的电梯控制系统,可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且触点少、可靠高、故障率低、维修方便、噪声小,最主要的是可编程序控制系统的\可编程\功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,对于安装和维修人员非常方便。而PLC的编程语言虽然不尽相同,但都有通俗易懂,便于自学的优点,一般的维修及工程人员都能掌握,PLC电梯控制系统比较适用于小高层的楼房。
PLC(Programmable Logical Controller)全称可编程逻辑控制器,凭借其良好的可操作性,自诞生起就始终处于工业自动化领域的主战场,为各类工业设备提供非常可靠的控制手段。目前,PLC与DCS、工业PC并列成为现代工业自动化的三大支柱。
电梯群控系统是现代化电梯技术的重要组成部分。它不但有完善的分区服务、运行监控、客流交通统计分析等功能,还具备故障诊断功能。
本文借鉴了现有的电梯群控算法,通过实验验证和改进,使用西门子公司的PLC构建了双电梯联动控制系统,实现了电梯的合理调度。
1.3 课题的提出
可编程控制器(PLC)是面向用户的专用工业控制计算机,具有许多明显的特点,具有良好的操作性与可调节性,使用PLC进行电梯的电气控制是必然的趋势。
安全和门锁回路轿内指令和厅外按钮信号井道信号门区、门锁信号PLC可编程控制器楼层显示器中间继电器、接触器轿内指令和厅外按钮信号变频驱动装置速度反馈信号拽引马达 图1-1 控制方框图
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电梯质量的好坏,在很大程度上是取决于控制系统的质量,所以控制系统的选择尤为重要。电梯的控制系统主要采用以下三种控制方式:一是继电器控制系统;二是PLC控制系统;三是微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高,控制方式不灵活及功率消耗大等缺点,目前已逐渐被人们所淘汰。而微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在一定的不足之处,即抗干扰性差,系统设计较为复杂,导致一般的维修人员难以掌握其维修技术,这些因素使得微机控制系统应用的广泛性受到严重制约。而PLC控制系统由于其运行可靠、使用及维修方便、抗干扰性强等优越性,成为当前在电梯控制系中使用的主流控制方式。
当今PLC在电梯中的应用已经很成熟,如图1-1是PLC应用于电梯控制的控制框图。图中以PLC作为主控制器,一方面采集电梯的各种输入信号,包括电梯的位置、状态、内外指令的按钮信号、门锁信号、门区信号、井道内的强迫减速信号、防冲信号以及消防信号等。另一方面又把采集到的信号进行计算和处理并给出电梯的楼层信号和速度信号,并驱动相应的开关门信号、方向继电器和抱闸继电器等,这些信号传输给变频器,继而变频器驱动拽引电机以控制电梯的运行。
我们利用PLC内的条件跳转和主控制指令,把对电梯的控制程序划分为几个不同程序段:检修控制、正常加速和稳速段、减速爬行段、以及开关门阶段(如图1-2所示)。当给电梯送电时,PLC立即就开始扫描电梯的所有输入、输出信号,检测电梯的安全回路是否接通、厅门轿门是否关闭、继而判断电梯处在何种状态。在正常自动状态下,PLC检测门锁是否接通,若门锁不通则给出关门信号,控制电梯关门;当门锁接通时,则进入待机状态,此时若收到指令信号则电梯即起动。当电梯到达减速楼层时,PLC通过比较楼层的基数脉冲和换速点脉冲是否相等来判断电梯的下一步动作,相等时给出电梯减速信号,电梯减速运行;否则电梯继续运行,电梯间试运行时需要判断电梯是否到达平层区,若到达平层区,则给出平层开门信号,否则电梯继续减速。
我们平时乘坐电梯除了要操作开关门按钮外,还要给出要去的目的层指令,PLC通过楼层感应器判断电梯现在所在的楼层继而确定运行方向,然后起动运行。
根据查阅资料了解到的当今电梯控制系统和电梯拖动系统的发展趋势以及掌握的知识,本次设计将采用西门子S7-200 PLC,结合安川VS-616G5通用变频器,实现两台 电梯的联动控制系统。
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开始安全回路是否接通是司机专用电梯现在处于检修何种状态自动给出指令信号关门门锁是否接通否是电梯运行是否到达减速否点是电梯减速是否到达平层否区是给出平层开门信号返回图1-2运行流程图
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第2章 器件的选择
2.1 PLC的选择
2.1.1 PLC介绍
1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求,这揭开了可编程控制器的发展篇章。1969年,美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器 PDP—14 ,随后在美国通用汽车公司的生产线上试用成功,首次采用程序化的手段进行了电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称为Programmable,是世界上公认的第一台PLC。
起初它仅是具有逻辑运算、定时、计数等简单功能,用于开关量的控制,实际上只能进行逻辑运算,所以被称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。在20世纪80年代后期,以微处理器构成的微机取得了飞速发展,使得可编程逻辑控制器在概念、设计、性能上都有了新的突破。这种控制器的功能不再局限于当初的逻辑运算,增加了数值运算、模拟量的处理、通信等功能,成为真正意义上的可编程控制器(Programmable Controller),简称PC。但为了与个人计算机PC(Personal Computer)相区别,可编程控制器仍简称为PLC。
随着可编程控制器的不断发展,其定义也在不断变化。最终国际电工委员会(IEC)1987年颁布的可编程逻辑控制器的定义如下:
“可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器、可以编制程序的控制器,它能够存储和执行命令,进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作、并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备,都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计”。
实际上,由于可编程控制技术的迅猛发展,许多新产品的功能已超出上述定义。 从硬件来看,PLC主要由CPU,存储器,I/O接口,电源,编程器等构成。
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图2-1 PLC硬件的基本结构
(1)CPU板
CPU板是PLC的核心部件,它由微处理器CPU、存储器(ROM、RAM)、并行接口(PIO)、串行接口(SIO)及时钟控制电路等组成。CPU板是PLC的运算、控制中心,用以实现各种逻辑运算、算术运算及对整机进行管理控制;PLC内部携有程序存储器和数据存储器(ROM,RAM),分别用于存储系统程序和用户程序,并生成用户环境;并行接口和串行接口主要用于CUP与各接口电路之间的信息交换。时钟及控制电路用于产生脉冲及各种控制信号。
(2)输入/输出电路
通常有两种形式的输入电路;直流输入和交流输入电路。输入电路的作用是接收来自现场输入设备的控制信号,再经光电耦合器隔离后转换成PLC内部的标准电平信号,最后由CPU读入并送至输入映象寄存器中,供程序执行使用。
输出电路的作用是将PLC的输出控制信号送给外部输出设备,通过输出设备控制被控制对象工作。输出电路有三种形式:一种是继电器形式,它是通过控制继电器的线圈利用其触点的通断来控制输出设备,实现电气隔离;另一种是晶体管输出型,它通过光电耦合器控制输出开关晶体管通断,进而控制输出设备;第三种是可控硅输出型,通过触发可控硅的通断来实现对外部输出设备的控制。
(3)存储器扩展接口
存储器扩展接口用于连接用户程序存储器及数据存储器的扩展卡盒。一般扩展卡盒有三种:一种是COMS开型ROM卡盒,它需要用锂电池后备,以防止断电时程序及数据
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