基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄頁(yè)共=numpages41-338頁(yè)第一章引言1.1研究電梯的目的中國(guó)的現(xiàn)代化水平不斷提高，人們的生活水平和精神需求越來(lái)越高，高樓大廈不斷拔地而起，從幾層樓高的樓房到如今幾十層的高層建筑。人們出行所依靠的電梯，逐漸走入人們生活的中心；電梯在高樓大廈的里面扮演了大家上下樓的重要角色。而對(duì)于隨處可見(jiàn)的電梯來(lái)說(shuō)，需要在保障出行效率的同時(shí)保證大家的安全，也能夠更加的節(jié)能環(huán)保，從而讓這個(gè)行業(yè)更好的發(fā)展，為人們的上下樓做出更舒適更安全的電梯。尤其一個(gè)邏輯合理的電梯，更能極大的節(jié)省人們上下樓的出行時(shí)間。而作為人們通勤生活的主要角色，有一個(gè)邏輯合理的電梯是尤為重要的。除此之外電梯還需要可靠性高、運(yùn)行精確準(zhǔn)時(shí)、方便維修等諸多特點(diǎn)，因?yàn)殡娞菪枰倪@些特性，PLC可編程控制器此時(shí)走入了人們的視野當(dāng)中，因?yàn)镻LC的特點(diǎn)和電梯需要的特性符合，所以在電梯的控制系統(tǒng)方面PLC有著很重要的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，PLC已經(jīng)成為一種非常普遍的控制方式，它具備了很多優(yōu)勢(shì)，比如：可靠性牢靠而且對(duì)于干擾的控制能力也是十分優(yōu)秀的。并且PLC能夠通過(guò)自身特有的程序進(jìn)行工作，所以我們將這種可編程控制器營(yíng)應(yīng)用于電題的控制系統(tǒng)中，不僅能夠節(jié)約大量的資源，而且能夠有效的避免安全事故的發(fā)生。1.2課題研究的意義由于中國(guó)人民的生活越來(lái)越好，所以城市的建設(shè)如火如荼，繁華的城市必然帶來(lái)用地問(wèn)題，所以建造高樓成了必須；帶來(lái)的是高樓大廈不斷拔地而起，而動(dòng)不動(dòng)就幾十層的層高上下樓成了最大的問(wèn)題；由此，電梯應(yīng)運(yùn)而生。除了這些，電梯的應(yīng)用范圍很廣，商場(chǎng)、工廠(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、流水線(xiàn)、礦井等地，都是非常需要的。如此廣泛的應(yīng)用，電梯的技術(shù)也在不斷的成熟與發(fā)展，從最初的手動(dòng)操作到現(xiàn)在的自動(dòng)化控制，電梯的性能越來(lái)越好，功能越來(lái)越多。但是由于技術(shù)發(fā)展水平和城市發(fā)展?fàn)顩r的不統(tǒng)一，人們對(duì)電梯系統(tǒng)的安全可靠性提出了更高的要求，而這個(gè)要求也是電梯技術(shù)研究的一個(gè)重要問(wèn)題。我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)水平促進(jìn)了電梯這個(gè)行業(yè)的不斷發(fā)展革新，電梯這個(gè)行業(yè)的技術(shù)不斷發(fā)展革新也映襯了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，相輔相成水乳交融。電梯這個(gè)特殊工具在高樓大廈當(dāng)中扮演著重要角色，負(fù)責(zé)垂直運(yùn)輸；以前對(duì)于電梯的控制方式，無(wú)外乎就是兩種傳統(tǒng)的方式：一種是用繼電器對(duì)電梯進(jìn)行控制，另外一種就是利用微機(jī)控制對(duì)電梯進(jìn)行操作；這兩種控制方式水平較低，沒(méi)有辦法讓電梯穩(wěn)定高效的運(yùn)行也沒(méi)法保證安全問(wèn)題，常常出現(xiàn)小毛病，由于沒(méi)法保證安全讓人們對(duì)電梯有畏懼心理，讓電梯失去了發(fā)展的土壤。到了現(xiàn)在，因?yàn)楦鞣N工藝和技術(shù)都成熟了，不能保障安全的電梯都已經(jīng)被淘汰，所以經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的檢驗(yàn)之后剩下的技術(shù)已經(jīng)十分成熟；在市場(chǎng)的檢驗(yàn)和淘汰后可編程控制器PLC大浪淘沙般的作為主要的電梯控制技術(shù)留了下來(lái)。在可編程控制器實(shí)際的使用的時(shí)候，需要客戶(hù)提出需求和控制方式，先在可編程控制當(dāng)中編好程序和運(yùn)行邏輯，之后收集運(yùn)行的信息并存儲(chǔ)、傳輸并能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后依靠預(yù)設(shè)的程序執(zhí)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和判斷命令的執(zhí)行與否，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的控制。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，中國(guó)已經(jīng)成了電梯競(jìng)爭(zhēng)最激烈的市場(chǎng)，因?yàn)樾枨罅亢艽笠伯a(chǎn)生了更多的競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)又倒逼產(chǎn)業(yè)升級(jí)，作為最大的市場(chǎng)吸引著全球的電梯公司。PLC技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多，PLC能夠從容應(yīng)對(duì)復(fù)雜情況進(jìn)行處理，能夠根據(jù)實(shí)際需求選擇不同程序來(lái)達(dá)到所需效果，而且還以根據(jù)具體的使用使用情況，對(duì)電梯的控制系統(tǒng)做出來(lái)修改，讓電梯在工作的時(shí)候能夠有更高的工作效率和更低的消耗。。1.3電梯的國(guó)外發(fā)展歷史、相關(guān)的資料上記載,公元前;兩千八百年前的古代埃及,因?yàn)榉ɡ闲枰ㄔO(shè)金字塔作為他的墳?zāi)苟ㄔ斐鍪澜缟献钤绲纳禉C(jī)，它是由人力驅(qū)動(dòng)的。后來(lái)人們謀求新的動(dòng)力源泉，而這個(gè)時(shí)候蒸汽機(jī)映入眼簾，。他能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)化成機(jī)械能。從而帶動(dòng)升降機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)方式。就標(biāo)志蒸汽機(jī)可以作為動(dòng)力。并開(kāi)始在生產(chǎn)生活中使用。1871年。英國(guó)人約翰·湯姆森發(fā)明了蒸汽發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、噪音小等特點(diǎn)。并且還可通過(guò)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓和電流。到了1845年，阿姆斯特朗以此為靈感創(chuàng)造了以水壓為動(dòng)力的升降機(jī)。在這之后電力被發(fā)明出來(lái),電力做動(dòng)力很大程度的促進(jìn)的電梯的發(fā)展。在早期，電梯都是以人力為動(dòng)力的機(jī)械裝置。后來(lái)隨著技術(shù)和材料的進(jìn)步，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，利用電可以帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。而這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)就是電力推動(dòng)下的機(jī)械傳動(dòng)。,有了直流發(fā)電機(jī)之后,“電梯”就誕生了。電梯最早出現(xiàn)在十九世紀(jì)中葉。1873年德國(guó)工程師卡爾·本茨制造出世界上第一臺(tái)電動(dòng)轎廂。自此拉開(kāi)了現(xiàn)代電梯行業(yè)的序幕。從這開(kāi)始電梯出現(xiàn)了,作為上下運(yùn)輸?shù)钠餍?。它主要用于各種大型建筑內(nèi)進(jìn)行貨物裝卸、運(yùn)送等工作。電梯于1889年形成于紐約的基礎(chǔ)形態(tài)，在電梯中間電梯帶納斯特大廳，這是一組使用現(xiàn)代電梯基礎(chǔ)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的電梯。

雖然牽引驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)早在1853年就已在英國(guó)出現(xiàn)，但滾筒驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有得到充分認(rèn)識(shí)，所以早期電梯主要是由滾筒力驅(qū)動(dòng)的。隨著滾筒驅(qū)動(dòng)被廣泛使用之后，人們對(duì)滾筒傳動(dòng)這個(gè)結(jié)構(gòu)有了新的認(rèn)識(shí)，人們發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)不僅消耗大、行程不長(zhǎng)而且最重要的安全問(wèn)題沒(méi)有解決。所以因?yàn)闈L筒傳動(dòng)的落后，1903年的奧的斯電梯公司有了全新的突破，他們利用牽引驅(qū)動(dòng)代替了落后的滾筒驅(qū)動(dòng)，從奧的斯公司推出牽引驅(qū)動(dòng)那一刻起，現(xiàn)代的長(zhǎng)行程電梯的地基已經(jīng)被建好了。從那時(shí)起，牽引驅(qū)動(dòng)一直主導(dǎo)著電梯的驅(qū)動(dòng)模式。這個(gè)奧的斯公司新推出的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)要比滾筒結(jié)構(gòu)好很多，這種構(gòu)造不僅大小比滾筒驅(qū)動(dòng)小節(jié)省了空間而且讓電梯的效率大大提高，而且對(duì)電梯最重要的通用性和安全保障也有了很大的提高。從20世紀(jì)初之后，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)被人們逐步的改良和發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)電梯的驅(qū)動(dòng)裝置需要改良和優(yōu)化，，非常合適，于是乎開(kāi)始大規(guī)模使用交感電動(dòng)機(jī)作為電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的普及讓電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，也讓電梯更加易用，推廣了電梯的知名度。1.3.1國(guó)內(nèi)電梯發(fā)展歷史我們中國(guó)的電梯行業(yè)的發(fā)展時(shí)間相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家其實(shí)是很短的，在建國(guó)之前只有幾個(gè)城市擁有電梯，更多地方連電梯是啥都不知道，僅僅上海、北京、天津有美國(guó)奧的斯電梯公司的維修服務(wù)站，雖說(shuō)是個(gè)維修服務(wù)站可當(dāng)時(shí)技術(shù)水平有限，只能進(jìn)行對(duì)簡(jiǎn)單零件的修理，完全不具備制造電梯的能力和水平。到了建國(guó)后，我國(guó)痛定思痛為了擺脫這種情況，1952開(kāi)始到1954年末，陸陸續(xù)續(xù)在沈陽(yáng)、上海、天津設(shè)立了三家電梯制造工廠(chǎng)，到了1960年以后廣州、西安、北京、分別有了自己的電梯制造工廠(chǎng)。十二年后，我國(guó)就又了八座指定電梯制造工廠(chǎng)，產(chǎn)量近2000臺(tái)。。1978年中國(guó)發(fā)生了一系列的大事，十一屆三中全會(huì)召開(kāi)，把工作重心轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟(jì)建設(shè)上來(lái)，這個(gè)會(huì)議意味了經(jīng)濟(jì)需要增長(zhǎng)，那么經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)了之后會(huì)帶動(dòng)各個(gè)方面還有基礎(chǔ)建設(shè)的增長(zhǎng)，這意味著對(duì)于電梯的需求量是空前的擴(kuò)大，這些猛漲的需求量也帶動(dòng)了電梯的生產(chǎn)，我國(guó)各省份如雨后春筍般出現(xiàn)了大批電梯制造工廠(chǎng)。到了1999年，我國(guó)的電梯制造廠(chǎng)家接近四百加，產(chǎn)量能達(dá)到每年三萬(wàn)臺(tái)，這在三十年前是想也不敢想的事。電梯類(lèi)型已經(jīng)從普通的貨運(yùn)電梯發(fā)展到各種各樣的類(lèi)型，比如一般的載人電梯、載貨電梯、更高級(jí)的載客電梯、高速電梯、觀(guān)光電梯等等，多樣化的電梯也標(biāo)志著電梯產(chǎn)業(yè)逐漸走向成熟和完善。電梯的控制方式也是經(jīng)理翻天覆地的變化，一開(kāi)始電梯只能手動(dòng)操作，利用人按按鈕的方式對(duì)讓電梯進(jìn)行運(yùn)行，這樣的方式無(wú)疑是落后且不方便按的，后來(lái)電梯的控制方式不斷更新?lián)Q代從手動(dòng)控制到按鈕控制，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成了以PLC為核心的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從最初的手動(dòng)控制到可以自動(dòng)運(yùn)行的自動(dòng)扶梯和全自動(dòng)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)，再到現(xiàn)在的全數(shù)字控制，是飛速發(fā)展的。電梯的運(yùn)行速度也越來(lái)越快，一開(kāi)始電梯只能夠達(dá)到零點(diǎn)二米每秒，雖然用如今的眼光來(lái)看這個(gè)速度是非常慢的，后來(lái)人們不斷改良技術(shù)和尋求進(jìn)步，電梯的運(yùn)行速度不斷的提高，而且提高到三米每秒以上，速度能夠不斷提高完全依靠交流調(diào)速拖動(dòng)這個(gè)新技術(shù)的崛起，新技術(shù)的崛起淘汰了老舊的直流調(diào)速拖動(dòng)。因?yàn)殡娞莸募夹g(shù)不斷革新，各個(gè)廠(chǎng)商也在不斷謀求發(fā)展更新的技術(shù)，在1979年以前，就有電梯廠(chǎng)商聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了半導(dǎo)體非接觸式電梯控制系統(tǒng)和更先進(jìn)的電梯制造工藝、制造技術(shù)。不過(guò)由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力的水平限制，各種配套設(shè)施還有上下游產(chǎn)業(yè)還并不具備足夠的能力，當(dāng)時(shí)發(fā)展新技術(shù)的效果并不盡如人意。到了1979年之后，國(guó)內(nèi)的幾家電梯制造大廠(chǎng)開(kāi)始和國(guó)家的廠(chǎng)家聯(lián)手生產(chǎn)和銷(xiāo)售電梯，這一時(shí)期涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的聯(lián)合企業(yè)，因?yàn)楹献鲗⒓夹g(shù)力量都集中了起來(lái)，對(duì)于技術(shù)上攻堅(jiān)難題也能夠花費(fèi)更少的時(shí)間，對(duì)于資源和金錢(qián)的配置也更加的合理，這一時(shí)期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常強(qiáng)烈，新產(chǎn)品、新技術(shù)如火如荼。也正因這這些市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝都在飛速提高，電梯的各種控制技術(shù)，也有了非常多的提高。目前，貨運(yùn)電梯、微機(jī)控制客梯、交流電梯的技術(shù)水平也在迅速提高。也正是因?yàn)檫@些企業(yè)不斷的創(chuàng)新、不斷的競(jìng)爭(zhēng)使得1999年的，我國(guó)就有三十多萬(wàn)臺(tái)電梯在生活中被使用。第二章基于PLC的電梯系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.1電梯的主要構(gòu)成電梯一般來(lái)說(shuō)由四大空間和八大系統(tǒng)構(gòu)成，四大空間分別是轎廂、層站、機(jī)房、井底和坑道；八大系統(tǒng)就是曳引、牽引、導(dǎo)向、轎廂、門(mén)、重量平衡、電傳動(dòng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。2.2電梯的工作原理鋼絲繩連接電梯的轎廂和配重。既然鋼絲繩連接著轎廂那么鋼絲繩會(huì)不會(huì)斷呢，我國(guó)對(duì)電梯使用的鋼絲繩有明確的規(guī)定，一根鋼絲繩就能夠承受轎廂的重量，而這樣的鋼絲繩需要最低使用三根。那么鋼絲繩是怎么平衡轎廂和配重的呢，依靠驅(qū)動(dòng)裝置也就是牽引機(jī)來(lái)牽引驅(qū)動(dòng)，平衡系統(tǒng)讓轎廂和配重都能夠處于需要的位置。那么電梯在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中會(huì)和產(chǎn)生許多不穩(wěn)定的因素，這個(gè)時(shí)候就需要一個(gè)裝置來(lái)使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)候就需要導(dǎo)向輪。導(dǎo)向輪是固定在井道的墻壁上的固定導(dǎo)軌，這些導(dǎo)軌就是為了保持轎廂在上下運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中能夠不發(fā)生晃動(dòng)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)度時(shí)，可以根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)到合適的位置進(jìn)行安裝固定從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸大小的貨物和其他物品的運(yùn)送。在實(shí)際工作當(dāng)中，由于各種因素，往往會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，因此，必須要采取一定的措施來(lái)保證該系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的工作。導(dǎo)向輪的作用就是拉開(kāi)曳引鋼絲繩的距離，使電梯的鋼絲繩能夠垂直作用轎廂和對(duì)重且不發(fā)生碰撞，這個(gè)導(dǎo)向輪是一個(gè)輔助的輪子并沒(méi)有動(dòng)力，就是一個(gè)軸承加上一個(gè)輪子。能夠把鋼絲繩拉開(kāi)就可以了。電梯需要有速度檢測(cè)和處理；呼叫應(yīng)答與緊急疏散；轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；故障報(bào)警與保護(hù)功能等等。這些功能是通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在整個(gè)系統(tǒng)中,PLC負(fù)責(zé)接收來(lái)自于外部傳感器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并根據(jù)其信息做出相應(yīng)反應(yīng)，將結(jié)果發(fā)送給相關(guān)人員或者設(shè)備，例如語(yǔ)音提示器以及按鈕開(kāi)關(guān)。從而發(fā)出各種指示信號(hào)給操作人員。而這些信號(hào)也會(huì)傳遞到PLC內(nèi)部的CPU模塊上。經(jīng)過(guò)計(jì)算之后再傳輸?shù)礁鱾€(gè)繼電器當(dāng)中去，然后由它們完成動(dòng)作，最終使得電梯工作起來(lái)。2.3電梯的工作方案每一個(gè)樓層的電梯門(mén)口都設(shè)置上下的呼叫按鈕，每個(gè)樓層都有一個(gè)叫號(hào)系統(tǒng)。在呼叫按鈕前增加了燈光提示器，當(dāng)乘客按下呼叫按鈕后就會(huì)按鈕變紅提示乘客已經(jīng)呼叫電梯。在轎廂內(nèi)部也需要設(shè)置操作按鈕，用來(lái)給乘客進(jìn)行選擇樓層和自主開(kāi)關(guān)門(mén)，而且電梯需要對(duì)多個(gè)呼叫信號(hào)指令進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，這就需要電梯有一個(gè)合理的邏輯用來(lái)進(jìn)行呼叫信號(hào)的排序，這樣能夠使電梯的效率最大化。而且需要有門(mén)鎖的保持，這樣可以讓乘客在進(jìn)出電梯時(shí)更加安全。，電梯門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)保持。到了乘客需要的樓層之后，可以停止，然后開(kāi)門(mén)；還有需要延遲關(guān)門(mén)，等候乘客按鈕呼喚，延遲關(guān)門(mén)具體幾秒需要根據(jù)實(shí)際情況而定；運(yùn)行時(shí)只響應(yīng)同方向的呼喚；電梯運(yùn)行到一樓或者頂樓的時(shí)候，能夠自動(dòng)進(jìn)行換向；電梯內(nèi)的指令和電梯外的呼喚指令能夠自行記錄并記憶，在完成后能夠自行消號(hào)；在電梯內(nèi)外有樓層顯示和電梯行進(jìn)的方向顯示。綜合日常使用，電梯的系統(tǒng)設(shè)計(jì)就需要有以下環(huán)節(jié)，電梯能夠進(jìn)行初始化的設(shè)置、控制電梯進(jìn)行升降、電梯能夠開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)、能夠?qū)菍拥暮艚凶龀龌貞?yīng)、還有所處的樓層位置顯示等功能。電梯在很多請(qǐng)情況下需要回到初始化狀態(tài)，比如電梯在某個(gè)樓層，該樓層的外面或者里面出現(xiàn)呼叫請(qǐng)求時(shí)，動(dòng)作完成后需要電梯返回初始狀態(tài)；另外一種就是在本層里面或者外面有里外呼叫，本層無(wú)反應(yīng)，能夠返回初始態(tài)。在電梯執(zhí)行上升命令時(shí)，如果收到下降呼叫，則電梯繼續(xù)上升不回應(yīng)，在電梯執(zhí)行上升的命令的時(shí)候假若路過(guò)的樓層有呼叫命令，電梯到達(dá)呼叫的路過(guò)樓層延時(shí)2S開(kāi)門(mén)，如果沒(méi)到時(shí)間，能夠手動(dòng)開(kāi)門(mén)，開(kāi)門(mén)的時(shí)候會(huì)發(fā)出提醒聲音并開(kāi)門(mén)，電梯關(guān)門(mén)后繼續(xù)執(zhí)行上升命令。在電梯執(zhí)行下降命令時(shí)，如果收到上升信號(hào)，則電梯繼續(xù)下降不回應(yīng)，在電梯下降的過(guò)程當(dāng)中假若路過(guò)的樓層有呼叫指令，則開(kāi)門(mén)，關(guān)門(mén)后繼續(xù)執(zhí)行下降命令。電梯工作的時(shí)候肯定不是一個(gè)呼叫指令，在電梯面對(duì)多個(gè)指令的時(shí)候能夠把指令排序，排序的依據(jù)就是讓電梯的效率最大化，能夠?qū)γ罨貞?yīng)并執(zhí)行該命令，電梯在往一個(gè)方向工作時(shí)，不回應(yīng)相反方向的呼叫命令。第三章PLC概述3.1PLC的用途PLC的用途有很多，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外各行各業(yè)各方各面都有很多的應(yīng)用。比如煉鋼鐵業(yè)、環(huán)保、化學(xué)工業(yè)、建筑材料、輕工業(yè)的紡織等等開(kāi)關(guān)量的邏輯控制：這個(gè)就是PLC的應(yīng)用最基礎(chǔ)和最普遍的應(yīng)用范圍，可編程邏輯控制器PLC能夠完成普通的繼電器電路做的工作，替代它完成邏輯和順序的控制而且能夠同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備工作。就像一些生產(chǎn)流水線(xiàn)、印刷機(jī)、生產(chǎn)機(jī)床、車(chē)床等等。模擬量控制：在工業(yè)化的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常遇到許多復(fù)雜和不可預(yù)測(cè)的情況。例如，當(dāng)溫度或壓力發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)改變運(yùn)行狀態(tài)。因此，對(duì)數(shù)據(jù)信息的采集要求非常高。同時(shí)還必須保證實(shí)時(shí)性。大多數(shù)的量都是不穩(wěn)定且在一直變化的量，這使得我們需要一種可以把它們轉(zhuǎn)換成可被執(zhí)行的數(shù)字值并將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中去進(jìn)行處理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種需求。那么這個(gè)不斷變化的量如何讓PLC可編程控制器能夠處置這些模擬量呢，這個(gè)時(shí)候就需要Analog和Digital之間的轉(zhuǎn)化。意思就是把模擬量轉(zhuǎn)換成PLC能夠處理的量，就是轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。運(yùn)動(dòng)控制：一種能夠直觀(guān)感受到的控制方法，它是利用機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體進(jìn)行移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作。目前常用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域。本文將介紹一種簡(jiǎn)單實(shí)用的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方面，開(kāi)關(guān)I/O模塊的連接位置原先采用的傳感器和執(zhí)行器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。這就像驅(qū)動(dòng)多軸和單軸位置控制模塊，而不僅僅是電梯或伺服電機(jī)。過(guò)程控制：在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)技術(shù)。過(guò)程控制主要是針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和分析，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作或管理的目的。它也包括了很多其他類(lèi)型的控制系統(tǒng)功用。3.2PLC的組成和特點(diǎn)可編程控制器主要由哪幾個(gè)部分構(gòu)成的呢。PLC硬件結(jié)構(gòu)如下圖信息和別的東西有著本質(zhì)的區(qū)別，也有著自己的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)比如方便處理，方便傳達(dá)，方便保存；還能夠重復(fù)利用。因?yàn)樾畔⒌奶厥庑?，也造就了PLC的各種特點(diǎn)。首先可編程控制器的第一個(gè)特點(diǎn)就是功能豐富，可編程控制器的功能是很多的，這是因?yàn)橛布Q定的，PLC具備大量的信息的處理能力和指令體系和。保存信息的核心元器件相關(guān)。其次第二個(gè)特點(diǎn)就是使用方便，使用可編程控制器對(duì)電梯的控制系統(tǒng)是有很多優(yōu)點(diǎn)的，最主要的就是特別方便。這個(gè)方便就體現(xiàn)在在你想更改功能的時(shí)候，你不需要去換器件換接線(xiàn)，你只需要改變程序就可以實(shí)現(xiàn)功能的改變。還有第三個(gè)特點(diǎn)就是維修方便之后第四個(gè)特點(diǎn)就是可編程控制器在老舊或者換代之后，它可以在另外的設(shè)備上發(fā)光發(fā)熱，即便型號(hào)過(guò)于老舊，它的很多核心部件也是可以用的。3.3PLC的編程語(yǔ)言在PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，不同型號(hào)的PLC的編程軟件對(duì)編程語(yǔ)言的支持是不一樣的，除了對(duì)PLC的硬件性能了解外，也要了解PLC對(duì)編程語(yǔ)言支持的種類(lèi)可編程控制器的編程語(yǔ)言主要是：梯形圖、指令表、順序功能圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、邏輯功能圖、高級(jí)語(yǔ)言。一般來(lái)說(shuō)梯形圖還是PLC使用最多的編程語(yǔ)言，梯形圖更加的生動(dòng)直觀(guān)，能夠讓人更好的理解。其他的語(yǔ)言相對(duì)于梯形圖來(lái)說(shuō)并沒(méi)有那么直觀(guān)也不容易上手，這就需要我們?cè)谟幸欢ǖ哪芰χ笕ヌ剿?。第四章控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1電梯控制的要求對(duì)于電梯箱體的運(yùn)動(dòng)控制：（1）選擇的方向，電梯上升還是下降需要根據(jù)呼叫指令的先后順序還有當(dāng)前轎廂所處的位置來(lái)決定到底上升還是下降。(2)電梯此時(shí)處于哪一個(gè)樓層需有一個(gè)顯示電梯所處樓層的東西：這個(gè)顯示方法采用LED數(shù)碼管顯示的方式。對(duì)于電梯門(mén)的控制要求：電梯的轎廂們需要在電梯停靠的時(shí)候開(kāi)門(mén)，等待5s之后轎廂們自動(dòng)關(guān)上。電梯門(mén)的中間有傳感器，這個(gè)傳感器能感應(yīng)到門(mén)的中間有人或者物品能夠自動(dòng)開(kāi)門(mén)，也能夠乘客自己操作開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)。4.2電梯的結(jié)構(gòu)乘坐電梯的時(shí)候電梯門(mén)是為了保障乘客的安全，也是為了在各個(gè)樓層?？康臅r(shí)候，通向電梯井道的入口處，能夠供乘客和貨物進(jìn)出的門(mén)。下圖是體格電梯轎廂門(mén)的圖，轎廂門(mén)的旁邊需要設(shè)置呼叫按鈕，一個(gè)上升呼叫，一個(gè)下降呼叫。而且按下按鈕之后按鈕會(huì)亮，用來(lái)提示你已經(jīng)呼叫。假如你按下按鈕之后突然有事，或者不想坐電梯了，那么這個(gè)時(shí)候就需要你再按一個(gè)按鈕，再按一次按鈕的原因是取消呼叫電梯這個(gè)指令。此外還需要知道電梯當(dāng)前的所在樓層和運(yùn)行方向。一般來(lái)說(shuō)都是放在轎廂門(mén)的上方，更加直觀(guān)的體現(xiàn)所表達(dá)的信息。轎廂門(mén)上的數(shù)碼管和指示燈都能很好的表達(dá)需要的信息。樓層召喚按鈕按下時(shí)，召喚按鈕的提示燈會(huì)亮起，用來(lái)提示乘客已經(jīng)呼叫。電梯的位置顯示一般在轎廂的上方，放在轎廂的上方可以給人一個(gè)更加直觀(guān)的感受。那么電梯的運(yùn)行方向就依靠紅色指示燈來(lái)辨別，就是上升狀態(tài)。4.3電梯梯箱內(nèi)部的控制電梯的梯箱內(nèi)部控制如圖所示。這個(gè)控制面板能夠很直觀(guān)的反應(yīng)人們所需要知道信息，比如電梯的運(yùn)行方向還有電梯現(xiàn)在在幾樓，距離我要到達(dá)的樓層還有多遠(yuǎn)等等。還有層站召喚盒供乘客來(lái)選擇需要到達(dá)的樓層，和開(kāi)關(guān)電梯門(mén)。4.4主電路設(shè)計(jì)電梯的控制需要一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)，用來(lái)當(dāng)做電梯的牽引電梯，而且需要電機(jī)采用星-▲啟動(dòng)方式，此三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程：從靜止的狀態(tài)啟動(dòng)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。假如在額定電壓下直接啟動(dòng)，開(kāi)始啟動(dòng)的時(shí)候主磁通大概減少到額定值的一半，這個(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)自的功率因數(shù)又低，會(huì)造成開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)的電流非常大的同時(shí)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩卻不大的結(jié)果。因?yàn)檫@個(gè)原因，需要采用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)方式。這樣就可以減少起動(dòng)電流對(duì)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生較大的沖擊作用。如果電機(jī)是單相電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，則可直接用單相交流電來(lái)實(shí)現(xiàn)這種控制方法，如圖所示。在啟動(dòng)的時(shí)候，接觸器的KM5、KM4觸點(diǎn)閉合，定子繞組結(jié)成星型連接，等轉(zhuǎn)速升高到需要的狀態(tài)的時(shí)候，接觸器的KM5斷開(kāi)，接觸的KM6閉合，定子繞組此時(shí)換為三角形的連接，三相異步電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)行。電機(jī)在制動(dòng)的時(shí)候采用能耗直動(dòng)，KM3觸點(diǎn)分開(kāi)，KM7合并，電動(dòng)機(jī)在切斷交流電的時(shí)候，直流電源會(huì)接入釘子的兩相繞組，產(chǎn)生直流磁場(chǎng)和制動(dòng)力，因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。電梯的轎廂箱門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉也是需要電動(dòng)機(jī)來(lái)控制的，那么控制箱門(mén)的電動(dòng)機(jī)也需要選擇三相異步電動(dòng)機(jī)，但是啟動(dòng)的時(shí)候直接啟動(dòng)，那么為什么和上面的啟動(dòng)方式不一樣呢，原因在于小動(dòng)力的電機(jī)也是能夠驅(qū)動(dòng)轎廂門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的，小動(dòng)力就意味功率小直接啟動(dòng)對(duì)電源幾乎沒(méi)什么傷害。具體的電路可以看下面的圖，此時(shí)當(dāng)觸點(diǎn)KM１閉合的時(shí)候，那么此時(shí)電機(jī)會(huì)怎樣轉(zhuǎn)呢，電機(jī)會(huì)正傳，也就是電梯梯箱箱門(mén)打開(kāi)。當(dāng)出點(diǎn)KM２閉合的時(shí)候，電機(jī)往相反的方向運(yùn)動(dòng)也就是反轉(zhuǎn)，電梯梯箱箱門(mén)關(guān)閉。第五章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1電梯控制系統(tǒng)的工作流程下圖為PLC控制單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)的工作流程圖，那么從圖能夠知道，想要控制一臺(tái)電機(jī)合理的運(yùn)行，需要很多個(gè)信號(hào)協(xié)同工作，比如召喚信號(hào)、控制信號(hào)、層樓信號(hào)、指令信號(hào)。這些系統(tǒng)工作的各個(gè)信號(hào)來(lái)自于電梯的每個(gè)工作環(huán)節(jié)，這些信號(hào)相互配合寫(xiě)作，讓電梯的運(yùn)行更加安全高效。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警信號(hào)發(fā)出的時(shí)候，馬上消除所有召喚指令直接讓電梯下降到一樓并開(kāi)門(mén)。5.2PLCI/O地址根據(jù)電梯的使用情況，操作面板的各個(gè)指令、各個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)的指令都算作一個(gè)輸入信號(hào)。電梯內(nèi)部的一樓到五樓的按鈕一共五個(gè)，開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)按鈕也是兩個(gè)。每一層樓都又上升下降兩個(gè)控制按鈕（除了一樓和五樓只有一個(gè)按鈕）五層樓一共要求8個(gè)按鈕。由于是五層電梯所以需要五個(gè)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制到達(dá)了哪一層，所以需要五個(gè)輸入信號(hào)。所有的輸入信號(hào)加在一起一共二十個(gè)輸入信號(hào)。如下圖所示。那么相應(yīng)的輸出信號(hào)就需要十六個(gè)，如下圖所示。PLCI/O硬件連接圖5.3電梯的各個(gè)工作環(huán)節(jié)（1）電梯的初始化電梯在響應(yīng)呼叫信號(hào)之后，完成一系列動(dòng)作后需要返回初始態(tài)。在電梯出入本層的同時(shí)外部召喚無(wú)動(dòng)作之后也會(huì)初始化。程序如下圖所示。（2）電梯開(kāi)關(guān)門(mén)控制電梯在開(kāi)關(guān)門(mén)控制時(shí)非常重要的，因?yàn)殡娞萑绻谶\(yùn)行時(shí)開(kāi)門(mén)了，這是非常危險(xiǎn)的情況，所以電梯的開(kāi)門(mén)需要在滿(mǎn)足一定的條件下才能開(kāi)門(mén)，確保乘客的安全問(wèn)題。1、電梯運(yùn)行到指令要求到達(dá)的樓層時(shí)，電梯到預(yù)定的關(guān)門(mén)開(kāi)門(mén)時(shí)間。電梯在自動(dòng)運(yùn)行停層時(shí)開(kāi)門(mén)。2、在電梯關(guān)門(mén)還沒(méi)有完全關(guān)上的時(shí)候，需要開(kāi)門(mén)。3、手動(dòng)開(kāi)門(mén)。這個(gè)情況是電梯外面還有乘客沒(méi)進(jìn)來(lái)，電梯的五秒倒計(jì)時(shí)到了，這個(gè)時(shí)候能夠手動(dòng)開(kāi)門(mén)。4、呼叫開(kāi)門(mén)。電梯在沒(méi)有召喚指令的時(shí)候，會(huì)停在某層等待召喚指令，這個(gè)時(shí)候如果有人在這層樓按下呼叫按鈕，電梯首先開(kāi)門(mén)。這個(gè)時(shí)候其他樓層有召喚呼叫時(shí)，電梯到達(dá)該樓層開(kāi)門(mén)。程序如下圖所示。（3）電梯當(dāng)前所處樓層顯示電梯在工作的時(shí)候，電梯內(nèi)的乘客和電梯外面等待電梯的乘客需要了解到電梯此時(shí)所處的樓層位置和電梯的運(yùn)行狀態(tài)，所以電梯需要顯示此時(shí)所處的樓層位置和運(yùn)行方向。如何確定電梯當(dāng)前所處的樓層是幾樓呢，這個(gè)時(shí)候就需要井道里的行程開(kāi)關(guān)了，當(dāng)電梯經(jīng)過(guò)每一層樓設(shè)置的行程開(kāi)關(guān)的時(shí)候，層樓信號(hào)會(huì)收到電梯經(jīng)過(guò)的信號(hào)，從而顯示電梯當(dāng)前所處的位置。所以樓層指示燈也會(huì)變化。上面說(shuō)了想要知道電梯當(dāng)前所處的位置需要層樓信號(hào)，如果更直觀(guān)的直接顯示所處樓層呢，就需要七段LED數(shù)碼管來(lái)顯示（本次采用共陰極的LED顯示燈），因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的是五層電梯的控制系統(tǒng)，一共有五個(gè)樓層，所以需要顯示的字形碼如下圖所示。（４）電梯的定向環(huán)節(jié)電梯在運(yùn)行狀態(tài)下，有時(shí)候會(huì)收到兩個(gè)方向的呼叫。這個(gè)時(shí)候就需要電梯做出上升還是下降的選擇，