基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-

基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)件采用易學(xué)易懂的梯形圖語言!控制靈方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)電梯控制方式加以更新，運(yùn)用高性價(jià)比的求以人性化、智能化方向推陳出新!設(shè)計(jì)出一款高效、安全、價(jià)廉；能個(gè)性化組cost-effectiveratioandmodernPLCKeyword：Elevator,PLC,Sensor,Ladderdiagram,Relay靠性差、維修工作量大等，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述問1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺(tái)上，命令助手將平臺(tái)拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號(hào)，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用。“一切安全，先生們。”站在升降梯平臺(tái)上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會(huì)想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國(guó)海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國(guó)科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們?cè)诓粩喔倪M(jìn)升降梯的技術(shù)。然而，一個(gè)關(guān)鍵的安全問題始終沒有得到解決，那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時(shí)，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故。奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。從那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戲”了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國(guó)奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。150年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對(duì)話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢(shì)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國(guó)奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競(jìng)相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好。中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國(guó)奧的斯公司于1901年安裝的。1932年由美國(guó)奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運(yùn)轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門安裝一臺(tái)由我國(guó)自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任，四個(gè)月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會(huì)后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國(guó)電梯業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。如今，在我國(guó)任何一個(gè)城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強(qiáng)大的保障。1.2電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng).機(jī)與電的高度合一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品.對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來控制它.鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度,使轎廂和對(duì)重只能沿1.3電梯的分類根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。1、按用途分類乘客電梯，為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)的電梯，要求有完善的安全設(shè)施以及一定的轎內(nèi)裝飾。載貨電梯，主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。醫(yī)用電梯，為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)的電梯，轎廂具有長(zhǎng)而窄的特點(diǎn)。雜物電梯，供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。車輛電梯，用作裝運(yùn)車輛的電梯。船舶電梯，船舶上使用的電梯。建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。2、按驅(qū)動(dòng)方式分類交流電梯，用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。根據(jù)拖動(dòng)方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。直流電梯，用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。這類電梯的額定速度一般在2.00m/s以上。液壓電梯，一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。齒輪齒條電梯，將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯，其動(dòng)力源是直線電機(jī)。電梯問世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。3、按速度分類電梯無嚴(yán)格的速度分類，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類。低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯。中速梯，常指速度在1.00～2.00m/s的電梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。超高速梯，速度超過5.00m/s的電梯。隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。4、按電梯有無司機(jī)分類有司機(jī)電梯，電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來完成。無司機(jī)電梯，乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。有/無司機(jī)電梯，這類電梯可變換控制電路，平時(shí)由乘客操縱，如遇客流量大或必要時(shí)改由司機(jī)操縱。5、按操縱控制方式分類手柄開關(guān)操縱，電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)。按鈕控制電梯：是一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制電梯，具有自動(dòng)平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。信號(hào)控制電梯，這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。除具有自動(dòng)平層，自動(dòng)開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動(dòng)停層，順向截停和自動(dòng)換向等功能。集選控制電梯，是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱。并聯(lián)控制電梯，2～3臺(tái)電梯的控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。群控電梯，是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。6、其它分類方式按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯。按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。此外，還有雙層轎廂電梯等。7、特殊電梯斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。立體停車場(chǎng)用電梯，根據(jù)不同的停車場(chǎng)可選配不同類型的電梯。建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，用以輸送人員或物料，主要應(yīng)用于建筑施工與維修。它還可以作為倉(cāng)庫(kù)、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長(zhǎng)期使用的垂直運(yùn)輸機(jī)械。1.4電梯的工作原理廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑他載荷的箱體部件，對(duì)重用來平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置第2章可編程控制器簡(jiǎn)介PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。但近年來的功能大大增強(qiáng),使PLC的應(yīng)用越來越廣泛,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化（2）運(yùn)動(dòng)控制PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的相對(duì)來說，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價(jià)格更一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí),PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值（4）數(shù)據(jù)處理在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計(jì)算機(jī)數(shù)（5）通信和聯(lián)網(wǎng)為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來興在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波在大型安裝中，長(zhǎng)距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長(zhǎng)距離站通過同軸維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件還可寫編程指令來報(bào)告故障。端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說輸出隊(duì)輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。反之，若在本次I/O功能圖編程（FunctionChart第三章STEP7-Micro/Win編程軟件與仿真軟件使用“視圖”—選擇該類別，為程序塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交3.1.2計(jì)算機(jī)通信參數(shù)的設(shè)置與在線連接的建立/PPI電纜上的DIP開關(guān)選擇的波特率應(yīng)與編程軟件中設(shè)置的波特率一致。話框中的刷新圖標(biāo)，編程軟件檢核可能與計(jì)算機(jī)連接的所有S7—200CPU模塊“RUN”LED的狀態(tài)不變。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊模塊下面的小開關(guān)產(chǎn)生輸入信號(hào)。6、監(jiān)控變量第四章課題任務(wù)的分析電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早4.2整體設(shè)計(jì)流程的確定第五章可編程控制器的機(jī)型選我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為利用率。5.2.2開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的確定一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6：4。這方面的經(jīng)驗(yàn)公司是可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接收持續(xù)時(shí)間小于掃描系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此而使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)開關(guān)等）的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模型類型分直流5--24V（DC）幾第六章傳感器的選用傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。6.1超載傳感器的選用當(dāng)電梯開門后，人不斷地走進(jìn)電梯。隨著人數(shù)的增多，電梯橋廂承受的重量越來越大，所以為了保證電梯的安全，我們?cè)陔娞輼驇撞堪惭b一個(gè)壓力傳感器，給壓力傳感器設(shè)置一個(gè)測(cè)量值為32MPa。當(dāng)電梯橋廂底部受到的壓強(qiáng)大于等于這個(gè)值時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)至PLC，于是電梯橋廂內(nèi)發(fā)出報(bào)警聲；當(dāng)橋廂底部所受的壓強(qiáng)小于這個(gè)測(cè)量值時(shí)，電梯正常運(yùn)行。這里我們選擇壓電式傳感器，因?yàn)閴弘娛絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用方便，無需外加電源，抗磁、聲干擾能力強(qiáng)等。電梯的開門有三種情況，第一是有人按外呼和內(nèi)呼按鈕時(shí)電梯自動(dòng)開門；第二是電梯門打開后，為了使電梯門開的時(shí)間增加，手動(dòng)按開門按鈕；第三是當(dāng)電梯關(guān)門過程中有人強(qiáng)行進(jìn)入電梯內(nèi)時(shí)，安裝在門兩側(cè)的傳感器發(fā)出信號(hào)至PLC，于是電梯門再次打開。這里還是選擇壓電式壓力傳感器。6.3壓電式壓力傳感器6.3.1壓電式壓力傳感器的簡(jiǎn)介壓電式壓力傳感器基于壓電效應(yīng)的壓力傳感器。它的種類和型號(hào)繁多，按彈性敏感元件和受力機(jī)構(gòu)的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測(cè)壓力傳遞給壓電元件，再由壓電元件輸出與被測(cè)壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。這種傳感器的特點(diǎn)是體積小、動(dòng)態(tài)特性好、耐高溫等?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)對(duì)傳感器的性能出越來越高的要求。例如用壓力傳感器測(cè)量繪制內(nèi)燃機(jī)示功圖，在測(cè)量中不允許用水冷卻，并要求傳感器能耐高溫和體積小。壓電材料最適合于研制這種壓力傳感器。目前比較有效的辦法是選擇適合高溫條件的石英晶體切割方法,例如XYδ（+20°~+30°)割型的石英晶體可耐3