中北大学信息商务学院2011届毕业设计说明书
资料中所指的内存储器容量,是指用户程序存储器而言,且以字(16位/字)为单位来表示存储器的容量[24]。 3.输入输出接口(简称I/O)
输入输出接口是CPU与工业现场装置之间的连接部分,是PLC的重要组成部分。与微机的I/O接口工作于弱电的情况不同, PLC的I/O接口是按强电要求设计的,即其输入接口可以接受强电信号,其输出接口可以直接和强电设备相连接[25]。对于小型PLC,厂家通常将I/O部分就装在PLC的本体部分,而对于中、大型PLC各厂家通常都将I/O部分做成可供选取、扩充的模块组件,用户可根据自己的需要选取不同功能、不同点数的I/O组件来组成自己的控制系统。
为便于检查,每个I/O点都接有指示灯,某点接通时,相应的指示灯发光指示。用户可以方便地检查各点的通断状态。 (1)输入接口
输入接口的功能是采集现场各种开关接点的状态信号,并将其转换成标准的逻辑电平,送给CPU处理。一般的输入信号多为开关量信号,各种开关量输入接口的基本结构大同小异,常有直流和交流开关量输入接口电路两种。
交流开关量输入接口电路与直流开关量输入接口电路的主要区别是,前者要由现场提供交流电流,输入的交流信号经整流后得到直流,再去驱动光电祸合器。在机械设备中,除开关量外,还常遇到一些模拟量如温度、压力、位移和速度等。对这些模拟量进行采集时,必须经模数转换器(ACD)将模拟量转换成数字量,才能为PLC的CPU所接受[26]。 (2)输出接口
为适应不同的负载,输出接口有多种方式。常用的有晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器输出方式。晶体管输出方式用于直流负载;双向晶闸管输出方式用于
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交流负载,继电器输出方式可用于直流负载,也可用于交流负载。一些PLC还真有模拟输出接口,用于需要摸拟信号驱动的负载。 4.编程器
编程器是PLC中一种主要的外部设备,它是开发、维护PLC控制系统的必备设备.编程器用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视,还可以通过其键盘去调用与显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通信端口与CPU联系,完成人机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯,以及编程、监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言键符,也可以采用软件指定的功能键符,通过屏幕对话方式进行编程。
编程器有便携式和CRT智能式两大类,前者只能联机编程,而后者既可联机编程,又可脱机编程。便携式编程器体积小,重量轻,可随身携带,便于在生产现场使用。一般的小型PLC主要采用便携式编程器[28]。编程器是专用的,不同型号的PLC都有自己专用的编程器,不能通用。PLC正常工作时,不一定需要编程器。因此,多台同型号的PLC可以只配一个编程器。 5.其他设备
PLC的外部设备还有盒式录音机、打印机、EPROM写入器及高分辨率屏幕彩色图形监控设备等。 3.3 PLC的工作原理
与普通微机类似,PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下,PLC才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。 PLC的基本工作如下:
(1)输入现场信息:在系统软件的控制下,顺次扫描各输入点的状态;
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(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令,根据输入状态和指令内容进行逻辑运算;
(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果,输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号,实现所要求的逻辑控制功能[29]。
上述过程执行完后,又重新开始,反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。在实际应用中,大多数机械设备的工作过程可以分为一系列不断重复的顺序操作,PLC的工作方式与此相似。因此,PLC的程序可与机器的动作一一对应,程序编制简单、直观,不容易出错,而且容易修改,从而大大减少了软件的开发费用,缩短了软件的开发周期[30]。
为了提高工作的可靠性,及时接收外来的控制命令,PLC在每次扫描期间,除完成上述三步操作外,通常还要进行故障自诊断,完成与编程器等的通信。每次扫描开始,先执行一次自诊断程序,对各输入输出点、存储器和CPU等进行诊断,诊断的方法通常是测试出各部分的当前状态,并与正常的标准状态进行比较,若两者一致,说明各部分工作正常,若不一致则认为有故障。此时,PLC立即启动关机程序,保留现行工作状态,并关断所有输出点,然后停机。
诊断结束后,如没发现故障,PLC将继续往下扫描,检查是否有编程器等的通信请求。如果有则进行相应的处理,比如,接受编程器发来的命令,把要显示的状态数据、出错信息送给编程器显示等。
处理完通信后,PLC继续往下扫描,输入现场信息,顺序执行用户程序,输出控制信号,完成一个扫描周期。然后又从自诊断开始,进行第二轮扫描。
PLC就这样不断反复循环,实现对机器的连续控制,直到接收到停机命令,或因停电、出现故障等才停止工作。
4 电梯的电气装置
该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它起着
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操纵和控制电梯运行的作用。操纵装置包括轿厢内的按钮操作或手柄开关箱、层站召唤按钮、较顶和机房中的检修或应急;位置显示装置是指较内和层站的指示灯;层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站;控制屏安装在机房中,由各类电气控制元件(或板)组成,是电梯实行电气控制的集中组件;选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用[31]。它可由机械式、继电器或电子式组成。
4.1电气传动系统的电气装置
所谓电气传动系统(也称驱动系统或拖动系统)是指驱动曳引电动机旋转的电气系统。若将曳引电动机看作被控对象,再配以其他有关电气装置,就可组成一定形式的电气传动系统,即开环控制系统与闭环控制系统,如图4.1。 反馈 速度设定值 调速装置 电动机 轿厢 图4.1
测试反馈 4.1.1电梯安全可靠运行的条件
1电梯的轿厢门和各个楼层的电梯层门全部关闭好,这是电梯安全运行的关键,是保障和司机等人员人身安全的最重要的保证[32]。
2必须要有确定的电梯上行或下行方向,这是电梯最基本的任务,即把乘客或货物送上或送下到需要停层的楼层。
3电梯系统的所有机械及电气安全保护系统有效而可靠,这是确保电梯设备乘客人身安全最基本保证。
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4.1.2电梯控制开关门环节
1对自动开关门机构的要求及其速度调节方法自动门机构必须随电梯轿厢移动,既要求把自动门机构安装于轿厢顶上,除了能带动轿厢门启闭外,还应能通过机械方法使电梯轿厢在各个楼层门区安全范围内,能方便的使各层的外层门也能随着轿厢门的启闭而同步启闭。
2当轿厢门和某楼层的层门闭和后,由电气机械设备的机械钩子和电气接点的当前状态来决定调节方法
[33]
。
3开关门动作平稳,不得有剧烈的抖动和异常的响声,按国家标准规定,开关系统在开关门过程中其运动噪声不的大于6dB
4关门时间一般为3~5s,而开门时间一般为2.5~4s。 5自动门系统调整简单方便,便于维修。 6门机电动机要具有一定的赌转能力。
为了使电梯和轿厢门和某层层门在启闭过程中达到快速平稳的要求,必须对自动系统
进行速度调节,以满足对自动门机控制系统的要求。一般调速的方法有:
7用小型直流伺服电动机作自动门机的驱动力时,通常采用电阻的串并联调速方法。
8用小型三相交流转矩电动机作自动门机的驱动力时,常用施加涡流制动的调速方法,现多用小功率变频调速方法。 4.2安全保护系统
电梯在运行过程中安全是首要问题。电梯可能发生的事故隐患和故障有轿厢的时失控、超速运行、终端越位、冲顶或蹲底、不安全运行、非正常停止、关门障碍等。为确保运行中的安全,各类电梯都设有完善的安全保护系统,包括机械和电气安全装置,一些机械安全装置往往需要电气方面的配合和联合锁装置才能完成其动作和可靠
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