PLC三層樓電梯系統(tǒng)設(shè)計(9組)

PLC三層樓電梯系統(tǒng)設(shè)計陶新忠吳肖龍陳錦峰葉再輝電梯原理：電梯是機、電一體化產(chǎn)品。其機械局部好比是人的軀體，電氣局部相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制局部相當(dāng)于人的大腦。各局部通過控制局部調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲拽引式結(jié)構(gòu)。從電梯的位置使用看，由四個局部組成：依附建筑的機房、井道；運載乘客或貨物的空間——轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點——層站。即機房、井道、轎廂、層站。從電梯各構(gòu)建局部的功能上看，可分為八局部：拽引系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和平安保護系統(tǒng)。一概述〔一〕PLC的簡介PLC作為一種工業(yè)控制微型計算機，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機技術(shù)和通訊技術(shù)的開展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會的不斷開展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯開展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的奉獻。PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要表達在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制?！捕砅LC的特點1．高可靠性〔1〕所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離?！?〕各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms.〔3〕各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾?！?〕采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。〔5〕對采用的器件進行嚴格的篩選?！?〕良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大?！?〕大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。2．豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。PLC的特點3．采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4．編程簡單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5．安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行?！菜摹抽_展趨勢目前，PLC產(chǎn)品已成為控制領(lǐng)域中最常見、最重要的控制裝置之一，它代表了當(dāng)前電子程控技術(shù)的開展潮流，其應(yīng)用已滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，正發(fā)揮著日益明顯的作用，因而在世界各國受到越來越高度的重視。PLC開展的一個方向是向著大型化、復(fù)雜化、高功能化、多層化分布式工廠全自動網(wǎng)絡(luò)方向開展，向上可以與上位機通信，向下可以直接控制數(shù)控系統(tǒng)和機器人等執(zhí)行機構(gòu)。另一個方向是朝著小型化、超小型化方向開展。微處理器的出現(xiàn)，標(biāo)志著電子技術(shù)、特別是集成電路技術(shù)的飛躍，給PLC的開展帶來了深刻的影響，為PLC想小型化、超小型化提供了條件。PLC的小型、超小型化產(chǎn)品，適合小型分散、低要求的市場，以適應(yīng)單機控制和機電一體化的要求。

電梯示意圖電梯平安保護裝置電梯本身是一種完善的運輸設(shè)備，它采用了多種平安措施來消除墜落、沖頂?shù)绕桨搽[患。只要電梯正確使用和定期維修、檢查，就不會發(fā)生平安事故。主要的平安保護裝置有限速器、平安鉗、緩沖器。限速器是一個超速探測裝置，一般安裝在電梯機房或電梯井道頂部，也有裝于底坑的情況。當(dāng)電梯超速到達設(shè)定的電氣動作速度時，它會通過電氣開關(guān)切斷電梯的平安回路，進而切斷系統(tǒng)電源。如果電梯由于重力或慣性還繼續(xù)超速，會觸發(fā)限速器的機械動作裝置，使限速鋼絲繩停止運動，從而提拉平安鉗。平安鉗是一個制動裝置，安裝在電梯轎廂或電梯對重裝置底部。它包括提拉機構(gòu)和制動機構(gòu)兩局部。提拉機構(gòu)的作用是將限速器的機械動作傳遞到制動機構(gòu)并使制動機構(gòu)動作，制動機構(gòu)動作后其內(nèi)部的楔形塊會將電梯卡在導(dǎo)軌上,防止電梯進一步墜落。緩沖器安裝在電梯井道的底坑。它的作用是防止電梯墩底。電梯墩底時它可以減少沖擊，以降低對電梯本身及電梯內(nèi)乘客的傷害。二電梯的控制要求電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩局部組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰。目前電梯設(shè)計使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。三．電梯設(shè)計要求1、右圖是三層樓電梯示意圖，電梯上、下由一臺電機控制：電機正轉(zhuǎn)時〔上升〕、電機反轉(zhuǎn)時〔下降〕。1〕每層設(shè)有呼叫開關(guān)SBl一SB3；呼叫指示燈H1一H3和到位行程開關(guān)STl一ST3。2〕假設(shè)令電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向呼叫均無效(以下簡稱“不可逆響應(yīng)〞)，那么其動作要求如下表所示。3〕因?qū)嶋H電梯的呼叫開關(guān)為按鈕式開關(guān)，所以SBl一SB3開關(guān)要求瞬間接通有效。4〕各樓層問有效運行時間應(yīng)小于10s，否那么認為有故障，自動令電機停轉(zhuǎn)。在表中的11.12項可以看到：電梯在運行中，后發(fā)出的反方向呼叫均無效！四．電梯設(shè)計分析1.分析被控對象被控制的對象為三層樓電梯，在這個設(shè)計中要滿足上面表格的動作要求。電梯運行到位后，具有開、關(guān)門功能。能自動判別電梯運行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號3.統(tǒng)計輸入、輸出點數(shù)并選擇PLC型號輸入信號有17個，考慮到有15%的備用點,即17×(1+15%)=19.55，取整數(shù)20，因此共需20個輸入點。輸出信號有15個，考慮到有15%的備用點,即15×(1+15%)=17.25，取整數(shù)18，因此共需18個輸出點。因此可選用C60PCPU類型可編程序控制器，它有32個輸入點，28個輸出點，滿足本設(shè)計要求。4.輸入/輸出端子接線圖5.運動形式分析〔1〕開、關(guān)門的控制電路如以下圖所示。自動開門：當(dāng)電梯運行到位后〔運行繼電器10.00為OFF〕，相應(yīng)的樓層到位行程開關(guān)閉合，即0.05或0.06或0.07接點閉合，時間繼電器TIM0000開始計時，計到3s時，TIM0000觸點閉合，使0504線圈有效，驅(qū)動開門接觸器，翻開電梯門，直至到位，開門行程開關(guān)動作，即0.01動斷觸點翻開，開門過程結(jié)束。自動關(guān)門：當(dāng)開門行程開關(guān)0.01觸點閉合，經(jīng)時間繼電器TIM0001延時5s后，使TIM0001觸點閉合，0505有效，驅(qū)動關(guān)門繼電器，關(guān)閉電梯門，直至到位，關(guān)門行程開關(guān)0.02動作，關(guān)門動作結(jié)束。

關(guān)門保護：自動關(guān)門時，可能夾住乘客，可在門上裝設(shè)紅外傳感器。當(dāng)有人進出時，0.03或0.04閉合，關(guān)門被禁止，同時開門接觸器工作，把門翻開，至限位位置后，重新執(zhí)行關(guān)門動作?！?〕電梯到站指示如以下圖所示。當(dāng)電梯到達一層時，一層到位行程開關(guān)閉合，一層指示燈亮。其他樓層情況類似?！?〕各層呼叫指示如以下圖所示當(dāng)乘客按下某層樓的呼叫按鈕或某層樓的內(nèi)指令按鈕時，相應(yīng)的指示燈亮，指示燈一直保持到電梯到達該樓層?！?〕電梯起動和運行方向選擇如以下圖所示。假設(shè)電梯原先停在一樓，按了二層呼叫按鈕〔1.02〕，二層呼叫指示燈亮〔6.09閉合〕，因為一層到位行程開關(guān)閉合，所以上行方向燈〔5.08〕亮，起動中間繼電器〔10.06〕工作，上行繼電器〔5.00〕運行，電梯上升，到了二層，碰到二層到位行程開關(guān)，二層指示燈亮，前沿微分指令1005為ON一個掃描周期，用以切斷起動控制信號，起動中間繼電器停止工作，電梯停在二層。如果按了三層呼叫按鈕，情況與此類似。電梯在上升途中，電梯的三層停止輔助繼電器工作，此時按一層或二層呼叫按鈕無效。如果同時按了二、三層呼叫按鈕，上行方向燈亮，電梯上升，到了二層，二層停止輔助繼電器和計時器開始工