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專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 概概 要要 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,高層建筑不斷增多,電梯作為高層建筑中垂直升降 的交通工具已和人們的日常生活密不可分,是機械電氣相結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品。 電梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對電梯運行時乘客 的舒適感有著重要影響,而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運行的關(guān)鍵。本設(shè)計采 用plc控制變頻器調(diào)速系統(tǒng),實現(xiàn)電流、速度、位移三閉環(huán)控制,具有一定的代表性 和新穎性。 此次論文包含五個小章節(jié),第一章講述了電梯的分類、它的發(fā)展及組成。第二 章概述了巨人通力(kone)五層電梯的設(shè)計方案,其中包含了電梯控制系統(tǒng)程序和 plc 控制系統(tǒng)的組成。第三章描述了可編程控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理。第四章講了 plc 控制程序設(shè)計包括了 fx2n 可編程控制器簡介、plc 設(shè)計梯形圖。最后一章則寫 了電梯的電氣控制系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)的主要部件、功能。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:電梯設(shè)計;plc;電氣控制 abstract 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! this contains five small chapters, the first chapter tells the story of the classification, it lifts and components development. the second chapter outlines tongli (kone) five elevator design schemes, including the elevator control system programming and the composition of plc control system. the third chapter describes programmable controller structure and work principle. the fourth chapter of plc control programming including fx2n programmable controller introduction, plc design ladder diagram. the last chapter wrote elevator electrical control system and electric control system of main components, function. keywordskeywords: elevator design; plc; electrical control 目目 錄錄 1 電梯的發(fā)展與分類電梯的發(fā)展與分類 .4 1.1 概述.4 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 1.2 電梯的分類.5 1.3 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸.6 1.4 電梯的組成部件.7 2 五層電梯設(shè)計方案五層電梯設(shè)計方案.10 2.1 電梯設(shè)計程序.10 2.2 電梯 plc 控制系統(tǒng)的組成.11 2.3 電梯舒適度.13 3 3 電梯的電氣控制系統(tǒng)電梯的電氣控制系統(tǒng).15 3.1 概述.15 3.2 電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件.15 4 4 可編程控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理可編程控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理.18 4.1 plc 的結(jié)構(gòu).18 4.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu).18 4.3 開關(guān)量 i/0 模塊.19 4.4 可編程控制器的工作原理.19 4.5 機型的選擇.20 5 5 plcplc 控制程序設(shè)計控制程序設(shè)計.22 5.1 fx2n 可編程控制器簡介.22 5.2 plc 設(shè)計梯形圖.23 總結(jié)與體會總結(jié)與體會.27 參考文獻.28 致謝致謝.29 第一章第一章 電梯的發(fā)展背景與分類電梯的發(fā)展背景與分類 1.11.1 概述概述 1.1.1 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史 隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,高層建筑不斷增多,電梯作為高層建筑中垂直升降 的交通工具已和人們的日常生活密不可分,是機械電氣相結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品。 電梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對電梯運行時乘客 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 的舒適感有著重要影響,而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運行的關(guān)鍵。本設(shè)計采 用plc控制變頻器調(diào)速系統(tǒng),實現(xiàn)電流、速度、位移三閉環(huán)控制,具有一定的代表性 和新穎性。 我國電梯的使用歷史悠久。80年代中期以來,隨著我國對外開放,對內(nèi)告活經(jīng) 濟的政策深入貫徹執(zhí)行,隨著技術(shù)引進工作的進一步開展,在國內(nèi)建立一批合資和 獨資電纜生產(chǎn)廠,使我國的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展,我國又新頒布一批具有80 年代國際水平的電梯制造標準,隨著采用新標準生產(chǎn)的電梯批量推向市場,技術(shù)性 能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進一步促進建筑業(yè)和電梯業(yè)的發(fā)展,電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展 的局面已經(jīng)形成。 1.1.2 電梯的運行工作情況電梯的運行工作情況 電梯在做垂直運行的過程中,有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物內(nèi)的 電梯,起點站和終點站之間還設(shè)有停靠站。起點站設(shè)在一樓,終點站設(shè)在最高樓, 設(shè)在一樓的起點站常作為基站。起點站和終點站之間的??空痉Q為中間站。 各站的廳外設(shè)有召喚箱,箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。 一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕,中間層站的召喚箱上各設(shè)置 兩只按鈕或觸鈕。對于無司機控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設(shè)置一置有手柄 開關(guān)或與層站對應的按鈕或觸鈕,供司機或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上 的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕,操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外 指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為外指令信號。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱 為內(nèi)指令信號。80年代中期后,觸鈕已被微動按鈕所取代。 作為電梯基站的廳外召喚箱,除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外,還設(shè)置一只鑰匙 開關(guān),以便下班關(guān)閉電梯時,司機或管理人員把電梯開到基站后,可以通過專用鑰 匙扭動鑰匙開關(guān),把電梯的廳轎門關(guān)閉妥當后,自動切斷電梯控制電源或動力源。 電梯的運行工作情況和汽車有共同之處,但是汽車的起動、加速、??康热克緳C 控制操作,而且在運行過程中可能遇到的情況比較復雜,因此汽車司機必須經(jīng)過嚴 格的培訓和考核。而電梯的自動化程度比較高,一般電梯的司機或乘用人員只需要 通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制系統(tǒng)下達一個指令,電梯就能自動關(guān)門、定向、 起動、加速,在預定的層站平層??块_門。對于自動化程度比較高的電梯,司機或 乘用人員一次還可以下達一個一上的指令信號,電梯便能夠依次起動和???,依次 完成任務。 盡管電梯和汽車在運行工作過程有許多不同的地方,但仍有許多共同之處,其 中乘客電梯的運行工作情況類似公共汽車,在起點站和終點站之間往返運行,在運 行方向前方的??空旧嫌许樝虻闹噶钚盘枙r,電梯到站能自動平層??块_門接客。 而載貨電梯的運行工作情況下則類似卡車,執(zhí)行任務為一次性的,司機或乘用人員 控制電梯上下運行時一般一次只能下達一個指令任務,當一個指令任務完成后才達 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 另一個任務。在執(zhí)行任務的過程中,從一個層站出發(fā)到另一層站時,假若中間層站 出現(xiàn)指令信號,一般都不能自動???,所以載貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。 1.21.2 電梯的分類電梯的分類 電梯的分類比較復雜,一般常從不同的角度進行分類。 1.2.1 按用途分類按用途分類 1)乘客電梯:為運送乘客而設(shè)計的電梯。主要用于賓館、飯店、辦公樓、大型 商店等客流量大的場合。這類電梯為了提高運送效率,其運行速度比較快,自動化 程度比較高,轎廂的尺寸和結(jié)構(gòu)形式多為寬度大于深度,使乘客能暢通地進出。而 且安全設(shè)施齊全,裝潢美觀。 2)載貨電梯:為運送貨物而設(shè)計的并通常有人伴隨的電梯。主要用于兩層樓以 上的車間和各類倉庫等場合。這類電梯的裝潢不太講究,自動化程度和運行速度一 般比較低,而載重量和轎廂尺寸的變化范圍比較大。 3)病床電梯:為運送病床而設(shè)計的電梯。 4)雜貨電梯(服務電梯):供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等, 并不允許人員進入的電梯。這種電梯的安全設(shè)施不齊全,不準運送乘客。為了不使 人員進入轎廂,進入轎廂內(nèi)部的門洞及轎廂的面積都設(shè)得非常小,而且轎廂的凈高 度一般不大于1.2m。 5)住宅電梯:供住宅樓使用的電梯。 6)客貨電梯:主要用做運送乘客,但也運送貨物的電梯,它與乘客電梯的區(qū)別 在于轎廂內(nèi)部的裝飾結(jié)構(gòu)不同。 7)特殊電梯:除上述常用的幾種電梯外,還有為特殊環(huán)境、特殊條件、特殊要 求而設(shè)計的電梯。如船舶電梯、觀光電梯、防腐電梯、車輛電梯等。 1.2.2 按速度分類按速度分類 1)低速度:速度v1. 0m/s的電梯。 2)快速度:速度1.0m/sv2.0m/s的電梯。 3)高速度:速度v2.0m/s的電梯。 1.2.3 按曳引電動機的供電電源分類按曳引電動機的供電電源分類 (1)交流電源供電的電梯: 1)采用交流異步雙速電機變極調(diào)速拖動的電梯,簡稱交流雙速電梯(速度一般 小于1.0m/s) 。 2)采用交流異步雙繞組雙速電機調(diào)壓調(diào)速拖動的電梯(俗稱acvv拖動電梯) 3)采用交流異步單繞組單速電機調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動的電梯(俗稱vvvf拖動的電 梯) (2)直流電源供電的電梯:80年代中期前用在中高檔乘客電梯上,以后不再產(chǎn)生。 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 1.2.4 按有、無蝸輪減速器分類按有、無蝸輪減速器分類 1)有蝸輪減速器的電梯:用于梯速為3.0m/s以下的電梯。 2)無蝸輪減速器的電梯:用于梯速為3.0m/s以上的電梯。 1.2.51.2.5 按驅(qū)動方式分類按驅(qū)動方式分類 1)鋼絲繩式:曳引電動機通過蝸桿、蝸輪、曳引繩輪、驅(qū)動曳引鋼絲繩兩端的 轎廂和對重裝置做上下運行的電梯。 2)液壓式:電動機通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動轎廂上、下運行的電梯。 1.2.6 按控制方式分類按控制方式分類 1)轎內(nèi)手柄開關(guān)控制的電梯; 2)轎內(nèi)按鈕開關(guān)控制的電梯; 3)轎內(nèi)、外按鈕開關(guān)控制的電梯; 4)轎外按鈕開關(guān)控制的電梯; 5)信號控制的電梯; 6)集選控制的電梯; 7)2臺或3臺并聯(lián)控制的電梯; 8)梯群控制的電梯。 1.2.7 按拖動方式分類按拖動方式分類 1)交流異步單速電機拖動的電梯; 2)交流異步雙速電機變極調(diào)速拖動的電梯; 3)交流異步雙繞組雙速電機調(diào)壓調(diào)速(俗稱 acvv)拖動的電梯; 4)交流異步單速電機調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(俗稱 vvvf)拖動的電梯; 5)直流電機拖動的電梯。 1.31.3 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸 1.3.1 電梯的主要參數(shù)電梯的主要參數(shù) 1)額定載重量(kg):制造和設(shè)計規(guī)定的電梯載重量。 2)轎廂尺寸(mm):寬深高。 3)轎廂形式:有單或雙面開門及其它特殊要求等,以及對轎頂、轎底、轎壁的 處理,顏色的選擇,對電風扇、電話的要求等。 4)轎門形式:有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。 5)開門寬度(mm):轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。 6)開門方向:人在廳外面對廳門,門向左方向的為左開門,門向右方向開啟的 為右開門,兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門,也稱為中分門。 7)曳引方式:常用的有半繞1:1吊索法,轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 半繞2:1吊索法,轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞1:1吊索法,轎 廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。 8)額定速度(m/s):制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度。 9)電氣控制系統(tǒng):包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。如交流電機拖動或直流 電機拖動,轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。 10)停層站數(shù)(站):凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。 11)提升高度(mm):由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。 12)頂層高度(mm):由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之 的垂直距離。電梯的運行速度越快,頂層高度一般越高。 13)底坑深度(mm):由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運 行速度越快,底坑一般越深。 14)井道深度(mm):由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之 間的垂直距離。 15)井道尺寸(mm):寬深。 我國有關(guān)標準對電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定我國有關(guān)標準對電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定 為了加強對電梯產(chǎn)品的管理,提高電梯產(chǎn)品的使用效果,國家曾于1974年頒布 了jbi435-74、jbi816-74、jb/z110-74等一批電梯產(chǎn)品的部標準。 電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠和設(shè)計和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時,必 須根據(jù)電梯的安裝使用地點、載運對象等,按標準的規(guī)定,正確選擇電梯的類別和 有關(guān)參數(shù)與尺寸,并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸,設(shè)計和建造安裝電梯的建筑物。否 則會影響電梯的使用效果。 1.41.4 電梯的組成部件電梯的組成部件 電梯是一種復雜的機電產(chǎn)品,一般由機房、轎廂、廳門及井道和井底設(shè)備等4個 基本部分組成。 1.4.1 機房機房 機房位于電梯井道的最上方或最下方,用于裝設(shè)曳引機、控制柜、限速器、選 層器、地震檢測儀、配線板、總電源開關(guān)及通風設(shè)備等。 當機房設(shè)在井道底部時,稱為下置式曳引方式。由于此種方式結(jié)構(gòu)較復雜,鋼 絲繩彎折的次數(shù)較多,縮短了鋼絲繩的使用期限,增加了井道承重,且保養(yǎng)困難, 所以一般不采用,只有機房不可能設(shè)在井道頂部時才采用。相反,機房上置式曳引 方式因設(shè)備簡單,鋼絲繩彎折次數(shù)少,成本低,維護簡單等特點,最為普遍采用。 如果機房即不可能設(shè)在井道底部,也不了能設(shè)在頂部時,可考慮選用液壓式電梯, 即機房側(cè)置式。 機房結(jié)構(gòu)必須堅固,防震和隔音,有足夠的面積, 、高度、承重能力和良好的通 風條件,而且室內(nèi)經(jīng)常保持有適度的照明亮度,保持干燥清潔等。通常有如下的規(guī) 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 定: 1)面積一般至少為井道側(cè)面積的2倍以上,對交流電梯,一般為22.5倍;對直 流電梯,一般為33.5倍。 2)高度指機房地面至頂板的垂直距離。對客梯、病房梯,一般為2.22.8m以上; 對貨梯,一般為2.22.4m以上。 3)承重能力。機房的地板要求能承重 6kpa(雜物梯為 4kpa)的均部載荷。在曳引機安 裝的上方,應設(shè)吊鉤用于維修。鉤的承重能力如下:對額定載重量 500 3000kg的電梯,應大于2000kg;對額定載重量5000kg的電梯,應大于3000kg。 4)對于機房的設(shè)置有以下3種方式:機房下置式、機房上置式和機房側(cè)置式。 (1)曳引機 曳引機是電梯升降的動力源,由曳引電動機、電磁制動器、減速器、 曳引輪和盤車手輪等組成,通過業(yè)余繩與曳引繩輪的摩擦產(chǎn)生的牽引力來實現(xiàn)轎廂 和平衡對重升降驅(qū)動裝置。按曳引電動機與曳引輪之間有無減速箱,又可以分為有 齒輪曳引機和無齒輪曳引機。有齒輪曳引機采用渦輪蝸桿減速傳動。 a)曳引電動機:根據(jù)梯形的不同,可分別采用籠型單速電動機、籠型雙速電動 機、籠型三速電動機或直流電動機。 b)電磁制動器:采用閉式雙制動瓦塊直流電磁制動器,電動機旋轉(zhuǎn)時松閘,停 止時制動,以保持轎廂位置不變。 c)曳引輪:具有v形、半圓形或帶缺口的繩槽輪,靠摩擦力曳引起動。 d)盤車手輪:裝在曳引電動機的后端軸上,供盤手時使用。 (2)控制柜 該裝置能發(fā)出指令,檢測各機器的動作情況,并具有控制功能,從 而使電梯能安全、穩(wěn)妥、快速到達目的層。該裝置由主電路接觸器、管理繼電器、 控制繼電器、時限繼電器、半導體器等組裝而成。因是精密設(shè)備,所以要防塵,并 保持良好的通風,以維持規(guī)定電溫度。 (3)限速器 限速其為電梯限速保護裝置,是重要的安全設(shè)備。當電梯超過額定 速度或失控時(為額定速度的115%) ,限速器能發(fā)出電信號,自動切斷控制電路。如 果轎廂仍然繼續(xù)高速下行,此時限速器則以機械方式操縱安全鉗動作,將轎廂夾持 在導軌上,阻止起繼續(xù)下降,避免產(chǎn)生不良后果。 電梯上的限速器大多屬于離心式限速器,由輪盤、開關(guān)、纜繩和夾鉗裝置構(gòu)成, 以旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力反映電梯的運行速度,常見的有甩塊式和甩球式兩種。軸承、 銷部的磨損是誤動作的主要原因,會降低安全裝置的機能,故要經(jīng)常檢查。 1.4.2 轎廂與對重轎廂與對重 (1)轎廂 轎廂是是用來安全運送乘客及物品到目的層的箱體裝置,它的運行軌 跡是在曳引鋼絲繩的牽引下沿導軌上下運行。 (2)對重 對重又稱平衡重,起到平衡轎廂的作用(但這種平衡是相對的和變化 的) 。對重與轎廂通過曳引繩的連接,利用曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力驅(qū)動轎廂 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 的上升和下降。 1.4.3 廳門(層門)廳門(層門) 廳門是為確保在候梯廳的乘客安全而設(shè)置的開閉裝置,只有在轎廂停層和平層 時才被打開。 1.4.4 井道與井底設(shè)備井道與井底設(shè)備 (1)曳引鋼絲繩 連接轎廂與對重,驅(qū)動轎廂上下運行。 (2)導軌 使轎廂和平衡對重在井道內(nèi)垂直升降的導向裝置。 (3)限速鋼絲繩、張緊裝置 用以防止限速鋼絲繩的松弛或搖動,把轎廂速度正 確地傳送到限速器的輔助裝置。 (4)補償鏈 由于轎廂升降,轎廂側(cè)與對重側(cè)的曳引鋼絲繩重量比隨之變化。為 了修正這個變化,減輕電動機的負載,將轎廂與對重用補償鏈連接起來,一般用于 提升高度超過30m的電梯。 (5)終端保護裝置 終端保護裝置由終端電氣保護裝置和機械緩沖裝置兩部分組 成,終端電氣保護裝置由換速開關(guān)、限速開關(guān)和極限開關(guān)組成。機械緩沖裝置是指 位于底坑的各種緩沖器,它們是電梯安全保護的最后一道措施,設(shè)置在井道底坑中 且正對轎廂和對重,起作用是防止轎廂和對重沖頂撞底。常用的緩沖器有彈簧緩沖 器和油壓緩沖器兩種。 第二章第二章 五層電梯設(shè)計方案五層電梯設(shè)計方案 plc 系統(tǒng)設(shè)計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是 plc 工程設(shè)計選型。 工藝流程的特點和應用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。plc 及有關(guān)設(shè)備應是集成的、 標準的,按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選 用 plc 應是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),plc 的系統(tǒng)硬件、軟件 配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有 關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設(shè)計選型和估算時,應詳細分析工 藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,然后根據(jù) 控制要求,估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 plc 的功能、外部設(shè)備特性 等,最后選擇有較高性能價格比的 plc 和設(shè)計相應的控制系統(tǒng)。 2.12.1 電梯設(shè)計程序電梯設(shè)計程序 目前,電梯行業(yè)在我國迅速的發(fā)展,在一定程度上占有很大的市場。而在今天 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 選擇控制電梯運動的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器接觸器轉(zhuǎn)變成可編程序控制器 (plc) 。 可編程序控制器(plc)與其他計算機控制相比較: 個人計算機有很強的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能,有豐富的軟件支持,但是 它們是為辦公室自動化和家庭設(shè)計的,對環(huán)境要求很高,抗干擾能力不強,一般不 適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。 單片機只是一片集成電路,不能直接將它與外部i/o信號相連。要將它用于工業(yè) 控制,還要附加一些配套的集成電路和i/o接口電路,硬件設(shè)計、制作和程序設(shè)計的 工作量相當大,要求設(shè)計者具有很強的計算機領(lǐng)域的理論知識和實踐經(jīng)驗。 工業(yè)控制計算機(簡稱工控機)也是為工業(yè)控制設(shè)計的,目前比較流行的是pc 總線工控機,它與個人計算機兼容。工控機采用總線式結(jié)構(gòu),各廠家產(chǎn)品的兼容性 強。工控機一般是在通用微機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,有實時操作系統(tǒng)的支持,因此 在要求快速、實時性強、功能復雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢。工控機的價格較高,將它有與 開關(guān)量控制以取代繼電器系統(tǒng)有些大材小用。工控機的外部i/o接線一般都用多芯扁 平電纜和插頭、插座,直接從印刷電路板上引出,不如可編程序控制器的接線端子 那樣方便可靠。 以上各種計算機用語控制的程序一般都是用匯編語言編寫的,不像可編程續(xù)控 制器的梯形圖語言那樣易于被工廠的電氣人員掌握。 可編程序控制器是專為工廠現(xiàn)場應用環(huán)境設(shè)計的,結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件 組合型,對印刷電路板、電源、機架、插座的制造和安裝,均采用了嚴密的措施。 可編程序控制器由于具有前述的各種優(yōu)點,在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競爭力。 當然在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位,把可編程序控制器用于電梯運動的 核心部分是很合理的選擇,而且可編程序控制器現(xiàn)在在市場上也是一種成熟的產(chǎn)品。 總之,經(jīng)上述比較可得,我確定選用plc控制電梯的運行。 2.22.2 電梯電梯 plcplc 控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成 2.2.12.2.1 機房機房 機房用來安裝曳引機、電控屏、限速器等。機房可以設(shè)置在井道頂部,也可設(shè) 置在井由自部。當機房設(shè)于井道底部時,即為曳引機下置式曳引方式。這種方式結(jié) 構(gòu)復雜,建筑物承重大,對井道尺寸要求大,只有在機房無法頂置時才使用。對于 絕大多數(shù)電梯,橢均設(shè)于井道頂部。機房必須有足夠的面積,高度、承重能力及良 好的通風條件。 2.2.22.2.2 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪組成。曳引機由電動機聯(lián)軸器、 制動器、減速器、機座、曳引輪等組成,它是電梯的動力源;曳引鋼絲繩的兩端分 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 別連接轎廂和對重裝置(或者兩端固定在機座房上) ,依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間 的摩擦力來驅(qū)動轎廂的升降;導向輪的作用是分開轎廂和對重裝置的距離,采用復 繞型時還可增加曳引能力。導向輪安裝在曳引機架上或重梁上。當鋼絲繩的繞繩比 大于1時,在轎廂和對重架上應增設(shè)反繩輪。反繩輪的個數(shù)可以是1個、2個,甚至3 個,這與曳引比有關(guān)。 2.2.32.2.3 導向系統(tǒng)導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)由導軌、導靴和導軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對重只能沿著 導軌作升降運動。導軌固定在導軌架上;導軌架是支承導軌的組件,與井道壁聯(lián)接; 導靴裝在轎廂和對重架上,與導導軌配合,強制轎廂和對重的運動服從于導軌的直 立方向。 2.2.42.2.4 門系統(tǒng)門系統(tǒng) 門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機、聯(lián)動機構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門社在轎廂入 口,由門扇、門導軌架、門靴和門刀等組成;層門社在層站入口,由門扇、門導軌 架、門靴和門鎖裝置及開鎖裝置組成;開門機社在轎廂上,是轎廂門和層門 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 啟閉的動力源。 2.2.52.2.5 轎廂轎廂 轎廂是用以運送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是 轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成;轎廂體由轎廂底、 轎廂壁、轎廂頂及照明、通風裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成;轎廂體空 間的大小由額定載重量和額定載客量決定。 2.2.62.2.6 門廳門廳 每一層電梯門口裝的門,門上帶有機器鎖及電氣接點??吞荻酁樽詣娱_關(guān)門, 開關(guān)門由轎廂門上的開門刀帶動廳門上的橡皮勒轆來完成的,而轎廂門是由轎廂上 的開關(guān)門裝置驅(qū)動的。 2.2.72.2.7 井道井道 井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個在納電梯轎廂和對重的有限空間。為了出人, 在每個層站開有入口。 2.2.82.2.8 圍壁圍壁 圍壁的作用是將電梯與外界分隔開,當導軌架直接安裝在圍壁上時,它還應承 受費切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。 2.2.92.2.9 頂板頂板 井道的頂部是機房,它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的,將 井道與機房完全隔離。頂板還具有阻止機房即傳向井道的作用。對于快、高速電梯, 為了取得良好的隔聲效果,常在井道頂部設(shè)隔音層,此時的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。 2.2.102.2.10 底坑底坑 井道的底坑深入地面,用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深 人了地面,因此要求防水,最好有排水設(shè)施。 2.2.112.2.11 重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng) 該系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成,對重將平衡 轎廂自重和部分的額定載重;重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼 絲繩長度變化對電梯設(shè)計影響的裝置。 2.2.122.2.12 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng) 該系統(tǒng)由曳引機、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對電 梯實行速度控制。曳引電動機是電梯的動力源,根據(jù)電梯的配置可用交流電動機或 直流電動機;供電系統(tǒng)是為電動機提供電源的裝置;速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提 供電梯運行速度信號,一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器,與電動機相連;調(diào) 速裝置對曳引電動機實行調(diào)速控制;變頻器可以通過改變頻率的大小來 控制其運行速度的快慢。 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 2.2.132.2.13 電器控制系統(tǒng)電器控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成,它起 著操縱和控制電梯運行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、 層站召喚按鈕、轎頂和機房中的檢修或應急;位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層 燈;層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站;控制屏安裝在機房中,由 各類電氣控制元件(或板)組成,是電梯實行電氣控制的集中組件;選層器能起到 指示和反饋轎廂位置、決定運行方向、發(fā)出加減速信號等作用。它可由機械式、繼 電器式或電子式組成。 2.2.142.2.14 安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng) 電梯上設(shè)有機械和電氣的各類保護系統(tǒng),以保證電梯安全使用。機械方面的有 限速器和安全鉗,起超速保護作用;緩沖器,起沖頂和撞底保護作用;切斷總電源 的極限保護。 2.32.3 電梯舒適度電梯舒適度 可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來的,所以它在開關(guān)量處理、順序控制 方面具有一定的優(yōu)勢,發(fā)展初期主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。隨著計算機技術(shù)的發(fā) 展,可編程序控制器增加了數(shù)值運算、pid閉環(huán)調(diào)節(jié)功能,并開始與個人計算機或小 型計算機聯(lián)網(wǎng),它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡系統(tǒng)。 可編程序控制器的應用領(lǐng)域,在發(fā)達的工業(yè)國家,可編程序控制器已經(jīng)廣泛地 應用在所有的工業(yè)部門,隨著可編程序控制器的性能價格比的不斷提高,過去許多 使用專用計算機的場合也可以使用可編程序控制器。比如用在開關(guān)量的控制,這是 可編程序控制器最基本最廣泛的應用,它的輸入和輸出信號都是只有通、斷狀態(tài)的 開關(guān)量信號,這種控制與繼電器控制最為接近,可以用價格較低,僅有開關(guān)量控制 的功能的可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于 單臺設(shè)備,也可以用于自動線生產(chǎn)線,如機床控制、沖壓、鑄造機械、運輸帶、包 裝機械的控制,同樣也可以用于電梯的控制。 通過上述的簡述,我希望在控制系統(tǒng)中能夠達到如下要求: 2.3.1 乘坐舒適感乘坐舒適感 根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗證明,在運動速度不變的情況下,速度值的大小對人們 的器官基本上沒有什么影響,這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行的任意方 向運動的情況而言的。高速的升降運動就和上述運動有所不同。這是由于在升降運 動中,人體周圍氣壓的迅速變化,對人們的器官產(chǎn)生影響。例如耳膜會感到壓力而 嗡嗡響等等。只要采取一定措施,這些影響是可以消除的。所以目前電 梯的運行速度雖已高達10m/s。仍能使乘客無大的不適感。 2.3.2 電梯理想運行曲線電梯理想運行曲線 根據(jù)大量的研究和實驗表明,人可接受的最大加速度為 am1.5m/s2,加速度變化 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 率 m3m/s3,電梯的理想運行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形,由 于正弦波形加速度曲線實現(xiàn)較為困難,而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段 的轉(zhuǎn)折點處的加速度變化率均大于梯形曲線,即 m 跳變到-m 或由-m 跳變到 m 的加速度變化率,故很少采用,因梯形曲線容易實現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁 指標,故被廣泛采用。 變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng),當變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號,變頻器 依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值,啟動電動機,達到最大速度后,勻速運行,在到達目 的層的減速點時,控制器發(fā)出切斷高速度信號,變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度 減至爬行速度,在減速運行過程中,變頻器的能夠自動計算出減速點到平層點之間 的距離,并計算出優(yōu)化曲線,從而能夠按優(yōu)化曲線運行,使低速爬行時間縮短至 0.3s,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動斜坡來調(diào)整平層精度。即 當電梯停得太早時,變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值,反之則減少低速度值 或增大制動斜坡值,在電梯到距平層位置410cm時,有平層開關(guān)自動斷開低速信 號,系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層,從而達到平層的準確可靠。 (其速度曲線如 下所示) 拋物線直線綜合速度曲線 拋物線直線綜合速度曲線的加速時間的起始階段(ta/n)和最末段(ta/n)均 為拋物線形速度曲線,而中間段(n-2)ta/n為直線形的速度曲線;n為起動時間系數(shù)。 第三章第三章 電梯的電氣控制系統(tǒng)電梯的電氣控制系統(tǒng) 3.13.1 概述概述 電氣控制系統(tǒng)是電梯的兩大系統(tǒng)之一。電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、指層 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 燈箱、召喚箱、限位裝置、換速平層裝置、轎頂檢修箱等十幾個部件,以及曳引電 動機、制動器線圈、開關(guān)門電動機及開關(guān)門調(diào)速開關(guān)、極限開關(guān)等幾十個分散安裝 在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。 載重量和額定運行速度確定后,機械系統(tǒng)各零部件就基本確定了,而電氣控制 系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍,必須根據(jù)電梯安裝使用地點,乘載對象進行認真選擇, 才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。 電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能、自動化程度和運行可靠性。隨著科學和、技 術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進工作的進一步開展,電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。在國產(chǎn)電梯 中,在中間邏輯控制方面,已淘汰繼電器控制,采用 plc 和微機控制。在拖動方面, 除速度 v0.63m/s 的底速電梯仍有部分產(chǎn)品采用交流雙電動機變極調(diào)速外,對于速 度 v1.0m/s 的各類電梯,均采用交流調(diào)壓調(diào)速和交流調(diào)頻調(diào)速拖動系統(tǒng)。 新電氣控制系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)的出現(xiàn),不但改善了電梯的性能,而且提高了電梯 的運行可靠性能,使我國的電梯工業(yè)提高到一個新的水平,基本實現(xiàn)乘用安全、可 靠、舒適的愿望。 3.23.2 電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件 為了便于制造、安裝、調(diào)試和維修,常把電氣控制系統(tǒng)中幾百至成千萬個電器 元件組裝在操縱箱,控制柜等十幾個部件內(nèi)。但是有些電器元件組裝到各電源部件 中去后,反而會給制造、安裝、調(diào)試、維修帶來困難或不方便,這是,則將這部分 電器元件分散裝到各有關(guān)電梯部件中去。電氣控制系統(tǒng)常用的主要電器部件如下: 3.2.13.2.1 操縱箱操縱箱 操縱箱一般位于轎箱內(nèi),是司機或乘用人員控制電梯上下運行的操縱控制中心。操縱箱裝 置的電器元件與電梯的控制方式、停層站數(shù)有關(guān)。 操縱箱上裝配的電器元件一般包括下列幾種: 發(fā)送轎內(nèi)指令任務,命令電梯起動和停靠層站的元件,如轎內(nèi)手柄控制電梯的 手柄開關(guān);轎內(nèi)按鈕控制、信號和集選控制電梯的轎內(nèi)指令按鈕;控制電梯工作狀 態(tài)的手指開關(guān)或鑰匙開關(guān);控制開關(guān);急停按鈕;短接和應急按鈕;點動開門按鈕; 轎內(nèi)照明燈開關(guān)、電風扇開關(guān);蜂鳴器;外召喚人員所在位置指示燈;廳外召喚人 員要求前往方向信號燈;但是近年來已出現(xiàn)操縱箱和指層箱合為一體新型操縱指層 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 箱。 3.2.23.2.2 指層燈箱指層燈箱 是司機,轎內(nèi)、外乘人員提供電梯運行方向和所在位置指示燈信號的裝置。 除雜物電梯外,一般電梯都在各??空镜膹d門上設(shè)置有指層燈箱。但是,當電梯的 轎廂門為封閉門,而且轎門上沒有開設(shè)監(jiān)視窗時,在轎廂內(nèi)的轎門上方也必須設(shè)置 指示層燈箱。位于廳門上方的指示燈箱廳稱廳外指層燈箱,位于轎門上方的指層燈 箱在結(jié)構(gòu)上是完全一樣的。近年來出現(xiàn)把層燈箱合并到轎內(nèi)操縱箱和廳外召喚箱中 去的情況,而且采用數(shù)碼顯示。 3.2.33.2.3 召喚按鈕(或觸鈕)箱召喚按鈕(或觸鈕)箱 召喚按鈕是設(shè)置在電梯??空緩d門外側(cè),給廳外乘用人員提供召喚電梯的裝置。 根據(jù)處位的不同,召喚按鈕箱分位于上端站,只裝設(shè)一只下行召喚按鈕,位于下端 站只裝設(shè)一只上行召喚按鈕的單鈕召喚箱。但是若下端站又作為基站時,召喚箱上 還需加裝一只廳外控制自動開關(guān)門的鑰匙開關(guān)。位于中層站者,則是裝設(shè)一只上行 召喚按鈕和一只下行召喚按鈕的雙召喚箱。 3.2.43.2.4 轎頂檢修箱轎頂檢修箱 轎頂檢修箱位于轎廂頂上,以便于檢修人員安全、可靠、方便地檢修。檢修箱 裝設(shè)的電梯電器元件一般包括控制電梯慢上、慢下的按鈕,點動開關(guān)門按鈕,急停 按鈕,轎頂正常運行和檢修運行檢索轉(zhuǎn)換開關(guān),轎頂檢修燈開關(guān)等。 3.2.53.2.5 換速平層裝置(也稱井道信息裝置)換速平層裝置(也稱井道信息裝置) 換速平層裝置是一般低速或快速實現(xiàn)到預定??空緯r,提前一定距離把快速運 行切換為平層前慢速運行,平層時自動??康目刂蒲b置。 3.2.63.2.6 限位開關(guān)裝置限位開關(guān)裝置 為了確保司機、乘用人員、電梯設(shè)備的安全,在電梯的上端站和下端站處,設(shè) 置了限制電梯運行區(qū)域的裝置,稱為限位開關(guān)裝置。 3.2.73.2.7 極限開關(guān)裝置極限開關(guān)裝置 極限開關(guān)是一種在 80 年代中期以前,用于交流雙速電梯,作為當限位開關(guān)裝置 失靈,或其它原因造成轎廂超越端站樓面 100150mm 距離時,切斷電梯主 電源的安全裝置。 極限開關(guān)包括位于機房,經(jīng)改制的鐵殼開關(guān),固定于轎廂導軌的上下滾輪組,固定 于轎廂架的打板(和極限位開關(guān)裝置合用一個打板) ,以及聯(lián)結(jié)鐵殼開關(guān)和上下滾輪 組的鋼絲繩構(gòu)成。 電梯運行過程中,由于某種原因造成電梯轎廂超越端站樓面,達到極限開關(guān)的作用 點時,位于轎架的打板碰撞上或下滾輪組,上下滾輪組通過鋼絲繩強行拉掉鐵殼開 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 關(guān),切斷電梯的總電源,強迫電梯立即??俊?由于這種裝置的結(jié)構(gòu)比較復雜,開關(guān)的故障率比較高,80 年代中后期,國內(nèi)不少廠 家采用在井道兩端站各安裝一只限位開關(guān),由限位開關(guān)打板碰壓,由限位開關(guān)控制 一只接觸器,由接觸器切斷電梯總電源的辦法所取代。 3.2.83.2.8 選層器選層器 選層器設(shè)置在機房或隔音層內(nèi),是模擬電梯運行狀態(tài),向電氣控制系統(tǒng)發(fā)出相 應電信號的裝置。 按與電氣控制系統(tǒng)配套使用情況,選層器可分為兩種。 a. 用于貨、醫(yī)梯電氣控制系統(tǒng)的選層器 b.用于客梯電氣控制系統(tǒng)的選層器 用于客梯電氣選層器除具樓層指示器的功能外,還具有自動消除轎內(nèi)指令登記信號, 根據(jù)內(nèi)外指令登記信號,自動定電梯的運行方向,到達預定??空緯r提前一定距離 向控制系統(tǒng)發(fā)出減速信號和提前開門信號,有的還能發(fā)出到站平層??啃盘柕?。由 于與客梯控制系統(tǒng)配套使用的選側(cè)器具有比較完善的性能,不但可以簡化電氣控制 系統(tǒng),便于安裝調(diào)試和維修,而且可以降低電梯故障率,提高電梯運行可靠性。 3.2.93.2.9 控制柜控制柜 控制柜是電梯電氣控制系統(tǒng)完成各種主要任務,實現(xiàn)各種性能的控制中心。 控制柜由柜體和各種控制電器元件組成。 控制柜中裝配的電器元件,其數(shù)量和規(guī)格主要與電梯的停層站數(shù)、額定載荷、 速度、控制方式、曳引電動機類別等參數(shù)有關(guān),不同參數(shù)的電梯,采用的控制柜不 同。 3.2.103.2.10 開門機電阻器箱開門機電阻器箱 國產(chǎn)電梯產(chǎn)品從 60 年代末以來,多采用直流電動機作為實現(xiàn)自動開關(guān)門的拖動 電動機。直流電動機具有良好的調(diào)速性能,便于控制和調(diào)節(jié)電梯的開關(guān)門速度,達 到既有較高的開關(guān)門效率,又有較低的噪聲水平。 由于他勵直流電動機的運行速度與電樞兩端的電壓成正比。因此只要控制和調(diào) 節(jié)電樞兩端的電壓,就能控制和調(diào)節(jié)電梯的開關(guān)門速度。 開門機電阻器箱內(nèi)裝置的器件,就是用來控制電樞兩端電壓的三只電阻器。為 了便于調(diào)試,該電阻器箱一般裝置在開關(guān)門電機旁。 第四章第四章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理可編程控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理 4.14.1 plcplc 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) plc 實質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結(jié)構(gòu)和微機是基本 一致的。如下圖所示: 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 編程器 中央處理單元 (cpu) 輸入 電路 輸出 電路 系統(tǒng)程序存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū) 電源 plc 硬件的基本結(jié)構(gòu) 4.24.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 可編程序控制器簡稱為 plc(programmable logic controller)主要由 cpu 模塊、 輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機,它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系 統(tǒng)相似,甚至與之無異。可編程序控制器主要由 cpu(中央處理單元) 、存儲器 (ram 和 eprom) 、輸入/輸出模塊(簡稱 i/o 模塊) 、編程器和電源五大部分組成。 4.2.14.2.1 cpucpu 模塊模塊 cpu 模塊又叫中央處理單元或控制器,它主要由微機處理器(cpu)和存儲器 組成。cpu 的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作,每一次掃描要 完成以下工作: 1) 輸入處理:將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù) 據(jù)寄存器。 2) 程序執(zhí)行:逐條讀入和解釋用戶程序,產(chǎn)生相應的控制信號去控制有關(guān)的 電路,完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作,并根據(jù)運算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi) 容。 3) 輸出處理:將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊,去控制外部負載。 4.2.24.2.2 i/oi/o 模塊模塊 i/o 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳,是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 cpu 模塊的橋梁。輸入 模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類:一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字 開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號;另一 類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信 專業(yè)文檔,值得下載! 專業(yè)文檔,值得下載! 號。 可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝 置
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