基于plc九層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，用 p 來表示加加速度，則當(dāng)加加速度 p 較大時(shí)，人的大腦感到暈眩、痛苦，其影響比加速度 a 的影響還嚴(yán)重。我們也稱加加速度為生理系數(shù)，在電梯行業(yè)一般限制生理系數(shù) p 不超過 。 電梯的速度曲線 當(dāng)轎廂靜止或勻速升降時(shí)，轎廂的加速度、加加速度都是零，乘客不會(huì)感到不適；而在轎廂由靜止啟動(dòng)到以額定速度勻速運(yùn)動(dòng)的加速過程中，或由勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)到靜止?fàn)顟B(tài)的減速過程 中，既要考慮快速性的要求，又要兼顧舒適感的要求。也就是說，在加、減速過程中，既不能過猛，也不能過慢；過猛時(shí)，快速性好了，舒適性變差；過慢時(shí)，舒適性變好，快速性卻變差。因此，有必要設(shè)計(jì)電梯運(yùn)行的速度曲線，讓轎廂按照這樣的速度曲線運(yùn)行，既能滿足快速性的要求，也能滿足舒適性的要求?？茖W(xué)、合理地解決快速性與舒適性的矛盾。圖 中的曲線 ABCD 就是這樣的速度曲線。其中 AEFB 段是由靜止起動(dòng)到勻速運(yùn)行的加速段速度曲線； BC 段是勻速運(yùn)行段，其梯速為額定梯速； CF`E`D 段是由勻速運(yùn)行制動(dòng)到靜止的減速段速度曲線，通常是一 條與起動(dòng)段對(duì)稱的曲線。 加速段速度曲線 AEFB 段的 AE 段是一條拋物線， EF 段是一條在 E 點(diǎn)與拋物線 AE 相切的直線，而 FB 段則是一條反拋物線，它與 AE 段拋物線以 EF 段直線的中點(diǎn)向?qū)ΨQ。設(shè)計(jì)電梯的速度曲線，主要就是設(shè)計(jì)起動(dòng)加速段 AEFB 段曲線，而 CF`E`D 曲線與 AEFB 段鏡像對(duì)稱，很容易由 AEFB 段的數(shù)據(jù)推出， BC 段為恒速段，其速度為額定速度，無需計(jì)算。 EFBCGHVt 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 電梯的主要性指標(biāo) （ 1）可靠性 電梯的可靠性非常重要，直接或間接地影響 著人們生產(chǎn)、生活，電梯的故障主要表現(xiàn)在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，因此要提高可靠性也主要從電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)入手，所以，電梯的拖動(dòng)應(yīng)盡量采用鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。 （ 2）安全性 。用于限載、限速、限流以及行車與開關(guān)門互鎖。限速保護(hù)主要由安全鉗和限速器組成，轎廂的安全鉗、限速器動(dòng)作速度應(yīng)不低于轎廂額定速度的 115%。 、轎門電氣聯(lián)鎖裝置。 、下限工作位置時(shí)，切斷控制電路的裝置。 ，應(yīng)有轎廂慢速移動(dòng)措施。 （ 3）舒適感與快速性 當(dāng) 電梯在減速下降或加速上升時(shí)，人體內(nèi)臟的質(zhì)量會(huì)向下壓在骨盤上，身體有超重感；當(dāng)電梯加速下降或減速上升時(shí)，支撐內(nèi)臟的腹部肌肉就會(huì)失掉一部分重量，又產(chǎn)生失重感，因而會(huì)給乘客造成了身體的不適，甚頭暈?zāi)垦！?shí)驗(yàn)證明，乘客感覺與電梯速度無關(guān)，而與加速度和減速度有關(guān)，所以考慮生理系數(shù)ρ =da/dt 的影響，又要使電梯運(yùn)行中盡可能減少起動(dòng)，制動(dòng)過程中的加減速所用時(shí)間。才能使電梯的運(yùn)行速度（主要是起動(dòng)和制動(dòng)過程的速度）符合人體的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第三章 電梯的硬件介紹 plc s7200 S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比 。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： * 極高的可靠性 * 極豐富的指令集 * 易于掌握 * 便捷的操作 * 豐富的內(nèi)置集成功能 * 實(shí)時(shí)特性 * 強(qiáng)勁的通訊能力 * 豐富的擴(kuò)展模塊 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電 器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。 現(xiàn)代 PLC 采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無法比較的。為了保證 PLC 能在惡劣的工業(yè)環(huán)璄下可靠工作，在其設(shè)計(jì)和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施。 變頻器 變頻器（ Variablefrequency Drive， VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 可采用無速度傳感器矢量控制的變頻器。 無速度傳 感器矢量控制的變頻器可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)、控制，自動(dòng)改變電壓和頻率，使指令值和檢測(cè)實(shí)際值達(dá)到一致，雖 然 是開環(huán)控制系統(tǒng)，但是靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài) 性能都較好 。轉(zhuǎn)速精度約等于 %，轉(zhuǎn)速響應(yīng)也較快。 可使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠。 根據(jù)前面所選電機(jī)的功率進(jìn)行選擇，型號(hào)、主要性能參數(shù)、使用到的功能介紹額定功率、額定電流乘安全系數(shù)。 光電開關(guān) 光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所 以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。 光電開關(guān)采用集成電路技術(shù)和 SMT 表面安裝工藝而制造的新一代光電開關(guān)器件，具有延時(shí)、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動(dòng)式光電探測(cè)系統(tǒng)型電子開關(guān)，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作。接觸式行程開關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測(cè)容易損壞被檢測(cè)物及壽命短等缺點(diǎn)，而晶體管接近開關(guān)的作用距離短，不能直接檢測(cè) 非金屬材料。但是，新型光電開關(guān)則克服了它們的上述缺點(diǎn)，而且體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快、檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)。這種新型的光電開關(guān)已被用作物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外，利用紅外線的隱蔽性，還可在銀行、倉(cāng)庫(kù)、商店、辦公室以及其它需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用。 限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，可以安裝在相對(duì)靜止的物體（如固定架、門框等，簡(jiǎn)稱靜物）上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行 車、門等，簡(jiǎn)稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)。 壓力開關(guān) 壓力開關(guān)采用高精度、高穩(wěn)定性能的壓力傳感器和變送電路，再經(jīng)專用 CPU 模塊化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)壓力信號(hào)的檢測(cè)、顯示、報(bào)警和控制信號(hào)輸出。壓力開關(guān)可以廣泛用于石油、化工、冶金、電力、供水等領(lǐng)域中對(duì)各種氣體、液體的表壓、絕壓的測(cè)量控制，是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)理想的智能化測(cè)控儀表。壓力開關(guān)廣泛用于航空航天和軍工領(lǐng)域，如M1A1 坦克、阿波羅飛船、波音 74空 客 A3 F2 F117 等產(chǎn)品制造。 接近開關(guān) 接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。 7 段數(shù)碼管 led 數(shù)碼管（ LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位“ +1”型。位數(shù)有半位， 1， 2，3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等 ....， led 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。共陰和共陽極數(shù)碼管的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。 led 數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。 下面將介紹常用 LED 數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片 圖 這是一個(gè) 7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的 LED數(shù)碼管 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 LED 數(shù)碼管引腳定義 圖 LED 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù) LED 數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 埠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O埠多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40 根 I/O 埠來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 才 32 個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 透過分時(shí)輪流控制各個(gè) LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 埠，而且功耗更低。 按鈕和指示燈 轎廂內(nèi)按鈕操作箱 操作箱安裝在電梯轎廂內(nèi)靠門的轎壁上外面僅露出操作箱盤面，盤面根據(jù)本電梯需要而設(shè)置的運(yùn)行功能按鈕 和開關(guān)，示意圖如圖 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 轎廂內(nèi)按鈕操作箱圖 功能說明： 樓層指示，用于指示電梯目前所在的位置，由于本棟樓只有 9 層，無地下層，故只用一個(gè)數(shù)碼顯示管； 樓層選擇按鈕，用于選層；當(dāng)按下欲去的樓層的按鈕，該指令被登記，相應(yīng)的指示燈亮，當(dāng)轎廂到達(dá)預(yù)選樓層時(shí)，相應(yīng)的指令被取消，指示燈被熄滅，未到達(dá)的預(yù)選樓層，指令按鈕的指示燈仍亮，直到指令相應(yīng)之后才熄滅。 開 /關(guān)門按鈕，用于控制轎廂門的開關(guān)，并帶動(dòng)廳門的開關(guān)。 方向指示，指示樓層的上下運(yùn)行方向。 求救按鈕與對(duì)講機(jī)，當(dāng)電梯在運(yùn)行中突然發(fā)生故障停車，電梯或乘客被鎖在轎廂里，可以按下求救按鈕，通過對(duì)講機(jī)通知維修人員對(duì)被困人員及時(shí)營(yíng)救。 123456789呼救SOS樓層指示對(duì)講機(jī)運(yùn)行方式開關(guān)求救按鈕開門按鈕關(guān)門按鈕樓層選擇按鈕方向指示畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 運(yùn)行方式開關(guān)，選擇電梯運(yùn)行方式，有司機(jī) /自動(dòng)方式和檢修方式，還可以強(qiáng)迫電梯的上下運(yùn)行，一般用機(jī)械鎖起，只有維修人員用鑰匙打開才能進(jìn)行操作。 轎廂外召喚按鈕箱 圖 轎廂外召喚按鈕示意圖 電梯在做垂直運(yùn)動(dòng)中，低層和頂層風(fēng)別做為基站和頂站，如圖 所示，它們之間的?？空緞t稱為中間站，各站在廳外均設(shè)有召喚箱，一般在電梯的兩 端站各設(shè)置一個(gè)按鈕，中間站則設(shè)置有兩只按鈕，廳外的乘用人員可以通過按下呼叫按鈕召喚電梯， 電梯會(huì)根據(jù)你的召喚方向做出相應(yīng)的反應(yīng)，當(dāng)乘客所召喚方向與電梯運(yùn)行方向相同時(shí)，即順車，電梯就會(huì)停靠到召喚的樓層，若召喚方向與電梯運(yùn)行方向不同時(shí)，即逆車，電梯則要運(yùn)行到基站或頂站之后再運(yùn)行到召喚的樓層。其中樓層指示與轎廂內(nèi)樓層指示是一樣的，來自同一個(gè)信號(hào)源；運(yùn)行方向指示是用于指示某時(shí)刻電梯的運(yùn)行方向。 電磁繼電器 電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又樓層顯示基站上行召喚基站下行召喚下端站樓層顯示中間站上行召喚中間站下行召喚上端站中間站運(yùn)行方向指示運(yùn)行方向指示畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控 制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流。較低的電壓去控