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1、 电梯基本原理 电梯基本原理 用FX2N 48MR实现四层四站双速客梯集选控制的控制系统 主拖动采用交流双速电动机进行拖动 1 电梯基本原理电梯是机械 电气紧密结合的大型机电产品 主要由机房 井道 轿厢 门系统和电气控制系统组成 井道中安装有导轨 轿厢和对重由曳 ye 引钢丝绳连接 曳引钢丝绳挂在曳引轮上 曳引轮由曳引电动机拖动 轿厢和对重都装有各自的导靴 导靴卡在导轨上 曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做上下相对运动 轿厢上升 对重下降 这样可通过控制曳引电动机来控制轿厢的启动 加速 运行 减速 平层停车 实现对电梯运行的控制 电梯的工作原理 控制柜 曳引钢丝绳 轿门 曳引机 限速器 轿厢
2、架 轿厢体 导轨 对重 缓冲器 厅门 召唤箱及指层器 随行电缆 限速器涨紧 电梯的控制方式有 轿内手柄开关控制 轿内按钮开关控制 轿外按钮开关控制 信号控制 集选控制和群控等几种 集选控制方式是将厅外召唤箱发出的外召信号与轿内操纵箱发出的内指令信号进行记忆 并和其它专用信号 如层搂 减速 平层 安全等信号 加以综合分析后 由电梯司机或乘用人员控制电梯运行的控制方式 2 控制要求 主要控制要求有如下 1 有司机或无司机控制 2 自动开关门 3 到达预定停靠层站 提前减速 平层停车时自动门 4 到达上 下端站 提前强迫减速 5 厅外有召唤装置 轿内有指令装置 能自动记忆召唤和指令 响应之后 能自动
3、将召唤和指令消除 召唤和指令的记忆与消除 6 能自动选择运行方向 在司机操纵下 能强迫决定运行方向 选向 7 能根据指令和召唤的位置 自动选择停靠层站 并自动平层停车 选层 平层 8 厅外和轿内有指示电梯运行方向和所在位置的指示信号 层搂检测与指层 8 4 1电梯基本原理 8 4 2电梯电气控制系统的组成 8 4 3I O编号分配 X0 换速信号X1 上终端限位X2 下终端限位X3 1内指令 含1上召 输入X4 2内指令输入X5 3内指令输入X6 4内指令输入X7 2上召输入X10 3上召输入X11 2下召输入X12 3下召输入X13 门锁信号输入X14 平层信号输入X15 门区信号输入X16
4、 开门信号输入X17 关门信号输入X20 强迫向上按钮输入X21 强迫向下按钮输入X22 司机 自动运行方式X23 检修运行方式X24 安全触板信号输入X25 直驶按钮信号输入 8 4 3I O编号分配 8 4 3I O编号分配 Y0 换速动作输出Y1Y2Y3 楼层指层BCD码输出 Y1为高位 Y3为低位 Y4 1内指令继电器 含1上 Y5 2内指令继电器 含1上 Y6 3内指令继电器 含1上 Y7 4内指令继电器 含1上 Y10 2上召继电器Y11 3上召继电器Y12 2下召继电器Y13 3下召继电器Y14 上运行指示Y15 下运行指示Y16 上运行继电器Y17 下运行继电器Y20 快车继电
5、器Y21 快加速继电器Y22 慢车继电器Y23 1慢减速继电器Y24 2慢减速继电器Y25 3慢减速继电器Y26 开门继电器YM101 1楼层楼继电器M102 2楼层楼继电器M103 3楼层楼继电器M104 4楼层楼继电器M106 换速微分信号M1 向上运行监视M2 向上运行监视M3 上方向选择M4 下方向选择M5 上方向控制继电器M6 下方向控制继电器M7 上召换速M8 下召换速M9 指令换速M11 强迫向上M12 强迫向上M13 关门启动M14 停车继电器M15 运行继电器M16 安全触板继电器M17 直驶继电器T0 快加速时间T1 停站时间T2 一慢减速时间T3 二慢减速时间T4 三慢减
6、速时间T5 开门执行时间27 关门继电器 8 4 4拖动回路 门电路及系统连接 门电路及电气安全回路图 8 4 5控制系统各环节的作用及实现 要对电梯进行控制 首要的问题就是反映电梯实际所在的位置 楼层 层楼继电器回路就是完成这一功能的 每一层对应一个层楼继电器 电梯在哪一层 对应楼层的层楼继电器就会动作 PLC具有数据传送 算术计算 数据比较处理等功能 所以用PLC很容易能实现层楼电路 1 层楼继电器电路的实现 8 6 5控制系统各环节的作用及实现 启用一数据寄存器D0 电梯在最下层端站时可将1送入D0 最上层端站时 将最高层数送入D0 电梯每上升一层将D0自动加1 电梯每下降一层D0自动减
7、1 这样使D0中存放的始终是层数 然后 将D0分别与1 2 3 相比较 等于几就说明电梯在几 这时驱动对应的层楼继电器 实现层楼电路 四层四站的层楼继电器电路梯形图如右图所示 指令和召唤回路的作用是 将轿内指令和厅外召唤信号记忆并指示 当电梯响应后自动将其消除 记忆和消除可用PLC的SET和RST指令实现 1 指令回路指令回路梯形图如图所示 2 指令和召唤回路 2 召唤回路 由于除两个端站外 其它各层均有两个召唤 上召 下召 而且召唤的响应是顺向响应 另外若电梯在直驶运行时不响应召唤 此时召唤应保留 所以召唤回路与电梯的运行方向以及是否直驶密切相关 为此在召唤回路中加入了反映直驶和方向监视的继
8、电器M1和M2 实际决定电梯的运行方向有以下三种情况 3 选向回路 选向回路的作用 是根据目前电梯的位置和指令 召唤的情况 决定电梯的运行方向 是向上或是向下 电梯方向的选择 实际就是将指令和召唤的位置与电梯实际位置相比较 若前者在上 位置的上下 电梯则选择向上 相反则选择向下 方向的实现 首先由层楼继电器形成选向链 然后将每层的指令和召唤对应接入 1 自然选向如上分析 电梯自己判断来选择方向 选层意味着要减速 换速 准备平层停车 电梯的选层分指令选层和召唤选层 即因某层有召唤或有该层的指令使电梯在该层是否停车 其中指令选层是绝对的 若电梯运行正常 指令一定能使电梯在该层减速停车 召唤选层是有
9、条件的 一是召唤选层必须满足同向 即与电梯的运行方向一致 这就是所谓的 顺向截车 二是直驶时可将召唤屏蔽 即电梯直驶时 即使同向的召唤也不能使电梯减速停车 4 选层电路 运行线路是电梯控制系统的核心 电梯是由曳引电动机拖动 主回路 主回路的工作受运行线路的控制 以形成如图所示的速度曲线 决定电梯何时启动加速 何时运行 何时减速 何时平层停车 所以电梯的主要性能指标 额定速度 舒适感 平层精度等 由运行线路决定 5 电梯的运行线路 运行线路控制的梯形图如图所示 运行线路控制的梯形图如图所示 门电路是电梯控制系统中较为独立的单元 它的作用是实现电梯门的开和关 6 电梯门的控制 门电路和控制系统的联
10、系就在于这一点 由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触电串联后 作为门锁信号 X13 X13为ON 表示全部门安全关闭 可正常运行 否则不能运行 开 关门由门电动机驱动 通过开 关门继电器KMJ GMJ控制M的正反转实现 因此 设计门的控制时只需考虑开与关门的情况 对应驱动KMJ或GMJ 1 开门情况上班开门 按钮开门 触板开门和门区提前开门 2 关门情况下班关门 按钮开门 停站自动延时关门和强迫向上 向下 启动关门 8 2PLC在交通灯控制中的应用 1 交通灯的控制要求当按下起动按钮SB1时 东西方向红灯亮30s 南北方向绿灯亮25s 绿灯闪亮3s 每秒闪亮1次 然后黄灯亮2s 当南北方向
11、黄灯熄灭后 东西方向绿灯亮25s 绿灯闪亮3次 每秒闪亮1次 然后黄灯亮2s 南北方向红灯亮30s 就这样周而复始地不断循环 当按下停止按钮I0 1时 系统并不能马上停止 要完成1个工作周期后方可停止工作 2 I O元件地址分配表I O元件地址分配表如表8 2所示 3 设计顺序功能图根据控制要求设计的顺序功能图如图8 8所示 图8 8交通灯顺序功能图 4 设计梯形图程序根据顺序功能图使用以转换为中心的编程方法设计出的梯形图如图8 9所示 图8 9交通灯梯形图程序 第8章 在工业控制中的应用 8 1PLC控制系统设计步骤8 2PLC在机床控制中的作用8 3PLC在化工生产过程中的应用8 4PLC
12、在集选控制电梯中的应用8 5PLC随动控制系统中的应用 8 1PLC控制系统设计步骤 1 可编程控制器控制系统设计的基本步骤 1 系统设计的主要内容 拟定控制系统设计的技术条件 选择电气传动形式和电动机 电磁阀等执行机构 选定PLC的型号 编制PLC的输入 输出分配表或绘制输入 输出端子接线图 根据系统设计的要求编写软件规格说明书 然后再用相应的编程语言 常用梯形图 进行程序设计 了解并遵循用户认知心理学 重视人机界面的设计 增强人与机器之间的友善关系 设计操作台 电气柜及非标准电器元部件 编写设计说明书和使用说明书 分析被控对象工艺条件和控制要求 确定I O设备 分配I O点 设计应用系统梯
13、形图程序 将程序输入PLC去 进行软件测试 应用系统整体调试 编制技术文件 选择合适的PLC类型 系统设计的基本步骤 第8章第38页 2 PLC硬件系统设计 1 PLC型号的选择 对输入 输出点的选择 对存储容量的选择 对I O响应时间的选择 根据输出负载的特点选型 对在线和离线编程的选择 据是否联网通信选型 对PLC结构形式的选择 2 分配输入 输出点 分配定时器 计数器 确定I O通道范围 确定内部辅助继电器 3 PLC软件系统设计方法及步骤 1 PLC软件系统设计的方法 图解法编程 a 梯形图法 b 逻辑流程图法 c 时序流程图法 d 步进顺控法 经验法编程 计算机辅助设计编程 编写技术
14、文件并现场试运行 2 PLC软件系统设计的步骤 对系统任务分块 编制控制系统的逻辑关系图 绘制各种电路图 编制PLC程序并进行模拟调试 制作控制台与控制柜 现场调试 切勿将用于输入的电源并联在一起 更不可将这些电源并联到其他电源上 控制单元输入端子接线 输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输入设备连接到带 端子上 交流型PLC的内藏式直流电源输出可用于输入 直流型PLC的直流电源输出功率不够时 可使用外接电源 切勿将外接电源加到交流型PLC的内藏式直流电源的输出端子上 控制单元输出端子接线 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源 不能将输出设备连接到带 端子上 各 COM 端均为独立
15、的 故各输出端既可独立输出 又可采用公共并接输出 当各负载使用不同电压时 采用独立输出方式 而各个负载使用相同电压时 可采用公共输出方式 若输出端接感性负载时 需根据负载的不同情况接入相应的保护电路 在交流感性负载两端并接RC串联电路 在直流感性负载两端并接二极管保护电路 在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰 以上保护器件应安装在距离负载50cm以内 在PLC内部输出电路中没有保险丝 为防止因负载短路而造成输出短路 应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路 当多个负载连到同一电源上时 应使用型号为AFP1803的短路片将它们的 COM 端短接起来 控制单元输出端子接线
16、 扩展单元接线 若一台PLC的输入输出点数不够时 还可将FX系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用 具体配置视不同的机型而定 应确保使用同一组电源线对控制单元和A D单元进行供电 FX系列可编程控制器的A D D A转换单元接线 A D模块 为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰 应使用两线双绞式屏蔽电缆 建议将屏蔽电缆接到框架接地端 F G 若需将电压范围选择端 RNAGE 短路 应直接在端子板上短接 不要拉出引线短接 应使主回路接线远离高压线 应确保使用同一组电源线对控制单元和D A单元进行供电 D A模块 为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰 应使用两线双绞式屏蔽电缆 在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用 没有使用的输出端子应开路 应使主回路接线远离高压线 建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端 8 2PLC在机床控制中的作用 四工位组合机床由四个工作滑台 各带一个加工动力头 组成四个加工工位 除了四个加工工位外 还有夹具 上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分 工艺要求为有上料机械手自动上料 机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工 一次完成一个零件
