PLC实现四层电梯控制系统设计

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一、总体设计方案

1 PLC控制系统和其他工业控制系统的比较

目前,电梯行业在我国迅速的发展,在一定程度上占有很大的市场。而在今天选择控制电梯运动的设备已经从传统的继电器—接触器转变成可编程序控制器(PLC)。

个人计算机有很强的数据处理功能和图形显示功能,有丰富的软件支持,但是它们是为办公室自动化和家庭设计的,对环境要求很高,抗干扰能力不强,一般不适合在工业现场使用。

单片机只是一片集成电路,不能直接将它和外部I/O信号相连。要将它用于工业控制,还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路,硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大,要求设计者具有很强的计算机领域的理论知识和实践经验。

继电器控制系统故障率高,大大降低了电梯的可靠性和安全性,经常造成停梯,给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底,不但会造成电梯机械部件损坏,还可能出现人身事故。

工业控制计算机(简称工控机)也是为工业控制设计的,目前比较流行的是PC总线工控机,它和个人计算机兼容。工控机采用总线式结构,各厂家产品的兼容性强。工控机一般是在通用微机的基础上发展起来的,有实时操作系统的支持,因此在要求快速、实时性强、功能复杂的领域占有优势。工控机的价格较高,将它有和开关量控制以取代继电器系统有些大材小用。工控机的外部I/O接线一般都用多芯扁平电缆和插头、插座,直接从印刷电路板上引出,不如可编程序控制器的接线端子那样方便可靠。

以上各种计算机用语控制的程序一般都是用汇编语言编写的,不像可编程续控制器的梯形图语言那样易于被工厂的电气人员掌握。

可编程序控制器是专为工厂现场使用环境设计的,结构上采取整体密封或插件组合型,对印刷电路板、电源、机架、插座的制造和安装,均采用了严密的措施。可编程序控制器由于具有前述的各种优点,在工业控制领域具有不可比拟的竞争力。

当然在电梯的控制领域也具有重要的地位,把可编程序控制器用于电梯运动的核心部分是很合理的选择,而且可编程序控制器现在在市场上也是一种成熟的产品。总之,经上述比较可得,我确定选用PLC控制电梯的运行。PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机,

实质上属于计算机控制方式。PLC和普通微机一样,以通用或专用CPU作为字处理器,实现通道(字)的运算和数据存储,另外还有位处理器,进行点(位)运算和控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。PLC控制系统优点如下:

(1)在电梯控制中采用了PLC,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠性大大提高。

(2)去掉了选层器及大部分继电器,控制系统结构简单,外部线路简化。

(3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能。

(4)PLC可进行故障自动检测和报警显示,提高运行安全性,并便于检修。

(5)用于群控调配和管理,并提高电梯运行效率。

(6)更改控制方案时不需改动硬件接线。

2 电梯PLC控制系统的构建

(1)机房

机房用来安装曳引机、电控屏、限速器等。机房可以设置在井道顶部,也可设置在井由自部。当机房设于井道底部时,即为曳引机下置式曳引方式。这种方式结构复杂,建筑物承重大,对井道尺寸要求大,只有在机房无法顶置时才使用。对于绝大多数电梯,椭均设于井道顶部。机房必须有足够的面积,高度、承重能力及良好的通风条件。

(2)曳引系统

曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮组成。曳引机由电动机联轴器、制动器、减速器、机座、曳引轮等组成,它是电梯的动力源;曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重装置(或者两端固定在机座房上),依靠钢丝绳和曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢的升降;导向轮的作用是分开轿厢和对重装置的距离,采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或重梁上。当钢丝绳的绕绳比大于1时,在轿厢和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个,甚至3个,这和曳引比有关。

(3)导向系统

导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上;导轨架是支承导轨的组件,和井道壁联接;导靴装在轿厢和对重架上,和导导轨配合,强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。

(4)门系统

门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门社在轿厢入口,由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成;层门社在层站入口,由门扇、门导轨架、门靴和门锁装置及开锁装置组成;开门机社在轿厢上,是轿厢门和层门启闭的动力源。

(5)轿厢

轿厢是用以运送乘客和货物的电梯组件。它由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架。是由上横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成;轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮等组成;轿厢体空间的大小由额定载重量和额定载客量决定。

(6)门厅

每一层电梯门口装的门,门上带有机器锁及电气接点。客梯多为自动开关门,开关门由轿厢门上的开门刀带动厅门上的橡皮勒辘来完成的,而轿厢门是由轿厢上的开关门装置驱动的。

(7)井道

井道由围壁、顶板及底坑围成一个在纳电梯轿厢和对重的有限空间。为了出人,在每个层站开有入口。

(8)围壁

围壁的作用是将电梯和外界分隔开,当导轨架直接安装在围壁上时,它还应承受费切力。围壁的结构分为封闭式和空格式。

(9)顶板

井道的顶部是机房,它是维修人员工作的地方。因此顶板必须是封闭型的,将井道和机房完全隔离。顶板还具有阻止机房即传向井道的作用。对于快、高速电梯,为了取得良好的隔声效果,常在井道顶部设隔音层,此时的井道顶成了双层结构。

(10)底坑

井道的底坑深入地面,用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等。由于深人了地面,因此要求防水,最好有排水设施。

(11)重量平衡系统