② 用戶存儲器容量的估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素(如I/O點數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等)有關(guān)。
根據(jù)自己所設(shè)計的為六層的電梯控制系統(tǒng),根據(jù)需要控制的開關(guān)、設(shè)備大約有32個輸入點,28個輸出點需進(jìn)行控制,同時留有20%的裕量,綜合考慮后,系統(tǒng)選擇了日本三菱公司的FX2N-80MR機(jī)型。
FXZN系統(tǒng)PLC具有以下幾方面的優(yōu)點:
① FXZN配置靈活,除主機(jī)單元外,還可擴(kuò)展1/0模塊,A/D模塊,D/A模塊和其它特殊功能模塊。
② FXZN指令功能豐富,有各種指令107條,且指令執(zhí)行速度快。
③ FXZN可用內(nèi)部輔助繼電器M,狀態(tài)繼電器S,定時器T,寄存器D,計數(shù)器C的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要,尤其是高速計數(shù)器(C251等)能接受脈沖編碼器脈沖。
④ FXZN的編程可用編程器,也可以在PC機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSEMEDOC來進(jìn)行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機(jī)對系統(tǒng)實時進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。
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3.3 電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案
電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案的確定對于電梯電氣控制系統(tǒng)整體軟件設(shè)計起著至關(guān)重要的作用,這也是電梯電氣控制系統(tǒng)的一個主貫穿線,它主要包括以下幾個部分。
① PLC的I/O地址分配:
根據(jù)本設(shè)計中的電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的控制功能和其實際的操作工藝過程,首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸出信號;然后根據(jù)PLC的輸入點和輸出點進(jìn)行I/O地址分配,使每個輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器,每個輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。
② PLC輸入信號的確定:
操作面板上應(yīng)有各層的選層指令按鈕,6層共有6個。
有司機(jī)時,應(yīng)有司機(jī)直駛專用開關(guān)和上行、下行按鈕,需3點輸入,檢修時對應(yīng)有檢修開關(guān),在開門和關(guān)門時應(yīng)該有開關(guān)門限位開關(guān),需要3點輸入。
各樓層乘客召喚時,除底層和頂層只有一個召喚按鈕,其它各層均設(shè)上下兩個召喚按鈕,6層共需10個輸入按鈕。
其它輸入有司機(jī)/無司機(jī)方式選擇、電梯上下終端的限位等開關(guān)或觸點。 轎廂通風(fēng)信號及超載重量下需要2點輸入。 經(jīng)以上分析,可知共需34點開關(guān)量輸入端口。
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③ PLC輸出信號的確定:
控制電梯的上行、下行(即電機(jī)正、反轉(zhuǎn))需2點輸出。 上下行指示燈2點輸出。 開門、關(guān)門需2點輸出。
由于采用十進(jìn)制顯示方式,LED七段顯示器需3點輸出。 電梯轎廂內(nèi)輸出各層的指令信號登記顯示,共6點輸出。
各樓層乘客召喚時,除底層和頂層只有一個召喚登記顯示,其它各層均設(shè)上下兩個召喚登記顯示,6層共需10個輸出顯示。
轎廂照明與轎廂通風(fēng)需要2點輸出,故障報警也需要1點輸出。 經(jīng)分析共需28點開關(guān)量輸出端口。
④ 內(nèi)部繼電器的確定:
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⑤ 轎廂層樓位置顯示方式的確定:
目前常用的轎廂層樓位置的顯示方式有:二進(jìn)制顯示、直接位置顯示、十進(jìn)制顯示。為了節(jié)省三菱FX2N-80MR PLC的I/O點數(shù),故采用十進(jìn)制的顯示方式。即Y0Y1Y2輸出經(jīng)過譯碼器譯碼后,再經(jīng)過驅(qū)動器點亮對應(yīng)的段。“1”表示亮,“0”
3
表示暗(共陰極顯示),共可顯示2層,即0~7(000~111),應(yīng)用在電梯轎廂層樓顯示中,即可顯示第1層~7層,本系統(tǒng)只是需要顯示第1~6層。
⑥ PLC控制程序的編制方法:
PLC梯形圖的編制采用模塊化設(shè)計。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試。如:層樓繼電器回路、召喚信號的登記與清除、內(nèi)選信號指令登記與清除、開關(guān)門、運(yùn)行方向的選擇等。模塊間不完全獨立,它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系,且編程時要考慮各條指令間的邏輯關(guān)系。
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3.4 電梯電氣控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
電梯的整體運(yùn)行過程:
當(dāng)乘客進(jìn)入轎廂后,由乘客根據(jù)欲前往的層站,逐一按下相應(yīng)層站的選層按鈕,便完成了運(yùn)行指令的預(yù)先登記,電梯便自動決定運(yùn)行方向。再按啟動按鈕,電梯自動關(guān)門,當(dāng)門完全關(guān)閉后,門鎖微動開關(guān)閉合,使門鎖繼電器吸合,電梯開始啟動、加速,直至穩(wěn)速運(yùn)行。當(dāng)電梯到達(dá)欲?康哪康膶诱厩胺侥骋痪嚯x位置時,由井道內(nèi)的行程開關(guān)向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)換信號,電梯便自動減速準(zhǔn)備?。當(dāng)轎廂進(jìn)入到平層區(qū)(即停靠層站上方或下方的一段有限距離)時,井道平層傳感器動作,發(fā)出平層信號控制轎廂準(zhǔn)確平層,并自動取消,自動開門。對某類電梯,如果在平層時平層精度超過標(biāo)準(zhǔn)要求,則電梯進(jìn)行校正運(yùn)行,電梯以最低的速度慢行到準(zhǔn)確平行位。如果繼續(xù)平向運(yùn)行,司機(jī)只需按下啟動按鈕,電梯便按預(yù)先登記的樓層,按序逐一自動?,自動開門。
在電梯運(yùn)行過程中,如果廳外有人按下廳門召喚電鈕,只要此時的召喚申請乘梯方向符合此時電梯的運(yùn)行方向,則電梯能被順向截停。當(dāng)同向登記指揮都已被執(zhí)行以后,電梯便自動換向運(yùn)行,執(zhí)行另一方向的運(yùn)行登記指令。如果電梯在某一層站關(guān)門時,有人或物碰觸了門安全觸板,或被非接觸式的光電式、電子式裝置檢測到關(guān)門障礙時,電梯便停止關(guān)門并立即轉(zhuǎn)為開門。如果欲乘電梯的乘客正逢電梯關(guān)門時,可按下外上、下召喚按鈕中與電梯欲行方向相同的一個按鈕,電梯便立即開門,這種操作,用于為本層開門。如果由于乘客過多而超載,則電梯超載檢測裝置發(fā)出超載信號,阻止電梯啟動并開門,直到滿足限載要求,電梯方能恢復(fù)正常運(yùn)行。如果停層時間到,便自動關(guān)門啟動、加速,直至穩(wěn)速運(yùn)行。在運(yùn)行過程中,可根據(jù)各樓層廳外召喚信號,對符合運(yùn)行方向的召喚信號,將逐一應(yīng)答,自動?,自動開門。在完成同向全部登記以后,如有反向廳外召喚信號,則電梯自動換向運(yùn)行,應(yīng)答反向廳外召喚信號。如果沒有召喚信號時,電梯便自動關(guān)門停機(jī),或自動駛回基站待命。如果某一樓層再有召喚信號,電梯便自動啟動前往應(yīng)召。電梯的主程序流程圖如圖4.2所示。
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圖3.2 電梯主程序流程圖
3.4.1 層樓繼電器回路的實現(xiàn)
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要對電梯進(jìn)行控制首要的問題是反映電梯實際所在的位置即樓層。傳統(tǒng)的繼電器控制層樓電路,需要在每層裝設(shè)感應(yīng)器,這種方法雖然簡單直觀,但由于設(shè)置感應(yīng)器太多,占用PLC的I/O口也太多。
由于PLC具有數(shù)據(jù)傳送、算術(shù)計算、數(shù)據(jù)比較處理等功能,所以用PLC很容易實現(xiàn)層樓電路。啟用一數(shù)據(jù)寄存器D0,電梯在最下層端站是將1送入D0,最上層端站時,將最高層數(shù)6送入D0,電梯每上升一層,D0將自動加一,電梯每下降一層,
D0將自動減一,這樣使D0中始終存放的是樓層的層數(shù),然后將D0分別與1、2、、3、??6相比較,等于幾就說明電梯在幾層,這時驅(qū)動相應(yīng)的層樓繼電器實現(xiàn)層樓電路。按照上述方法,六層六站的層樓繼電器電路梯形圖如4.3所示:
圖3.3 層樓繼電器電路
3.4.2 召喚回路
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召喚回路的作用:將廳外召喚信號記憶并顯示,當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實現(xiàn)。
位于層樓面的乘客欲前往任意一層樓,可通過按下電梯層門旁的上/下召喚按喚來召喚電梯。當(dāng)電梯到達(dá)乘客所召喚的那一層樓面時,立即清除該召喚信號。樓上召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖如下圖4.4所示:
圖3.4 召喚登記響應(yīng)及清除功能梯形圖
3.4.3 指令回路
指令回路的作用:將轎內(nèi)指令信號記憶并顯示,當(dāng)電梯響應(yīng)后應(yīng)自動將其消除。記憶和消除可以用PLC的SET和RST指令來實現(xiàn)。根據(jù)理論依據(jù)及PLC梯形圖編制原理,指令回路功能圖如下圖所示:
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圖3.5 指令登記響應(yīng)及清除功能梯形圖
3.4.4選向回路
選向回路是根據(jù)目前電梯所在位置和指令、召喚的情況決定電梯的運(yùn)行方向(向上或向下)。實際就是改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電梯在無司機(jī)工作狀態(tài)下,由程序決定上行或下行。當(dāng)電梯發(fā)出召喚信號或指令信號時,PLC自動根據(jù)轎廂目前所在層樓位置,來判定是上行還是下行。
若 召喚或指令要到的層樓 > 轎廂目前所在層樓 電梯上行
召喚或指令要到的層樓 < 轎廂目前所在層樓 電梯下行 召喚或指令要到的層樓 = 轎廂目前所在層樓 無法定向
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圖3.6 電梯選向回路梯形圖
3.4.5 電梯的開關(guān)門環(huán)節(jié)
① 電梯的開門環(huán)節(jié)主要有以下幾種情況:
1)電梯投入運(yùn)行前的開門;
2)電梯檢修時的開門;
3)電梯自動運(yùn)行停層時的開門;
4)電梯關(guān)門過程中的重新開門(防夾人功能);
5)呼梯開門。
綜合考慮以上的幾種情況,利用PLC強(qiáng)大的編程功能,結(jié)合自己的思路,電梯的開門梯形圖編制如下圖所示:
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圖3.7 電梯開門環(huán)節(jié)梯形圖
②
電梯的關(guān)門環(huán)節(jié)有下面兩種情況:
1)電梯停用后的關(guān)門:此時電梯到達(dá)基站,司機(jī)或乘客離開轎廂,電梯自動關(guān)門,司機(jī)將開關(guān)梯鑰匙旋轉(zhuǎn)到關(guān)梯位置,電梯的安全回路被切斷,PLC停止運(yùn)行,電梯關(guān)閉。
2)電梯自動運(yùn)行時的關(guān)門:停站時間繼電器延時結(jié)束后,電梯應(yīng)該自動關(guān)門,停站時間未到時,可通過關(guān)門按鈕實現(xiàn)提前關(guān)門。
圖3.8 電梯關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖
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3.4.6 電梯起制動環(huán)節(jié)
① 起動環(huán)節(jié)
起動環(huán)節(jié)的條件是:電梯的運(yùn)行方向已經(jīng)確定,轎廂的門已經(jīng)關(guān)好。在本次設(shè)計中我采用的是利用時間繼電器來控制電梯的加速度的時間,但是這個時間值不是絕對的,需要跟實際情況聯(lián)系起來,根據(jù)調(diào)試來確定電梯的加速度時間。
圖3.9 變頻器升降速原理圖
先將X1、X2豫置為頻率升降端口,X1為升速端口,X2為降速端口。
當(dāng)KA1閉合時,X1得到信號,變頻器的輸出頻率上升,KA1
斷開時,輸出頻率保持;當(dāng)KA2閉合時,X2得到信號,變頻器的輸出頻率下降,KA2斷開時,輸出頻率保持。
在利用升降速端子功能的豫置時必須同時豫置,否則無效。
根據(jù)上述原理,利用加速時間繼電器來控制KA1,就可以實現(xiàn)頻率的逐步上升,達(dá)到無級調(diào)速的目的。