基于PLC的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、. . . . 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：基于PLC的施工升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印

2、刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳荨Ｗ髡吆灻?日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文

3、的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字

4、數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體與大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、

5、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂摘要施工升降機(jī)是建筑施工中必不可少的機(jī)械設(shè)備之一。升降機(jī)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)，隨著人們對升降機(jī)運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的不斷提高，升降機(jī)得到快速發(fā)展。其拖動(dòng)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。升降機(jī)采用了PLC控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對升降機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)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(dòng)檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。而電動(dòng)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(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻器

6、調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率、高功率因素和節(jié)電效果，廣泛的適用圍與其它許多優(yōu)點(diǎn)而獲國外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。因此，PLC控制技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代升降機(jī)行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)考慮到施工場地升降機(jī)的實(shí)際操作功能，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)針對的是四層升降機(jī)。代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)，由變頻器實(shí)現(xiàn)對升降機(jī)的拖動(dòng)調(diào)速，使PLC與調(diào)速拖動(dòng)裝置相結(jié)合，構(gòu)成PLC集成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了升降機(jī)的各種控制功能，提高了升降機(jī)運(yùn)行的可靠性，降低了故障率。 關(guān)鍵詞：升降機(jī)；PLC控制；變頻調(diào)速；變頻器Design of PLC-based control system for constructio

7、n elevator control system Student: LIANG Jian Teacher: ZHAO HongAbstract:The Construction hoist is one of the essential mechanical devices in the construction. As the verticaltransportofmodernhigh-rise buildings, theelevatorandthe lives of peopleclosely relatedwiththecontinuous improvement ofthepeop

8、le ontheelevatoroperational safety, efficiency, comfortrequirements, theelevatorrapiddevelopment. Drag technology has developed to a FM variable voltage control, logic control instead of the original relay control by PLC.The elevator uses PLC control software to achieve automatic control of the elev

9、ator operation, and reliability is increased. The control system structureissimple,externalcircuitissimplified,andcaneasily add orchangeofcontrol functionscan also beautomatic fault detectionandalarm display, improve operational safetyandeasy maintenance. Motor AC inverter speed control technology i

10、s today's energy-saving, and to improve the process t improve product quality, improve the environment, a major means of technological advancement. The inverter is its superior speed performance and from the braking performance, high efficiency, high power factor and energy-saving effect, the br

11、oad scope of application and many other benefits by the domestic and international public .that the most promising speed.This design considering the actual construction site lift operation function, designed by four layers of elevator control system is aimed at. Drag the governor of the elevator ins

12、tead of the traditional relay control system by the inverter, so that the combination of PLC and speed drag devices, constitute the PLC sets the election control systems, elevator control, improved elevator of operation, to reduce the failure rate.Key words：Elevator；PLC control；VVVF；Inverter40 / 49目

13、次摘要IAbstractII1 緒論11.1 本課題設(shè)計(jì)的背景11.2 本課題設(shè)計(jì)的容21.3 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義32 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定32.1 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)42.1.1 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)42.1.2 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題42.2 PLC控制系統(tǒng)52.3 變頻調(diào)速控制升降機(jī)的特點(diǎn)62.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 PLC的選型73.2 PLC的CPU選型113.3 PLC系統(tǒng)配置113.4 變頻器的選擇123.5 變頻器調(diào)速方式的確定173.6 升降機(jī)的主要組成部分173.7I/O點(diǎn)數(shù)的估算194 系統(tǒng)軟件開發(fā)224.1 升降機(jī)的三個(gè)工作狀

14、態(tài)224.1.1 升降機(jī)的自檢狀態(tài)224.1.2 升降機(jī)的正常工作狀態(tài)224.1.3 升降機(jī)強(qiáng)制工作狀態(tài)234.2 軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)234.3 系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程255 結(jié)論38致39參考文獻(xiàn)401 緒論伴隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller 簡稱PLC）在工廠中的應(yīng)用也越來越廣泛，而且?guī)缀跎媾c到工廠的各個(gè)方面，包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過實(shí)現(xiàn)施工升降機(jī)控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn)PLC在現(xiàn)代化建設(shè)中的應(yīng)用，同時(shí)利用這個(gè)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(shí)現(xiàn)升降機(jī)的控制對于提

15、高升降機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低升降機(jī)控制系統(tǒng)的成本以與縮短升降機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過本課題的研究，可以在一定程度上推動(dòng)升降機(jī)即升降機(jī)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，拓展PLC在自動(dòng)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。1.1 本課題設(shè)計(jì)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∨俊⒍嗥贩N。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)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

16、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1。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller 簡稱PLC）從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制與生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器（programmable controller簡稱PC）.但由于PC容易與個(gè)人計(jì)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

17、電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)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。PLC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(dòng)控制技術(shù)，計(jì)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(dòng)化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有：1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)

18、 ；2）設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 ；3）功能強(qiáng)、通用性好；4）開發(fā)周期短，成功率高；5）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、使用方便以與體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)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；占空比繼電接觸器控制系統(tǒng)??；價(jià)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(dòng)電磁閥、接觸器與于之相當(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2。因此，進(jìn)行升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)升降機(jī)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，

19、具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。1.2 本課題設(shè)計(jì)的容施工升降機(jī)是建筑施工中必不可少的機(jī)械設(shè)備之一。我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，對施工升降機(jī)的性能提出了更高的要求6，各類新型施工升降機(jī)的研制成為當(dāng)前建筑機(jī)械行業(yè)的熱點(diǎn)之一。本課題對施工升降機(jī)的總體方案、選型、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、安全裝置分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，具體包括：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、外呼叫控制。2) 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)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(dòng)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)

20、用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)PLC對升降機(jī)的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了升降機(jī)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。3) 升降機(jī)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)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(jì)出機(jī)械手控制的要求。1.3 本課題設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展升降機(jī)也已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。隨著人們對升降機(jī)運(yùn)行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，升降機(jī)得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)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。PLC因?yàn)榉€(wěn)定

21、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(dòng)化的主要支柱之一。升降機(jī)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(jì)，提高了升降機(jī)的控制水平，并改善了升降機(jī)運(yùn)行的舒適感。因此PLC在升降機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，非常有實(shí)際價(jià)值1。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定升降機(jī)是電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(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

22、1：1) 乘客，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的升降機(jī)，要求有完善的安全設(shè)施以與一定的室裝飾。2) 載貨升降機(jī)，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，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)、消防員用升降機(jī)等。本設(shè)計(jì)課題為施工場地的升降機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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。2.1 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的故障

23、率高，大大降低了升降機(jī)的安全性和可靠性，十分容易造成停梯，會給乘客帶來諸多不便和驚擾，并且如果升降機(jī)沖頂或撞底，不僅僅會造成升降機(jī)機(jī)械部件的損壞，甚至可能發(fā)生人身事故。2.1.1 升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1) 所有控制功能與信號處理均由硬件實(shí)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)、維修與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(jià)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。2.1.2升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)存在的問題升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)故障

24、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3。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，造成接觸不良，因而故障率較高。2) 普通控制電器與硬件接線方法難以實(shí)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)與觸點(diǎn)動(dòng)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(dòng)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(shí)費(fèi)工?？傊?，如今已經(jīng)很少使用升降機(jī)繼電器控制系統(tǒng)

25、了。2.2PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)，設(shè)計(jì)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，目前也廣泛用于傳統(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(jì)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(jì)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

26、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)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。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)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(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，已成為解決自動(dòng)控制問題的最有效工具，是當(dāng)前先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。升降機(jī)控制系統(tǒng)由調(diào)速部分和邏輯控制部分兩部分組成。調(diào)速部分影響著升降機(jī)運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感，邏輯控制部分則是對升降機(jī)運(yùn)行時(shí)的安全可靠性起到了關(guān)鍵作用。PLC在升降機(jī)控制方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)為其邏輯

27、開關(guān)控制功能，由于PLC具備邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)、定時(shí)和數(shù)據(jù)輸入輸出等功能，在升降機(jī)的控制過程中，PLC能夠與各種邏輯開關(guān)控制很好地結(jié)合，并很好地實(shí)現(xiàn)對升降機(jī)的控制。具體體現(xiàn)了以下幾個(gè)方面的優(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(dòng)；而PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而無抖動(dòng)一說。4) 定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)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(shí)鐘脈沖由

28、晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)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。2.3 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(jì)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(dòng)機(jī)交流變頻技術(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(dòng)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(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用圍與其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式7。1) 變頻調(diào)速升降機(jī)使用的是異步電

29、動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)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(jià)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)，明顯改善了升降機(jī)運(yùn)行質(zhì)量和性能;調(diào)速圍寬、控制精度高，動(dòng)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(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在升降機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮以下幾點(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

30、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(jì)升降機(jī)系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)升降機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。6) 將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)升降機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，包括PLC的選型和I/O口的確定與分配，變頻器的選擇與參數(shù)設(shè)置。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、OMRO

31、N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(jì)需要與應(yīng)用水平。因?yàn)楦鶕?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(jì)數(shù)器。又因?yàn)樯禉C(jī)是雙向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。就本次四層升降機(jī)的設(shè)計(jì)而言，上述三種機(jī)型都行，但根據(jù)市場的實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)采用西門子SIMATIC S7-300系列PLC機(jī)型9。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)推出的性能價(jià)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(gè)模塊，最大I/O點(diǎn)數(shù)

32、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與大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品8。SIMATIC S7-300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)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(shí)間在中等到較低的性能要求圍開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。2) 人機(jī)界面方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)，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)

33、監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)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)，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(shí)，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(gè)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(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。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(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7-300成為各種從小

34、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)與相關(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(shí)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(shí)，可隨時(shí)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)，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(gè)機(jī)架上。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝8個(gè)信號模塊或功能模塊。CPU314/315/315-2DP

35、最多可擴(kuò)展4個(gè)機(jī)架，IM360/IM361接口模塊將S7-300背板總線從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架，SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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)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、CPU31

36、4 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部信號電平。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(shí)，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

37、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部信號電平轉(zhuǎn)換成為過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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；從安全隔離效果與應(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

38、/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(shí)間的正函數(shù)，也即積分時(shí)間越長，被測值的精度越高。SM331可選四檔積分時(shí)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4AO×l2位模塊、2AO×12位模塊和4AO×l6位模塊，分別為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(shí)，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

39、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)都一樣。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。IMS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。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-23

40、2C，20mA(TTY)和RS-422/RS-485，有多種通訊協(xié)議可以使用。3.2 PLC的CPU選型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。在本設(shè)計(jì)中選用CPU 312 IFM，它是一種緊湊型 CPU，用于對處理速度要求很高的應(yīng)用。集成數(shù)字量輸入/輸出，支持直接連接過程。這對于升降機(jī)的速度控制很適。3.3 PLC系統(tǒng)配置PLC系統(tǒng)配置的四個(gè)方面：1、PS 307 5A：6ES7 307-1EA00-0AA0負(fù)載電源 120 / 230 VA

41、C:24 VDC / 5 A；2、CPU 314：6ES7 314-1AE01-0AB024 KB 工作存儲器;0.3 ms/1000 條指令;MPI 連接;多排最多可組態(tài) 32 個(gè)模塊；3、DI16xDC24V:6ES7 321-1BH00-0AA0數(shù)字輸入模塊 DI16 24 V，分成 16 組，不能和主站總線的子模塊進(jìn)行組態(tài)；4、DI16/DO16x24V/0.5A：6ES7 323-1BL00-0AA0數(shù)字 I/O 模塊 DI16 24 V + 16DO 24 V / 0.5 A；系統(tǒng)配置圖如下圖3.2 系統(tǒng)配置圖1圖3.3 系統(tǒng)配置圖23.4 變頻器的選擇變頻器的種類很多，并且根據(jù)不

42、同的種類可分為：交交變頻器，電壓型變頻器，電流型變頻器，PAM變頻器，PWM變頻器，U/f控制變頻器，VC控制變頻器，SF控制變頻器，通用變頻器，高性能專用變頻器和高頻變頻器。升降機(jī)的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)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7?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、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

43、電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)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(dòng)、制動(dòng)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，速度抱閘，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(gè)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(gè)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。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的

44、自動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍6。VS-616G5變頻器的特點(diǎn)如下:1) 包括電流矢量控制在的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。2) 有豐富的藏與選擇功能。3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。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額定輸入電壓頻率3 相，200/208/220V 50Hz200/208/220/230V 60Hz電源允許電壓波動(dòng)+10%，-15%允許頻率波動(dòng)&#

45、177;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額定輸入電壓頻率3相,380/400/415/440/460V 50-60Hz電源允許電壓波動(dòng)+10%，-15%允許頻率波動(dòng)±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(dòng)力矩150%/1Hz(帶PG, 150%/Ormin)速度控制圍1:100(帶PG, 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

46、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% (250±10 )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(shí)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組確定控制模式B組選擇運(yùn)行功能C組確定加減速時(shí)間與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間D組選擇頻率E組確定運(yùn)行電壓頻率曲線F組保護(hù)設(shè)置G

47、組確定偏差標(biāo)準(zhǔn)2) 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則： 減小啟動(dòng)沖擊與增加調(diào)速的舒適感，其速度比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)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。 速度為零時(shí)一般設(shè)計(jì)為0Hz，速度抱閘的功能將影響舒適感。 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停止方法選擇0B1-04反轉(zhuǎn)禁止選擇0B2-01零速電平選擇0.1HzB2-0

48、4停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間1.0SC1-03加速時(shí)間22.0SC1-04減速時(shí)間22.0SC2-01加速開始時(shí)s型曲線時(shí)間0.6SC2-02加速完了時(shí)s型曲線時(shí)間0.6SC2-03減速開始時(shí)s型曲線時(shí)間0.6SC2-04減速完了時(shí)s型曲線時(shí)間0.6SC5-01ASR比例增益15C5-02ASR積分時(shí)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)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)

49、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(shí)的動(dòng)作選擇0F1-03超速時(shí)的動(dòng)作選擇03.5變頻器調(diào)速方式的確定在施工升降機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，一臺變頻器同時(shí)帶動(dòng)三臺電動(dòng)機(jī)，所以采用開環(huán)形式控制。即根據(jù)所需電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，適當(dāng)?shù)乜刂乒ゎl電源的頻率，而頻率的變化必然會引起電動(dòng)機(jī)磁通的變化。為充分利用電動(dòng)機(jī)的鐵心，保持磁通恒定，就要使電壓和頻率的比值保持恒定采用控制的變頻器控制電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低多用于對精度要求不高的通用變頻器。在本設(shè)計(jì)中采用恒比例控制方式，這種控制方式是在調(diào)頻的同時(shí)調(diào)節(jié)電壓，維持u1/f1=const。當(dāng)頻率較高時(shí)，定子電阻壓降可忽略不計(jì)，這時(shí)，u1

50、E1 磁通近似不變。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式，當(dāng)有功電流額定，m 恒定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變，因而這種恒比例控制方式屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)。而當(dāng)頻率較低時(shí)，定子電阻壓降不可忽略，E1和u1相差較大，即使u1/f1恒定，E1/f1也不再近似為常數(shù)。最大轉(zhuǎn)矩將隨頻率f1的降低而減少，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將減少，甚至不能帶動(dòng)負(fù)載，所以恒比例控制方式只適用于調(diào)速圍不大或轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降而減少的負(fù)載，這正適合升降機(jī)的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3.6 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(dòng)力，使升降機(jī)運(yùn)行。曳引系統(tǒng)

51、主要是曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪。3) 升降機(jī)井道與導(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間的軌道，上面有輪子在滑動(dòng)，表面很光滑，用廂導(dǎo)軌支架來支撐。它可以用來防止轎箱晃動(dòng)。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(dòng)自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)軌架組成。5) 門系統(tǒng)門廳系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門廳系統(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，保證升降機(jī)的曳引傳動(dòng)正常

52、。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。7) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)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(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要是操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏，平層裝置，選擇樓層器。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。導(dǎo)向系統(tǒng)以與機(jī)械安全保護(hù)裝置組成;而電氣控制部分由電力拖動(dòng)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，下面為升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖。圖3.2 升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)主回路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的升降機(jī)電氣控制系統(tǒng)主

53、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(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對升降機(jī)的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于升降機(jī)運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用2。圖3-3 升降機(jī)曳引電機(jī)與門電機(jī)電路圖3.7 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(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)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以與下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以與下降呼叫按鈕K5和指示燈H

54、5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開關(guān)SQ1SQ4。升降機(jī)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，升降機(jī)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(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有16個(gè)?？删幊炭刂破鱏7-300的I/O點(diǎn)數(shù)可達(dá)32/32個(gè)，足以滿足要求。具體的I/O分配如表3.3PLC I/O分配表3.3 PLC 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I0.01升降機(jī)

55、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呼第一層樓I0.45呼第一層樓指示Q0.46呼二樓I0.56呼二樓指示Q0.57呼三樓I0.67呼三樓指示Q0.68呼四樓I0.78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Q1.515手動(dòng)開門I2.015門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.616手動(dòng)關(guān)門I2.116門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.717開門限位開關(guān)I2.218關(guān)門限位開關(guān)I2.319升降機(jī)上升極限位I2.420升降機(jī)下降極限位I2.5圖3-4升降機(jī)PLC外部接線圖4 系統(tǒng)軟件開發(fā)梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被設(shè)計(jì)人員掌握