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電梯升降的PLC控制設計

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更新時間：2019-05-05
發布人：songhaojie

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電梯升降的PLC控制設計隨著科學技術的發展、近年來，我國的電梯生產技術得到了迅速發展．一些電梯廠也在不斷改進設計、修改工藝。更新換代生產更新型的電梯，電梯主要分為機械系統與控制系統兩大部份，隨著自動控制理論與微電子技術的發展，電梯的拖動方式與控制手段均發生了很大的變化，交流調速是當前電梯拖動的主要發展方向。目前電梯控制系統主要有三種控制方式：繼電路控制系統(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統)、PLC控制系統、微機控制系統。繼電器控制系統由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統設計復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術等缺陷。而PLC控制系統由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點，倍受人們重視等優點，已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統繼電器控制系統的技術改造。[1][2][3][11]
目前國內七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統，線路復雜，接線多，故障率高，維修保養難，許多已處于閑置狀態，其拽引系統多采用交流雙速電機系統換速，效率低，調速性能指標較差，嚴重影響電梯運行質量。由于這些電梯交流調壓調速系統，交流雙速電機拖動系統性能及乘坐舒適感較差，交流調壓調速系統屬能耗型調速的機械部分無大問題，為節約資金，大部分老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統進行改造，提高電梯的運行性能。因此對電梯控制技術進行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義。[4][5][13]
電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯系。PLC作為新一代工業控制器，以其高可靠性和技術先進性，在電梯控制中得到廣泛應用，從而使電梯由傳統的繼電器控制方式發展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。
PLC是一種專門從事邏輯控制的微型計算機系統。由于PLC具有性能穩定、抗干擾能力強、設計配置靈活等特點。因此在工業控制方面得到了廣泛應用。自80年代后期PLC引入我國電梯行業以來，由PLC組成的電梯控制系統被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產品。在傳統繼電器系統的改造工程中，PLC系統一直是主流控制系統。[6][12]
電梯控制系統分為調速部分和邏輯控制部分。調速部分的性能對電梯運行是乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制部分則是電梯安全可靠運行的關鍵。為了改善電梯的舒適感和運行的可靠性，現在都改為用PLC來控制電梯的運行，這樣大大提高了電梯的性能。
可編程控制器（Programmable Logic controller，簡稱PLC）是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術與自動化技術而開發的新一代工業控制器。它具有可靠性高、適應工業現場的高溫、沖擊和振動等惡劣環境的特點，已成為解決自動控制問題的最有效工具，是當前先進工業自動化的三大支柱之一。[5][9]
所以，綜上所述，本設計就以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。我打算先對四層電梯的硬件部分作分析，看需要什么樣的開關，電機，信號燈等。然后，畫出它的控制面板圖，再根據控制面板圖估計一下I/O點數，這樣可以確定所選機型，然后在軟件設計，寫出流程圖，梯形圖，寫出語句。最后是進行調試，看看此程序是否可行。
下面就是詳細介紹PLC的特點及整個設計過程。
2 綜述
2.1可編程控制器的由來與發展
第一臺可編程控制器的設計規范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點的基礎上，同時具有現代化生產線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出后，美國數字設備公司（DEC）于1969年研制成第一臺PLC，型號為PDP-14，投入通用汽車公司的生產線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創了PLC的新紀元。
第一臺PLC具有模塊化、可擴充、可重編程及用于工業環境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標準—梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計算機的人也能方便的使用它。
在短時間內，PLC在其他工業部門也得到應用。到70年代初，食品、金屬和制造等工業部門相繼使用PLC代替繼電器控制設備，邁出了其實用化階段的第一步。
70年代中期，由于大規模集成電路的出現，使8位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術產生了飛躍。在邏輯運算功能的基礎上，增加了數值運算、閉環控制、提高了運算速度，擴大了輸入輸出規模。在這個時期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的PLC，我國在1974年也開始研制。
70年代由于超大規模集成電路的出現，使PLC向大規模、高速性能方向發展，形成了多種系列化產品。這是面向工程技術人員的編程語言發展成熟，出現了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機DDC系統。
進入八九十年代后，PLC的軟硬件功能進一步得到加強，PLC已發展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統，能與其他設備通信，生成報表，調度產生，可診斷自身故障及機器故障。這些改進使PLC符合今天對高質量高產出的要求。盡管PLC功能越來越強，但他仍然保留了先前的簡單與易于使用的特點。[5]
2.2可編程控制器(PLC)的特點
2.2.1 硬件的可靠性
PLC是在工業環境的惡劣條件下應用而設計的，一個設計良好的PLC能置于有很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環境中。
在硬件設計方面，首先是選用優質器件，再就是采用合理的系統結構，加固，簡化安裝，使它易于抗振動沖擊，對印制電路板的設計、加工及焊接都采取了極為嚴格的工藝措施，而且在電路、結構及工藝上采取了一些獨特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個I/O端口都除采用了常規模擬器濾波以外，還加上了數字濾波；內部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現故障，進行在線插拔、調試時不會影響各機的正常運行。
由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開關、光電開關、電磁電機等外圍裝置上。...

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