自動控制課程設計--基于plc的三層電梯系統的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 層電梯中轎廂與對重側曳引鋼絲繩長度變化對電梯平衡設計影響的裝置。 電力拖動系統 電力拖動系統由曳引電機、供電系統、速度反饋裝置、調速裝置等組成，對電梯實行速度控制。 曳引電機是電梯的動力源，根據電梯配置可采用交流電機或直流電機。 供電系統是為電機提供電源的裝置。 速度反饋裝置是為調速系統提供電梯運行速度信號。一般采用測速發電機或速度脈沖發生器，與電機相聯。 調速裝置對曳引電機實行調速控制。 電氣控制系統 電氣控制系統由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成 ,它的作用是對電梯的運行實行操縱和控制。 操縱裝置包括轎廂內的按鈕操作箱或手柄開關箱、層站召喚按鈕、轎頂和機房中的檢修或應急操縱箱。 控制屏安裝在機房中，由各類電氣控制元件組成，是電梯實行電氣控制的集中組件。 位置顯示是指轎內和層站的指層燈。層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站。 選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運行方向、發出加減速信號等作用。 安全保護系統 安全保護系統包括機械和電氣的各類保護系統，可保護電梯安全使用。 機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用；緩沖器起沖頂和撞底保護作用 ；還有切斷總電源的極限保護等。 14 第 3 章 力控組態軟件的概述 組態就是用 應用軟件 中提供的工具、方法、完成工程中某一具體任務的過程 。 工業控制中形成的組態結果是用在 實時監控 的。 力控組態軟件具有以下特點： 方便、靈活的開發環境， 提供各種工程、畫面模板、大大降低了組態開發的工作量； 高性能實時、歷史數據庫，快速訪問接口在數據庫 4萬點數據負荷時，訪問吞吐量可達到20200次 /秒； 強大的分布式報警、事件處理，支持報警、事件網絡數據斷線存儲，恢復功能； 支持操作圖元對象的多個圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏； 強大的 ACTIVEX 控件對象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象的直接操作功能，通過腳本可調用對象的方法、屬性； 全新的、靈活的報表設計工具：提供豐富的報表操作函數集、支持復雜腳本控制，包括：腳本調用和 事件腳本，可以提供報表設計器，可以設計多套報表模板； 完整的網絡冗余及軟件容錯解決方案 設備控制層 力控軟件支持大型的 PLC的冗余方式如 SIEMENS 公司的 S7400H， GE的 GE9070系列 PLC的冗余模式，也支持專用的 DCS控制站的冗余，若冗余的設備損壞或者通訊出現故障，軟件會根據設備故障標識或者網絡狀態自動進行切換； 力控支持與控制站通過多條物理鏈路進行網絡通訊，當其中任意一條網絡中斷時，力控會自動切換到其它網絡通訊，保證了系統的穩定。管理監控層 力控軟件可以組成一個分布式的網絡結構，不同節點的力控可 以互相通訊，可以互為服務器和客戶端，客戶端有標準的 C/S網絡方式客戶端，也有 “ 瘦 ” 客戶端； 主、從服務器的切換可以是自動或手動 2種方式，根據控制規模的大小可以配置客戶端來保證操作人員監控、操作的需要，小規模的控制系統可以不需要配置客戶端； 力控軟件的標準客戶端支持服務器、網絡冗余方式，即主服務器因為故障，從服務器接管時，客戶端能自動切換到從服務器上，同時也適應不同網段的多重網絡的切換。 易于集成的圖形開發系統 方便友好的開發環境、面向對象的設計，使組態工作量大大降低，用戶可以打造自己的開 15 發環境和操作風格； 單獨的進程管理器管理力控所有的的后臺進程，具備自診斷和自恢復功能； 預制圖形模板、工程模板，提供上千種豐富的工業圖形元素，支持多達幾百種過度色和漸進色調色板，動畫連接可以構成逼真強大的動畫效果，可以提供多種工業標準的復合圖形組件來完成過程的監控； 支持 HMI圖元的對象圖層，通過腳本可靈活控制圖元對象圖層的顯示與隱藏； 提供自定義圖庫開發工具，用戶可以方便地生成自己的自定義圖庫； 支持大畫面漫游功能、支持單機多屏和系統自定義菜單功能； 方便的變量管理，可以查找、批量替換、定位、重命名變量等； 可嵌入各種格式（ BMP、 GIF、 JPG、 JPEG、 CAD等）的圖片，方便畫面制作； 靈活、強大的報表解決方案 報表開發工具提供豐富的報表操作函數集、支持復雜腳本控制，包括：腳本調用和事件腳本，比如利用報表函數可以在報表上同時顯示實時數據和任意時刻的歷史數據，并加以統計處理，例如取行平均、列平均，統計出最大最小值。 報表文件格式兼容 Excel工作表文件，提供類 Excel的絕大部分功能，包括：編輯功能、計算功能、圖表功能等。 支持圖表顯示自動刷新，可輸出多種文件格式： Excel、 TXT、 PDF、 HTML、 CSV等。 可實現多 層表頭，可以實現報表嵌套，可以制作復雜的報表格式。 具備打印、打印預覽、頁眉頁腳打印功能，支持逐行打印。 報表數據源支持實時數據庫和各種關系數據庫，可顯示、處理實時和歷史數據，可直接遍歷關系數據庫數據。 提供靈活報表設計器，可以設計多套報表模板，方便報表制作。 強大的對象容器和組方便、靈活的開發環境，提供各種工程、畫面模板、大大降低了組態開發的工作量；。 強大的對象容器和組件 全新的面向對象的設計， HMI的對象容器重新定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對容器對象的直接操作功能，通過腳本可調用對象的方法、屬性。 16 支持力控 OCX容器的事件型腳本功能，支持更多類型的 OCX控件。 增強的 SQL腳本：可根據 SQL腳本函數返回值判斷執行結果、支持模糊查詢、支持時間類型字段的處理等。 全新的圖形組件及圖形庫 強大的多媒體支持，播放各種格式的視頻、音頻文件，如 Flash、幻燈片等，可以有效的集成視頻監 控； 復合的趨勢曲線、 XY曲線、報警、報表、總貌、溫控曲線等組件，所有復合組件相比以前版本增加了大量的方法和屬性，通過腳本可以在后臺進行靈活的控制。 多功能圖片顯示組件可支持 GIF透明動畫、 CAD圖形等實用圖形格式。 所有的標準的 WINDOWS 控件如文本輸入、下拉框、列表框、復選框、多選按鈕、起始時間、時間范圍、歷史追憶等都增加了大量的方法和屬性。 大量的矢量子圖如 PID調節器、手操器等方便您構建控制工程。 靈活、強大的 “ 腳本 ” 編譯系統 變量 支持間接尋址功能，系統內置間接變量、中間變量、數據庫變量等多種變 量方式； 系統變量可自動提取 IO通訊狀態，報警信息、系統時鐘等； 函數及方法 強大的系統函數、友好的在線幫助，方便您快速構建 SCADA系統； 內置的組件具備大量的方法和屬性，在腳本環境中可任意調用； 支持自定義函數； 編譯開發環境 面向對象設計的腳本編譯環境， “ 所見即所得 ” ，方便引用方法和變量； 類 “Basic” 的語言環境，提供面向對象編程方式； 腳本類型和觸發方式多樣，支持條件動作、數據變化動作、窗口動作、循環動作等； 腳本支持多種結構，支持數組運算和 FOR循環結構； 報警與事件系統 軟件在運行時可以自動 記錄系統狀態變化、操作過程等重要事件，一旦發生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶，提供基礎資料； 操作人員可以根據生產需要將生產重要畫面、曲線實時抓拍并存放到本地保存； 報警和事件記錄可以存放關系型數據庫中，便于分析、查詢和統計； 17 報警方式： 提供多種報警檢查方式，使您輕松構建報警系統； 支持傳統的聲光報警，語音文件報警，支持操作人員報警確認管理機制； 支持 GSM方式短信報警，生產出現問題的時候，通過移動網絡可以將報警信息及時的發送到管理者的手機上； 支持電話語音報警、 EMIAL通知方式報 警； 報警自診斷 ： 支持內部自診斷、對 IO通訊故障、網絡通訊故障都可以進行報警提示 完善的用戶安全管理： 力控提供了完備的安全保護機制，以保證生產過程的安全可靠，力控的用戶管理具備多個級別，并可根據級別限制對重要工藝參數的修改，以有效避免生產過程中的誤操作； 力控提供了安全區的概念，同級別，不同安全區的數據不可以互相操作，保證了數據的分布式的管理。 提供基于遠程的用戶管理，增加更多的用戶級別及安全區，管理所有用戶的遠程登陸信息； 加密管理： 支持工程加密，用戶可以通過加密瑣自己定義工程密碼，沒有此加密鎖任何 非法用戶無法侵入，保護了自己的工程結構； 操作事件： 可以詳細的記錄操作事件和系統事件，方便事故追憶； 開機自動運行設置、有效的屏蔽系統鍵盤，可以防止非法用戶入侵； 高效的數據處理 高效能的實時歷史數據庫 軟件內嵌分布式實時數據庫，數據庫是整個軟件的核心，負責將采集的實時數據進行處理、發布； 分布在網絡的實時數據庫節點可以充當為 IO通訊服務器、報警服務器、歷史服務器等； 實時數據庫完成歷史數據的存儲、歸檔，報警的檢查，報警數據的存儲等功能； 數據庫具備強大的數據處理功能，豐富的參數類型，內置的多種功能塊，可 實現累計、統計、控制、線形化、 PID控制、各種運算等功能； 數據庫對數據按區域、單元、子單元管理，分為 6層結構，方便數據的管理； 18 用戶可根據實際需要自定義自己的各類數據庫結構，方便對數據的管理和查找。 良好的開放性與國際化 開放性： 軟件為開放式體系結構，全面支持 DDE、 OPC、 ODBC/SQL、 OLE DB XML、 ActiveX 等標準。 以 OLE、 COM/DCOM、動態鏈接庫等多種形式提供外部訪問接口，便于用戶利用各種常用開發工具（如： VC++、 VB等）進行深層的二次開發。 數據服務： 支持以串口、網絡、 MODEM、 GPRS、 CDMA等方式將數據主動上傳及轉發； 提供標準的 ACTIVEX 標準的開放控件，通過它，第三方開發工具（如： VC++、 VB等）可以通過網絡或本地方式可以來訪問實時數據庫的實時和歷史數據； 力控軟件是標準的 OPC、 DDE SERVER，第三方軟件可遍歷數據庫的各種參數； 可以和常見的各種關系數據庫如 SQL SERVER、 ORACLE等進行數據交互。 通訊驅動接口： 提供串口對象，用戶無須掌握高級編程就可以在編譯環境下就可以寫自己的設備驅動程序； I/O驅動程序的體系結構為開放式結構，其接 口部分源代碼完全公開，用戶可以自行開發新的驅動程序，可以提供 SDK開發包。 國際化： 產品面向國際化設計，支持多語言環境 ，同時具有英文版、繁體版，在英國、荷蘭、中亞、東南亞等很多國家都有力控 174。軟件的應用實例。 19 第 4 章 電梯控制 的 要求 及運行分析 應用可編程控制器 (PLC)實現智能化控制核心，設計完成電梯控制中各輸入信號、輸出信號 ,以及輸入、輸出信號之間復雜的邏輯關系，實現電梯安全、可靠、平穩、準確運行。 電梯模型 PLC 控制系統設計 由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數確定，并送 PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個接近開關用于檢測系統的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用 LED和發光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示 (開關上帶有指示燈 )。為了提高電梯的運行 效率和平層的精度，系統要求 PLC能對轎 20 廂的加、減速以及制動進行有效的控制。根據轎廂的實際位置以及交流調速系統的控制算法來實現。為了電梯的運行安全，系統應設置可靠的故障保護和相應的顯示。根據電梯所處的位置和運行方向，在編程中，采用了四個優先級隊列，即上行優先級隊列、上行次優先級隊列、下行優先級隊列、下行次優先級隊列。其中，上行優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位置以上樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的陣列。上行次優先級隊列為電梯向上運行時，在電梯所處位 置以下樓層所發出的向上運行的呼叫信號，該呼叫信號所對應的樓層所具有的脈沖數存放的寄存器所構成的隊列。控制系統在電梯運行中實時排列的四個優先級陳列，為實現隨機邏輯控制提供了基礎。 當電梯以某一運行方向接近某樓層的減速位置時，判別該