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摘要:电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。编程控制器(PLC)因其结构简单易懂、可靠性高和维修方便等优点,在电梯控制领域应用极为广泛。
关键词:可编程控制器;电梯
中图分类号:TU857 文献标识码:A 文章编号:
随着社会的发展,越来越多的高层建筑出现,高层建筑中电梯时必不可少的,电梯是我国高层建筑的主要运输工具,但是和西方发达国家相比较还存在较大的差距。相关统计结果表明,全世界每一千人拥有一台电梯,而我们国家目前尚未达到该平均水平,还需要增加八十万台电梯才可以与全球的平均水平相持平。要想在很短的时间之内达到这个水平,每年的供应量与需求非常大,此外每年还有很多报废的电梯需要进行更换,供需量和需求量将会更加大,充分说明了我们国家的电梯市场有着非常广阔的前景,市场的潜力十分巨大。所以,该行业的专业人员必须掌握电梯控制技术。
电梯运行控制的基本方式:当前,电梯运行控制的基本方式有两种,一种方式是通过微机控制信号,从而实现对信号进行采集,对于运行的状态和相应的功能进行设定,最终使得电梯能够实现自动调度;另外一种方式是通过可编程的控制器代替微机进而达到对信号进行控制。而 PLC 能够使得这两种方式有了更加可靠的保证。通过 PLC 控制变频以及调速进而达到电流和速度双闭环的前提下,无需增设任何的硬件设备便能够达到对速度、电流以及位移(即三闭环电路)进行控制。
电路的硬件设备:1、硬件的组成。PLC 主要接受每层的呼梯盒和操控盘的召唤信号、门以及轿厢系统的传递出的功能信号,还有其它的比如变频器以及井道所传递的状态信号,在通过程序的判断以及运算从而达到对电梯进行集选控制。PLC 能够在监控信号以及输出显示对于变频器同时下达启动、减速、加速、运动的方向以及电梯的制动等的不同信号。
2、速度与电流组成的双闭环电路。双闭环电路的关键设备是变频器。该变频器的自身就安装了检测电流的相关设备,从而组成了电流闭环。旋转编码器(和电机同轴联结)能够产生 A 与 B 两种相脉冲传递到变频器,能够在确定方向时再通过脉冲计数组成速度闭环。
一、电梯的基本结构
电梯系统是由机械系统和电气控制系统两部分组成,其机械部分由曵引系统、轿厢和门系统。平衡系统,导向系统以及机械保护装置等部分组成,而电气控制系统是由电力拖动,进行逻辑功能的控制系统和电气安全保护系统组成。
二、电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析
1.电梯的初始状态:设电梯位于一层待命,各层显示器都被初始化,电梯处于以下状
态:
①各层呼叫灯均不亮
②电梯内部及外部各楼层显示器显示均为“1”
③电梯内部及外部各层电梯門均关
2.电梯在运行过程中:
①按下某层呼叫按钮(1-7 层)后,该层呼叫灯亮,电梯相应该层呼叫
②电梯上升或下降至该层
③各楼层显示随电梯移动而改变,各层指示灯也随之而变
④运行中电梯门始终关闭,到达指定门时,门才打开
⑤在电梯运行过程中,支持其它呼叫
3.电梯在运行后状态:在到达指定楼层后,电梯会继续待命,直至新命令产生
①电梯在到达指定楼层后,电梯会自动打开,经过一段延时自动关闭,在此过程中,支持手动开门或关门
②各楼层显示值为该层所在位置,且上升与下降指示灯均灭
三、可编程控制器(PLC)在电梯系统中的应用
1.主要功能:
(1)调节控制功能条件控制功能是指用 PLC 与、或、非指令取代继电器触点串联、并联及其他各种逻辑连接,进行开关控制
(2)定时/计数控制功能定时/计数控制功能就是用 PLC 提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制,以取代时间继电器和计数继电器
(3)步进控制功能步进控制功能就是用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中,只有前一道工序完成后,才能进行下道工序操作的控制,以取代由硬件构成的步进控制器
(4)数据处理功能数据处理功能是指 PLC 能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作
(5)A/D 与 D/A 转换功能A/D 与 D/A 转换功能就是通过 A/D、D/A模块完成对模拟量和数字量之间的转换
(6)运动控制功能运动控制功能就是指通过高速计数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴控制
(7)过程控制功能过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制
(8)扩展功能扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元(即 I/O 扩展单元)模块来增加输入输出点数,也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高 PLC 的控制能力
(9)远程 I/O 功远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与 PLC 主机相连接,进行远程控制,接收输入信号,传出输出信号
(10)通讯联网功能通讯联网功能是指通过 PLC 之间的联网、PLC 与上位计算机的连接等,实现远程 I/O控制或数据交换,以完成系统规模较大的复杂控制
(11)监控功能监控功能是指 PLC 能监视系统各部分运行状态和进程,对系统出现的异常情况进行报警和记录,甚至自动中止运行。也可在线调整、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制 I/O 状态
2、在电梯程序中的应用PLC 基本部分有输入部分,逻辑部分和输出部分。输入部分是指各种按钮、行程开关,接近开关,转换开关。逻辑部分是由各种继电器及触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路。输出部分是各种继电器。接触器和电磁闸以及信号灯等执行电器。
各部分的主要功能作用:(1)主要逻辑部件a. 继电器逻辑:1 输入继电器 2 输出继电器 3 内部继电器定时器逻辑:1 定时条件,2 定时语句,3定时器当前值,4 定时继电器;计数器逻辑:1计数器的复位信号,2 计数器的计数信号,3 计数器设定值的记忆单元,4 计数器当前计数值单元,5 计数器继电器.
b. 触发器逻辑
c. 移位寄存器
d. 数据寄存器
e. 体积小,功耗低
f. 无触点,速度快,寿命长
g. 有上千个常开、常闭触点,供程序使用,在使用过程中不考虑触点容量。
(2)PLC 内部硬件组成
a. CPU(centrol process unit)它是 PLC 核心组成部分,功能与微机的CPU 功能一致。
b. 系统程序存储器
c. 用户存储器
d. 输入输出组件(I/O)模块I/O 模块是 CPU 与现声 I/O 装置或其它外部设备之间的连接部件。
e. 编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。
f. 外部设备
g. 电源
(3)PLC 工作过程的特点PLC 工作过程是周期循环扫描的工作过程,如图 4-3 所示:PLC 采用集中采样,集中输出的工作方式,减少了外界干扰的影响。PLC工作过程分三阶段进行,即输入采样阶段,程序执行阶段和输出刷新阶段.
(4)PLC 对输出的处理原则
a. 输入映像存器的数据,取决于输入端子板上各输入点的上一个刷新期间的接通/断开状态。
b. 程序如何执行取决于用户所编制的程序和输入/输出映像寄存器的内容及其它各元件映像寄存器的内容。
c. 输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。
d. 输出锁存器中的数据,由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。
e. 输出端子的接通/断开状态,由输出锁存器决定。
结语:综上所述,PLC技术在电梯控制中有很大作用,只有充分了解了PLC控制技术在电梯系统中的应用才能更好的完成电梯的设计及建造问题。
参考文献:
【l】 陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器,广州:华南理工大学出版社.200l
【2】刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术.北京:电子工业出版社.1996
【3】SIMATIC s7—200可编程序控制器系统手册,西门子公司
【4】STEP 7-Miert/WIN 32 V3.1 sPl编程帮助手册,西门子自动化设备公司
【5】MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书,北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
【6】王平崔纳新,PLC在电梯控制中的应用.微计算机信息.1999.(2)
关键词:可编程控制器;电梯
中图分类号:TU857 文献标识码:A 文章编号:
随着社会的发展,越来越多的高层建筑出现,高层建筑中电梯时必不可少的,电梯是我国高层建筑的主要运输工具,但是和西方发达国家相比较还存在较大的差距。相关统计结果表明,全世界每一千人拥有一台电梯,而我们国家目前尚未达到该平均水平,还需要增加八十万台电梯才可以与全球的平均水平相持平。要想在很短的时间之内达到这个水平,每年的供应量与需求非常大,此外每年还有很多报废的电梯需要进行更换,供需量和需求量将会更加大,充分说明了我们国家的电梯市场有着非常广阔的前景,市场的潜力十分巨大。所以,该行业的专业人员必须掌握电梯控制技术。
电梯运行控制的基本方式:当前,电梯运行控制的基本方式有两种,一种方式是通过微机控制信号,从而实现对信号进行采集,对于运行的状态和相应的功能进行设定,最终使得电梯能够实现自动调度;另外一种方式是通过可编程的控制器代替微机进而达到对信号进行控制。而 PLC 能够使得这两种方式有了更加可靠的保证。通过 PLC 控制变频以及调速进而达到电流和速度双闭环的前提下,无需增设任何的硬件设备便能够达到对速度、电流以及位移(即三闭环电路)进行控制。
电路的硬件设备:1、硬件的组成。PLC 主要接受每层的呼梯盒和操控盘的召唤信号、门以及轿厢系统的传递出的功能信号,还有其它的比如变频器以及井道所传递的状态信号,在通过程序的判断以及运算从而达到对电梯进行集选控制。PLC 能够在监控信号以及输出显示对于变频器同时下达启动、减速、加速、运动的方向以及电梯的制动等的不同信号。
2、速度与电流组成的双闭环电路。双闭环电路的关键设备是变频器。该变频器的自身就安装了检测电流的相关设备,从而组成了电流闭环。旋转编码器(和电机同轴联结)能够产生 A 与 B 两种相脉冲传递到变频器,能够在确定方向时再通过脉冲计数组成速度闭环。
一、电梯的基本结构
电梯系统是由机械系统和电气控制系统两部分组成,其机械部分由曵引系统、轿厢和门系统。平衡系统,导向系统以及机械保护装置等部分组成,而电气控制系统是由电力拖动,进行逻辑功能的控制系统和电气安全保护系统组成。
二、电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析
1.电梯的初始状态:设电梯位于一层待命,各层显示器都被初始化,电梯处于以下状
态:
①各层呼叫灯均不亮
②电梯内部及外部各楼层显示器显示均为“1”
③电梯内部及外部各层电梯門均关
2.电梯在运行过程中:
①按下某层呼叫按钮(1-7 层)后,该层呼叫灯亮,电梯相应该层呼叫
②电梯上升或下降至该层
③各楼层显示随电梯移动而改变,各层指示灯也随之而变
④运行中电梯门始终关闭,到达指定门时,门才打开
⑤在电梯运行过程中,支持其它呼叫
3.电梯在运行后状态:在到达指定楼层后,电梯会继续待命,直至新命令产生
①电梯在到达指定楼层后,电梯会自动打开,经过一段延时自动关闭,在此过程中,支持手动开门或关门
②各楼层显示值为该层所在位置,且上升与下降指示灯均灭
三、可编程控制器(PLC)在电梯系统中的应用
1.主要功能:
(1)调节控制功能条件控制功能是指用 PLC 与、或、非指令取代继电器触点串联、并联及其他各种逻辑连接,进行开关控制
(2)定时/计数控制功能定时/计数控制功能就是用 PLC 提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制,以取代时间继电器和计数继电器
(3)步进控制功能步进控制功能就是用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中,只有前一道工序完成后,才能进行下道工序操作的控制,以取代由硬件构成的步进控制器
(4)数据处理功能数据处理功能是指 PLC 能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作
(5)A/D 与 D/A 转换功能A/D 与 D/A 转换功能就是通过 A/D、D/A模块完成对模拟量和数字量之间的转换
(6)运动控制功能运动控制功能就是指通过高速计数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴控制
(7)过程控制功能过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制
(8)扩展功能扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元(即 I/O 扩展单元)模块来增加输入输出点数,也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高 PLC 的控制能力
(9)远程 I/O 功远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与 PLC 主机相连接,进行远程控制,接收输入信号,传出输出信号
(10)通讯联网功能通讯联网功能是指通过 PLC 之间的联网、PLC 与上位计算机的连接等,实现远程 I/O控制或数据交换,以完成系统规模较大的复杂控制
(11)监控功能监控功能是指 PLC 能监视系统各部分运行状态和进程,对系统出现的异常情况进行报警和记录,甚至自动中止运行。也可在线调整、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制 I/O 状态
2、在电梯程序中的应用PLC 基本部分有输入部分,逻辑部分和输出部分。输入部分是指各种按钮、行程开关,接近开关,转换开关。逻辑部分是由各种继电器及触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路。输出部分是各种继电器。接触器和电磁闸以及信号灯等执行电器。
各部分的主要功能作用:(1)主要逻辑部件a. 继电器逻辑:1 输入继电器 2 输出继电器 3 内部继电器定时器逻辑:1 定时条件,2 定时语句,3定时器当前值,4 定时继电器;计数器逻辑:1计数器的复位信号,2 计数器的计数信号,3 计数器设定值的记忆单元,4 计数器当前计数值单元,5 计数器继电器.
b. 触发器逻辑
c. 移位寄存器
d. 数据寄存器
e. 体积小,功耗低
f. 无触点,速度快,寿命长
g. 有上千个常开、常闭触点,供程序使用,在使用过程中不考虑触点容量。
(2)PLC 内部硬件组成
a. CPU(centrol process unit)它是 PLC 核心组成部分,功能与微机的CPU 功能一致。
b. 系统程序存储器
c. 用户存储器
d. 输入输出组件(I/O)模块I/O 模块是 CPU 与现声 I/O 装置或其它外部设备之间的连接部件。
e. 编程器编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。
f. 外部设备
g. 电源
(3)PLC 工作过程的特点PLC 工作过程是周期循环扫描的工作过程,如图 4-3 所示:PLC 采用集中采样,集中输出的工作方式,减少了外界干扰的影响。PLC工作过程分三阶段进行,即输入采样阶段,程序执行阶段和输出刷新阶段.
(4)PLC 对输出的处理原则
a. 输入映像存器的数据,取决于输入端子板上各输入点的上一个刷新期间的接通/断开状态。
b. 程序如何执行取决于用户所编制的程序和输入/输出映像寄存器的内容及其它各元件映像寄存器的内容。
c. 输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。
d. 输出锁存器中的数据,由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。
e. 输出端子的接通/断开状态,由输出锁存器决定。
结语:综上所述,PLC技术在电梯控制中有很大作用,只有充分了解了PLC控制技术在电梯系统中的应用才能更好的完成电梯的设计及建造问题。
参考文献:
【l】 陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器,广州:华南理工大学出版社.200l
【2】刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术.北京:电子工业出版社.1996
【3】SIMATIC s7—200可编程序控制器系统手册,西门子公司
【4】STEP 7-Miert/WIN 32 V3.1 sPl编程帮助手册,西门子自动化设备公司
【5】MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书,北京昆仑通态自动化软件科技有限公司
【6】王平崔纳新,PLC在电梯控制中的应用.微计算机信息.1999.(2)