电梯控制系统设计wn.docx

1绪论31.1P1C简介31.2 P1C的发展历史31.3 P1C的工作原理41.4 P1C的程序设计方法52限制系统方案设计62. 1P1C限制系统与其他限制方式的比较62.1 电梯限制系统方案设计82.2 电梯限制系统原理框图设计82.3 电梯限制系统硬件结构框图93电气限制部分103. 1沟通双速电梯的主电路103.2电梯的主要电气设备114P1C限制部分144. 1P1C的选择144.1 输入/输出电路的设计154.2 梯形图设计155结论27致谢28参考文献291绪论1.1 P1C简介可编程限制器是60年头末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑限制器P1C(Programniab1e1ogicContro1Ier),目的是用来取代继电器。以执行逻辑推断、计时、计数等依次限制功能。提出P1C概念的是美国通用汽车公司。P1C的基本设计思想是把计算机功能完善、敏捷、通用等优点和继电器限制系统的简洁易懂、操作便利、价格便宜等优点结合起来，限制器的硬件是标准的、通用的。依据实际应用对象，将限制内容编成软件写入限制器的用户程序存储器内，使限制器和被控对象连接便利。70年头中期以后，P1C已广泛地运用微处理器作为中心处理器，输入输出模块和外围电路也都采纳了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的P1C已不再是仅有逻辑(1ogiC)推断功能，还同时具有数据处理、P1D调整和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程限制器标准草案中对可编程限制器作了如下的定义：可编程限制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采纳了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，依次限制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，限制各种类型的机械或生产过程。可编程限制器及其有关外围设备，易于与工业限制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。可编程限制器对用户来说，是一种无触点设备，变更程序即可变更生产工艺。目前，可编程限制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。可编程限制器是面对用户的专用工业限制计算机，具有很多明显的特点。牢靠性高，抗干扰实力强、编程直观、简洁、适应性好、功能完善，接口功能强。1.2 P1C的发展历史1968年美国通用汽车公司提出取代继电器限制装置的要求。1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程限制器PDP-14,在美国通用汽车公司的生产线上试用胜利，首次采纳程序化的手段应用于电气限制，这是第一代可编程序限制器，称Programmab1e,是世界上公认的第一台P1CoI969年，美国研制出世界第一台PDP-14。1971年，日本研制出第一台DCS-8o1973年，德国研制出第一台P1Co1974年，中国研制出第一台P1C发展：20世纪70年头初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程限制器，使P1C增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业限制装置。此时的P1C为微机技术和继电器常规限制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了便利和反映可编程限制器的功能特点，可编程序限制器定名为Programmab1e1ogicContro11er（P1C）020世纪70年头中末期，可编程限制器进入好用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程限制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更牢靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、P1D功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年头初，可编程限制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程限制器的国家日益增多，产量日益上升。这标记着可编程限制器已步入成熟阶段。20世纪80年头至90年头中期，是P1C发展最快的时期，年增长率始终保持为3040%。在这时期，P1C在处理模拟量实力、数字运算实力、人机接口实力和网络实力得到大幅度提高，P1e渐渐进入过程限制领域，在某些应用上取代了在过程限制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程限制器的发展特点是更加适应于现代工业的须要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特别功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程限制器的工业限制设备的配套更加简洁。1.3 、P1C的工作原理当P1C投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，P1C的CPU以肯定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（一）输入采样阶段在输入采样阶段，P1C以扫描方式依次地读入全部输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变更，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会变更。因此，假如输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何状况下，该输入均能被读入。（二）用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，P1C总是按由上而下的依次依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的限制线路，并按先左后右、先上后下的依次对由触点构成的限制线路进行逻辑运算，然后依据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特别功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变更，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变更，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中假如运用马上I/O指令则可以干脆存取I/O点。即运用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序干脆从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被马上更新，这跟马上输入有些区分。（三）输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，P1C就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU依据I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是P1C的真正输出。1.4 P1C程序设计方法1、分析限制系统的限制要求。熟识被控对象的工艺要求，确定必需完成的动作及动作完成的依次，归纳出依次功能图。2、选择适当类型的P1C。依据生产工艺要求，确定I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等），并列出I/O点清单。进行内存容量的估计，适当留有余量。依据阅历，对于一般开关量限制系统，用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8；对于只有模拟量输入的限制系统，每路模拟量须要IOO个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟量输出的限制系统，每路模拟量须要200个存储器字。确定机型时,还要结合市场状况，考察P1C生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合状况，选定性能价格比好一些的P1C机型。3、硬件设计。依据所选用的P1C产品，了解其运用的性能。按随机供应的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的状况进行外电路的设计，绘制电气限制系统原理接线图。4、软件设计。（1）软件设计的主要任务是依据限制系统要求将依次功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将运用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。（2）模拟调试。将设计好的程序下载到P1C主单元中。由外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗状况了解程序运行的状况，视察输入/输出之间的变更关系及逻辑状态是否符合设计要求，并刚好修改和调整程序，直到满意设计要求为止。5、现场调试。在模拟调试合格的前提下，将P1C与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个P1C限制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的状况下才可送电。将P1C的工作方式置为“RUN"。反复调试，消退可能出现的问题。当试运肯定时间且系统运行正常后，可将程序固化在具有许久记忆功能的存储器中，做好备份。2限制系统方案设计1.1 P1C限制系统与其他限制方式的比较1.1.1 P1C限制系统与继电器限制系统的比较继电器组成的依次限制系统是最早的一种实现电梯限制的方法。但是，进入九十年头,随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的平安性、牢靠性的要求越来越高，继电器限制的弱点就越来越明显。可编程序限制器（P1C）最早是依据依次逻辑限制的须要而发展起来的，是特地为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器限制方式已渐渐被P1C限制所代替。同时，由于电机沟通变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速渐渐过渡到了沟通变频调速。因此，P1C限制技术加变频调速技术己成为现代电梯行业的一个热点。电梯继电器限制系统的优点：全部限制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和驾驭，适合于一般技术人员和技术工人所驾驭；系统的保养、修理及故障检查无需较高的技术和特别的工具、仪器；大部分电器均为常用限制电器，更换便利，价格较便宜；多年来我国始终生产这类电梯，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟识、驾驭的人员较多。但是，电梯继电器限制系统存在很多的问题：系统触点繁多、接线线路困难，且触点简洁烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高；一般限制电器及硬件接线方法难以实现较困难的限制功能，使系统的限制功能不易增加，技术水平难以提高；电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统限制精度难以提高；系统结构浩大，能耗较高，机械动作噪音大；由于线路困难，易出现故障，因而保养修理工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。电梯继电器限制系统故障率高，大大降低了电梯的牢靠性和平安性，常常造成停梯，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。P1C是一种用于工业自动化限制的专用计算机，实质上属于计算机限制方式。P1C与一般微机一样，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（布尔处理器），进行点（位）运算与限制。P1C限制一般具有牢靠性高、易操作、修理、编程简洁、敏捷性强等特点。P1C限制电梯的优点：（1）在电梯限制中采纳了P1C,用软件实现对电梯运行的自动限制，牢靠性大大提高。（2）去掉了选层器及大部分继电器，限制系统结构简洁，外部线路简化。（3）P1C可实现各种困难的限制系统，便利地增加或变更限制功能。（4）P1C可进行故障自动检测与报警显示，提高运行平安性，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）更改限制方案时不需改动硬件接线。为便于比较P1C限制系统与继电器限制系统优缺点现列表如下，详见表2-1。表2-1P1C限制系统与继电器限制系统比较项目继电器限制系统P1C限制系统限制功能实现有很多继电器，采纳接线的方式来完成限制功能各种限制功能通过编制的程序来实现对限制要求变更适应性适应性差，须要重新设计，变更继电瑞和接线适应性强，只需针对程序进行修改限制速度低，靠机械动作实现极快，靠微处理器进行处理特别功能一般没有有安装，施工连线多，施工繁安装简洁，施工便利牢靠性差，触点多，故障多高，因元器件实行了筛选和抗老化等牢靠性措施寿命短长可扩展性困难简洁维护工作量大，故障不易