plc控制的變頻電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、外文翻譯INDUSTRIAL AND COLLABORATIVE CONTROL SYSTEMS- A COMPLEMENTARY SYMBIOSIS -Looking at today ' s control system one can find a wide variety of implementations. From pure industrial to collaborative control system (CCS) tool kits to home grown systems and any variation in-between. Decisions on t

2、he type of implementation should be driven by technical arguments Reality shows that financial and sociological reasons form the complete picture. Any decision has it 's advantages and it ' s drawbacks. Reliability, good documentation and support are arguments for industrial controls. Financ

3、ial arguments drive decisions towards collaborative tools. Keeping the hands on the source code and being able to solve problems on your own and faster than industry are the argument for homegrown solutions or open source solutions. The experience of manyyears of operations shows that which solution

4、 is the primary one does not matter, there are always areas where at least part of the other implementations exist. As a result heterogeneous systems have to be maintained. The support for different protocols is essential. This paper describes our experience with industrial control systems, PLCcontr

5、olled turn key systems, the CCStool kit EPICS and the operability between all of them.FUNCTIONALITYThe ever lasting question why control systems for accelerators and other highly specialized equipment are often home grown or at least developed in a collaboration but only in rare cases commercial sha

6、ll not be answered here. We try to summarize here basic functionalities of different controls approaches.Front-end ControllerOne of the core elements of a control system is the front-end controller. PLC 's can be used to implement most of the functions to control the equipment. The disadvantage

7、is the complicated access to the controls properties. For instance all of the properties of a control loop like the P, I and D parameter, but also the alarm limits and other additional properties must be addressed individually in order to identifythem in the communication protocol and last not least

8、 in the display-, alarm- and archive programs. In addition any kind of modifications of these embeddedproperties is difficult to track because two or more systems are involved. This might be one strong argument why control loops are mainly implemented on the IOC level rather than PLC's.I/O and C

9、ontrol LoopsComplex control algorithms and control loops are the domain of DCS alike control systems. The support for sets of predefined display and controls properties is essential. If not already available (like in DCS systems) such sets of generic properties are typically specified throughout a c

10、omplete control system (see namespaces).Sequence/ State programsSequence programs can run on any processor in a control system. The runtime environment depends on the relevance of the code for the control system. Programs fulfilling watchdog functions have to run on the front-end processor directly.

11、 Sequence programs for complicated startup and shutdown procedures could be run on a workstation as well. The basic functionality of a state machine can be even implemented in IEC 61131. Code generators can produceC' code which can be compiled for theruntime environment.Supported HardwareThe sup

12、port for field buses and Ethernet based I/O is a basic functionality for SCADA type systems it is commercially available from any SCADAsystem on the market. The integration of specific hardware with specific drivers and data conversion is the hard part in a commercial environment. Open API's or

13、scripting support sometimes help to integrate custom hardware. If these tools are not provided for the control system it is difficult if not impossible - to in tegrate custom hardware.New industrial standards like OPC allow the communication with OPC aware devices and the communication between contr

14、ol systems. Oneboundary condition for this kind of functionality is the underlying operating system. In the case of OPCit is bound to DCOMwhich is a Microsoft standard. UNIX based control systems have a hard time to get connected. Only control systems supporting multiple platforms can play a major r

15、ole in a heterogeneous environments.As a result the limited support for custom- or specialized hardware may give reason for the development of a new control system.1.GraphicSynoptic displays are the advertising sign for any control system. Commercial synoptic displays come with a rich functionality

16、and lots of special features. Starting to makeuse of all these features one will find out that all individual properties of the graphic objects must be specified individually. Since SCADAsystems must be generic they cannot foresee that an input channel does not only consist of a value but also consi

17、sts of properties like display ranges and alarm values. Defining all of these properties again and again can be a pretty boring job. Somesystems allow to generate prototypes of graphic objects. These prototype or template graphics are complex and need a specialist to generate them.DCS or custom syno

18、ptic display programs can make use of the common set of properties each I/O point provides. This predefined naming scheme will fill in all standard property values and thus only require to enter the record or device nameinto the configurationtool. A clear advantagefor control systems with a notion o

19、f I/O objects rather than I/O points.2. AlarmingAlarms are good candidates to distinguish between different control system architectures. Those systems which have I/O object implemented also provide alarm checking on the front-end computer. Those systems which only know about I/O points have to add

20、alarm checking into the I/O processing. While the I/O object approach allows to implement alarm checking in the native programming language of the front-end system, I/O point oriented systems typically have to implement this functionality in their native scripting language. This is typically less ef

21、ficient and error prone because all properties must be individually configured. This leads to a flood of properties. Not only the error states for each I/O point wind up to be individual I/O points but also the alarm limits and the alarm severity of each limit must be defined as I/O points if it is

22、desired to be able to change their values during runtime.Besides this impact on the configuration side the processing and forwarding of alarms makes the difference between SCADA and DCS systems. Since SCADA systems inherently do notknow' about alarms, each alarmstate must be polled either direct

23、ly from the client application or in advanced cases from an event manager which will forward alarm states to the clients. In any case a lot of overhead forjust ' checking alarmlimits.DCS system again have the advantage that clients can eitherregister themselves for alarm states und thus get the

24、information forwarded or are configured to send alarmchanges to certain destinations spread around the control system. The latter case is only possible for systems which in total are configured with all the nodes taking part in the controls network.3. Trending and ArchivingTrending has become an imp

25、ortant business in control systems architectures. Trends are necessary to trace error conditions or for post mortem and performance analysis of the controlled plant. Besides some custom implementations which are capable to store the data of complete control objects, most of the trending tools archiv

26、e scalar data. Additional features like conditional trending or correlation plots make up the difference between individual implementations.4. Programming InterfacesWith respect to open programming interfaces PLC's and DCS systemshave a commonstrategy. They are running reliably because there 

27、9;s no way to integrate custom code which could interfere with the internal processing. As a consequence the customer has to order specials ' - which are extremely expensive - or forget about it and use the system as a black box.Since SCADA systems by definition must be able to communicate with

28、a variety of I/O subsystems they already have som e built in API's whichallow to integrate custom functionality.Specially collaborative systems need a certain openness to fulfill all the requirements from various development groups. Programming interfaces on all levels like font-end I/O, front-e

29、nd processing, networking etc. are mandatory. A clear advantage for this type of system.5. RedundancyIf redundancy meansthe seamless switch which takes over all the states and all the values of the I/O and all states of all programs currently running, it is a domain of only a few DCS systems. Custom

30、 or CCS implementation do not provide this kind of functionality. Maybe because of the immenseeffort and the fact that it is only required in rare cases.Besides processor redundancy, redundant networks or I/O subsystems are available for certain commercial DCSsystems. Again - a domain which is not c

31、overed by SCADA or CCS implementations.CONCLUSIONSDepending on the size and the requirements for a controls project the combination of commercial solutions and solutions based on a collaborative approach is possible in any rate between 0 and 100 percent. This applies for all levels from implementati

32、on to long term support. Special requirements on safety issues or a lack of manpower might turn the scale commercial. The necessity to interface special hardware, special timing requirements, the having the code in my hands' argument or the initial costs for commercial solutions will turn the sc

33、ale collaborative. As long as collaborative approaches like EPICS stay up to date and run as stable and robust as commercial solutions, both will keep their position in the controls world in a complementary symbiosis.工業(yè)控制系統(tǒng)和協(xié)同控制系統(tǒng)當(dāng)今的控制系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于許多領(lǐng)域。從單純的工業(yè)控制系統(tǒng)到協(xié)同控制 系統(tǒng)（CCS），控制系統(tǒng)不停變化，不斷升級(jí)，現(xiàn)在則趨向于家庭控制系統(tǒng)，而

34、它 則是這兩者的變種。被應(yīng)用的控制系統(tǒng)的種類(lèi)取決于技術(shù)要求。而且，實(shí)踐表明， 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素也對(duì)此很重要。任何決定都有它的優(yōu)缺點(diǎn)。工業(yè)控制要求可靠性， 完整的文獻(xiàn)記載和技術(shù)支持。經(jīng)濟(jì)因素使決定趨向于協(xié)同工具。能夠親自接觸源 碼并可以更快速地解決問(wèn)題是家庭控制系統(tǒng)的要求。多年的操作經(jīng)驗(yàn)表明哪個(gè)解 決方法是最主要的不重要，重要的是哪個(gè)可行。通過(guò)于異類(lèi)系統(tǒng)的存在，針對(duì)不 同協(xié)議的支持也是至關(guān)重要的。本文介紹工業(yè)控制系統(tǒng)，PIC con trolled turn key系統(tǒng)，和CCS工具，以和它們之間的操作。功能持續(xù)不斷的問(wèn)題，如為了什么控制系統(tǒng)的加速器和其他高度專(zhuān)業(yè)化的設(shè)備聯(lián) 合協(xié)同發(fā)展。但是，在極

35、少數(shù)情況下，只通過(guò)商業(yè)的立場(chǎng)時(shí)難以回答的。在這里， 我們?cè)噲D總結(jié)不同控制方法的基本功能。前端控制器：對(duì)控制系統(tǒng)的核心要素之一，是前端控制器。PLC' s可用于實(shí)施控制功能 的設(shè)備。它的缺點(diǎn)就是復(fù)雜，難以達(dá)到控制屬性。例如確定通信協(xié)議和最后在顯 示、報(bào)警和歸檔方案，一個(gè)控件的所有屬性像P，I和D參數(shù)，還有報(bào)警限制和其他附加的屬性必須得到解決。另外，這些嵌入式屬性修改是很難尋覓，因?yàn)榱?其中涉和兩個(gè)或者兩個(gè)以上軌道系統(tǒng)這可能是一個(gè)有力的論據(jù)是，為了什么控制 回路主要實(shí)施在IOC層面，而不是PLC' s層面。I /O和控制回路：復(fù)雜的控制算法和控制回路和域名 DCS控制系統(tǒng)一樣。對(duì)顯

36、示和控件的屬性 的支持是必不可少的。頻率/國(guó)家計(jì)劃：在控制系統(tǒng)中，頻率程序可以運(yùn)行任何處理器。運(yùn)行時(shí)環(huán)境取決于相關(guān)代碼。 控制系統(tǒng)程序直接履行運(yùn)行前端處理器的監(jiān)控。為了復(fù)雜的啟動(dòng)和關(guān)閉處理程序 設(shè)立的頻率程序也可以運(yùn)行工作站。國(guó)家機(jī)器的基本功能在IEC 61131中得到了落實(shí)。編碼發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生 C代碼。硬件支持：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和起源于I / O的Ethernet的支持是為了 SCADA系統(tǒng)服務(wù)的一個(gè) 基本功能。所有SCADA系統(tǒng)在市場(chǎng)商業(yè)運(yùn)作中是可行的。配置特定驅(qū)動(dòng)器和數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換器的集成硬件在商業(yè)環(huán)境中是一個(gè)難點(diǎn)。 開(kāi)放API或者腳本支持有時(shí)有助 于整合用戶(hù)的硬件。如果不向控制系統(tǒng)提供這些工具，

37、就很難整合客戶(hù)硬件。新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如OPC，和OPC設(shè)施聯(lián)系，還和控制系統(tǒng)之間互相聯(lián)系。 這種功能的基本條件是強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)。在這種情況下，OPC更趨向于微軟的DCOM標(biāo)準(zhǔn)?；诳刂葡到y(tǒng)的UNIX很難互相相連。只有支持多平臺(tái)的控制系統(tǒng) 可以在異構(gòu)環(huán)境中發(fā)揮主要功能。通過(guò)于為了客戶(hù)或者專(zhuān)業(yè)硬件的支持有限，所以新的控制系統(tǒng)有理通過(guò)得到 發(fā)展。除了前后系統(tǒng)，操作接口在控制系統(tǒng)的兼容過(guò)程中有重要的功能。因?yàn)榱?個(gè)人呢工具通過(guò)不同的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，所以協(xié)作實(shí)現(xiàn)的工具包可能變動(dòng)。1圖形天氣顯示是任何控制系統(tǒng)的廣告招牌。商業(yè)天氣顯示也有著豐富的功能和許 多特色。開(kāi)始使用所有這些特征，所有這些功能的使用人會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有

38、個(gè)別屬性 的圖形對(duì)象要分別指定。一個(gè)輸入通道不只通過(guò)物業(yè)的價(jià)值決定的，而且更通過(guò) 包括像展出范圍和報(bào)警值決定的。一再分辨所有性能可能是個(gè)非常乏味的工作。 有些系統(tǒng)產(chǎn)生圖形原型對(duì)象。這些原型圖形或者模板很復(fù)雜，但需要一個(gè)專(zhuān)家來(lái) 生產(chǎn)。DCS或者自定義天氣顯示程序使用常見(jiàn)的I /O點(diǎn)屬性集。這個(gè)預(yù)定義的命 名方案填寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)的屬性值，所以只需要進(jìn)入記錄，或者設(shè)備名稱(chēng)進(jìn)入配置工具。 2.報(bào)警系統(tǒng)警報(bào)可以很好的區(qū)分不同的控制系統(tǒng)架構(gòu)。實(shí)現(xiàn)I / O對(duì)象的這些系統(tǒng)在前后 端電腦提供警報(bào)檢查。只能讀懂I /O點(diǎn)的系統(tǒng)在I /O處理過(guò)程中添加了警報(bào)檢 查。I /O對(duì)象途徑在前后端系統(tǒng)的本土項(xiàng)目語(yǔ)言安插了警報(bào)檢測(cè)

39、。，I / 0點(diǎn)導(dǎo)向 系統(tǒng)通常要在他們的腳文本語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)這種功能。這是通常效率較低且容易出錯(cuò)， 因?yàn)榱怂袑傩员仨毐粏为?dú)配置，這導(dǎo)致了一系列特性。不僅為了每個(gè)I / 0點(diǎn)的 錯(cuò)誤狀態(tài)結(jié)束是個(gè)人的I /0點(diǎn)，但報(bào)警限值和每個(gè)報(bào)警的輕重，應(yīng)當(dāng)限制定義為 了 I /0點(diǎn)，如果它希望能夠改變運(yùn)行值。這種影響在SCADA和DCS系統(tǒng)之間也形成了影響。SCADA系統(tǒng)本就讀不 懂報(bào)警系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于管理人員既可以登記警報(bào)狀態(tài)，從而提前得到 信息，控制蔓延到在控制系統(tǒng)周?chē)淖兓?。后一種情況是唯一可能的系統(tǒng)。3趨勢(shì)和歸檔趨勢(shì)已成為了控制系統(tǒng)架構(gòu)中的一個(gè)重要的業(yè)務(wù)。趨勢(shì)是必要的跟蹤誤差條 件。實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)

40、存儲(chǔ)有能力儲(chǔ)存完整控制目標(biāo)，大部分的趨勢(shì)工具標(biāo)量數(shù)據(jù)存檔。 附加特性如條件趨向或者相關(guān)情節(jié)在個(gè)人實(shí)施起了影響。4編程接口關(guān)于開(kāi)放編程接口， PLC和DCS系統(tǒng)有相同策略。他們運(yùn)行可靠，因?yàn)榱?他們沒(méi)有辦法整合 可定制的合作去干涉內(nèi)部處理。所以，客戶(hù)定制精品，這個(gè) 極其昂貴的。通過(guò)于SCADA系統(tǒng)必須能夠 與多種I / 0子系統(tǒng)相連已經(jīng)在API上建立了 I /0子系統(tǒng)以整合自定義功能。協(xié)作系統(tǒng)尤其需要一定的開(kāi)放性以實(shí)現(xiàn)各種發(fā)展組織的要求。所有級(jí)別的編 程接口，例如前后端I /0,前后端處理過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)等，是強(qiáng)制性的。5冗余如果冗余是指管理所有國(guó)家，I /0所有值無(wú)縫道岔當(dāng)前正在運(yùn)行，它是一個(gè) 域，

41、只有少數(shù)集散系統(tǒng)。自定義或者CCS實(shí)施不提供這種功能。也許是因?yàn)榱司?大努力和事實(shí)，它是只需要在罕見(jiàn)的事例。此外，處理器冗余，或者多余的網(wǎng)絡(luò)， 或者I /0子系統(tǒng)是為了一定的商業(yè)集散控制系統(tǒng)指定的。結(jié)論這適用于長(zhǎng)遠(yuǎn)的技術(shù)支持。在安全問(wèn)題上的特殊需要或者人力資源的缺乏可 能會(huì)擴(kuò)大商機(jī)。接口專(zhuān)業(yè)硬件，掌控在手的談判或者商業(yè)解決方案的初始成本有 可能促使大規(guī)模的合作。只要如 EPICS的協(xié)作途徑，保持最新并運(yùn)行如商業(yè)方案一樣穩(wěn)定和強(qiáng)勁，它們就能在互補(bǔ)共生的控制世界中占有一席之地畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告可編程控制器（PLC是以微處理器為了基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以和 自動(dòng)控制技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制設(shè)備

42、。PLC在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為了提高 傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā) 展，努力發(fā)展PLC在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 PLC技術(shù)，應(yīng) 該是廣大技術(shù)人員努力的方向。PLC問(wèn)世于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)的PLC功能都很簡(jiǎn)單，只有邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能；硬件方面用于PLC的集成電路還沒(méi)有投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，CPU以分立元件構(gòu)成；存儲(chǔ)器為了磁心存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量有限；用戶(hù)指令一般只有二 三十條，還沒(méi)有成型的編程語(yǔ)言；機(jī)型單一，沒(méi)有形成系列。一臺(tái)PLC最多只能替代 200300 個(gè)繼電

43、器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，在體積方面，與現(xiàn)在的 PLC 相比，可 以說(shuō)是龐然大物。我國(guó)研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、實(shí)行器等 ,基本上能 顯示過(guò)程狀態(tài) ,實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖 ,最終命令實(shí)行器完成對(duì)工藝流程的調(diào)節(jié)要求。進(jìn)入21世紀(jì)，PLC仍保持旺盛的發(fā)展勢(shì)頭，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，如為 了用戶(hù)配置柔性制造系統(tǒng)（ FMS ）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS ）。目前 PLC 主要向兩個(gè)方向擴(kuò)展：一是綜合化控制系統(tǒng)，它已經(jīng)突破了原有的PLC的概念，將工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程控制與信息管理系統(tǒng)密切結(jié)合起來(lái)，甚至向上為了 MES 和 ERP 系統(tǒng)準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)，這種發(fā)展趨勢(shì)會(huì)使得舉步為了艱的 ERP 系統(tǒng)有了堅(jiān)實(shí)的 技術(shù)基礎(chǔ)

44、，從而會(huì)帶來(lái)工業(yè)控制的一場(chǎng)變革， 實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠(chǎng)； 二是微型PLC異軍突起，體積如手掌大小，功能可覆蓋單體設(shè)備和整個(gè)車(chē)間的控 制功能，并具備聯(lián)網(wǎng)功能，這種微型化的 PLC使得控制系統(tǒng)可將觸角延伸到工廠(chǎng) 的各個(gè)角落。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家更 加注重了對(duì)PLC的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，國(guó)際大型 PLC制造商紛紛加入了 PLC的國(guó)際 標(biāo)準(zhǔn)化組織，他們利用許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立了符合他們經(jīng)濟(jì)利益的技術(shù)保護(hù)壁壘。PLC 的運(yùn)用，讓各種工業(yè)場(chǎng)所都離不開(kāi)。例如本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，運(yùn)用到 PLC 和變頻器，形成一個(gè)完整的電梯系統(tǒng)。而現(xiàn)代的電梯，也都離不開(kāi)PLC和變頻器。PLC控

45、制的變頻電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要： 電梯的運(yùn)行是一個(gè)繁瑣的過(guò)程，作為了一種我們生活中經(jīng)常用到的交通工具，其性能 的好壞主要通過(guò)拖動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的性能決定。為了了可以達(dá)到安全、便捷、舒適、高效 和自動(dòng)化運(yùn)行，不止需要良好的拖動(dòng)系統(tǒng)以外，還要有一套完善、可靠的控制系統(tǒng)。為了了 克服傳統(tǒng)的繼電器構(gòu)成的系統(tǒng)接觸點(diǎn)多， 故障幾率高， 可靠性差和體積巨大等不足， 使用 PLC 來(lái)達(dá)到對(duì)電梯的自動(dòng)控制。通過(guò)理論的分析， PLC 不止能實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，還有數(shù) 學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量 PID 控制、通信等功能，完全可以取代繼電器控制系 統(tǒng)。本篇文章介紹的電梯的調(diào)速是通過(guò)變頻來(lái)進(jìn)行調(diào)速的?，F(xiàn)今，在

46、運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域里變頻調(diào) 速得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榱俗冾l調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，調(diào)速精度可與直流電動(dòng)機(jī)相媲美。大功率晶體管的開(kāi)發(fā)使變頻器的造價(jià)越來(lái)越低，從成本和性能考慮使用PLC對(duì)變頻器控制去達(dá)到變頻調(diào)速。在這個(gè)設(shè)計(jì)中的電梯主要對(duì)各種呼梯信號(hào)和當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行整體分析， 再確定下一個(gè)工作狀態(tài)。為了此，它要求具有自動(dòng)定向、順向截梯、反向保號(hào)、外呼記憶、 自動(dòng)開(kāi) /關(guān)門(mén)、停梯消號(hào)、 自動(dòng)平層、 檢修慢速和安全保護(hù)等功能， 大大提升了電梯的安全性 和實(shí)用性。關(guān)鍵詞 ： 電梯 變頻器 控制系統(tǒng) PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄第一章 緒論 101.11.2電梯的定義和發(fā)展歷程 電梯品種多樣性 11 11A-Ar-1

47、.3. 、> 電梯的基本構(gòu)成 亠 上乙 *1 a【n /._>_ r t- r . r r. r.r . 11第二章PLC 的簡(jiǎn)介和其系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 142.1PLC 的通過(guò)來(lái)和發(fā)展 142.2PLC 的基本結(jié)構(gòu) 142.3PLC 的工作原理 142.4PLC 的 I/O 系統(tǒng) 15第三章變頻電梯總體方案設(shè)計(jì) 173.1設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和步驟 173.2 PLC 控制電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 173.3電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 183.4拖動(dòng)部分的選擇 183.4.1 變極調(diào)速系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.4.2 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.4.3 變壓變頻調(diào)速系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義

48、書(shū)簽。3.5控制部分的選擇 19第四章變頻電梯的硬件設(shè)計(jì) 204.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 204.2對(duì)重設(shè)備的設(shè)計(jì) 204.3主電路的設(shè)計(jì)和元件型號(hào)的選擇 214.3.1 電源容量的設(shè)計(jì) 214.3.2 曳引電機(jī)的設(shè)計(jì) 214.4門(mén)電機(jī)的設(shè)計(jì) 214.5電源部分的設(shè)計(jì) 224.6變頻器的選擇 245 變頻電梯的軟件設(shè)計(jì) 245.1電梯的控制功能 255.2電梯功能實(shí)現(xiàn)流程 255.3程序設(shè)計(jì)的要求 265.4 PLC 端口分配 265.5PLC 型號(hào)的選擇 285.6控制過(guò)程 28結(jié)束語(yǔ) 37畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)總結(jié) 38參考文獻(xiàn) 38附錄 39第一章 緒論 在現(xiàn)在這個(gè)社會(huì) , 電梯已經(jīng)成為了人們每天工作、

49、生活中必不可少的交通工具 , 特 別是在城市里。例如，一個(gè)典型的智能建筑，其核心實(shí)際上是一種分布式控制系 統(tǒng)，可以被稱(chēng)為分布式控制或分散控制系統(tǒng)。該品種在建筑物的電氣設(shè)備的使系 統(tǒng)可能的自動(dòng)控制。電梯是建筑物的控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，占有非常重 要的地位。作為現(xiàn)代工業(yè)控制機(jī)， PLC 具有高度的可靠性和先進(jìn)的技術(shù)。因此， 它具有廣泛的電梯的控制應(yīng)用，使得所述電梯從一個(gè)傳統(tǒng)的繼電器控制模式發(fā)展 到計(jì)算機(jī)控制的方向?，F(xiàn)在，電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。1.1 電梯的定義和發(fā)展歷程隨著生產(chǎn)的發(fā)展 ,城市飛速的崛起 , 電梯快速進(jìn)入人們的生活和生產(chǎn)領(lǐng)域 , 為了生 活和生產(chǎn)帶來(lái)了很大的便捷。電梯擁

50、有運(yùn)送速度較快、安全可靠、操作便捷的優(yōu) 點(diǎn)。電梯技術(shù)發(fā)展過(guò)程 : 一八五二年，它在拉動(dòng)繩索與電動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)向上和向下的歷史上最早的電梯。但是 結(jié)構(gòu)較為了簡(jiǎn)單 ,沒(méi)有導(dǎo)軌,沒(méi)有安全設(shè)備 ,只能貨物運(yùn)送 ;一八五三年 , 美國(guó)奧的斯設(shè)計(jì)并制造了一種繩子 , 斷開(kāi)后升降臺(tái)不會(huì)掉下的安全 升降機(jī),但是此時(shí)該電梯仍舊屬于垂直輸送裝備 ,還沒(méi)有用來(lái)載人 ;一八五七年 , 奧的斯的安全設(shè)備測(cè)試在美國(guó)開(kāi)發(fā)的電梯是成功的，而世界第 1 載 人電梯被引入，并在紐約市的一個(gè)乘客電梯在 1858 年使用;一九二四年，在電梯使用了信號(hào)控制系統(tǒng)，使電梯駕駛員的操作更加方便 ; 一九三七年 , 電梯使用區(qū)別分開(kāi)客流量高峰期的自

51、動(dòng)化控制系統(tǒng) , 滿(mǎn)足了簡(jiǎn)易自 動(dòng)化控制 ;一九七六年 , 電梯上開(kāi)始使用微型處理機(jī) , 然后來(lái)到的高功率晶體管模塊的出現(xiàn)， 并與連續(xù)的改進(jìn)微型計(jì)算機(jī)和數(shù)字調(diào)節(jié)器技術(shù)，人所使用的調(diào)整的脈沖寬度來(lái)調(diào) 整電子換流器，實(shí)現(xiàn)了在電梯電動(dòng)機(jī)的電壓調(diào)節(jié)和頻率調(diào)制，和取得的線(xiàn)性速度 調(diào)節(jié)。的目標(biāo) ;一九九零年，從并行信號(hào)的傳輸?shù)接糜谥餍盘?hào)傳輸?shù)拇袀鬏數(shù)碾娞菘刂葡到y(tǒng)， 提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，以實(shí)現(xiàn)電梯群控制，智能和遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一定的條 件。1.2 電梯品種多樣性 電梯的品種要跟隨建筑需求不斷變化 ,電梯制造商提供的品種多 , 市場(chǎng)占據(jù)量也 一定很大。伴隨著超高層建筑的不斷增多、需要高速、容量較大的電梯。

52、因?yàn)榱?相對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)繁瑣 ,制造技術(shù)十分困難 , 最近幾年住宅電梯開(kāi)發(fā)的熱潮已經(jīng) 出現(xiàn), 多層和小高層住宅在很多大城市呼之欲出。原來(lái)有多層住宅增加安裝電梯 的問(wèn)題, 也成為了今后幾年電梯行業(yè)的話(huà)題。伴隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,個(gè)人住宅中 的家用電梯將也是一個(gè)不可以忽視的潛在市場(chǎng) , 電梯品種的多樣化也應(yīng)該體現(xiàn)在 對(duì)傳統(tǒng)電梯的改造和創(chuàng)新上。例如，最近推出的無(wú)機(jī)房電梯，在電梯驅(qū)動(dòng)設(shè)備及 其排列，這不僅節(jié)省了空間的獨(dú)特風(fēng)格產(chǎn)品也降低了制造成本。1.3 電梯的基本結(jié)構(gòu) 電梯是“機(jī)”與“電”緊密結(jié)合的繁瑣產(chǎn)物，基本構(gòu)成包括機(jī)械部分和電氣 部分，主要有以下八大系統(tǒng)。a) 曳引系統(tǒng) 牽引系統(tǒng)的組合物，主要包

53、括以下部分：曳引機(jī)，牽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反 向繩輪。曳引機(jī)具有以下組件：電動(dòng)馬達(dá)，聯(lián)軸器，制動(dòng)，減速齒輪箱，堿和牽 引繩輪。牽引鋼絲繩的兩端分別連接到所述轎廂和對(duì)重，和鋼絲繩與牽引繩輪槽 之間的摩擦使轎廂的上升和下降。導(dǎo)向輪的功能是將距離轎廂和對(duì)重之間的分離。 當(dāng)使用倒帶類(lèi)型，能力也拖動(dòng)可以增加。導(dǎo)向輪被安裝在牽引架或上承重梁。b）電力拖動(dòng)系統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由牽引電機(jī)，電源系統(tǒng)中，速度控制設(shè)備等的組件以實(shí)現(xiàn)電梯速 度的控制。曳引電機(jī)根據(jù)電梯配置可使用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。電源系統(tǒng)是為電機(jī)供電。速度反饋裝置是用于速度控制系統(tǒng)以提供電梯運(yùn)行 速度信號(hào)。一般使用測(cè)速發(fā)電機(jī)或者速度脈沖發(fā)生器，與電機(jī)設(shè)備相

54、連。調(diào)速設(shè) 備對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)控制。一般使用的電梯傳動(dòng)方式示意圖，見(jiàn)圖1-1 0導(dǎo)向輪c）安全保護(hù)系統(tǒng)電梯要具有足夠的安全性，來(lái)防止所有不安全的情況發(fā)生。為了確保電梯的 運(yùn)行過(guò)程中的安全性，需要在設(shè)計(jì)電梯的過(guò)程的各種機(jī)械安全設(shè)備和電氣安全設(shè) 備，并且這些設(shè)備構(gòu)成的電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)。一般電梯經(jīng)常用且不可缺少的安 全保護(hù)設(shè)備包括下面兩大方面：1）機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng) 轎門(mén)上的安全觸板設(shè)備 自動(dòng)門(mén)鎖結(jié)構(gòu) 限速器與安全鉗2）電氣安全保護(hù)系統(tǒng) 門(mén)開(kāi)關(guān)保護(hù) 電梯終端保護(hù) 超載保護(hù)d）電控系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)由一個(gè)控制裝置，位置顯示裝置，控制面板，和 一個(gè)調(diào)平裝置。它的功能是操作和控制電梯的運(yùn)行。操作設(shè)備

55、由一個(gè)按鈕操作箱 的把手或開(kāi)關(guān)盒在車(chē)上，并在機(jī)房檢修或緊急控制箱?？刂泼姘逖b置由機(jī)房中的電氣控制部件組成，并且是用于電梯的電氣控制的 集中部件。位置顯示是指汽車(chē)和著陸中的手指燈。電梯或汽車(chē)的著陸方向通常顯示在樓 梯平臺(tái)上。集中器可用于指示和反饋轎廂位置，確定行駛方向，并傳輸加速和減速信號(hào)e）部分轎車(chē)通過(guò)汽車(chē)，車(chē)門(mén)，安全夾設(shè)備，安全窗，導(dǎo)靴，開(kāi)門(mén)器，轎內(nèi)操縱箱 , 指層燈,通信和報(bào)警設(shè)備等構(gòu)成。f）重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)通過(guò)對(duì)重和重量補(bǔ)償設(shè)備的構(gòu)成。對(duì)重有對(duì)重 架和對(duì)重塊構(gòu)成。g）門(mén)系統(tǒng)門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)，層門(mén)，連桿機(jī)構(gòu)，門(mén)鎖等組成。轎廂門(mén)設(shè)置在轎 廂入口處，由門(mén)扇，門(mén)軌框架，門(mén)鞋和門(mén)刀構(gòu)成。層站

56、門(mén)位于層站的入口處，由 門(mén)扇，門(mén)欄架，門(mén)檻，門(mén)鎖裝置和緊急解鎖裝置組成。開(kāi)門(mén)器布置在汽車(chē)上，并 且是用于打開(kāi)和關(guān)閉轎廂門(mén)和層門(mén)的電源。h）本導(dǎo)向系統(tǒng)引導(dǎo)系統(tǒng)是由導(dǎo)軌，導(dǎo)塊和軌道框架構(gòu)成。它的功能是限制汽 車(chē)的自我傳球和配重，使轎廂和對(duì)重只能上下移動(dòng)沿導(dǎo)軌下來(lái)。軌道固定到軌道 框架，其是承載導(dǎo)軌的部件，并且被聯(lián)接到所述軸的所述壁。導(dǎo)塊被安裝在轎廂 和配重架和與所述導(dǎo)軌以迫使轎廂和對(duì)重，以在導(dǎo)軌的直立方向被服從配合。第二章PLC的簡(jiǎn)介和其系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)1968年，通用汽車(chē)（GM,最大的汽車(chē)制造公司在美國(guó)，提出了研制和生產(chǎn)可編 程控制器的基本理念：簡(jiǎn)單，方便，可靠，智能，低成本，連接到一臺(tái)電腦，直 接

57、使用與115乂 AC電壓，通用性和擴(kuò)展方便。1969年美國(guó)數(shù)字公司研發(fā)出了第 一臺(tái)可以編程控制器。70年代出現(xiàn)了微機(jī)很快被運(yùn)用在可編程控制器上?，F(xiàn)代控制器是基于微處理器的新型工業(yè)控制裝置，并在工業(yè)控制用電腦技術(shù)的新產(chǎn)品。 在1985年1月，為可編程控制器IEC標(biāo)準(zhǔn)的第二草案中定義的PLC “可編程控 制器是數(shù)字運(yùn)算，具體為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)使用可編程控制器存儲(chǔ)器，并 通過(guò)控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。數(shù)字，模擬輸入和輸出?？删幊炭刂破骱?其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備應(yīng)當(dāng)易于控制工業(yè)上的系統(tǒng)，形成一個(gè)整體，這有利于擴(kuò)展功能 的原理設(shè)計(jì)。"世界各大PLCT商有A-B公司，GR-FANU,C德國(guó)，德國(guó)和施耐德自動(dòng)化，這是總 部設(shè)在法國(guó)，三菱商事株式會(huì)社和日本歐姆龍公司的西門(mén)子公司的R-汽公司。從出生到現(xiàn)在，PLC已在短短30多年的發(fā)展十分迅速，已成為工業(yè)自動(dòng)化的重要支 柱之一。2.1 PLC的通過(guò)來(lái)和發(fā)展早期的PLC通常稱(chēng)為了可編程邏輯控制器。此時(shí)，該 PLC具有替代繼電器控制設(shè) 備的或多或少的意思。的主要功能是為執(zhí)行該最初由中繼完成順序控制和定時(shí)。 它出現(xiàn)在硬件上的準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式，并在I /