行到7楼时,7楼限位开关X36动作,其上行信号灯Y15熄灭. 2楼、3楼、4楼、5楼和6楼下行呼叫信号控制原理与5楼下行呼叫信号控制原理基本上相同.其中M100为上行标志,在上行时M100=1.在下行时M100=0,所以在下行过程中电梯上行到该楼层时,该楼层的上行信号灯熄灭.如果电梯在上行过程中到达该楼层,由于M100=1,M100常开接点闭合,不能断开该楼层的上行信号灯. 1楼是底层,没有下行呼叫信号. 门厅下行呼叫信号也主要起两个作用:一是当乘客按下对应楼层的下行呼叫按钮发出下行呼叫信号指令时,对应的信号灯显示该指令已经存入PLC中,等待执行;二是控制电梯在下行过程中经过有下行呼叫指令的楼层停下来,使下行乘客进入轿厢,并清除所停楼层的下行呼叫信号. 电梯在下行过程中只能清除下行呼叫信号,不能消除反方向的上行呼叫信号,以便在上行过程中执行. 6.1.3轿厢内选层信号 如图6-3所示: 图6-3 轿厢内选层信号梯形图 图中X20~X26输入继电器分别为轿厢1~7楼层的选层信号按钮,辅助继电器M20~M26分别为1~7楼层的选层记忆信号. 例如:轿厢内某乘客要到4楼,按下4楼内选层按钮X23时,M23得电自锁,当电梯轿厢行驶到4楼时,4楼的限位开关X33动作,M23失电,解除4楼的选层记忆信号. 6.1.4轿厢内选层信号灯的控制 轿厢内选层信号灯用于显示轿厢应到达的楼层,选层信号有两种工作方式: 乘客控制操作方式:在这种工作方式下,当轿厢内乘客按下某层按钮时,对应的选层信号灯显示所在的楼层,把楼层的选层按钮和信号灯装在一起,采用带信号 灯的按钮. 例如:轿厢里的乘客要到5楼,按下5楼选层按钮,则按钮中的信号灯显示"5",电梯到达5楼后,消除信号,5楼选层信号灯熄灭.轿厢内选层信号灯控制梯形图如图6-4所示: 图6-4 轿厢内选层信号灯的控制梯形图 司机控制工作方式:在这种工作方式下,电梯的工作方式完全由司机操作控制,乘客不能控制电梯的运行,但可以向司机发出请求信息.司机可以根据请求信息控制电梯来接送乘客,如果有一层楼都向轿厢内发出上行或下行信号则将使电路复杂,占用输出点增加,为了简化电路,节省可编程控制器的输出点,采用一个信号灯多种显示方式来表示不同的信号.在上行呼唤指令中串入一秒脉冲信号,当有上行呼唤指令时,指令灯按1Hz频率闪光.在下行呼唤信号串入4s脉冲信号.当有下行呼唤信号时信号灯按0.25Hz频率闪光.当有轿厢内选层信号时,信号灯常亮,不闪动,选层信号灯的工作时序如图6-5所示: 图6-5 轿厢内信号灯工作时序图 由图6-5轿厢内信号灯工作时序图可知,电梯在上行、下行、呼唤指令及轿厢内选层指令之间,优先显示轿内选层指令,这是因为在司机操作控制方式下选层指令可以控制电梯运行,而上下行呼唤指令只是请求指令,不能控制电梯的运行. 6.1.5楼层位置信号 楼层位置记忆信号用于电梯的上、下行控制和楼层显示.如图6-6所示: 图6-6 楼层位置信号梯形图 在电梯运行过程中,必须要知道轿厢所在的楼层位置,而楼层位置是由各楼层的位置开关(X20~X26)来检测的,位置开关由一定长度的挡块来控制,起平层作用,为了保证准确停车,轿厢的牵引方式采用摩擦上下平衡配重驱动,由于轿厢和陪重物的重物基本相等,所以电梯的上行和下行的运行惯性相同.当轿厢运行到某一层时,限位开关在上行时碰到挡块的上端,或在下行时碰到挡块的下端,当限位开关动作时,电梯进入低速运行状态,运行一定时间后当限位开关处于挡块中部时停止,从而达到平层控制的作用. 当限位开关动作时,限位开关接点受挡块碰撞而闭合,但是当轿厢驱离时,限位开关将脱离挡块而复位,使信号消失,为了保持信号,在梯形图中采用自锁接点.当电梯到达相邻楼层,碰到位置开关时消除记忆,同时对所到达的楼层位置进行记忆. 例如:当轿厢到达2楼时,X31动作,M61得电自锁,当轿厢离开2楼时,M61仍得电,当上行到3楼碰到限位开关X32,或下行到1楼碰到限位开关X30时,M61失电. 6.1.6七段数码管显示 七段数码管显示的笔画如图6-7所示: 在1楼时,1楼的限位开关X30 动作,使1楼限位记忆继电器M60=1,显示数字"1"( b,c 笔画亮)表示轿厢在1楼,同理,轿厢在2楼时,M61=1数码显示2(a、b、d、e、g笔画亮表示轿厢在2楼). 根据上述各楼限位记忆继电器M60~M66和笔画对应关系图如表6-1所示: 表6-1 M60~M66与笔画对应关系图 楼层位置开关 楼层记忆信号 楼层数码显示 Y30 a Y31 b Y32 c Y33 d Y34 e Y35 f Y36 g X30 M60 1 1 1 X31 M61 2 1 1 1 1 1 X32 M62 3 1 1 1 1 1 X33 M63 4 1 1 1 1 X34 M64 5 1 1 1 1 1 X35 M65 6 1 1 1 1 1 1 X36 M66 7 1 1 1 根据表6-1写出数码管笔画的逻辑表达式: 笔画a:Y30=M61+M62+M64+M65+M66= 笔画b:Y31=M60+M61+M62+M63+M66= 笔画c:Y32=M60+M62+M63+M64+M65+M66= 笔画d:Y33=M61+M62+M64+M65= 笔画e:Y34=M61+M65= 笔画f:Y35=M63+M64+M65= 笔画g:Y36=M61+M62+M63+M64+M65= 根据逻辑表达式画出梯形图,为了使梯形图紧凑,将常开接点并联改为常闭接点串联再取反来表示,如图6-8所示: 图6-8 数码输出显示梯形图 6.1.7楼层呼叫选层综合信号 在电梯控制中,电梯的运行是根据门厅的上下行按钮呼叫信号和轿厢内选层按钮呼叫信号来控制的.在司机控制的方式下,要对门厅的上下行按钮呼叫信号进行屏蔽,应将上下行按钮呼叫输出信号Y0~Y5、Y10~Y15转换成内部信号M0~M5、M10~M15,如图6-9所示: 图6-9 楼层呼叫选层综合信号梯形图 在司机控制的方式下,X17=1,只将M0~M5、M10~M15复位,而Y0~Y5、Y10~Y15不复位. T2、T3组成一个2s断、2s通的震荡电路,用于轿厢内信号灯的下呼信号显示. 为了使上下行辨别控制梯形图清晰简练.将每一层的门厅的上下行呼叫信号和轿厢内选层呼叫信号用一个辅助继电器表示,如图6-10所示: 在乘客控制的方式下,X17=0,各楼层信号M50~M56接收乘客的门厅呼叫信号M0~M5、M10~M15. 在司机控制的方式下,X17=1,M0~M5、M10~M15被复位,各楼层信号M50~M56不能接收乘客的门厅呼叫信号M0~M5、M10~M15.也就是说,乘客在门厅不能控制电梯,但是给出灯光信号,参见"轿厢内选层信号灯的控制". 6.1.8上下行辨别控制信号 上下行辨别控制信号梯形图如图6-11所示: 图6-11 上下行辨别控制信号梯形图 6.1.9开门控制 开门控制梯形图如图6-12所示: 图6-12 开门控制梯形图 电梯只有在停止的时候Y16=0、Y17=0时,才能开门. 开门有4种情况: 当电梯行驶到某楼层停止时,电梯由高速转为低速运行T1时间时,T1接点闭合,Y6得电并自锁开门.门打开时碰到开门限位开关X27,Y6失电.开门结束. 在轿厢中,按下开门按钮X6时,开门. 在关门的过程中,若有人被门夹住,此时与开门按钮并联的限位开关X6动作,断开关门线圈Y7,接通开门线圈Y6,将门打开. 轿厢停在某一层时,在门厅按下上呼按钮或按下下呼按钮,开门. 例如:轿厢停在3楼时,3楼限位开关X32=1,乘客按下3楼的上呼按钮X2或按下下呼按钮X11,电梯开门.而其他楼层按按钮不开门. 6.1.10关门控制 关门控制梯形图如图6-13所示: 图6-13 关门控制梯形图 电梯门正常是关着的,如果门开着,则开门限位开关X27=1,T0得电延时5s,T0接点闭合,Y7得电自锁,将电梯门自动关闭.关门到位时,关门限位开关X37=1,Y7失电.关门结束. 在轿厢中,按下关门按钮X7时,电梯立即关门. 当关门过程中,若有人被门夹住,限位开关X6动作停止关门,并将门打开. 有人在轿厢中按住开门按钮X6,门将不能关闭. 6.1.11停止信号 停止信号梯形图如图6-14所示: 图6-14 停止信号梯形图 电梯在运行过程中到哪一层停止,取决于门厅呼叫信号和轿厢内选层信号. 根据控制要求,电梯在上行过程中只接受上行呼叫信号和轿厢内选层信号,当有上行呼叫信号和轿厢内选层信号时,M101=1,M100常开接点闭合,如果3楼有人按下上呼按钮,则Y2得电自锁,当电梯上行到3楼时,位置开关X32动作,M102发出一个停止脉冲.当电梯上行到最高层7楼时,M100由1变成0,M100下降沿接点接通一个扫描周期,使M102发出一个停止脉冲. 电梯在下行过程中只接受下行呼叫信号和轿厢内选层信号,当有下行呼叫信号和轿厢内选层信号时,M101=1,M101常开接点闭合. 例如:1楼有人按下上呼按钮,当电梯下行到最低层1楼时,M101由1变成0,M101下降沿接点接通一个扫描周期,使M102发出一个停止脉冲. 6.1.12升降电机控制 升降电机控制梯形图如图6-15所示: 图6-15 升降电机控制梯形图 当上行信号M100=1时,门关闭后,关门限位开关X37闭合,Y16得电,电梯上行.当某楼层有上行或轿厢选层信号时,M102发出停止脉冲,接通Y27,Y16和Y27同时得电,升降电机低速运行.定时器T1延时1.5s断开Y16和Y27,电梯停止. 如果轿厢停止在某楼层时,楼上已经没有上行或轿厢选层信号,则M100=0,但是Y16得电自锁,此时停止脉冲M102,接通Y27,Y16和Y27同时得电,升降电机低速运行.定时器T1延时1.5s断开Y16和Y27,电梯停止. 6.1.13手动检修控制方式 手动检修控制方式PLC接线如图6-16所示: 图6-16 手动检修控制方式梯形图 电梯一般需要定期检修,当开关S1动作时,S1常闭接点断开门厅呼叫按钮SB4~SB9、SB12~SB17,门厅呼叫信号无效,输入继电器X0~X5可以另做他用.S1常开接点接通检修用的控制电路.S1另一常开接点接通X16. X16常开闭合,执行跳转指令CJ P1.跳过乘客控制方式和司机控制方式梯形图.X16常开接点断开,不执行跳转指令,而手动梯形图被执行. X0用于电梯上行控制,X1用于电梯下行控制,X2用于电梯低速运行,X3用于点动连动控制,X4用于停止控制. 6.2 七层电梯控制总图 电梯控制总梯形图如图6-17所示: 6.3 控制程序 电梯控制指令表如表6-18所示: 第七章 电梯模拟调试 7.1系统调试 7.1.1调试前具备的条件 主要的机械安全部件——限速器、安全钳及限速器钢绳等已安装完毕,并前动作有效可靠. 机房的所有电气线路的配置及接线工作均已完成,各电气部件的金属外壳均有良好的接地装置,并且要求其接地电阻小于40. 机房内的各电气部件的接线正确均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象. 轿厢的所有电气线路(包括轿厢顶、轿内操纵箱、轿厢底)的配置及接线工作均已完成. 机房内控制屏与轿厢之间的接线正确均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象,且轿厢中的各电气装置的金属外壳均有良好的接地. 机房内控制屏、安全保护开关等与井道内各楼层的召唤按钮箱、门外指示灯、门锁电接点等之间的接线正确性均已检查,校对确信无误,接线螺栓均已拧紧而无松动现象. 机房内各电气机械部件、轿厢内的各电气部件、井道各层站的电气部件均已处于干燥而无受潮或受水浸湿、浸泡现象. 7.1.2电梯的运行调试 在机房内进行运行的调试工作 ⑴手按上行(或下行)的开车继电器,电梯即可起动,加速直至稳速运行.若运行方向与要求运行方向不一致,应立即切断总电源,使电梯紧急停车,然后更换交流电梯曳引电动机进线端的快速运行绕组的相序. ⑵当电梯起动至稳速后,即可人为地使减速信号继电器动作,则电梯立即进入制动减速状态.当进入低速运行状态并进入某层的平层区域内时,电梯即自动平层停车. ⑶人为使轿厢内某层的指令继电器吸合,电梯即自动定出运行方向,再手按方向开车继电器,电梯又可快速运行.将运行至有指令信号的某楼层减速制动点时,电梯即自动减速制动,直至自动平层停车.这样重复运行多次,使电梯的所有各层指令信号的出现均能令电梯正常运行停车. 在轿厢内进行运行的调试工作 首先应把开门继电器的吸引圈端子线接入,电梯即可开门,司机或调试人员进入轿厢内. ⑴在轿厢内按操纵箱上的指令按钮,电梯即可自动定出电梯运行方向,然后按已定方向的方向开车按钮,电梯自动关门,待门全部闭合,电梯自动起动加速进入稳定运行.在即将接近已定的指令层时,电梯即自动减速制动,自动平层,停车开门. ⑵在上述运行过程中如发现起动、减速、停车的三个阶段有不舒服感觉时,应在机房内将控制屏上的起动、减速环节进行调整,直到满意为止. ⑶在上述运行过程中,应对其平层停车的准确度进行检查. ⑷令电梯在空载和满载状况下,上下运行于所有楼层,如其起制动及停车舒适感和各楼层的停层准确度均在标准范围内,即可认为电梯的运行调试工作已全部完成. 7.1.3电梯的整机性能调试 静载试验及其调整 超载试验及其调整 电梯停层准确度的测定及其调整 两端站强迫减速开关和方向限位开关及极限开关的动作位置 机械安全保护系统的试验及其调整 7.2 程序运行与调试 7.2.1程序的软件模拟运行 PLC的程序传输 当写完梯形图,最后写上END语句,必须进行程序转换.转换功能键有两种,在图7-1的箭头所示位置. 图7-1 程序转换 在程序的转换中,如果程序有错,它会显示,也可以通过菜单"工具"查询查询的正确性. 写完梯形图后,在菜单上选择"在线",选中"写入PLC(W)",就出现如图7-2所示: 图7-2 程序写入 从图7-2可看出,在执行读取及写入前必须选中MAIN、PLC参数,否则不能执行对程序的读取、写入,然后点击"执行"按钮. 程序仿真的运行 程序传输完后,在菜单上点击工具"程序检查"或者点击菜单界面上的图标"程序检查"就会出现如图7-3所示,点击程序检查"执行"检查程序. 图7-3 程序检查 程序检查完以后点击"梯形图逻辑测试起动/结束" 图7-4中的图标,程序开始运行,如图7-5所示: 图7-4梯形图逻辑测试起动 图7-5 梯形图运行 7.2.2程序调试 程序写入完成后,点击LADDER LOGIC TEST TOOL"继电器内存监视"如图7-6所示: 图7-6 梯形图监视 "继电器内存监视"运行以后,会弹出"时序图"界面,点击时序图中"监控停止"按钮,如图7-7所示,开始监控程序如图7-8所示 . 如图7-7 开启监控 图7-8 时序图 在图7-8中,点击输入输出,可以观测时序图的变化,也可以在梯形图中观测常开常闭按钮,以及辅助继电器的高低电平动作. 第八章 总结与展望 与老式电梯传动控制系统相比,基于PLC的电梯传动控制系统充分利用PLC的功能,速度给定及波形均由软件产生,系统结构简单,体积小,操作更方便,更灵活. 在科学技术发展的推动下,电梯技术将产生各种新的变化,新的功能.展望未来,超高层建筑物的出现将需要发展更高的运行速度的电梯,电梯工业产品将更加五彩缤纷.超高速电梯、无机房电梯、磁悬浮电梯、无绳电梯、"绿色电梯"等电梯将会出现,它们必将会给我们的生活带来更方便的服务.现代电梯技术的发展,不仅代表着科学技术的飞速发展,同时也标志着人类生活走向现代和文明. 通过这次比较完整的电梯控制系统设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富.这是我们都希望看到的,也正是我们进行毕业设计的目的所在. 参考文献 ⑴阮礽忠,常用电气控制线路手册,福州:福建科学技术出版社,2009.1 ⑵刘艳梅、陈震、李一波、渠莉娜,三菱PLC基础与系统设计,北京:机械工业出版社,2009.1 ⑶廖常初,FX系列PLC编程及应用,北京:机械工业出版社,2005.4 ⑷王志强、杨春帆、姜雪松,最新电梯原理、使用与维护,北京:机械工业工作出版社,2006.4 ⑸李秧耕、何乔治、何峰峰,电梯基本原理及安装维修全书,北京:机械工业出版社,2001.7 ⑹许,王淑英,电气控制与PLC应用,北京:机械工业出版社,2009.1 ⑺刘建华、张静之,三菱FX2N系列PLC应用技术,北京:机械工业出版社,2010.4 ⑻殷洪义,吴建华 PLC原理与实践,清华大学出版社,2008.10 ⑼胡学林,可编程控制器原理及应用,电子工业出版社,2008.10 ⑽吴浩烈,电机及电力拖动基础,重庆:重庆大学出版社,2005 ⑾陈伯时等,电力拖动自动控制系统,北京:机械工业出版社,2002.2 ⑿张进秋等,可编程控制器原理及应用实例, 北京:机械工业出版,2004.6 ⒀王阿根,PLC控制程序精编108例,北京:电子工业出版社,2009.12 致谢 衷心感谢我的导师罗华老师,在课题的选择、以及论文的写作的过程中,罗老师给予我悉心的指导.罗老师渊博的知识、严谨的学风、扎实的理论基础和诲人不倦的胸怀,将是我一生的楷模,其执着的钻研精神和朴实的工作作风令人尊敬. 在论文完成之际,谨向罗老师致以最诚挚的谢意!同时,感谢大学期间给予我关心、帮助的同学们,是他们让我愉快地度过了四年的生活和他们结成的友谊将是我今后最宝贵的精神财富.在此,感谢父母以及家人,感谢他们这些年来的大力支持,感谢他们给予我生活上的关心、经济上的支持和精神上的鼓励.最后对参加本文评审和答辩的老师致以衷心的感谢! 附录 附录1:图5-5 PLCI/O硬件连接图 附录2:图6-17 电梯控制总梯形图 附录3:图6-18 电梯控制指令表