基于plc四层楼电梯的自动控制设计

基于plc四层楼电梯的自动控制设计内容摘要：

高速电梯的数量愈来愈多。 (2)电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量 大等缺点。 逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。 交流拖动电梯更是得到迅速的发展，己由以前的变级调速 (ACVP)发展成为调压调速 (ACVV)及调频调压调速 (ACVVV F)，使得电梯的速度 、 加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 (3)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器 — 接触器控制发展为可编程序控制 (PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。 (4)电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。 如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。 (5)智能群控管理得到广泛应用。 (6)机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。 4 电梯发展展望 (1)技术含量更高，性能更好。 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的 VVVF 电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能 、 更洁挣 、 更安全 、 更安静 、 更 经济的特点 ， 所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流 ， 由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 VVVF 技术。 另外，网络控制和智能群控系统 .以其控制的先进性 、 快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。 (2)安装更方便 、 更快捷高效 、 安全 、 可重复使用的无脚手架安装 ， 将是高层电梯安装的主要方式 ； 随着新技术的开发 、 应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便 ， 使电梯安装更快、效率更高。 此外，电梯的双向安全装置 、 无底坑 、 无线控制、绿色环保 — 安全 、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。 5 PLC 的选择 PLC 的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性价比。 电梯 PLC 控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器。 电梯运行过程中，轿厢所处楼层位置如何检测， PLC 软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数，是电梯正常运行的首要问题，是正确定向和选层换速的必要前提。 PLC是种 算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 ,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模 拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 综合所述 PLC 具有以下 特点 ： (1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的 F系列 PLC平均无故障时间高达 30 万小时。 一些使用冗余 CPU 的 PLC的平均无故障工作时间则更长。 (2) 配套齐全，功能完善 ， 适用性强。 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以 外，现代 PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 近年来 PLC的功能单元大量涌现，使 PLC渗透到了位置控制、温度控制、 CNC等各种工业控制中。 加上 PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 (3)易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC的少量开关量逻 辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 (4)系 统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 PLC 是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。 即在 PLC 运行时， CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。 然后重新返回第一条指令， 开始下一轮新的扫描。 在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。 (1)FX 系列是 新一代微型程序控制器具有以下特点： 6 ① 程序模块化和标准化，使得编程更加快速和灵活，提供了最先进的软件开发环境，指令系统为同等类型 PLC 中最丰富、功能最强大。 ② 每毫秒 29K 步处理速度确保完成高性能、高精度的控制；最大 I/O 控制 8192 点。 ③ 可以构成多 CPU 系统，提供 PCCPU 模块。 ④ 体积小，价格低廉，性能价格比最高。 ⑤ 先进美观的外部结构。 ⑥ 提供多种子系列供用户选用。 ⑦ 灵活多变的系统配置。 ⑧ 功能强 、 使用方便。 (2)除此之外， FX 还具有以下优点 ： ① 配置灵活，除主机单元外，还可扩展 I/O 模块、 A/D模块、 D/A模块和其他特殊功能模块。 ② 指令功能丰富，指令执行速度快。 ③ 可用于内部辅助继电器 M，状态继电器 S，定时器 T，寄存器 D，计数器 C，其功能和数量满足了系统控制要求的需要，尤其是高速计数器（ C251等）能接受脉冲编码器脉冲。 ④ 编程可用编程器，也可以在 PC 机上使用三菱公司的专用编程软件包 MELSE MEDOC 来进行。 编程语言可以梯形图或指令表。 可用 PC 机对系统进行监控，为调试和维护提供了 极大的方便。 根据以上 特点以及 要求可编程控制器必须具有高数计数器。 又因为电梯是双向运行的，所以 PLC还需具有可逆计数器。 综合考虑后，本设计选择了日本三菱公司生产的 FX系列机。 电梯继电器控制与 PLC 控制的比较 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 电梯继电器控制系统的优点 (1)所有控制功能及信号处理均由硬件实现 ， 线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 (2)系统的保养 、 维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具 、 仪器。 (3)大部分电器均为常用控制电器 ， 更换方便 ， 价格较便宜。 7 (4)多年来我国一直生产这类电梯 ， 技术成熟 ， 已形成系列化产品 ， 技术资料图纸齐全 ，熟悉 、 掌握的人员较多。 电梯继电器控制系统存在的问题 (1)系统触点繁多 、 接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 (2)普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。 (3)电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 (4)系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 (5)由于线路复杂 ， 易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高。 而且检查故障困难，费时费工。 电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。 且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 PLC 及在电梯控制中的应用特点 PLC 的特点 PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。 PLC 与普通微机一样，以通用或专用 CPU 作为字处理器，实现通道 (字 )的运算和数据存储，另外还有位处理器，进行点 (位 )运算与控制。 PLC 控制一般具有可靠性高 、 易操作 、 维修 、 编程简单 、 灵活性强等特点。 (1)可靠性 ： 对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 ① PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件 ， 它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。 ② PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTBF，降低了 ml TR 使可靠性提高。 ③ PLC 有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点。 ④ 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。 8 ⑤ PLC 的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。 例如，采用软件滤波 ；软件自诊断 ； 简化编程语言等。 (2)易操作性 ， PLC 的易操作性表现在下列几个方面 ： ① 操作方便对 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作。 大多数 PLC 采用编程器进行输入和更改的操作。 编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT 屏幕显示，因此，程序的输入直接。