畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc的自動(dòng)電梯運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要IV</b></p><p>　　ABSTRACTV</p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　1.1電梯的起源與發(fā)展1</p><p>　　

2、1.2載貨電梯的特點(diǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3本文的研究?jī)?nèi)容、目的與意義2</p><p>　　2 電梯的拖動(dòng)與控制技術(shù)</p><p>　　2.1電梯的定義與種類3</p><p>　　2.1.1電梯的定義3</p><p>　　2.1.2電梯的種類3</p><p>

3、　　2.2電梯的主要組成4</p><p>　　2.2.1電梯在空間上的組成4</p><p>　　2.2.2電梯功能的組成5</p><p>　　2.3電梯的主要拖動(dòng)技術(shù)5</p><p>　　2.3.1單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù)6</p><p>　　2.3.2交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)6</

4、p><p>　　2.3.3直流發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù)7</p><p>　　2.3.4可控硅直接供電拖動(dòng)技術(shù)7</p><p>　　2.3.5交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)7</p><p>　　2.4電梯的主要控制技術(shù)7</p><p>　　2.4.1繼電器控制技術(shù)7</p><p>　　

5、2.4.2交流變頻變壓控制技術(shù)8</p><p><b>　　2.5本章小結(jié)9</b></p><p>　　3 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1可編程控制器（PLC）10</p><p>　　3.1.1可編程控制器（PLC）的發(fā)展10</p><p>　　3.1.2可編程

6、控制器（PLC）的定義11</p><p>　　3.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.1.4可編程控制器（PLC）的工作原理13</p><p>　　3.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)14</p><p>　　3.1.6可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與應(yīng)用15</p><p

7、>　　3.1.7可編程控制器（PLC）的選擇18</p><p><b>　　3.2變頻器18</b></p><p>　　3.2.1變頻器的基本構(gòu)成18</p><p>　　3.2.2變頻器的分類19</p><p>　　3.2.3變頻器的矢量控制原理20</p><p>　　3

8、.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)21</p><p>　　3.2.5變頻器的選擇21</p><p>　　3.3貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想22</p><p>　　3.4控制對(duì)象27</p><p>　　3.5控制要求28</p><p>　　3.6工作原理29</p><p>　　3.7

9、貨梯的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.8本章小結(jié)32</p><p>　　4貨梯控制系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1貨梯運(yùn)行時(shí)控制的主要指標(biāo)33</p><p>　　4.2 PLC選型及信號(hào)編排33</p><p>　　4.3貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動(dòng)作要求34</p>

10、<p>　　4.4控制程序流程圖34</p><p>　　4.5梯形圖程序設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.5.1 開(kāi)門、關(guān)門梯形圖35</p><p>　　4.5.2貨梯到層指示梯形圖36</p><p>　　4.5.3層呼叫指示梯形圖36</p><p>　　4.5.4啟動(dòng)和運(yùn)行梯形圖37&l

11、t;/p><p>　　4.5.5貨梯整體運(yùn)行程序圖38</p><p>　　4.6本章小結(jié)40</p><p><b>　　5貨梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1貨梯的監(jiān)控42</p><p>　　5.1.1貨梯監(jiān)控的必要性42</p><p>　　5.

12、1.2貨梯監(jiān)控的特點(diǎn)、組成與功能43</p><p>　　5.2貨梯監(jiān)控的軟件設(shè)計(jì)44</p><p>　　5.2.1監(jiān)控軟件概述44</p><p>　　5.2.2主要程序流程圖44</p><p>　　5.3 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)...………………………………………………………………………..47</p><p>

13、　　5.4本章小結(jié)48</p><p><b>　　結(jié) 論49</b></p><p><b>　　謝 辭50</b></p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………….51</p><p>　　附 錄………………………….…………………......

14、.............................................................52</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和固體功率器件的發(fā)展和完善，電梯控制技術(shù)已由20世紀(jì)前半葉的直流調(diào)速發(fā)展成為交流變頻調(diào)速的當(dāng)代技術(shù)[1]。載貨電梯作為電梯的一種，在我國(guó)通過(guò)引進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)

15、國(guó)家先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，不斷發(fā)展和完善起來(lái)。</p><p>　　本文介紹了電梯的起源與發(fā)展，載貨電梯的特點(diǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀，以及本設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容和意義。先對(duì)電梯的定義、種類、組成進(jìn)行闡釋，從而對(duì)電梯有初步了解。進(jìn)而介紹了可編程序控制器的發(fā)展階段、定義、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、PLC的性能指標(biāo)、特點(diǎn)、PLC的應(yīng)用、選型；介紹了變頻器的作用、基本構(gòu)成、變頻器的分類、變頻器的矢量控制原理、電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)。貨梯控制系統(tǒng)的設(shè)

16、計(jì)思想是貨梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。此外本文還介紹了PLC工作原理和貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)[2]。</p><p>　　通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我成功地完成了三層貨梯的PLC控制和變頻啟動(dòng)。同時(shí)使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨梯運(yùn)行狀況的監(jiān)控，也可實(shí)現(xiàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)貨梯的間接運(yùn)行控制。由此可以說(shuō)明，用PLC實(shí)現(xiàn)樓宇間貨梯的自動(dòng)控制以及貨梯、貨梯群的遠(yuǎn)程、集中監(jiān)控的可行性。</p><p&g

17、t;　　關(guān)鍵詞：可編程序控制器，貨梯控制，變頻器，PLC，監(jiān)控</p><p>　　The Design of Freight Elevator Running System Based on PLC</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In the wake of utilization in compu

18、ter technology and the development and improvement of solid power device, elevator controlling technology has become modern technology since the first half of the 20thcentury, which is constant current speed regulation t

19、o alternating current varying frequency speed regulation. As introducing international standard and advanced products and technologies from developed countries, freight elevators as a kind of elevators have been develope

20、d and improved in our cou</p><p>　　The article introduces the origin and the development of the elevator and the characteristics of the freight elevator with the present situation, and the design of the obje

21、ctives, contents and significance. At first gives the definition, types, composition, which hopes to have a preliminary understanding of the lift. And then describes the PLC’s stage of development, definition, the basic

22、structure and working principle, performance and features，PLC’s application and selection, describing the ba</p><p>　　In this design, three-store freight elevators can be applied by PLC controlling and activ

23、ated with variable frequency. Also, the computer communication succeeds to operate on the surveillance of the freight elevator and completes the running controlled indirectly on the computer. Therefore, it is supposed th

24、at it is feasible to use PLC to control freight elevators and focus on monitoring them between buildings.</p><p>　　Key Words: programmable controller, freight elevator controlling, frequency transformer，PLC

25、, monitoring function</p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　1.1電梯的起源與發(fā)展</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)越大，樓層越來(lái)越多。所以，電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。盡管交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，但在調(diào)速性能方面卻難以滿足更高的要求。而對(duì)直

26、流電動(dòng)機(jī)來(lái)講，由于后來(lái)采用了發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)，能較好地滿足電梯調(diào)速的更高要求。因此，在20世紀(jì)前半葉，電梯的電力拖動(dòng)，尤其是高層建筑物中的電梯速度的調(diào)節(jié)，幾乎都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　1900年美國(guó)奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。</p><p>　　1915年已設(shè)計(jì)成功電梯自動(dòng)平層控制系統(tǒng)。</p><p>　　1933

27、年美國(guó)制造出6m/s的高速電梯。</p><p>　　在第二次世界大戰(zhàn)以后，美國(guó)的建筑業(yè)得以快速發(fā)展，促使電梯也進(jìn)入發(fā)展時(shí)期，新技術(shù)被廣泛用于電梯。1949年研制出4-6臺(tái)電梯的群控系統(tǒng)。1955年出現(xiàn)了真空電子管小型計(jì)算機(jī)控制的電梯。1962年在美國(guó)己出現(xiàn)了8.5m/s的超高速電梯。</p><p>　　在1967年將固體晶閘管用于電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在用晶閘管取代直流

28、發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組的同時(shí)，研制出了交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，使交流電梯的調(diào)速性能得到了明顯改善。</p><p>　　1976年將微處理器應(yīng)用于電梯。</p><p>　　1977年日本三菱電機(jī)株式會(huì)社開(kāi)發(fā)出了10m/s的超高速電梯。至此，電梯的控制技術(shù)有了很大發(fā)展。</p><p>　　進(jìn)入80年代，電梯控制技術(shù)又有了新的變化。由于固體功率器件的不斷發(fā)展和完善以及微機(jī)技術(shù)的

29、應(yīng)用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。1984年在日本己將其用于2m/s以上的高速電梯。1985年以后，又將其延伸到中、低速交流調(diào)速電梯。交流變頻調(diào)速技術(shù)被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。</p><p>　　1985年日本生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)螺旋式自動(dòng)扶梯，使其明顯減少了占地面積。</p><p>　　1993年日本生產(chǎn)的12.5m/s世界上最高速的交流變頻調(diào)速電梯已投入運(yùn)行。</p>&

30、lt;p>　　當(dāng)前，在電梯電力拖動(dòng)方面，除了大容量電梯還采用直流拖動(dòng)系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。</p><p>　　1.2載貨電梯的特點(diǎn)與技術(shù)現(xiàn)狀</p><p>　　載貨電梯是主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機(jī)操作。一般用在事業(yè)單位、商場(chǎng)、工礦企業(yè)、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所，貨梯的樓層停站大多數(shù)在10層下，運(yùn)行速度一般在0.63m/s

31、以下。解放前，全國(guó)總共只有電梯2000臺(tái)，貨梯的數(shù)量就更加的微乎其微，而且國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有電梯生產(chǎn)企業(yè)。解放后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電梯企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)的電梯企業(yè)由60年代開(kāi)始起步，到了70年代己初具規(guī)模。</p><p>　　改革開(kāi)放后，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)載貨電梯的需求量急劇上升。</p><p>　　在我國(guó)通過(guò)引進(jìn)國(guó)際電梯標(biāo)準(zhǔn)以及發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，產(chǎn)生了一支以中外合資企

32、業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊(duì)伍。如中國(guó)迅達(dá)公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達(dá)公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)，就是通過(guò)合資和補(bǔ)償貿(mào)易方式，引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)管理和技術(shù)，不斷改善現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體制，使企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量都提高到了一個(gè)新水平，推出一代電梯新產(chǎn)品。為我國(guó)載貨電梯的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3本文的研究?jī)?nèi)容、目的與意義</p><p>　　當(dāng)今世界，電

33、梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。</p><p>　　早期的電梯控制裝置主要是由繼電器、接觸器控制邏輯電路組成，存在功能弱、故障多、壽命短等缺點(diǎn)。目前，已經(jīng)廣泛采用可編程序控制器（PLC）來(lái)控制電梯，PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其接線簡(jiǎn)單，高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在貨梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使貨梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制

34、的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的目的就在于用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制邏輯電路，充分利用PLC的優(yōu)點(diǎn)和交流變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控使貨梯的實(shí)際運(yùn)行更加的安全、高效。</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括電梯的拖動(dòng)和控制技術(shù)，貨梯控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)（梯形圖程序設(shè)計(jì)），貨梯的監(jiān)控等組成部分。</p><p>

35、;　　2 電梯的拖動(dòng)與控制技術(shù)</p><p>　　2.1電梯的定義與種類</p><p>　　2.1.1電梯的定義</p><p>　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7024.1-86《電梯名詞術(shù)語(yǔ)》規(guī)定，電梯的定義：用電力拖動(dòng)，具有乘客或載貨轎廂，其運(yùn)行于垂直的或與垂直方向傾斜不大于15度角的兩側(cè)剛性導(dǎo)軌之間，運(yùn)送乘客和(或)貨物的固定設(shè)備。</p><p&g

36、t;　　另外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7588-87《電梯制造與安裝規(guī)范》，對(duì)電梯的技術(shù)含義作了如下敘述：乘客方便的進(jìn)出，轎廂至少部分的在兩根垂直的或與垂直方向成傾斜角小于15度的剛性導(dǎo)軌之間運(yùn)行。</p><p>　　從以上的兩個(gè)條文可以理解電梯的含義：(1)電梯是由電力來(lái)驅(qū)(拖)動(dòng)的。（2）沿著垂直方向運(yùn)行的一種提升設(shè)備，可以是乘客的，也可以是載貨的。(3)轎廂要方便于乘坐乘客或承載貨物。</p><

37、p>　　2.1.2電梯的種類</p><p><b>　　1、按運(yùn)行速度分類</b></p><p>　　（1）超高速電梯（3m/s-10m/s或更高的電梯，通常用于超高層建筑物內(nèi)）。</p><p>　　（2）高速電梯（2-3m/s的電梯。如2m/s，2.5m/s，3m/s等;通常用在16層以上的建筑物內(nèi)）。</p>&l

38、t;p>　?。?）快速電梯（>lm/s而<2m/s的電梯。如1.5m/s，1.75m/s；通常用在10層以上的建筑物內(nèi)）。</p><p>　?。?）低速電梯（lm/s及以下的電梯。如0.25m/s，0.5m/s，0.75m/s，1m/s；通常用在10層以下的建筑或客貨兩用電梯或貨梯）。</p><p><b>　　2、按用途分類</b></p

39、><p>　?。?）乘客電梯（2）載貨電梯（3）客貨（兩用）電梯 （4）病床電梯（5）住宅電梯（6）雜物電梯（7）船用電梯（8）觀光電梯（9）車輛電梯</p><p><b>　　3、按有無(wú)司機(jī)分類</b></p><p><b>　　（1）有司機(jī)電梯</b></p><p>　　必須有專職司機(jī)操縱。&

40、lt;/p><p><b>　?。?）無(wú)司機(jī)電梯</b></p><p>　　不需要專門司機(jī)，而由乘客自己操縱，具有集選功能。</p><p>　　（3）有/無(wú)司機(jī)電梯</p><p>　　根據(jù)電梯控制電路及客流量等，平時(shí)可改由乘客自己操縱電梯運(yùn)行，客流大或必要時(shí)可由司機(jī)操縱。</p><p>　　4

41、、按操縱控制方式分類</p><p>　　（1）手柄控制電梯（2）按鈕控制電梯（3）信號(hào)控制電梯（4）集選控制電梯（5）下(或)上集選控制電梯（6）并聯(lián)控制電梯（7）梯群程序控制電梯（8）梯群智能控制電梯（9）微機(jī)控制電梯</p><p><b>　　5、按拖動(dòng)方式分類</b></p><p>　?。?）直流電梯（2）交流電梯（3）液壓電梯（4

42、）齒輪齒條電梯（5）螺桿式電梯（6）直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯</p><p>　　2.2電梯的主要組成</p><p>　　電梯是把機(jī)電合成一體的大型復(fù)雜產(chǎn)品，為了研究的方便，必須首先對(duì)電梯的總體結(jié)構(gòu)有概括認(rèn)識(shí)。</p><p>　　2.2.1電梯在空間上的組成</p><p>　　一部電梯總體的組成有機(jī)房、井道、轎廂和層站四個(gè)部分，也可看成一部電梯

43、占有了四大空間。</p><p><b>　　1、轎廂</b></p><p>　　所屬的主要構(gòu)件：轎頂輪、轎廂架、轎廂底、轎廂門、自動(dòng)門機(jī)構(gòu)、自動(dòng)安全觸板、平層感應(yīng)器、護(hù)腳板、導(dǎo)靴、對(duì)重、電話、繩頭板。</p><p><b>　　2、井道</b></p><p>　　所屬的主要構(gòu)件：轎廂導(dǎo)軌、對(duì)

44、重導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架和壓道板，對(duì)重輪、隨線電纜、極限開(kāi)關(guān)、端站限位開(kāi)關(guān)、轎廂中間接線盒。</p><p><b>　　3、機(jī)房</b></p><p>　　所屬的主要構(gòu)件：控制柜、承重梁、導(dǎo)向輪、限速器、選層器、極限開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　4、層站</b></p><p>　　所屬的主要構(gòu)件

45、：層樓顯示器、自動(dòng)層門鑰匙開(kāi)關(guān)、手動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)、層門門鎖、層門框、層門地坎、呼梯鈕、到站鐘。</p><p>　　2.2.2電梯功能的組成</p><p><b>　　1、導(dǎo)向系統(tǒng)</b></p><p>　　功能：限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作上、下運(yùn)動(dòng)。組成的主要構(gòu)件與裝置：轎廂的導(dǎo)軌、對(duì)重的導(dǎo)軌及其導(dǎo)軌架。</

46、p><p><b>　　2、曳引系統(tǒng)</b></p><p>　　功能：輸出與傳送動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。組成的主要構(gòu)件與裝置：曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等。</p><p><b>　　3、轎廂</b></p><p>　　功能：用以運(yùn)送乘客和(或)貨物的組件，是電梯的工作部分。組成的主要構(gòu)件與裝

47、置：轎廂架和轎廂體。</p><p><b>　　4、門系統(tǒng)</b></p><p>　　功能：乘客或貨物的進(jìn)出口，運(yùn)行時(shí)層、轎門必須封閉，到站時(shí)才能打開(kāi)。組成的主要構(gòu)件與裝置：轎廂門、層門、開(kāi)門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等。</p><p><b>　　5、重力平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　功能：

48、相對(duì)平衡轎廂重力以及補(bǔ)償高層電梯中曳引繩長(zhǎng)度的影響。組成的主要構(gòu)件與裝置：對(duì)重和重力補(bǔ)償裝置等。</p><p><b>　　6、電器控制系統(tǒng)圖</b></p><p>　　功能：對(duì)電梯的運(yùn)行進(jìn)行操縱和控制。電梯結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2.1。</p><p>　　2.3電梯的主要拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　電梯的拖動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了

49、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程，到目前為止應(yīng)用于電梯的拖動(dòng)技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面。</p><p>　　2.3.1單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù)</p><p><b>　　2.1貨梯結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　大家都知道交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)是單速時(shí)，稱為交流單速電梯，其速度一般不高于0.5m/s。當(dāng)電動(dòng)機(jī)是雙速時(shí)，稱為交流

50、雙速電梯，其速度一般不高于1m/s。單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)方式控制，線路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，因此目前仍在電梯上廣泛應(yīng)用。但它的缺點(diǎn)是舒適感較差，所以一般被用于載貨電梯上。</p><p>　　2.3.2交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)國(guó)外已大量應(yīng)用于電梯。這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加上能耗或渦流等制動(dòng)方式，使得它所控制的電梯能在中

51、低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。它的舒適感好，平層準(zhǔn)確度高，而造價(jià)卻比直流電梯低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，多用于2m/s以下的電梯。</p><p>　　2.3.3直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，因此很早就應(yīng)用于電梯，采用發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組形式驅(qū)動(dòng)。它控制的電梯速度達(dá)4m/s，但是，機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大，耗電大，維護(hù)工作量

52、較大，造價(jià)高，因此，常用于對(duì)速度，舒適感要求較高的建筑物中。</p><p>　　2.3.4可控硅直接供電拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　可控硅直接供電拖動(dòng)技術(shù)在工業(yè)上早有應(yīng)用，但用于電梯上卻要解決舒適感問(wèn)題（尤其是低速段），因此應(yīng)用較晚，它幾乎與微機(jī)同時(shí)應(yīng)用，比起電動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)組形式的直流電梯，它有很多優(yōu)點(diǎn)。如：機(jī)房占地節(jié)省35%，重量減輕40%，節(jié)能25%到35%。</p>

53、<p>　　2.3.5交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)</p><p>　　80年代初，VVVF變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問(wèn)世。當(dāng)電動(dòng)機(jī)具有調(diào)壓（variable voltage縮寫(xiě)為VV）調(diào)速裝置時(shí)稱為交流調(diào)速電梯，它采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，卻可以達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的水平，其速度一般不高于1.75m/s。當(dāng)電動(dòng)機(jī)具有調(diào)壓調(diào)頻（variable voltage variable frequency，縮寫(xiě)為VVVF）調(diào)速裝置時(shí)稱為

54、交流調(diào)頻調(diào)壓電梯，簡(jiǎn)稱VVVF控制電梯，目前控制速度已達(dá)6m/s。它的體積小，重量輕，效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點(diǎn)。是目前最新的電梯拖動(dòng)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)應(yīng)用的就是這種拖動(dòng)技術(shù)。</p><p>　　2.4電梯的主要控制技術(shù)</p><p>　　2.4.1繼電器控制技術(shù)</p><p>　　對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，在編制程序時(shí)，可以不考慮微處理器及存儲(chǔ)器內(nèi)部的復(fù)雜

55、結(jié)構(gòu)，也不必用各種計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言，而是把PLC看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，以便于提供使用者按設(shè)計(jì)繼電器控制線路的形式進(jìn)行編程。這樣，從功能上來(lái)講，可以把PLC的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。</p><p>　　必須注意的是電路中的繼電器并不是實(shí)際的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器中的一位的觸發(fā)器。觸發(fā)器為“1”態(tài)，相當(dāng)于繼電器接通；為“0”態(tài)，相當(dāng)于繼電器斷開(kāi)。</p>

56、<p>　　PLC為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。這些繼電器統(tǒng)稱為PLC的元素。其中，輸入、輸出繼電器與外部用戶輸入，輸出設(shè)備連接，而其他繼電器與外部用戶設(shè)備沒(méi)有聯(lián)系，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。</p><p>　　繼電器由兩個(gè)主要的部件構(gòu)成，一是(電磁)線圈，二是(常開(kāi)、常閉)接點(diǎn)。一旦繼電器線圈經(jīng)接點(diǎn)A接通電源，電流就流過(guò)線圈

57、(稱為得電)，使電磁鐵吸動(dòng)銜鐵。銜鐵通過(guò)機(jī)械作用使原來(lái)呈閉合狀態(tài)的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)(成為吸斷)，緊接著使原來(lái)呈斷開(kāi)狀態(tài)的常開(kāi)接點(diǎn)閉合(稱為吸合)。反之，繼電器線圈斷電，電源不再給線圈供電(稱為失電)，那么銜鐵釋放返回原位(簡(jiǎn)稱復(fù)位)，常開(kāi)接點(diǎn)也隨之?dāng)嚅_(kāi)復(fù)位(稱為釋斷)，緊接著常閉接點(diǎn)也復(fù)位閉合(稱為釋合)。</p><p>　　2.4.2交流變頻變壓控制技術(shù)</p><p>　　PWM控制技術(shù)

58、是通用型變頻器中應(yīng)用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸出電壓的諧波，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較好。在頻率控制、效率等諸方面都有著十分顯著的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1、PWM控制的原理</p><p>　　PWM是Pulse Width Modulation的縮寫(xiě)，即脈寬調(diào)制。PWM控制是利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過(guò)控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)

59、到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達(dá)到變壓變頻的目的。在變頻調(diào)速應(yīng)用中，則主要是后者即變壓變頻。</p><p>　　形成PWM波形的方法有很多種，其中最基本的方法是利用三角形調(diào)制波和控制波的比較?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)比較電路將調(diào)制三角波與各相的控制波進(jìn)行比較，變換為邏輯電平，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路使功率器件交替導(dǎo)通和關(guān)斷，則變頻器輸出各相電壓波形。為使逆變器輸出電壓波形趨于正弦波，常采用SPWM(Sinu

60、soidal Pulse Width Modulation)控制方式。</p><p><b>　　2、SPWM控制</b></p><p>　　逆變器開(kāi)關(guān)模式信號(hào)通常情況下利用三相對(duì)稱的正弦波參考信號(hào)（控制波）與一個(gè)共用的三角波載頻信號(hào)（調(diào)制波）互相比較來(lái)生成?？刂粕铣Ｓ袉螛O性和雙極性兩種情況。</p><p>　　所謂單極性控制，是指在輸出

61、的半個(gè)周波內(nèi)同一相的兩個(gè)導(dǎo)電臂僅一個(gè)反復(fù)通斷而另一個(gè)始終截止。所謂雙極性控制是指在輸出的半個(gè)周波內(nèi)同一相的兩個(gè)導(dǎo)電臂互補(bǔ)交替通斷，具體工作情況與單極性控制類似。</p><p><b>　　2.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章先對(duì)電梯的定義、種類、組成進(jìn)行闡釋，從而對(duì)電梯有初步了解。</p><p>　　電梯是由電力拖動(dòng)用以載貨或載

62、人的垂直升降裝置?？臻g上由轎廂、井道、機(jī)房、層站組成；包含導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重力平衡系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等。本章主要介紹的是電梯的拖動(dòng)和控制技術(shù)。電梯的拖動(dòng)技術(shù)主要有單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)技術(shù)、交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)、直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)技術(shù)、可控硅直接供電拖動(dòng)技術(shù)、交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)。本文主要用的是交流調(diào)速拖動(dòng)技術(shù)。電梯的主要控制技術(shù)包括繼電器控制技術(shù)和交流變頻變壓控制技術(shù)。

63、繼電器控制技術(shù)從功能上把PLC的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。交流變頻變壓控制技術(shù)主要介紹的是：（1）PWM控制技術(shù)即脈寬調(diào)制。PWM控制是利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過(guò)控制電壓脈沖寬度或周期以達(dá)到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達(dá)到變壓變頻的目的。在變頻調(diào)速應(yīng)用中，則主要是后者即變壓變頻。通用型變頻器是應(yīng)用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸

64、出電壓的諧波，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較好。（2）SPWM控制。形成PWM波形的方法有很多種，其中最基本</p><p>　　3 貨梯控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著社會(huì)的不斷迅速發(fā)展，電梯的應(yīng)用越來(lái)越廣泛也越來(lái)越必要。電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求，而且電梯的首要保證就是安全，所以采用可編程控制器是非常合適的選擇。</p><p>　　3

65、.1可編程控制器（PLC）</p><p>　　可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。</p><p>　　

66、3.1.1可編程控制器（PLC）的發(fā)展</p><p>　　可編程序控制器的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程序控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。</p><p>　　從控制功能來(lái)分，可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了下列四個(gè)階段。</p>

67、<p>　　第一階段：從第一臺(tái)可編程序控制器問(wèn)世到20世紀(jì)70年代中期，是可編程序控制器的初創(chuàng)階段。這一階段的產(chǎn)品主要用于邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)運(yùn)算，它的CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，它的控制功能較簡(jiǎn)單。其典型產(chǎn)品包括有MODICON公司的084\ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQ2,DEC公司的PDP-14、日立公司的SCY-022等。由于這些產(chǎn)品主要完成邏輯運(yùn)算功能，因此被稱為可編程序邏輯控制器(Prog

68、rammable Logic Controller-PLC)。</p><p>　　第二階段：從20世紀(jì)70年代中期到末期，是可編程序控制器的擴(kuò)展階段。在這一階段，產(chǎn)品的主要控制功能得到了較大的發(fā)展，它的發(fā)展主要來(lái)自兩方面，從可編程序控制器發(fā)展而來(lái)的控制器，它的主要功能是邏輯運(yùn)算，同時(shí)擴(kuò)展了其他運(yùn)算功能；而從模擬儀表發(fā)展而來(lái)的控制器，其功能主要是模擬運(yùn)算，同時(shí)擴(kuò)展了邏輯運(yùn)算功能。因此，按習(xí)慣的分類方法，前者被稱為

69、可編程序邏輯控制器(PLC)，后者被稱為單回路或多回路控制器?？删幊绦蚩刂破鞯拿Q縮寫(xiě)為PC(Programmable Controller)，但是為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的名稱縮寫(xiě)PC相區(qū)別，通常還是把可編程序控制器簡(jiǎn)稱為PLC，這一階段的產(chǎn)品有MODICON公司的184,284,384，西門子公司的SYMATIC S3系列，富士電機(jī)公司的SC系列等產(chǎn)品。</p><p>　　第三

70、階段：從20世紀(jì)70年代末期到20世紀(jì)80年代中期，是PLC通信功能實(shí)現(xiàn)階段。與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展相聯(lián)系，PLC也在通信方面有了很大的發(fā)展，初步形成了分布式的通信網(wǎng)絡(luò)體系，但是，由于制造企業(yè)各自為政，通信系統(tǒng)自成系統(tǒng)，因此，各產(chǎn)品的互相通信是較困難的。在該階段，由于生產(chǎn)過(guò)程控制的需要，對(duì)PLC的需求大大增加，產(chǎn)品的功能也得到了發(fā)展，數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能得到了較大的擴(kuò)充，產(chǎn)品的可靠性進(jìn)一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的SYMATIC S6系列

71、、富士電機(jī)公司的MICREX和德州儀器公司的T1530等等。</p><p>　　第四階段：從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始是PLC的開(kāi)放階段。由于開(kāi)放系統(tǒng)的提出，使PLC也得到了較大的發(fā)展。主要表現(xiàn)在通信系統(tǒng)的開(kāi)放，使各制造企業(yè)的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化使用戶得到了好處。在這一階段，產(chǎn)品的規(guī)模增大，功能不斷完善，大中型的產(chǎn)品多數(shù)有CRT屏幕的顯示功能，產(chǎn)品的擴(kuò)展也因通信功能的改善而變得方便，此外，還采用了標(biāo)準(zhǔn)的

72、軟件系統(tǒng)，增加了高級(jí)編程語(yǔ)言等。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的SYMATIC S5和S7系列、AB公司的PLC-5等。</p><p>　　3.1.2可編程控制器（PLC）的定義</p><p>　　由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它下一個(gè)確切的定義是困難的。在二十世紀(jì)七十年代PLC問(wèn)世后，由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National ElectricManufacturer Association

73、-NEMA)對(duì)PLC下過(guò)如下的定義：PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。</p><p>　　1987年，國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee-IEC)頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案，其第3版對(duì)PLC作了如下的定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算

74、操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC的型號(hào)、規(guī)格繁多。它主要

75、由中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部分組成。</p><p>　　1、中央處理單元CPU</p><p>　　CPU是PLC的核心，由控制器和運(yùn)算器組成，并通過(guò)內(nèi)部總線同存儲(chǔ)器及輸入/輸出接口電路相連。其主要作用是：執(zhí)行用戶程序，從程序存儲(chǔ)器中逐條取出用戶程序，經(jīng)過(guò)解釋程序解釋后逐條執(zhí)行，完成程序規(guī)定的邏輯和算術(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制輸出電路，實(shí)現(xiàn)程序規(guī)定的各種操作。<

76、;/p><p><b>　　2、存儲(chǔ)器</b></p><p>　　PLC的存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用戶程序。</p><p>　　3、輸入輸出接口電路(簡(jiǎn)稱I/O)</p><p>　　輸入輸出接口是CPU與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的連接部分，是PLC的重要組成部分。PLC將現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器能接受的信號(hào)

77、，且最大程度排除干擾信號(hào)，提高可靠性；輸出能將微處理器送出的弱電信號(hào)放大成強(qiáng)電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。與微機(jī)的I/O接口工作于弱電的情況不同，PLC的I/O接口是按強(qiáng)電要求設(shè)計(jì)的，即其輸入接口可以接受強(qiáng)電信號(hào)，其輸出接口可以直接和強(qiáng)電設(shè)備相連接。</p><p>　?。?）輸入接口電路一般由光電耦合電路和微機(jī)輸入接口電路組成。前者用由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光耦合器作為關(guān)鍵器件，輸入端加上變化的信號(hào)，發(fā)光二極管就

78、產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)，它照射光電三極管導(dǎo)通。二極管和三極管是按完全隔離的，信號(hào)不會(huì)反饋。而且二極管正向阻抗值較低，外界干擾源內(nèi)阻較高，根據(jù)分壓原理，干擾源饋送到輸入端的干擾噪聲很小，增強(qiáng)了抗干擾能力。微機(jī)的輸入接口電路一般由數(shù)據(jù)輸入寄存器、“選通”電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成而成。</p><p>　?。?）輸出接口電路一般由微機(jī)輸出接口和功率放大電路組成。前者由輸出數(shù)據(jù)寄存器、“選通”電路和中斷請(qǐng)求

79、電路組成。功率放大電路一般采用繼電器、可控硅即晶閘管或晶體管輸出。由于輸入—內(nèi)部電路—輸出在電器上完全隔離，從而有效地防止了現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾。</p><p><b>　　4、編程器</b></p><p>　　編程器有便攜式和CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機(jī)編程，而后者既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。一般的小型P

80、LC主要采用便攜式編程器。</p><p>　　編程器是專用的，不同型號(hào)的PLC都有自己專用的編程器，不能通用。PLC正常工作時(shí)，不一定需要編程器。因此，多臺(tái)同型號(hào)的PLC可以只配一個(gè)編程器。</p><p>　　5、內(nèi)部電源和其他設(shè)備</p><p>　　PLC的內(nèi)部電源是指將外部輸入的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足內(nèi)部電路工作需要的直流電源或電源

81、模塊。PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫(xiě)入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等[3]。</p><p>　　3.1.4可編程控制器（PLC）的工作原理</p><p>　　當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中眾多的操作需要執(zhí)行。但CPU是不能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。由于CPU的運(yùn)算處理速度較快，使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀上來(lái)看幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，這種

82、分時(shí)操作的過(guò)程叫做CPU對(duì)程序的掃描。</p><p>　　掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開(kāi)始，再無(wú)中轉(zhuǎn)或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲(chǔ)地址遞增的方向順序逐條掃描用戶程序即執(zhí)行，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序，就構(gòu)成一個(gè)掃描周期。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)。</p><p>　　順序掃描的工作方式簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)，并為PLC的可靠運(yùn)行提供了可靠的保障。一方面，所掃描的程

83、序被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可以被將要掃描到的指令所利用；另一方面，還可以利用CPU設(shè)置的定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，從而避免了由于CPU內(nèi)部故障使程序進(jìn)入死循環(huán)而造成故障的影響。</p><p>　　1、PLC的基本工作如下：</p><p>　　（1）輸入現(xiàn)場(chǎng)信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)；</p><p>　?。?）執(zhí)行程序：順次掃描

84、用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算；</p><p>　?。?）輸出控制信號(hào)：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的 控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過(guò)程執(zhí)行完后，又重新開(kāi)始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。</p><p>　　圖3.1 可編程控制器工作過(guò)程圖</p><p

85、><b>　　2、自診斷程序</b></p><p>　　每次掃描開(kāi)始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對(duì)各輸入輸出點(diǎn)、存儲(chǔ)器和CPU等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測(cè)試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，若兩者一致，說(shuō)明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時(shí)，PLC立即啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如無(wú)故障，PLC繼續(xù)掃描，檢查是否有編程器

86、等的通信請(qǐng)求。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來(lái)的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場(chǎng)信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號(hào)，完成一個(gè)掃描周期。然后又從自診斷開(kāi)始，進(jìn)行第二輪掃描。PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。</p><p>　　3.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)<

87、;/p><p>　　PLC的性能，通常是用以下多種指標(biāo)綜合表述，不同品種規(guī)格的PLC其性能指標(biāo)是不盡相同的，要根據(jù)具體悄況來(lái)分析。</p><p>　　1、編程語(yǔ)言常用的有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、控制系統(tǒng)流程圖及某些高級(jí)語(yǔ)言等。不同的PLC可能采用不同的編程語(yǔ)言。</p><p>　　2、用戶程序存貯容量：用戶程序存貯器用以存貯通過(guò)編程輸入的用戶程序，其存貯量通常是以字

88、為單位來(lái)計(jì)算。約定16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，每1024個(gè)字為1K字。中小型的PLC存貯容量一般在8K以下，大型的PLC存貯量有的已達(dá)到256K及2M,在編程時(shí)每一條指令所占的存貯容量是1個(gè)字、2個(gè)字等。通常，對(duì)于一般的邏輯操作指令，每條指令占1個(gè)字，計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)、移位指令占2個(gè)字，對(duì)于一般的數(shù)據(jù)操作指令，每條指令占2個(gè)字。也有的PLC，用戶程序的存貯容量是用編程的步數(shù)來(lái)表示，每編一條語(yǔ)句為一步。</p><p>　　

89、3、I/O總點(diǎn)數(shù)PLC的輸入和輸出量有開(kāi)關(guān)量和模擬量?jī)煞N。對(duì)于開(kāi)關(guān)量I/O，其I/O總數(shù)用最大I/O點(diǎn)數(shù)表示；對(duì)于模擬量I/O，其中I/O總數(shù)用最大I/O通道路數(shù)表示。</p><p>　　4、掃描速度以ms/K字為單位表示。例如10ms/K表示掃描1K字的用戶程序所需的時(shí)間為l0ms。</p><p>　　5、指令種類數(shù)和總條數(shù)用以表示PLC的編程和控制功能。</p>&l

90、t;p>　　6、內(nèi)部繼電器種類和點(diǎn)數(shù)包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器(無(wú)斷電記憶和帶斷電記憶的)、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器、移位寄存器、特殊繼電器等。而每種繼電器點(diǎn)數(shù)也不一樣。</p><p>　　7、工作環(huán)境一般都能在下列環(huán)境條件下工作：溫度0-55攝氏度，濕度小于85%(無(wú)結(jié)露)。</p><p>　　8、有的PLC還具有某些特種功能，例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，監(jiān)控功能，特殊功能

91、模塊，遠(yuǎn)程I/O能力等。</p><p>　　9、除以上基本功能指標(biāo)以外，對(duì)于不同的PLC，還可能列出其它一些指標(biāo)，如輸入輸出方式、一些主要硬件(如CPU、存貯器)的型號(hào)以及PLC的環(huán)境適應(yīng)性能等。</p><p>　　3.1.6可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與應(yīng)用</p><p>　　可編程控制器最初是為了替代繼電器控制系統(tǒng)而研制的，其自身又是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所以它

92、除了具備繼電器控制系統(tǒng)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的原有功能外，還有其自己的特點(diǎn)：</p><p>　　1、PLC與繼電接觸控制系統(tǒng)的比較</p><p>　?。?）繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點(diǎn)和“硬”線連接，為全硬件控制；PLC內(nèi)部用“軟”電器、“軟”觸點(diǎn)和“軟”線連接，為軟件控制。</p><p>　?。?）繼電接觸控制系統(tǒng)體積大；PLC控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)緊湊，體積小。<

93、;/p><p>　?。?）繼電接觸控制功能改變，需拆線，甚至更換元器件，麻煩；PLC控制功能改變，只修改程序即可，很方便。</p><p>　　（4）繼電接觸控制全為機(jī)械式觸點(diǎn)，動(dòng)作慢；PLC內(nèi)部全為“軟接點(diǎn)”，動(dòng)作快。</p><p>　?。?）PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。</p><p>　?。?）PLC控制的自

94、檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制系統(tǒng)強(qiáng)。</p><p>　　（7）PLC的適用范圍比繼電接觸控制的廣泛。</p><p>　?。?）PLC可靠性比繼電接觸控制的高。</p><p>　　2、PLC與微型機(jī)算機(jī)的比較</p><p>　　（1）PLC輸入輸出接口較多，中大型PLC輸入輸出接口更多，便于多路多點(diǎn)控制。</p><p

95、>　　（2）PLC編程直觀、簡(jiǎn)單。而計(jì)算機(jī)使用匯編語(yǔ)言或其他高級(jí)語(yǔ)言編程，比PLC編程復(fù)雜。</p><p>　?。?）PLC可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　?。?）PLC技術(shù)較容易掌握，使用維護(hù)方便，對(duì)使用者的技術(shù)水平要求低。</p><p>　?。?）PLC采用掃描方式進(jìn)行工作，加上其他原因，所以PLC輸入輸出響應(yīng)比計(jì)算機(jī)慢。</p>

96、;<p>　?。?）PLC體積小，調(diào)試周期短。</p><p>　　3、PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。?）在電梯控制中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制可靠性大大提高。</p><p>　?。?）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。</p><p>　?。?）PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的

97、控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　?。?）PLC進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警等顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。</p><p>　?。?）用于群呼調(diào)配和管理并提高電梯運(yùn)行效率。</p><p>　?。?）更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。</p><p>　　4、可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用</p><p

98、>　　可編程控制器作為工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備其應(yīng)用極為廣泛，可以說(shuō)只要工廠有控制要求，就會(huì)有PLC的應(yīng)用。以前，都使用電梯繼電器控制系統(tǒng)，雖然，該系統(tǒng)存在一定的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）所有控制功能及信號(hào)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。</p><p>　　（2）系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具儀器。</

99、p><p>　　（3）大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。</p><p>　　（4）多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯，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。</p><p>　　但也存在一定的問(wèn)題：</p><p>　?。?）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。&l

100、t;/p><p>　　（2）普通控制電器及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。</p><p>　　（3）電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。</p><p>　?。?）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。</p><p>　　（5）由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)

101、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。</p><p>　　電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來(lái)不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。</p><p>　　目前典型的PLC應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）順序控制：這是可編程控制器最廣泛

102、應(yīng)用的領(lǐng)域，PLC取代了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，例如裝配生產(chǎn)線、數(shù)控機(jī)床及電梯控制等。</p><p>　?。?）過(guò)程控制：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、電流等?？删幊炭刂破饔蠥/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，這樣可編程控制器可以采用模擬控制用于過(guò)程控制。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理：一般可編程控制器都設(shè)有四則運(yùn)算指令，可以很方便的對(duì)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。用PLC可以構(gòu)成

103、監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。較高檔次的可編程控制器都有位置控制模塊，用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械的位置控制。</p><p>　　（4）通信聯(lián)網(wǎng)：某些控制系統(tǒng)需要多臺(tái)PLC連接起來(lái)使用或者由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC組成集選控制系統(tǒng)和總線控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.7可編程控制器（PLC）的選擇</p><p>　　可編程控

104、制器作為工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備其應(yīng)用極為廣泛可以說(shuō)只要有工廠，有控制要求，就會(huì)有PLC的應(yīng)用。由于PLC的品種、型號(hào)、規(guī)格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇了日本OMRON公司生產(chǎn)的CMP-2A型機(jī)。因?yàn)镃MP-2A型機(jī)具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　CMP-2A型機(jī)專用于開(kāi)關(guān)控制，其體積小，安裝起來(lái)節(jié)省空間，功能強(qiáng)。它不僅具有邏輯控制功能，而且還增加了數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳送與處理功能，成為具備計(jì)算機(jī)

105、功能的一種通用工業(yè)控制裝置。性價(jià)比高（MP-2A型機(jī)采用的是箱體結(jié)構(gòu)），其價(jià)格便宜，可靠性高，易于擴(kuò)展（該機(jī)型的任一種CPU箱和任一種擴(kuò)展箱均可配置在一起）。因此，用戶可根據(jù)所需的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行選件配置，使用靈活、方便。</p><p><b>　　3.2變頻器</b></p><p>　　80年代初通用變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字

106、控制和由采用BJT到采用IGBT兩個(gè)大的進(jìn)展過(guò)程。目前從一般要求的小范圍調(diào)速傳動(dòng)到高精度、快響應(yīng)、大范圍的調(diào)速傳動(dòng)，從單機(jī)傳動(dòng)到多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎都可采用交流調(diào)速傳動(dòng)。因此可以說(shuō)在電氣調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)，以變頻器應(yīng)用技術(shù)為代表的交流調(diào)速傳動(dòng)已經(jīng)成為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流。</p><p>　　在交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器的作用是將頻率固定(通常為工頻50Hz)的交流電(三相的或單相的)變換成頻率連續(xù)可調(diào)(多數(shù)為0-400Hz

107、)的三相交流電。變頻器的輸入(R.S.T)接至頻率固定的三相交流電源，輸出端(U.V.W)輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　3.2.1變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　通用變頻器的基本構(gòu)成主要由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制電路組成。</p><p>　　1、整流器電網(wǎng)側(cè)的變流器Ⅰ是整流器，它的作用

108、是把三相(也可以是單相)交流電整流成直流電。</p><p>　　2、逆變器負(fù)載側(cè)的變流器Ⅱ?yàn)槟孀兤?。最常?jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)半導(dǎo)體主開(kāi)關(guān)器件組成三相橋式逆變電路。只要有規(guī)律地控制逆變器中主開(kāi)關(guān)器件的通與斷，就可以得到任意頻率的三相交流電輸出。</p><p>　　3、中間直流環(huán)節(jié)由于逆變器的負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載。無(wú)論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)或是發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會(huì)為1。因

109、此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無(wú)功功率的交換。這種無(wú)功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能組件(電容器或電抗器)來(lái)緩沖，所以又稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。</p><p>　　4、控制電路控制電路常由運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、控制信號(hào)的輸入、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前己經(jīng)采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)

110、行全數(shù)字控制，盡可能簡(jiǎn)化硬件電路，主要依靠軟件來(lái)完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的控制。圖3.2所示為變頻器的使用。</p><p>　　圖3.2 變頻器的使用</p><p>　　3.2.2變頻器的分類</p><p><b>　　1、按變換環(huán)節(jié)分</b></p><p>　　

111、（1）交—交變頻器又稱為直接式變頻器。它是把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。其主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的1/2以下(0～<fN/2)，故它主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中。</p><p>　?。?）交—直—交變頻器又稱為間接式變頻器。它是先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。由于把直流電逆變成交流電