基于PLC施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、B34天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(論文)課題 ：基于PLC的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè) 電子信息與自動化 班級 14節(jié)能1班 學(xué)生姓名 張超 學(xué)生學(xué)號 01 指導(dǎo)教師 趙元元 提交日期 2017.3.31 成績 答辯日期 答辯成績 答辯教師 總評成績 課題設(shè)計要求 畢業(yè)設(shè)計是本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的最后一個綜合性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過完成一定的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，獲得運(yùn)用基本理論的工程技術(shù)訓(xùn)練，達(dá)到綜合素質(zhì)和技能的提高。其目的培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和處理專業(yè)問題的能力；完成技術(shù)人才的基本訓(xùn)練和初步具有從事技術(shù)工作的能力。具體應(yīng)達(dá)到： 1掌握查閱資料的方法。資料應(yīng)為專業(yè)涉及的各種文獻(xiàn)資料和各種工具書的使用

2、方法。 2鞏固專業(yè)思想，確立為我國新能源事業(yè)奮斗的志向。在工作態(tài)度、紀(jì)律和團(tuán)結(jié)協(xié)作等方面受到良好的訓(xùn)練，為畢業(yè)后走上工作崗位作好準(zhǔn)備。 3培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用科學(xué)理論知識，實踐知識，結(jié)合生產(chǎn)、科研課題，獨(dú)立分析與解決本專業(yè)技術(shù)問題的能力。 4進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計計算、計算機(jī)繪圖，以及實驗測量等基本技能。 5培養(yǎng)學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計課題給定的任務(wù)，并寫出設(shè)計說明書。設(shè)計題目*指導(dǎo)教師綜合閱評意見平時成績020材料成績040指導(dǎo)教師基于PLC的施工場地升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要升降機(jī)即簡易的電梯，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)，隨著人們對電梯運(yùn)行

3、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。電梯采用了PLC控制，用軟件實現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進(jìn)行故障自動檢測與報警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動機(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

4、調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點(diǎn)。本設(shè)計考慮到施工場地升降機(jī)的實際操作功能，所設(shè)計的控制系統(tǒng)針對的是四層電梯。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實現(xiàn)對電梯的拖動調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集選控制系統(tǒng)，實現(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。關(guān)鍵詞：電梯；變頻器；PLC控制；變頻調(diào)速目錄引言3一、緒論41.1本課題設(shè)計的背景41.2 本課題設(shè)計的內(nèi)容51.3本課題設(shè)計的目的和意義5二、系統(tǒng)設(shè)計方案的確定52.1升降機(jī)的概述52.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)62.2.1升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)62.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題62.3 PLC控制系

5、統(tǒng)62.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)72.4 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)72.5系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟8三、系統(tǒng)硬件設(shè)計83.1 PLC的選型83.1.1 SIMATIC S7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成93.2 變頻器的選擇113.2.1 VS-616G5型通用變頻器113.3升降機(jī)的主要組成部分143.3.1升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖163.4 I/O點(diǎn)數(shù)的估算163.5 PLC外部接線圖18第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)194.1 升降機(jī)的三個工作狀態(tài)194.2軟件設(shè)計特點(diǎn)194.3軟件設(shè)計流程圖204.4系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程22第5章 系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題與解決方案 5.1升降機(jī)防滑落安全問題與解

6、決方案 5.2升降機(jī)防風(fēng)倒塌安全問題與解決方案結(jié)論和展望36致謝37參考文獻(xiàn)38附錄A：電氣原理圖39附錄B：參考文獻(xiàn)及內(nèi)容簡介40引言伴隨著工廠自動化程度的提高，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的各個方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊取１疚闹荚谕ㄟ^實現(xiàn)施工升降機(jī)控制系統(tǒng)這樣一個典型的實例，來展現(xiàn)PLC在現(xiàn)代化建設(shè)中的應(yīng)用，同時利用這個典型的應(yīng)用只要稍加變化就可以擴(kuò)展為其他控制系統(tǒng)。采用可編程控制器來實現(xiàn)升降機(jī)的控制對于提高升降機(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)周期都具有實際意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動升降機(jī)即

7、電梯相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展PLC在自動化行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論意義。一、緒論1.1本課題設(shè)計的背景1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司為滿足市場需求，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新設(shè)計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。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)的迅猛發(fā)展

8、，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算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個人計算機(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。1985年國際電工委員會（IEC）對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)計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(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

9、LC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。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。PLC是集自動控制技術(shù)，計算機(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)自動化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。可編程控制器，簡稱PLC。它在集成電路、計算機(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、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

10、經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(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)??；價格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動電磁閥、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。因此，進(jìn)行升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價值。1.2 本課題設(shè)計的內(nèi)容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。2硬件系統(tǒng)的

11、設(shè)計。本課題設(shè)計的升降機(jī)要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在升降機(jī)的各層檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)自動控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實現(xiàn)PLC對電梯的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了升降機(jī)的經(jīng)濟(jì)實用、穩(wěn)定的需要。3. 升降機(jī)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運(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)計出機(jī)械手控制的要求， 1.3本課題設(shè)計的目的和意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(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。隨著人們對電梯運(yùn)行安全

12、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?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）因為穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設(shè)備使用簡便，對應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，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對程序設(shè)計，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，非常有實際價值。二、系統(tǒng)設(shè)計方案的確定2.1升降機(jī)的概述電梯是電動機(jī)為動力的垂

13、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。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：1、乘客，為運(yùn)送乘客設(shè)計的升降機(jī)，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的室內(nèi)裝飾。2、載貨升降機(jī)，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計，通常有人伴隨的升降機(jī)。3、觀光升降機(jī)，廂壁透明，供乘客觀光用的升降機(jī)。4、車輛升降機(jī)，用作裝運(yùn)車輛的升降機(jī)。5、船舶升降機(jī)，船舶上使用的升降機(jī)。6、建筑施工升降機(jī)，建筑施工與維修用的升降機(jī)。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

14、機(jī)等。本設(shè)計課題為施工場地的升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計。以四層建筑場地升降機(jī)為模型，主要用于建筑施工與維修。2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)2.2.1升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1) 所有控制功能及信號處理均由硬件實現(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。(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。(3) 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。(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。2.2.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (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

15、成接觸不良，因而故障率較高。(2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實現(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。(3) 電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。(4) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動作噪音大。(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；而且檢查故障困難，費(fèi)時費(fèi)工。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，不但會造成升降機(jī)機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。2.3 PLC控制系統(tǒng)PLC控制制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便

16、，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計和調(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，目前也廣泛用十傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。 PLC是一種專門從事邏輯控制的微型計算機(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)

17、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?？删幊炭刂破?Programmable Logic controller，簡稱PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)與自動化技術(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)場的高溫、沖擊和振動等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動控制問題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動化的二大支柱之一。2.3.1 PLC控制升降機(jī)的優(yōu)點(diǎn)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。2、工作

18、方式上看：電器控制并行工作，而plc串行工作，不受制約。3、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動；而plc通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動一說。4、定時、記數(shù)看：電器控制定時精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無記數(shù)功能；plc時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬；有記數(shù)功能。5、可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會產(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，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。2.4 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(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。電動機(jī)交流

19、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。1.變頻調(diào)速升降機(jī)使用的是異步電動機(jī)，比同容量的直流電動機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點(diǎn)。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，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。3.變頻調(diào)速升降機(jī)使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動機(jī)供電電源的質(zhì)量，減

20、少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯2.5系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要要考慮以下幾點(diǎn)：1.深入了解和分析升降機(jī)的工藝條件和控制要求。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、指示燈等。3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。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。5.設(shè)計升降機(jī)系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個升降機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。6.將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試

21、，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。三、系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 PLC的選型在工程應(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)計需要及應(yīng)用水平。因為根據(jù)轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。又因為升降機(jī)是雙向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計數(shù)器。就本次四層升降機(jī)的設(shè)計而言，上述三種機(jī)型都行，但根據(jù)市場的實際情況，本次設(shè)計采用西門子SIMATIC S7-300系列PLC機(jī)型。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

22、能價格比較高的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27個模塊，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。SIMATIC S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動和維護(hù)，其主要功能如下：(1) 高速的指令處理0.10.6 的指令處理時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。(

23、2) 人機(jī)界面(HMI)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)對話的編程要求大大減少。(3) 診斷功能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，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。(4) 口令保護(hù)多級口令保護(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。(5) 操作方式選擇開關(guān)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，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。(6) 方便用戶的參數(shù)賦值一個帶標(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。(7) 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算用此功能可以有效的實現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。3.1.

24、1 SIMATIC S7-300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成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，無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實現(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，可隨時使用接口模塊對PLC進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)

25、，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架(導(dǎo)軌)或多個機(jī)架上。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個機(jī)架上最多只能再安裝8個信號模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP最多可擴(kuò)展4個機(jī)架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個機(jī)架連接到下一個機(jī)架，SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，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。它的主要組成部分有導(dǎo)軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)等。它通過MPI網(wǎng)

26、的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7PLC相連。圖3-1 S7-300系列PLC系統(tǒng)構(gòu)成框圖S7-300系列PLC模塊性能簡介(1) CPU模塊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都具有現(xiàn)場總線擴(kuò)展功能。CPU以梯形圖LAD、功能塊FBD或語句表STL進(jìn)行編程。 (2) 信號模塊 數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號電平

27、。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號進(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，信號經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。 數(shù)字量輸入模塊SM321有四種型號模塊可供選擇，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。 數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊SM322將S7-300內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電動機(jī)、燈和電動機(jī)啟動器等。晶體管輸出模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直

28、流兩用輸出模塊。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。 模擬量輸入模塊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，被測模擬量的精度是所設(shè)定的積分時間的正函數(shù)，也即積分時間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時間：2.5ms、16.7ms、20ms和l00ms，相對應(yīng)的以位表示的精度為8、12和14。 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊SM332目前有三種規(guī)格型號，即4AOl2位模塊、2AO12位模塊和4AOl6位模塊，分

29、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。SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時，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。(3) PS307電源模塊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。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。(4) 接口模塊(IM)接口模板(IM360/361)用來在機(jī)架之間傳遞總線。IM

30、S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)。(5) 通訊處理器模塊CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點(diǎn)對點(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。3.2 變頻器的選擇變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類:(1) 按變換頻率的方法分 交直交變頻器 交交變頻器(2) 按主電路工作方式分 電壓型變頻器 電流型變頻器

31、(3) 按變頻器調(diào)壓方法的不同分 PAM變頻器 PWM變頻器(4) 按工作原理分類 U/f控制變頻器 VC控制變頻器 SF控制變頻器(5) 按照用途分類 通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器3.2.1 VS-616G5型通用變頻器升降機(jī)的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項重要內(nèi)容。本設(shè)計中拖動調(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?？紤]以上各種因素，本設(shè)計選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、

32、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)載頻繁變化的場合。另外，VS-616G5變頻器的啟動、制動具有可任意調(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. 010. 02%使得升降機(jī)運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個參數(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)。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

33、頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍5。VS-616G5變頻器的特點(diǎn)如下:(1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。(2) 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。(3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。(4) 保護(hù)功能完善、維修性能好。(5) 通過LCD操作裝置，可提高操作性能。VS-616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表3.1所示。表3.1 VS-616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格220V級輸出特性最大輸出電壓3相,200/208/220/230V(對應(yīng)于輸入電壓)額定輸出頻率最大400Hz

34、額定輸入電壓和頻率3 相，200/208/220V 50Hz200/208/220/230V 60Hz電源允許電壓波動+10%，-15%允許頻率波動5%400V級輸出特性最大輸出電壓3相,380/400/415/440/460V(對應(yīng)于輸入電壓)額定輸出頻率最大400Hz額定輸入電壓和頻率3相,380/400/415/440/460V 50-60Hz電源允許電壓波動+10%，-15%允許頻率波動5%控制特性控制方式正弦波PWM (V/f控制、帶PG反饋的V/F控制、開環(huán)矢量、閉環(huán)矢量控制4種控制方式任選性)啟動力矩150%/1Hz(帶PG, 150%/Ormin)速度控制范圍1:100(帶PG

35、, 1:1000)速度控制精度0. 2%(帶PG，0. 02%)速度響應(yīng)5Hz(帶PG, 30Hz)力矩限制可采用(參數(shù)設(shè)定：4級可變)力矩精度5%力矩響應(yīng)20Hz(帶PG, 40Hz)頻率控制范圍0. 1400Hz頻率控制精度數(shù)字指令:0. 01% ( -10 0C+40 )模擬指令:0.1% (25010 )變頻器的參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時采用開關(guān)量而不用模擬量。(1) VS-616G5變頻器的參數(shù)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表3.2 VS-616G5變頻器的參數(shù)參數(shù)功用A組B組C組D組E組F組G組

36、確定控制模式選擇運(yùn)行功能確定加減速時間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時間選擇頻率確定運(yùn)行壓頻曲線保護(hù)設(shè)置確定偏差標(biāo)準(zhǔn)(2) 參數(shù)設(shè)計的原則： 減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些。 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。 零速一般設(shè)計為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感。 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)置表表3.3 安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱設(shè)定值說明A1-02控制方式選擇2不帶PG矢量控制方式B1-01頻率指令選擇1B1-02運(yùn)行指令選擇1B1-03停

37、止方法選擇0B1-04反轉(zhuǎn)禁止選擇0B2-01零速電平選擇0.1HzB2-04停止時直流制動時間1.0SC1-03加速時間22.0SC1-04減速時間22.0SC2-01加速開始時s型曲線時間0.6SC2-02加速完了時s型曲線時間0.6SC2-03減速開始時s型曲線時間0.6SC2-04減速完了時s型曲線時間0.6SC5-01ASR比例增益15C5-02ASR積分時間13SD1-09檢修速度200rpmE1-01輸入電壓設(shè)置380E1-04最高輸出頻率50HzE1-05最大電壓380E1-06額定電壓頻率50HzE1-09最低輸出頻率電壓0VE2-01電機(jī)額定電流按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-02電機(jī)

38、額定滑差按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-03電機(jī)空載電流按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-04電機(jī)極數(shù)按電機(jī)銘牌設(shè)置F1-01PG常數(shù)根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器銘牌設(shè)置F1-02PG斷線檢測時的動作選擇0F1-03超速時的動作選擇0F1-04超度偏差過大時的動作選擇0F1-05PG分頻比根據(jù)電機(jī)極數(shù)設(shè)置3.3升降機(jī)的主要組成部分(1) 升降機(jī)轎廂轎廂是運(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。(2) 曳引機(jī)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，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。(3) 升降機(jī)井道及導(dǎo)軌升降機(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

39、間的軌道，上面有輪子在滑動，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。貨梯和客梯上都裝有。(4) 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。(5) 門系統(tǒng)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。(6) 重量平衡系統(tǒng)平衡系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在升降機(jī)工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證升降機(jī)的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。(7) 電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實現(xiàn)升降機(jī)速度控制。電力拖動系統(tǒng)

40、由曳引電動機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機(jī)調(diào)速裝置等組成 (8) 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對升降機(jī)的運(yùn)行實行操縱和控制。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，選層器等組成。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、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3

41、.3.1升降機(jī)曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制系統(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KM1KM4通過控制兩臺電動機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。圖3-3 電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖3.4 I/O點(diǎn)數(shù)的估算采用PLC構(gòu)成四層簡易升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)。升降機(jī)的上、下行由一臺電動機(jī)拖動，電動機(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

42、，三層有上升呼叫按鈕K3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關(guān)SQ1SQ4。升降機(jī)內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10K7和指示燈H10H7；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，開門到位由行程開關(guān)ST2檢測。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。綜上所述，輸入點(diǎn)共有20個，輸出點(diǎn)數(shù)有16個?？删幊炭刂破鱏7-300的I/O點(diǎn)數(shù)可達(dá)32/32個,足以滿足要求。具體的I/O分配如表序號名 稱輸入點(diǎn)序號名 稱輸出點(diǎn)1一層平層I0.

43、01升降機(jī)上行記憶Q0.02二層平層I0.12升降機(jī)下行記憶Q0.13三層平層I0.23電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.24四層平層I0.34電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.35內(nèi)呼一樓I0.45內(nèi)呼一樓指示Q0.46內(nèi)呼二樓I0.56內(nèi)呼二樓指示Q0.57內(nèi)呼三樓I0.67內(nèi)呼三樓指示Q0.68內(nèi)呼四樓I0.78內(nèi)呼四樓指示Q0.79一層外呼上行I1.09一層外呼上行指示Q1.010二層外呼上行I1.110二層外呼上行指示Q1.111三樓外呼上行I1.211三樓外呼上行指示Q1.212二樓外呼下行I1.312二樓外呼下行指示Q1.313三樓外呼下行I1.413三樓外呼下行指示Q1.414四樓外呼下行I1.514四樓外呼下行指示

44、Q1.515手動開門I2.015門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.616手動關(guān)門I2.116門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.717開門限位I2.218關(guān)門限位I2.319升降機(jī)上升極限位I2.420升降機(jī)下降極限位I2.53.5 PLC外部接線圖第四章、系統(tǒng)軟件開發(fā)4.1 升降機(jī)的三個工作狀態(tài)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。1、升降機(jī)的自檢狀態(tài) PLC上電后，PLC中的程序己開始運(yùn)行，但因為升降機(jī)尚未讀入任何數(shù)據(jù)，也就無法在收到請求信號后通過固化在PLC中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就

45、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)自動向上運(yùn)行，經(jīng)過兩個平層點(diǎn)后停止。2、升降機(jī)的正常工作狀態(tài)升降機(jī)完成一個呼叫響應(yīng)的步驟如下: (1) 升降機(jī)在檢測到門廳或轎廂的呼叫信號后將此樓層信號與轎廂所在的樓層信號比較，通過選向模塊進(jìn)行選向。 (2) 升降機(jī)通過拖動調(diào)速模塊驅(qū)動直流電機(jī)拖動轎廂運(yùn)動。轎廂運(yùn)動速度要經(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)。 (3) 當(dāng)升降機(jī)檢測到目標(biāo)層樓層檢測點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號時，升降機(jī)進(jìn)入減速狀態(tài)，由中速度變?yōu)榈?/p>

46、速，并以低速運(yùn)行到平層點(diǎn)停止。 (4) 平層后，經(jīng)過一定延時后關(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)始終實時顯示轎廂所在樓層。3、升降機(jī)強(qiáng)制工作狀態(tài)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，應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使升降機(jī)處于該狀態(tài)時不響應(yīng)正常的呼叫，并能移動到導(dǎo)軌上、下行極限點(diǎn)間的任意位置。控制臺上消防/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)。4.2軟件設(shè)計特點(diǎn)由于升降機(jī)的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的

47、呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制，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，以及升降機(jī)的相應(yīng)狀態(tài)適時的控制升降機(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的計數(shù)器來進(jìn)行控制。同時，每層樓設(shè)置一個接近開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。系統(tǒng)的軟件設(shè)計有如下幾個特點(diǎn):(1) 采用優(yōu)先級隊列。根據(jù)升降機(jī)所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊列，即上行優(yōu)先級隊列、上行次優(yōu)先級隊列、下行優(yōu)先級隊列、下行次優(yōu)先級隊列。其中，上行優(yōu)先級隊列為升降機(jī)向上運(yùn)行時，在升降機(jī)所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的

48、呼叫信號，該呼叫信號所對應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊列?？刂葡到y(tǒng)在升降機(jī)運(yùn)行中實時排列的四個優(yōu)先級隊列。為實現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制提供了基礎(chǔ)。(2) 采用先進(jìn)先出隊列。根據(jù)升降機(jī)的運(yùn)行方向，將同向的優(yōu)先級隊列中的非零單元(有呼叫時此單元為非零單元;無呼叫時則此單元為零)送入寄存器隊列，我們利用先進(jìn)先出讀出指令，將第一個單元中數(shù)據(jù)送入比較寄存器。(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，判別該樓層是否有同向的呼叫信號，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，并將原比較寄存器數(shù)據(jù)

49、保存，執(zhí)行該樓層的減速停車。該動作完畢后，將被保存的數(shù)據(jù)重新送入比較寄存器，以實現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。（4）對變頻器的控制，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、減速以及制動信號，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，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，PLC向變頻器發(fā)出信號。4.3軟件設(shè)計流程圖上電是否門廳呼叫是否橋廂呼叫初始化等待確認(rèn)本層與目標(biāo)層目標(biāo)與本層是否同層選向啟動快速運(yùn)行加速樓層檢測是否目標(biāo)層減速平層檢測制動開門延時關(guān)門是否停止運(yùn)行停止4.4系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程升降機(jī)的外指令、內(nèi)召喚信號的登記、消除回路轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時升降機(jī)處

50、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，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，廳外召喚即被消除。當(dāng)在安全回路繼電器動作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信號不予登記，登記的信號即刻消除。(1) 外召喚信號登記及消除 廳外召喚信號同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向運(yùn)行保號功能。(2) 內(nèi)指令信號登記及消除內(nèi)指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層(停車)消息。信號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

51、，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。點(diǎn)動內(nèi)呼按鈕，信號登記顯示。到層信號取消。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)自動返回一樓。（3）升降機(jī)的平層信號處理（4）升降機(jī)的選層定向及反向截梯回路升降機(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的情況下，升降機(jī)應(yīng)響應(yīng)哪個信號;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的樓層時，發(fā)出換速信號。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，廳外召喚信號根據(jù)升降機(jī)的所

52、處位置來參與升降機(jī)的定向。無論在有司機(jī)或無司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對內(nèi)指令，升降機(jī)均需換速平層停車，并且直駛時只停內(nèi)選層站，當(dāng)外召喚方向與升降機(jī)運(yùn)行方向相同時，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)才對反向召喚信號應(yīng)招服務(wù)。當(dāng)有多個反向呼梯信號時，先應(yīng)招最遠(yuǎn)的反向呼梯信號，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。轎廂上行轎廂下行（5）內(nèi)指令外召喚信號的保持轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動或手動執(zhí)行開關(guān)門操作。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號取消。使升降機(jī)能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號（6）各樓層停車信號升降機(jī)在運(yùn)行中，需要?？磕繕?biāo)樓層時，其減速過程是按照距離原則實現(xiàn)的，當(dāng)與目標(biāo)樓層距離為“零”時，速度也正好為零，即直接停靠，無慢爬。（7）自動開關(guān)門開關(guān)門控制程序是按照雙開門有/無司機(jī)控制來設(shè)計的。主要完成升降機(jī)的手動開門、無司機(jī)狀態(tài)下的本層開門、升降機(jī)運(yùn)行到達(dá)目的層站時的自動開門、手動關(guān)門、無司機(jī)狀態(tài)下的自動延時關(guān)門、基站外啟動時的開關(guān)門等功能。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，升降機(jī)自動開門，升降機(jī)本層開門的條件也可簡化為:在停車狀態(tài)下，當(dāng)轎廂