外文资料PLC

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1 外文资料译文 PLC与电梯

随着科学技术的发展、近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速发展.一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯,电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份,随着自动控制理论与微电子技术的发展,电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化,交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,倍受人们重视等优点,已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。 目前国内七八十年代安装的许多电梯电气部分用继电器接触器控制系统,线路复杂,接线多,故障率高,维修保养难,许多已处于闲置状态,其拽引系统多采用交流双速电机系统换速,效率低,调速性能指标较差,严重影响电梯运行质量。由于这些电梯交流调压调速系统,交流双速电机拖动系统性能及乘坐舒适感较差,交流调压调速系统属能耗型调速的机械部分无大问题,为节约资金,大部分老式电梯用户希望对电梯的电气控制系统进行改造,提高电梯的运行性能。因此对电梯控制技术进行研究,寻找适合我国老式电梯的改造方法具有十分重要的意义。 电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。 2

PLC作为新一代工业控制器,以其高可靠性和技术先进性,在电梯控制中得到广泛应用,从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向,成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。 PLC是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来,由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中,PLC系统一直是主流控制系统。 电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘客的舒适感有着重要影响,而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性,现在都改为用PLC来控制电梯的运行,这样大大提高了电梯的性能。 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称为PC或PLC,是60年代末发明的工业控制器件。日本电气控制学会曾对可编程控制器作了一个定义:可编程控制器是将逻辑运算,顺序控制,时序和计数以及算术运算等控制程序,用一串指令的形式存放到存储器中,然后根据存储的控制内容,经过模拟,数字等输入输出器件,对生产设备和生产过程进行控制的装置。 PLC是基于计算机技术和自动控制理论发展来的,它既不同于普通的计算机,又不同于一般的计算机控制系统,作为一种特殊形式的计算机控制装置,它在系统结构,硬件组成,软件结构以及I/O通道,用户界面诸多方面都有其特殊性。 从原理上说,可编程控制器和计算机是一致的,为了和工业控制相适应,PLC采用扫描原理来工作,也就是对整个程序进行一遍又一遍的扫描,直到停机为止。之所以采用这样的工作方式,是因为PLC是由继电器控制发展来的,CPU 3

的扫描用户程序的时间远远短于继电器的动作时间,只要采用循环扫描的办法就可以解决其中的矛盾。循环扫描的工作方式是PLC区别于普通的计算机控制系统的一个重要方面。 虽然各种PLC的组成各不相同,但是在结构上是基本相同的,一般由CPU、存储器、输入输出设备(I/O)和其他可选部件组成。其它可选部件包括编程器,外存储器,模拟I/O盘,通信接口,扩展接口等。CPU是PLC的核心,它用于输入各种指令,完成预定的任务,起到了大脑的作用,自整定、预测控制和模糊控制等先进的控制算法也已经在CPU中得到了应用;存储器包括随机存储器RAM和只读存储器ROM,通常将程序以及所有的固定参数固化在ROM中,RAM则为程序运行提供了存储实时数据与计算中间变量的空间;输入输出系统(I/O)使过程状态和参数输入到PLC的通道以及实时控制信号输出的通道,这些通道可以有模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入等,使PLC的应用十分广泛 众所周知,随着现代社会文明的不断发展,尤其随着我国改革开放的深入和发展,各地高楼大厦象雨后春笋般矗立起来,电梯成为各建筑物必不可少的垂直交通工具,然而一些在用电梯已不能适应现代社会发展的需要。应如何解决这些电梯的生存问题,不单用户内部争论不休,在行业内也意见不一。是重新购买更新旧梯,还是将在用电梯通过改造达到一定要求,从而充分利用设备,延长使用寿命,继续使用呢?当然全面更新完全免除了很多问题,然而我国当前还是一个发展中国家,经济实力并不宽裕,全面更新会受到诸多的制约,为此我们认为有必要探讨一下改造在用旧梯的效益问题: 1. 在用电梯改造的意义 改革开放以来,随着经济的不断发展,电梯也相应地迅猛发展。目前我国在用电梯有相当一部分质量水平不高。交流双速电梯采用继电器控制,器件多、 4

控制结构复杂、接触式触点可靠性差;交流调速电梯早期多为分立元件控制,国产可控硅等电子元器件制造质量也不稳定,机械式选层器由于有摩擦容易出现接触不良,触头磨损;直流调速电梯基本上都是发电机组拖动,噪声大,分立元件加上继电器控制,故障率也较高。 另一部分虽然是引进技术生产或进口的各个国家各种类型的电梯,绝大部分使用单位都不可能获得同类型进口电梯配套的备品备件,当发生故障时就需花费大量资金请人维修或购买配套元器件,最终使电梯处于带病状态下运行,存在安全、故障隐患。如广州某大厦两台英国梯,一台由于元件损坏而停用,一台则带病运行。 电梯的机械部分相对来说质量比较稳定,但有部分使用年限过长,机械磨损严重或者机构在设计制造存在先天问题,如旧式的国产电梯门机构,随各种条件变化而随之出现各种不同故障,严重影响使用。 为此,我们提出在原有基础上对电梯进行局部或较大范围的改造,使其达到安全可靠地使用,降低故障率并使改造后的电梯达到当前的技术水平,做到少花钱多办事。 2. 改造旧梯的效益 从上述改造项目内容可以看出涉及的项目很多,如对所有项目全部改造,其费用高,可能超出购置一部全新电梯的费用。曾有用户提出,如果这也换,那也换只剩下导轨有用,那我不如买一台新梯。这样的旧梯改造已毫无意义了。怎样才能使用户达到少花钱多办事,物超所值的目的?为此我们提出了多种改造方案给用户选择。 2.1 门机构系统改造 部分旧梯门机械结构在设计上略有不合理,调整部位多,若有调整配合不当就容易发生故障或损坏。如部分国产旧电梯门机构调整不当很容易使门臂折 5

断,电器方面又受电压波动影响,开、关门速度时快时慢产生故障,影响了用户的日常使用。因此我们提出在不改变轿厢结构的情况下改造自动开关门系统,并改变与之配合的层门锁门装置,强迫关门装置。电气控制采用广日公司门电控系统或变频门系统,使开关门性能平稳,故障率降低,提高效率。 2.2 采用PLC控制系统或微机控制系统取代原来的控制系统 继电器控制、电子分立元件控制有元器件多,控制结构复杂,接触式触点可靠性差,故障率高,噪声大,功耗高等明显缺点,并伴随有机械式选层器容易磨损,已不适应现代需求,正逐渐被人们所淘汰。近几年电子技术、微处理器在电梯上得到广泛应用。采用进口的可编程序控制器PLC根据电梯控制要求,可编制特性和功能与原有电梯基本一致或功能更完备的软件程序。当设计人员编制好一个较完备的软件程序,经调试人员调试完毕运行,软件程序的出错率几乎为零,对于客户提出的特殊功能也可方便地实现,使得PLC在改造中收效明显。随着PLC的功能不断增强,电梯改造应用PLC技术已跨出逻辑简单范畴,进而发展与各种系统配合,具备并联、群控功能,远程监控功能,使维修人员在故障未发生已防患未然。 微机控制系统,智能化程度高,信息处理速度快,同时具有PLC各种优点,在解决部分技术问题后将迅速成为控制系统的主流。 2.3 变频驱动系统的选择是改造的关键 用户使用电梯已不单是作为简单的交通工具,追求电梯的舒适感,追求电梯使用效率,以及较关心的养护费用问题。双速旧梯采用交流变极调速,虽然控制简单,但舒适感差已不能满足需要。可控硅调压调速加直流能耗驱动系统,在起动时起动电流为额定电流的4倍以上,减速制动过程中不断在定子绕组中输入直流电流,产生磁场产生制动力矩,从而获得良好的舒适感。但由于起动电流过大,制动时能耗大,费用就高。直流电梯需经发电机组将交流电源转换 6

为直流电源,供直流电机驱动电梯,需要损耗掉一部分能源。发电机组起动时噪声较大,影响周围环境;发电机和直流电机的换向器旋转时产生高频火花,容易干扰周围环境信号。对能耗大同时又容易影响周围环境的产品用户将放弃、淘汰。因此应采用变频调速器改造控制系统。变频变压调速起动电流较小,且舒适感良好。变频器使电动机在第三、四象限运行,制动时有再生反馈,使得系统耗能比原来少。同时采用隔离方法防止高频干扰、降低噪声、减少对大楼内其它电气、电子设备和人体的影响,成为绿色工程。与更换新梯相比,改造还有以下优点 ①改造周期短可使各方面损失降至最低。采用变频驱动系统为用户改造电梯更是从用户的经济角度出发,使用户的收益更大。如某酒店,原有电梯无论从乘客的候梯时间,乘客的舒适感,自动化程度都不适应需要,按常规更换新梯酒店就必须停业或部分歇业,酒店的收入就会损失很大。同时在拆卸旧梯时可能会损坏建筑物内已装修的部分,而被损坏的装修可能无法修补回与原来一致,破坏整体的完整性。如以改造方案进行,可以将井道内部件仅进行修理或更新装饰来适应新潮款式,在机房更换控制系统。改造时间比换新梯时间要短,酒店可以不停业或小部分歇业,全面恢复营业时间也相应减少,使损失降至最低。又如我公司曾为某医院改造一台病梯,仅用了7天就改造完毕,基本上没有影响医院工作。 ②投资少、收效快、减轻用户负担。住宅梯以往基本由单位负责其所有费用,特别在房改后,单位不再承担电梯的费用而由住户承担。电梯残旧、故障率高、耗能大、养护费用高,更换新型节能电梯费用不菲。如以改造方式一次性投入费用相对要少,所需费用仅为新梯的60%左右。采用变频驱动系统进行改造节约能源,与改造前相比短时间内节省的电费就相当于收回改造投入的费用。而在以后的使用中可减少住户承担费用。