资源描述
设计(论文)题目:PLC控制气压系统
指引教师:
职称:
类别:项目报告
学生:
学号:
设计(论文)类型:设计
专业:
班级:
与否从属科研项目:否
1、设计(论文)重要任务及目的
①熟悉三菱PLC基本编程技巧,针对需求完毕编程任务
②可以完毕PLC程序调试
③掌握气动系统设计使用
④能用PLC控制气动系统
⑤纯熟掌握WORD文档编辑
2、设计基本规定
①完毕PLC编程及调试任务
②完毕气动回路图设计
③完毕项目报告
3、重要参照文献
[1]廖常初主编.可编程序控制器应用技术[M]. 重庆:重庆大学出版社,
[2]陈远龄主编.机床与电气自动控制[M].重庆:重庆大学出版社,
[3]曹承志主编.电机、拖动与控制[M].北京:机械工业出版社,
[4]唐介主编.电机拖动与控制基本[M].北京:高等教诲出版社,
[5]张勇主编.电机拖动与控制[M].北京:机械工业出版社,
[6]程宪平主编.机电传动与控制[M].武汉:华中科技大学出版社,1997
[7]冯晓,仲恕编著.电机与电器控制[M].北京:机械工业出版社,
4、进度安排
设计(论文)个阶段任务
起 至 日 期
1
理解设计任务、复习PLC编程知识
.6.17
2
复习气压传动知识
.6.17
3
编写程序并调试
.6.20
4
设计气动回路图
.6.22
5
完毕报告并发送教师信箱
.6.28
设计(论文)任务书
摘 要
本次论文包括五个小章节,第一章讲述了电梯分类、它发展及构成。第二章概述了五层电梯设计方案,其中包括了电梯控制系统程序和PLC控制系统构成。第三章描述了可编程控制器构造与工作原理。第四章讲了PLC控制程序设计涉及了FX2N可编程控制器简介、PLC设计梯形图。最后一章则写了电梯电气控制系统及电气控制系统重要部件、功能。
核心词:电梯设计;PLC;电气控制
目 录
第一章 电梯发展与分类 2
1.1 概述 2
1.2 电梯分类 3
1.3 电梯重要参数及规格尺寸 5
1.4 电梯构成部件 6
第二章 五层电梯设计方案 9
2.1电梯设计程序 9
2.2电梯PLC控制系统构成 10
2.3电梯舒服度 12
第三章 可编程控制器构造与工作原理 14
3.1 PLC构造 14
3.2可编程控制器基本构造 14
3.3开关量I/0模块 16
3.4可编程控制器工作原理 16
3.5机型选取 17
第四章 PLC控制程序设计 19
4.1 FX2N可编程控制器简介 19
4.2 PLC设计梯形图 20
第五章 电梯电气控制系统 25
5.1 概述 25
5.2 电梯电气控制系统中重要电器部件 25
参照文献 29
道谢 30
第一章 电梯发展与分类
1.1 概述
电梯产品录属关系和在人民物质生活中作用
在国内,电梯、手扶梯、自动人行道等属于起重运送设备。电梯是在垂直方向上运营运送设备,手扶梯是在斜面上运营运送设备。但是电梯和手扶梯都是把人或货品从一种水平面提高到另一种水平面起重运送设备。
随着人口增长、科学技术日新月异地发展、人们物质生活水平逐渐提高,建筑业得以迅速发展,大批高楼大厦拔地而起,十几层至几十层宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。完全可以预想到,随着社会发展,电梯产品在人们物质文化生活中地位将会和汽车同样,成为重要运送设备之一。
电梯产品发展简史
据国外关于资料简介,公元前28在古代埃及,为了建筑当时金字塔,曾使用过由人力驱动升降机械。公元1765年瓦特创造了蒸汽机后,1858年美国研制出以蒸汽机为动力,并通过带传动和蜗轮减速装置驱动电梯。1878年英国阿姆斯特郎创造了水压梯。并随着水压梯发展,裁减了蒸汽梯。日后又采用液压泵和控制阀以及直接拄塞式和侧拄塞式构造液压梯,这种液压梯至今仍为人们所采用。但是电梯得以兴盛发展主线因素在于采用了电力作为动力来源。
国内电梯使用历史悠久。80年代中期以来,随着国内对外开放,对内告活经济政策进一步贯彻执行,随着技术引进工作进一步开展,在国内建立一批合资和独资电缆生产厂,使国内电梯工业又获得巨大发展,国内又新颁布一批具备80年代国际水平电梯制造原则,随着采用新原则生产电梯批量推向市场,技术性能和质量明显提高电梯又进一步增进建筑业和电梯业发展,电梯工业蓬勃发展局面已经形成。
电梯运营工作状况
电梯在做垂直运营过程中,有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内电梯,起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼,终点站设在最高楼,设在一楼起点站常作为基站。起点站和终点站之间停靠站称为中间站。
各站厅外设有召唤箱,箱上设立有供乘用人员召唤电梯用召唤按钮或触钮。普通电梯在两端站召唤箱上各设立一只按钮或触钮,中间层站召唤箱上各设立两只按钮或触钮。对于无司机控制电梯。在各层站召唤箱上均设立一置有手柄开关或与层站相应按钮或触钮,供司机或乘用人员控制电梯上下运营。召唤箱上按钮或触钮称为指令或触钮,操纵箱上按钮或触钮称为内指令按钮或触钮。外指令按钮或触钮发出电信号称为外指令信号。内指令按钮或触钮发出电信号称为内指令信号。80年代中期后,触钮已被微动按钮所取代。
作为电梯基站厅外召唤箱,除设立一只召唤按钮或触钮外,还设立一只钥匙开关,以便下班关闭电梯时,司机或管理人员把电梯开到基站后,可以通过专用钥匙扭动钥匙开关,把电梯厅轿门关闭妥当后,自动切断电梯控制电源或动力源。
电梯运营工作状况和汽车有共同之处,但是汽车起动、加速、停靠等全靠司机控制操作,并且在运营过程中也许遇到状况比较复杂,因而汽车司机必要通过严格培训和考核。而电梯自动化限度比较高,普通电梯司机或乘用人员只需要通过操纵箱上按钮或触钮向电气控制系统下达一种指令,电梯就能自动关门、定向、起动、加速,在预定层站平层停靠开门。对于自动化限度比较高电梯,司机或乘用人员一次还可如下达一种一上指令信号,电梯便可以依次起动和停靠,依次完毕任务。
尽管电梯和汽车在运营工作过程有许多不同地方,但仍有许多共同之处,其中乘客电梯运营工作状况类似公共汽车,在起点站和终点站之间来回运营,在运营方向前方停靠站上有顺向指令信号时,电梯到站能自动平层停靠开门接客。而载货电梯运营工作状况下则类似卡车,执行任务为一次性,司机或乘用人员控制电梯上下运营时普通一次只能下达一种指令任务,当一种指令任务完毕后才达另一种任务。在执行任务过程中,从一种层站出发到另一层站时,假若中间层站浮现指令信号,普通都不能自动停靠,因此载货电梯自动化限度比乘客电梯低。
1.2 电梯分类
电梯分类比较复杂,普通常从不同角度进行分类。
按用途分类
1)乘客电梯:为运送乘客而设计电梯。重要用于宾馆、饭店、办公楼、大型商店等客流量大场合。此类电梯为了提高运送效率,其运营速度比较快,自动化限度比较高,轿厢尺寸和构造形式多为宽度不不大于深度,使乘客能畅通地进出。并且安全设施齐全,装潢美观。
2)载货电梯:为运送货品而设计并普通有人随着电梯。重要用于两层楼以上车间和各类仓库等场合。此类电梯装潢不太讲究,自动化限度和运营速度普通比较低,而载重量和轿厢尺寸变化范畴比较大。
3)病床电梯:为运送病床而设计电梯。
4)杂货电梯(服务电梯):供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文献、食品等,并不容许人员进入电梯。这种电梯安全设施不齐全,不准运送乘客。为了不使人员进入轿厢,进入轿厢内部门洞及轿厢面积都设得非常小,并且轿厢净高度普通不不不大于1.2m。
5)住宅电梯:供住宅楼使用电梯。
6)客货电梯:重要用做运送乘客,但也运送货品电梯,它与乘客电梯区别在于轿厢内部装饰构造不同。
7)特殊电梯:除上述惯用几种电梯外,尚有为特殊环境、特殊条件、特殊规定而设计电梯。如船舶电梯、观光电梯、防腐电梯、车辆电梯等。
按速度分类
1)低速度:速度V≤1. 0m/s电梯。
2)迅速度:速度1.0m/s<V>2.0m/s电梯。
3)高速度:速度V≥2.0m/s电梯。
按曳引电动机供电电源分类
(1)交流电源供电电梯:
1)采用交流异步双速电机变极调速拖动电梯,简称交流双速电梯(速度普通不大于1.0m/s)。
2)采用交流异步双绕组双速电机调压调速拖动电梯(俗称ACVV拖动电梯)
3)采用交流异步单绕组单速电机调频调压调速拖动电梯(俗称VVVF拖动电梯)
(2)直流电源供电电梯:80年代中期前用在中高档乘客电梯上,后来不再产生。
按有、无蜗轮减速器分类
1)有蜗轮减速器电梯:用于梯速为3.0m/s如下电梯。
2)无蜗轮减速器电梯:用于梯速为3.0m/s以上电梯。
按驱动方式分类
1)钢丝绳式:曳引电动机通过蜗杆、蜗轮、曳引绳轮、驱动曳引钢丝绳两端轿厢和对重装置做上下运营电梯。
2)液压式:电动机通过液压系统驱动轿厢上、下运营电梯。
按控制方式分类
1)轿内手柄开关控制电梯;
2)轿内按钮开关控制电梯;
3)轿内、外按钮开关控制电梯;
4)轿外按钮开关控制电梯;
5)信号控制电梯;
6)集选控制电梯;
7)2台或3台并联控制电梯;
8)梯群控制电梯。
按拖动方式分类
1)交流异步单速电机拖动电梯;
2)交流异步双速电机变极调速拖动电梯;
3)交流异步双绕组双速电机调压调速(俗称ACVV)拖动电梯;
4)交流异步单速电机调频调压调速(俗称VVVF)拖动电梯;
5)直流电机拖动电梯。
1.3 电梯重要参数及规格尺寸
电梯重要参数
1)额定载重量(kg):制造和设计规定电梯载重量。
2)轿厢尺寸(mm):宽×深×高。
3)轿厢形式:有单或双面开门及其他特殊规定等,以及对轿顶、轿底、轿壁解决,颜色选取,对电电扇、电话规定等。
4)轿门形式:有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双拆门、封闭式双拆中分门等。
5)开门宽度(mm):轿厢门和厅门完全启动净宽度。
6)开门方向:人在厅外面对厅门,门向左方向为左开门,门向右方向启动为右开门,两扇门分别向左右两边启动者为中开门,也称为中分门。
7)曳引方式:惯用有半绕1:1吊索法,轿厢运营速度等于钢丝运营速度。半绕2:1吊索法,轿厢运营速度等于钢丝运营速度一半。全绕1:1吊索法,轿厢运营速度等于钢丝运营速度。
8)额定速度(m/s):制造和设计所规定电梯运营速度。
9)电气控制系统:涉及控制方式、拖动系统形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动,轿内按钮控制或集选控制等。
10)停层站数(站):凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢地点均称为站。
11)提高高度(mm):由底层端站楼面至层顶端站楼面之间垂直距离。
12)顶层高度(mm):由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之垂直距离。电梯运营速度越快,顶层高度普通越高。
13)底坑深度(mm):由层底端站楼面至井道底面之间垂直距离。电梯运营速度越快,底坑普通越深。
14)井道深度(mm):由井道底面至机房楼房或隔音层楼房板下最突出构件之间垂直距离。
15)井道尺寸(mm):宽×深。
国内关于原则对电梯重要参数和规格尺寸规定
为了加强对电梯产品管理,提高电梯产品使用效果,国家曾于1974年颁布了JBI435-74、JBI816-74、JB/Z110-74等一批电梯产品部原则。
电梯重要参数是电梯制造厂和设计和制造电梯根据。顾客选用电梯时,必要依照电梯安装使用地点、载运对象等,按原则规定,对的选取电梯类别和关于参数与尺寸,并依照这些参数与规格尺寸,设计和建造安装电梯建筑物。否则会影响电梯使用效果。
1.4 电梯构成部件
电梯是一种复杂机电产品,普通由机房、轿厢、厅门及井道和井底设备等4个基本某些构成。
1.机房
机房位于电梯井道最上方或最下方,用于装设曳引机、控制柜、限速器、选层器、地震检测仪、配线板、总电源开关及通风设备等。
当机房设在井道底部时,称为下置式曳引方式。由于此种方式构造较复杂,钢丝绳弯折次数较多,缩短了钢丝绳有效期限,增长了井道承重,且保养困难,因此普通不采用,只有机房不也许设在井道顶部时才采用。相反,机房上置式曳引方式因设备简朴,钢丝绳弯折次数少,成本低,维护简朴等特点,最为普遍采用。如果机房即不也许设在井道底部,也不了能设在顶部时,可考虑选用液压式电梯,即机房侧置式。
机房构造必要结实,防震和隔音,有足够面积,、高度、承重能力和良好通风条件,并且室内经常保持有适度照明亮度,保持干燥清洁等。普通有如下规定:
1)面积普通至少为井道侧面积2倍以上,对交流电梯,普通为2~2.5倍;对直流电梯,普通为3~3.5倍。
2)高度指机房地面至顶板垂直距离。对客梯、病房梯,普通为2.2~2.8m以上;对货梯,普通为2.2~2.4m以上。
3)承重能力。机房地板规定能承重6kPa(杂物梯为4kPa)均部载荷。在曳引机安装上方,应设吊钩用于维修。钩承重能力如下:对额定载重量500~
3000kg电梯,应不不大于kg;对额定载重量5000kg电梯,应不不大于3000kg。
4)对于机房设立有如下3种方式:机房下置式、机房上置式和机房侧置式。
(1)曳引机 曳引机是电梯升降动力源,由曳引电动机、电磁制动器、减速器、曳引轮和盘车手轮等构成,通过业余绳与曳引绳轮摩擦产生牵引力来实现轿厢和平衡对重升降驱动装置。按曳引电动机与曳引轮之间有无减速箱,又可以分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。有齿轮曳引机采用涡轮蜗杆减速传动。
a)曳引电动机:依照梯形不同,可分别采用笼型单速电动机、笼型双速电动机、笼型三速电动机或直流电动机。
b)电磁制动器:采用闭式双制动瓦块直流电磁制动器,电动机旋转时松闸,停止时制动,以保持轿厢位置不变。
c)曳引轮:具备V形、半圆形或带缺口绳槽轮,靠摩擦力曳引起动。
d)盘车手轮:装在曳引电动机后端轴上,供盘手时使用。
(2)控制柜 该装置能发出指令,检测各机器动作状况,并具备控制功能,从而使电梯能安全、稳妥、迅速到达目层。该装置由主电路接触器、管理继电器、控制继电器、时限继电器、半导体器等组装而成。因是精密设备,因此要防尘,并保持良好通风,以维持规定电温度。
(3)限速器 限速其为电梯限速保护装置,是重要安全设备。当电梯超过额定速度或失控时(为额定速度115%),限速器能发出电信号,自动切断控制电路。如果轿厢依然继续高速下行,此时限速器则以机械方式操纵安全钳动作,将轿厢夹持在导轨上,制止起继续下降,避免产生不良后果。
电梯上限速器大多属于离心式限速器,由轮盘、开关、缆绳和夹钳装置构成,以旋转所产生离心力反映电梯运营速度,常用有甩块式和甩球式两种。轴承、销部磨损是误动作重要因素,会减少安全装置机能,故要经常检查。
2.轿厢与对重
(1)轿厢 轿厢是是用来安全运送乘客及物品到目层箱体装置,它运营轨迹是在曳引钢丝绳牵引下沿导轨上下运营。
(2)对重 对重又称平衡重,起到平衡轿厢作用(但这种平衡是相对和变化)。对重与轿厢通过曳引绳连接,运用曳引绳与曳引轮槽之间摩擦力驱动轿厢上升和下降。
3.厅门(层门)
厅门是为保证在候梯厅乘客安全而设立开闭装置,只有在轿厢停层和平层时才被打开。
4.井道与井底设备
(1)曳引钢丝绳 连接轿厢与对重,驱动轿厢上下运营。
(2)导轨 使轿厢和平衡对重在井道内垂直升降导向装置。
(3)限速钢丝绳、张紧装置 用以防止限速钢丝绳松弛或摇动,把轿厢速度对的地传送到限速器辅助装置。
(4)补偿链 由于轿厢升降,轿厢侧与对重侧曳引钢丝绳重量比随之变化。为了修正这个变化,减轻电动机负载,将轿厢与对重用补偿链连接起来,普通用于提高高度超过30m电梯。
(5)终端保护装置 终端保护装置由终端电气保护装置和机械缓冲装置两某些构成,终端电气保护装置由换速开关、限速开关和极限开关构成。机械缓冲装置是指位于底坑各种缓冲器,它们是电梯安全保护最后一道办法,设立在井道底坑中且正对轿厢和对重,起作用是防止轿厢和对重冲顶撞底。惯用缓冲器有弹簧缓冲器和油压缓冲器两种。
第二章 五层电梯设计方案
PLC系统设计时,一方面应拟定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程特点和应用规定是设计选型重要根据。PLC及关于设备应是集成、原则,按照易于与工业控制系统形成一种整体,易于扩充其功能原则选型所选用PLC应是在有关工业领域有投运业绩、成熟可靠系统,PLC系统硬件、软件配备及功能应与装置规模和控制规定相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及关于编程语言有助于缩短编程时间,因而,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程特点、控制规定,明确控制任务和范畴拟定所需操作和动作,然后依照控制规定,估算输入输出点数、所需存储器容量、拟定PLC功能、外部设备特性等,最后选取有较高性能价格比PLC和设计相应控制系统。
2.1电梯设计程序
当前,电梯行业在国内迅速发展,在一定限度上占有很大市场。而在今天选取控制电梯运动设备已经从老式继电器—接触器转变成可编程序控制器(PLC)。
可编程序控制器(PLC)与其她计算机控制相比较:
个人计算机有很强数据解决功能和图形显示功能,有丰富软件支持,但是它们是为办公室自动化和家庭设计,对环境规定很高,抗干扰能力不强,普通不适合在工业现场使用。
单片机只是一片集成电路,不能直接将它与外部I/O信号相连。要将它用于工业控制,还要附加某些配套集成电路和I/O接口电路,硬件设计、制作和程序设计工作量相称大,规定设计者具备很强计算机领域理论知识和实践经验。
工业控制计算机(简称工控机)也是为工业控制设计,当前比较流行是PC总线工控机,它与个人计算机兼容。工控机采用总线式构造,各厂家产品兼容性强。工控机普通是在通用微机基本上发展起来,有实时操作系统支持,因而在规定迅速、实时性强、功能复杂领域占有优势。工控机价格较高,将它有与开关量控制以取代继电器系统有些大材小用。工控机外部I/O接线普通都用多芯扁平电缆和插头、插座,直接从印刷电路板上引出,不如可编程序控制器接线端子那样以便可靠。
以上各种计算机用语控制程序普通都是用汇编语言编写,不像可编程续控制器梯形图语言那样易于被工厂电气人员掌握。
可编程序控制器是专为工厂现场应用环境设计,构造上采用整体密封或插件组合型,对印刷电路板、电源、机架、插座制造和安装,均采用了严密办法。可编程序控制器由于具备前述各种长处,在工业控制领域具备不可比拟竞争力。
固然在电梯控制领域也具备重要地位,把可编程序控制器用于电梯运动核心某些是很合理选取,并且可编程序控制器当前在市场上也是一种成熟产品。总之,经上述比较可得,我拟定选用PLC控制电梯运营。
2.2电梯PLC控制系统构成
1).机房
机房用来安装曳引机、电控屏、限速器等。机房可以设立在井道顶部,也可设立在井由自部。当机房设于井道底部时,即为曳引机下置式曳引方式。这种方式构造复杂,建筑物承重大,对井道尺寸规定大,只有在机房无法顶置时才使用。对于绝大多数电梯,椭均设于井道顶部。机房必要有足够面积,高度、承重能力及良好通风条件。
2).曳引系统
曳引系统重要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮构成。曳引机由电动机联轴器、制动器、减速器、机座、曳引轮等构成,它是电梯动力源;曳引钢丝绳两端分别连接轿厢和对重装置(或者两端固定在机座房上),依托钢丝绳与曳引轮绳槽之间摩擦力来驱动轿厢升降;导向轮作用是分开轿厢和对重装置距离,采用复绕型时还可增长曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或重梁上。当钢丝绳绕绳比不不大于1时,在轿厢和对重架上应增设反绳轮。反绳轮个数可以是1个、2个,甚至3个,这与曳引比关于。
3).导向系统
导向系统由导轨、导靴和导轨架等构成。它作用是限制轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上;导轨架是支承导轨组件,与井道壁联接;导靴装在轿厢和对重架上,与导导轨配合,强制轿厢和对重运动服从于导轨直立方向。
4).门系统
门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等构成。轿厢门社在轿厢入口,由门扇、门导轨架、门靴和门刀等构成;层门社在层站入口,由门扇、门导轨架、门靴和门锁装置及开锁装置构成;开门机社在轿厢上,是轿厢门和层门
启闭动力源。
5).轿厢
轿厢是用以运送乘客和货品电梯组件。它由轿厢架和轿厢体构成。轿厢架是轿厢体承重构架。是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等构成;轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮等构成;轿厢体空间大小由额定载重量和额定载客量决定。
6).门厅
每一层电梯门口装门,门上带有机器锁及电气接点。客梯多为自动开关门,开关门由轿厢门上开门刀带动厅门上橡皮勒辘来完毕,而轿厢门是由轿厢上开关门装置驱动。
7).井道
井道由围壁、顶板及底坑围成一种在纳电梯轿厢和对重有限空间。为了出人,在每个层站开有入口。
8).围壁
围壁作用是将电梯与外界分隔开,当导轨架直接安装在围壁上时,它还应承受费切力。围壁构造分为封闭式和空格式。
9).顶板
井道顶部是机房,它是维修人员工作地方。因而顶板必要是封闭型,将井道与机房完全隔离。顶板还具备制止机房即传向井道作用。对于快、高速电梯,为了获得良好隔声效果,常在井道顶部设隔音层,此时井道顶成了双层构造。
10).底坑
井道底坑进一步地面,用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等。由于深人了地面,因而规定防水,最佳有排水设施。
11).重量平衡系统
该系统由对重和重量补偿装置构成。对重由对重架和对重块构成,对重将平衡轿厢自重和某些额定载重;重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯设计影响装置。
12).电力拖动系统
该系统由曳引机、供电系统、速度反馈装置、调速装置和变频器等构成。对电梯实行速度控制。曳引电动机是电梯动力源,依照电梯配备可用交流电动机或直流电动机;供电系统是为电动机提供电源装置;速度反馈装置是为调速系统提供电梯运营速度信号,普通采用测速发电机或速度脉冲发生器,与电动机相连;调速装置对曳引电动机实行调速控制;变频器可以通过变化频率大小来
控制其运营速度快慢。
13).电器控制系统
该系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等构成,它起着操纵和控制电梯运营作用。操纵装置涉及轿厢内按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中检修或应急;位置显示装置是指轿内和层站指层灯;层站上普通能显示电梯运营方向或轿厢所在层站;控制屏安装在机房中,由各类电气控制元件(或板)构成,是电梯实行电气控制集中组件;选层器能起到批示和反馈轿厢位置、决定运营方向、发出加减速信号等作用。它可由机械式、继电器式或电子式构成。
14).安全保护系统
电梯上设有机械和电气各类保护系统,以保证电梯安全使用。机械方面有限速器和安全钳,起超速保护作用;缓冲器,起冲顶和撞底保护作用;切断总电源极限保护。
2.3电梯舒服度
可编程序控制器是由继电器逻辑控制而来,因此它在开关量解决、顺序控制方面具备一定优势,发展初期重要侧重于开关量顺序控制。随着计算机技术发展,可编程序控制器增长了数值运算、PID闭环调节功能,并开始与个人计算机或小型计算机联网,它自身也可以构成网络系统。
可编程序控制器应用领域,在发达工业国家,可编程序控制器已经广泛地应用在所有工业部门,随着可编程序控制器性能价格比不断提高,过去许多使用专用计算机场合也可以使用可编程序控制器。例如用在开关量控制,这是可编程序控制器最基本最广泛应用,它输入和输出信号都是只有通、断状态开关量信号,这种控制与继电器控制最为接近,可以用价格较低,仅有开关量控制功能可编程序控制器作为继电器控制系统代替物。开关量逻辑控制可以用于单台设备,也可以用于自动线生产线,如机床控制、冲压、锻造机械、运送带、包装机械控制,同样也可以用于电梯控制。
通过上述简述,我但愿在控制系统中可以达到如下规定:
1).乘坐舒服感
依照人们生活中经验证明,在运动速度不变状况下,速度值大小对人们器官基本上没有什么影响,这只是指人们沿地面或空中沿与地面平行任意方向运动状况而言。高速升降运动就和上述运动有所不同。这是由于在升降运动中,人体周边气压迅速变化,对人们器官产生影响。例如耳膜会感到压力而嗡嗡响等等。只要采用一定办法,这些影响是可以消除。因此当前电
梯运营速度虽已高达10m/s。仍能使乘客无大不适感。
2).电梯抱负运营曲线
依照大量研究和实验表白,人可接受最大加速度为am≤1.5m/s2,加速度变化率ρm≤3m/s3,电梯抱负运营曲线按加速度可划分为三角形、梯形和正弦波形,由于正弦波形加速度曲线实现较为困难,而三角形曲线最大加速度和在启动及制动段转折点处加速度变化率均不不大于梯形曲线,即 ρm跳变到-ρm或由-ρm跳变到 ρm加速度变化率,故很少采用,因梯形曲线容易实现并且有良好加速度变化率频繁指标,故被广泛采用。
变频器构成电梯系统,当变频器接受到控制器发出呼梯方向信号,变频器根据设定速度及加速度值,启动电动机,达到最大速度后,匀速运营,在到达目层减速点时,控制器发出切断高速度信号,变频器以设定减速度将最大速度减至爬行速度,在减速运营过程中,变频器可以自动计算出减速点到平层点之间距离,并计算出优化曲线,从而可以按优化曲线运营,使低速爬行时间缩短至0.3s,在电梯平层过程中变频器通过调节平层速度或制动斜坡来调节平层精度。即当电梯停得太早时,变频器增大低速度值或减少制动斜坡值,反之则减少低速度值或增大制动斜坡值,在电梯到距平层位置4—10cm时,有平层开关自动断开低速信号,系统按优化曲线实现高精度平层,从而达到平层精确可靠。(其速度曲线如下所示)
抛物线—直线综合速度曲线
抛物线—直线综合速度曲线加速时间起始阶段(ta/n)和最末段(ta/n)均为抛物线形速度曲线,而中间段(n-2)ta/n为直线形速度曲线;n为起动时间系数。
第三章 可编程控制器构造与工作原理
3.1 PLC构造
PLC实质上是一种被专用于工业控制计算机,其硬件构造和微机是基本一致。如下图所示:
编程器
中央解决单元
(CPU)
输入电路
输出电路
系统程序存储区
顾客程序存储区
电源
PLC硬件基本构造
3.2可编程控制器基本构造
可编程序控制器简称为PLC(Programmable Logic Controller)重要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器构成。(如下图所示)
可编程序控制器事实上是一种工业控制计算机,它硬件构造与普通微机控制系统相似,甚至与之无异。可编程序控制器重要由CPU(中央解决单元)、存储器(RAM和EPROM)、输入/输出模块(简称I/O模块)、编程器和电源五大某些构成。
(1) CPU模块
CPU模块又叫中央解决单元或控制器,它重要由微机解决器(CPU)和存储器构成。CPU作用类似于人类大脑和心脏。它采用扫描方式工作,每一次扫描要完毕如下工作:
1) 输入解决:将现场开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。
2) 程序执行:逐条读入和解释顾客程序,产生相应控制信号去控制关于电路,完毕数据存取、传送和解决工作,并依照运算成果更新各关于寄存器内容。
3) 输出解决:将输出映像寄存器内容送给输出模块,去控制外部负载。
(2) I/O模块
I/O模块是系统眼、耳、手、脚,是联系外部现场和CPU模块桥梁。输入模块用来接受和采集输入信号。输入信号有两类:一类是从按钮、选取开关、数字开关、限位开关、接受开关、关电开关、压力继电器等来开关量输入信号;另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供持续变化模仿量输入信号。
可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器,可编程序控制器控制另一类外部负载是批示灯、数字显示装置和报警装置等。
CPU模块工作电压普通是5V,而可编程序控制器输入/输出信号电压普通较高,如直流24V和交流220V。从外部引入尖蜂电压和干扰噪声也许损坏CPU模块中元器件,或使可编程序控制器不能正常工作,因此CPU模块不能直接与外部输入/输出装置相连。I/O模块除了传递信号外,尚有电平转换与噪声隔离作用。
(3) 编程器
编程器除了用来输入和编辑程序外,还可以用来监视可编程序控制器运营时梯形图中各种编程元件工作状态。
编程器可以永久地持续在可编程序控制器上,将它取下来后可编程序控制器也可以运营。普通只在程序输入、调试阶段和检修时使用,一台编程器可供多台
可编程序控制器公用。
3.3开关量I/0模块
开关量模块输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压级别有直流5V,12V,24V,48V和交流110V,220V等。输入输出电压容许范畴很宽,如某交流220V输入模块容许低电压为0~70V,高电压为70~256V,频率为47~63HZ。
各I/O点通/断状态用发光二极管或其他元件显示在面板上,外部I/O接线普通接在模块接线端子上,某些模块使用可拆除插座型端子板,在不拆去端子外部连线状况下,可以迅速地更换模。开关量I/O模块也许4,8,16,32,64点。
3.4可编程控制器工作原理
可编程序控制器是从继电器控制系统发展而来,它梯形图程序与继电器系统电路图相似,梯形图中某些编程元件也沿用了继电器这一名称,如输入、输出继电器等。这种计算机程序实现“软继电器”,与继电器系统中物理构造在功能上某些相似之处。
可编程序控制器有两种基本工作状态,即运营(RUN)状态与停止(STOP)状态。在运营状态,可编程控制器通过执行反映控制规定顾客程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器输出及时地响应随时也许变化输入信号,顾客程序不是只执行一次,而是重复不断地重复执行,直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。
除了执行顾客程序之外,在每次循环过程中,可编程序控制器还要完毕,内部解决、通信解决等工作,一次循环可分为5个阶段。可编程序控制器这种周而复始循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令速度极高,从外部输入-输出关系来看,解决过程似乎是同步完毕。
在内部解决联合阶段。可编程序控制器检查CPU模块内部硬件与否正常,将监控定期器复位,以及完毕某些别内部工作。
在通信服务阶段,可编程序控制器与别带微解决器智能装置通信,响应编程器键入命令,更新编程器显示内容。当可编程序控制器处在停止(STOP)状态时,只执行以上操作。可编程序控制器处在(RUN)状态时,还要完毕
此外3个阶段操作。
3.5机型选取
(一)PLC类型
PLC按构造分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,普通可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLCI/O点数固定,因而顾客选取余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供各种I/O卡件或插卡,因而顾客可较合理地选取和配备控制系统I/O点数,功能扩展以便灵活,普通用于大中型控制系统。
(二)输入、输出模块选取
输入、输出模块选取应考虑与应用规定统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传播距离、信号隔离、信号供电方式等应用规定。对输出模块,应考虑选用输出模块类型,普通继电器输出模块具备价格低、使用电压范畴广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块合用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块尚有直流输出、交流输出和模仿量输出等,与应用规定应一致。
可依照应用规定,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和减少应用成本。考虑与否需要扩展机架或远程I/O机架等。
(三)电源选取
PLC供电电源,除了引进设备时同步引进PLC应依照产品阐明书规定设计和选用外,普通PLC供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。
如果PLC自身带有可使用电源时,应核对提供电流与否满足应用规定,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号隔离是必要,有时也可采用简朴二极管或熔丝管隔离。
(四)存储器选取
由于计算机集成芯片技术发展,存储器价格已下降,因而,为保证应用项目正常投运,普通规定PLC存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选取。需要复杂控制功能时,应选取容量更大,档次更高存储器。
(五)冗余功能选取
1.控制单元冗余
(1)重要过程单元:CPU(涉及存储器)及电源均应1:1冗余。
(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成热备冗余系统、两重化
或三重化冗余容错系统等。
2. I/O接口单元冗余
(1)控制回路多点I/O卡应冗余配备。
(2)重要检测点多点I/O卡可冗余配备。
(3)依照需要对重要I/O信号,可选用两重化或三重化I/O接口单元。
(六)经济性考虑
选取PLC时,应考虑性能价格比。考虑经济性时,应同步考虑应用可扩展性、可操作性、投入产出比等因素,进行比较和兼顾,最后选出较满意产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增长一块输入输出卡件就需增长一定费用。当点数增长到某一数值后,相应存储器容量、机架、母板等也要相应增长,因而,点数增长对CPU选用、存储器容量、控制功能范畴等选取均有影响,在估算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理性能价格比。
第四章 PLC控制程序设计
4.1 FX2N可编程控制器简介
FX2N 是FX系列中功能最强、速度最高微型可编程序控制器。它基本指令执行时间高达0.08μs每条指令,远远超过了诸多大型可编程序控制器。顾客存储器容量可扩展到16K步,最大可扩展到每256个I/O点,有5种模仿量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制模块、各种RS-232C/RS-242/RS-485串行通信模块或功能扩展板,以及模仿定期器功能扩展板,使用特殊功能模块和功能扩展板,可以实现模仿量控制、位置控制和联网通信等功能。
4.2 PLC设计梯形图
平层
起动
换速
第五章 电梯电气控制系统
5.1 概述
电气控制系统是电梯两大系统之一。电气控制系统由控制柜、操纵箱、指层灯箱、召唤箱、限位装置、换速平层装置、轿顶检修箱等十几种部件,以及曳引电动机、制动器线圈、开关门电动机及开关门调速开关、极限开关等几十个分散安装在电梯井道内外和各有关电梯部件中电器元件构成。
载重量和额定运营速度拟定后,机械系统各零部件就基本拟定了,而电气控制系统则有比较大选取范畴,必要依照电梯安装使用地点,乘载对象进行认真选取,才干最大限度地发挥电梯使用效益。
电气控制系统决定着电梯性能、自动化限度和运营可靠性。随着科学和、技术发展和技术引进工作进一步开展,电气控制系统发展换代迅速。在国产电梯中,在中间逻辑控制方面,已裁减继电器控制,采用PLC和微机控制。在拖动方面,除速度V≤0.63m/s底速电梯仍有某些产品采用交流双电动机变极调速外,对于速度V≥1.0m/s各类电梯,均采用交流调压调速和交流调频调速拖动系统。
新电气控制系统和拖动系统浮现,不但改进了电梯性能,并且提高了电梯运营可靠性能,使国内电梯工业提高到一种新水平,基本实现乘用安全、可靠、舒服愿望。
5.2 电梯电气控制系统中重要电器部件
为了便于制造、安装、调试和维修,常把电气控制系统中几百至成千万个电器元件组装在操纵箱,控制柜等十几种部件内。但是有些电器元件组装到各电源部件中去后,反而会给制造、安装、调试、维修带来困难或不以便,这是,则将这某些电器元件分散装到各关于电梯部件中去。电气控制系统惯用重要电器部件如下:
1)操纵箱
操纵箱普通位于轿箱内,是司机或乘用人员控制电梯上下运营操纵控制中心。
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