[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品] 基于PLC的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1 緒論可編程序控制器（plc）因采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，它的功能強(qiáng)，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，使用方便，體積小巧，在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。以前的自動(dòng)扶梯采用的是繼電接觸器控制的方式，扶梯采用星三角降壓?jiǎn)?dòng),由于接觸器頻繁吸合，常常出現(xiàn)故障，給電機(jī)的運(yùn)行及扶梯的檢修帶來(lái)極大的不便。plc機(jī)從誕生以來(lái)，發(fā)展非常迅速，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著plc性能、價(jià)格比的不斷提高，過(guò)去在使用專用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合現(xiàn)在也可以使用plc了。plc機(jī)的作用越來(lái)越大，其最基本、最廣泛的應(yīng)用是開關(guān)量邏輯控制。plc機(jī)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)都是只有通/斷狀態(tài)的開關(guān)量

2、信號(hào)。這種控制與繼電器控制最為接近。可以用價(jià)格較低的、僅有開關(guān)量控制功能的plc機(jī)作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線的控制。plc還可以對(duì)溫度，壓力，流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制?，F(xiàn)代的plc機(jī)具有數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，轉(zhuǎn)換，排序主查表，位操作等多種功能?？梢酝瓿蓴?shù)據(jù)的采集分析和處理。plc機(jī)隨著發(fā)展結(jié)構(gòu)與功能不斷改進(jìn)，應(yīng)用范圍也迅速擴(kuò)大，它可直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。我們要想能夠勝任plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，按要求完成好設(shè)計(jì)任務(wù)，僅僅掌握plc設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)是不夠的，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐，深入工作現(xiàn)場(chǎng)，靈

3、活應(yīng)用，不斷積累經(jīng)驗(yàn)。我的設(shè)計(jì)題目是：商場(chǎng)自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)這一題目，可以將我們所學(xué)知識(shí)加以復(fù)習(xí)，鞏固，從而達(dá)到能夠靈活應(yīng)用的目的。由于設(shè)計(jì)者學(xué)識(shí)有限，設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中一定有疏漏及錯(cuò)誤，殷切希望各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。1.1 自動(dòng)扶梯介紹自動(dòng)扶梯是由一臺(tái)特種結(jié)構(gòu)形式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺(tái)特殊結(jié)構(gòu)形式的膠帶輸送機(jī)所組合而成，帶有循環(huán)運(yùn)動(dòng)梯路，用以在建筑物的不同層高間向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備。運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械。廣泛用于車站，碼頭，商場(chǎng)，機(jī)場(chǎng)和地下鐵道等人流集中的地方。1900年，巴黎國(guó)際博覽會(huì)展出的一臺(tái)階梯狀動(dòng)梯是現(xiàn)代自動(dòng)扶梯的雛形。以后，自動(dòng)扶梯在各國(guó)得

4、到迅速發(fā)展。自動(dòng)扶梯由梯路（變型的板式輸送機(jī)）和兩旁的扶手（變形的帶式輸送機(jī)）組成。其主要部件有梯級(jí)，牽引鏈條及鏈輪，導(dǎo)軌系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)（包括電動(dòng)機(jī)，減速裝置，制動(dòng)器及中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)等），驅(qū)動(dòng)主軸，梯路張緊裝置，扶手系統(tǒng)，梳板，扶梯骨架和電氣系統(tǒng)等。梯級(jí)在乘客入口處作水平運(yùn)動(dòng)（方便乘客登梯），以后逐漸形成階梯；在接近出口處階梯逐漸消失，梯級(jí)再度作水平運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)都是由梯級(jí)主輪，輔輪分別沿不同的梯級(jí)導(dǎo)軌行走來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖1-1示是自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)流程圖。圖1-1自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)流程圖。 1.1.1 y/啟動(dòng)自動(dòng)扶梯的介紹自動(dòng)扶梯是一種可以連續(xù)運(yùn)行的客運(yùn)工具，目前正廣泛使用在地鐵、機(jī)場(chǎng),商場(chǎng)等客

5、流量大的場(chǎng)所。扶梯控制部分主要集中在扶梯上水平段，扶梯靠一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)牽引。另外,扶梯還設(shè)置了十幾個(gè)安全開關(guān),扶梯監(jiān)控,照明,電鈴,自動(dòng)潤(rùn)滑等裝置。1.1.2 主要功能扶梯有兩種運(yùn)行狀態(tài)：檢修點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行和用鑰匙開關(guān)控制的正常運(yùn)行。用鑰匙控制時(shí)，扶梯啟動(dòng)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)時(shí)先星形起動(dòng)后轉(zhuǎn)為三角形運(yùn)行。而檢修控制時(shí)只能以星形運(yùn)行，此時(shí)鑰匙開關(guān)控制失效，以保障維修人員的安全。1.1.3 安全保護(hù)扶梯在下列狀態(tài)均會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行：（1）當(dāng)安全開關(guān)之一動(dòng)作時(shí)。（2）相序監(jiān)控器監(jiān)測(cè)到錯(cuò)相或缺相時(shí)。（3）電流過(guò)大，熱繼電器動(dòng)或斷路器動(dòng)作時(shí)。（4）當(dāng)按下停止按鈕時(shí)。（5）當(dāng)梯級(jí)運(yùn)行速度高于或低于額定速度20

6、%時(shí)。（6）扶梯未能正常進(jìn)行星三角轉(zhuǎn)換時(shí)。（7）扶梯啟動(dòng)未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定速度時(shí)。（8）當(dāng)使用鑰匙啟動(dòng)扶梯時(shí)，需人工復(fù)位到中間位置，否則扶梯運(yùn)行20秒后自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警，避免發(fā)生意外傷人事故【1】。y/啟動(dòng)控制見(jiàn)圖1-2：圖1-2 y/啟動(dòng)控制圖1.2 plc+vvvf控制方案的介紹以前，自動(dòng)扶梯電氣系統(tǒng)是采用“繼電器邏輯”控制，雖然其控制邏輯已經(jīng)比較精煉，嚴(yán)密，但由于其邏輯控制部分是由繼電器觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，故障率較高，而且控制柜布線復(fù)雜，給確定故障范圍，查找故障帶來(lái)較大困難。為解決這一問(wèn)題，提高扶梯質(zhì)量，我們采用三菱公司fx系列的可編程控制器作為控制核心，對(duì)自動(dòng)扶梯進(jìn)行了改進(jìn)。由于三菱公司的

7、plc控制可靠，價(jià)格較低，也可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮許多因素，首先是要有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，以滿足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)低故障率的要求，因此，我們選擇plc作為控制核心。1.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)三菱公司的fx系列具有以下特點(diǎn)（1）plc的用戶程序和部分?jǐn)?shù)據(jù)存放在eeprom中，無(wú)需用鋰電池進(jìn)行掉電保護(hù)。手持編程器pg702中的用戶程序和部分?jǐn)?shù)據(jù)也可存放在其eeprom中，使用起來(lái)十分方便。（2）具有一個(gè)存儲(chǔ)卡插孔，需要裝載程序時(shí)，只需將已存入程序的存儲(chǔ)卡插入plc后再上電，幾秒鐘后斷電并把存儲(chǔ)卡拔下，存儲(chǔ)卡上的程序就自動(dòng)裝入plc，這一功能為我廠進(jìn)行批量生產(chǎn)或更新程序提供了很大方便。

8、（3）利用fx1s系列編程軟件，可方便地在電腦上進(jìn)行編程及存儲(chǔ)，并可通過(guò)ppi電纜實(shí)現(xiàn)電腦與plc之間的通訊。（4）具有兩個(gè)模擬電位器，可實(shí)現(xiàn)以下功能，例如：對(duì)計(jì)數(shù)器或定時(shí)器的給定值進(jìn)行預(yù)設(shè)置，該功能對(duì)參數(shù)的具體確定很有幫助。并可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)一些隨季節(jié)變化的參數(shù)的調(diào)整。（5）具有3級(jí)口令保護(hù)功能，防泄密。1.2.2控制程序設(shè)計(jì)控制程序的設(shè)計(jì)必須充分考慮對(duì)人身安全的保障，此外，在設(shè)計(jì)中注意程序邏輯是和時(shí)序相關(guān)時(shí)，可編程序控制器都采用順序掃描工作方式，工作時(shí)其程序被逐行掃描執(zhí)行，這樣就有了先后次序，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：將一個(gè)程序中的一行或數(shù)行語(yǔ)句移到別的位置后會(huì)得到不同的結(jié)果。在程序編程方面，系

9、統(tǒng)程序是根據(jù)自動(dòng)扶梯標(biāo)準(zhǔn)的要求和原繼電器邏輯電路和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)編制而成，雖然該用軟件只是采用了plc一些常用的指令，但其同硬件共同產(chǎn)生的綜合效果則是以往傳統(tǒng)繼電器邏輯電路無(wú)法達(dá)到的。下面舉幾個(gè)具體應(yīng)用作簡(jiǎn)易闡述： （1）上電時(shí)將內(nèi)部標(biāo)位清零，這一程序是十分重要的，它能有效地防止由于突然上電使扶梯自動(dòng)啟動(dòng)，造成人員傷害。 （2）上電時(shí)若啟動(dòng)用的鑰匙開關(guān)沒(méi)有復(fù)位，則扶梯不應(yīng)啟動(dòng)，只有將鑰匙開關(guān)復(fù)位后再次旋轉(zhuǎn)扶梯才能啟動(dòng)。（3）用電鈴的不同聲響代表不同的故障。（4）對(duì)扶梯梯級(jí)運(yùn)行速度進(jìn)行測(cè)速。（5）用計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器組合工作，擴(kuò)大計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)范圍。（6）在plc剩余2個(gè)輸入點(diǎn)中，筆者將其充分利用，當(dāng)測(cè)速系

10、統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)將其分別短接，既便于區(qū)分不同故障，又能使得扶梯在排除故障前，可以繼續(xù)運(yùn)行而不影響用戶使用。1.3 plc+vvvf控制方案的優(yōu)點(diǎn)及意義目前，常規(guī)的自動(dòng)扶梯空載時(shí)仍是額定速度運(yùn)行，存在耗能大，機(jī)械磨損大，使用壽命短等缺點(diǎn)。通過(guò)plc+vvvf控制方案的扶梯進(jìn)行可靠性檢驗(yàn)，該技術(shù)在功能，節(jié)能，安全等各方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)扶梯變頻節(jié)能改造技術(shù)采用進(jìn)口plc可編程序控制器與變頻器的控制組合，具有功能強(qiáng)，改造工作量小等優(yōu)點(diǎn)。在無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)平穩(wěn)過(guò)渡到節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，以1/5額定速度運(yùn)行，此時(shí)的運(yùn)行電流僅為改造前的1/3。在有人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)從節(jié)能速度平穩(wěn)過(guò)渡到額定速度運(yùn)行。在檢修運(yùn)行

11、時(shí)，扶梯以1/2額定速度運(yùn)行，便于觀察扶梯的運(yùn)行情況并進(jìn)行檢修,避免了原系統(tǒng)額定速度點(diǎn)動(dòng)停止不及時(shí)的不足。由于無(wú)人乘梯時(shí)節(jié)能運(yùn)行的速度很慢，在很大程度上減少了機(jī)械部分的磨損，相對(duì)延長(zhǎng)了扶梯的使用壽命。同時(shí)，變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，有效改善了電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少了無(wú)功損耗。改造中充分考慮了變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)的并存，將原系統(tǒng)的安全條件與變頻器自身的安全環(huán)節(jié)相結(jié)合，便于系統(tǒng)故障時(shí)的相互切換，不影響用戶的使用，也使得改造后的系統(tǒng)安全性更為可靠。1.3.1 plc的發(fā)展可編程序控制器，是隨著生產(chǎn)不斷地發(fā)展，新技術(shù)不斷出現(xiàn)，特別是電子技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的一種新型的控制技術(shù)。過(guò)去傳統(tǒng)

12、的繼電接觸式順序控制器，有著許多難以克服的缺點(diǎn)，壽命較短，可靠性差、通用性及靈活性差、耗電高，尤其是改變生產(chǎn)程序很困難，這就與生產(chǎn)的高速發(fā)展形成了尖銳矛盾，為了解決此矛盾，電子技術(shù)經(jīng)歷了十余年的發(fā)展，plc機(jī)已進(jìn)入了實(shí)用性階段，plc技術(shù)的產(chǎn)生和迅猛發(fā)展，不僅極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，而且推動(dòng)了工業(yè)技術(shù)革命的進(jìn)程。1.3.2 plc的特點(diǎn)plc是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體以儲(chǔ)存指令，用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類似的輸入/輸出模件，以控制各種機(jī)械或工作程序。可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，其

13、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：可靠性高，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。工業(yè)生產(chǎn)一般要求控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，也就是說(shuō)，對(duì)pc的可靠性提出很高要求，一般要求有很長(zhǎng)的平均無(wú)故障時(shí)間和很短的修復(fù)時(shí)間。plc控制系統(tǒng)的故障可分為兩類：一類是由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾，超高溫，超低溫，過(guò)電壓，負(fù)電壓等引起的。這類故障只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)本應(yīng)隨著恢復(fù)正常。但因plc受外界影響后，內(nèi)部所存儲(chǔ)的信息被破壞，就可能引起混亂，這樣就不能在此種情況下繼續(xù)原來(lái)的工作，這類故障稱為偶發(fā)性故障。另一類故障是由于元件本身的缺陷或外界的影響而損壞，這種損壞是不可恢復(fù)的，這類故

14、障稱為永久性故障。plc的邏輯部分是采用無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路的“接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)”，而不是大量的機(jī)械觸點(diǎn)的串并聯(lián)完成的，只需要輸入輸出與現(xiàn)場(chǎng)有少量的連線，這就從根本上減少了永久性故障的機(jī)會(huì)，是使plc可靠性提高的主要原因。如果再能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，使plc能承受較嚴(yán)重的惡劣環(huán)境或把影響的后果限制在最小范圍之內(nèi)，以使惡劣條件消失后能夠恢復(fù)正常，這樣就有可能延長(zhǎng)平均無(wú)故障時(shí)間。此外，對(duì)永久性故障，主要是著手迅速、準(zhǔn)確地查出，以減小plc的平均修復(fù)時(shí)間。一般在plc上增加一些診斷一些適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段，則在永久性，就能很快查出。我們?cè)O(shè)計(jì)的這臺(tái)專用設(shè)備用plc機(jī)控制。plc機(jī)內(nèi)部的繼電器就象是許多個(gè)繼電器集

15、成在一起，只需考慮輸入與輸出的接線。在一般人的印象中，plc機(jī)的價(jià)格可能較高，像計(jì)算機(jī)一樣，它的一些元件是由分立的，可以被集成，最后到大規(guī)模集成電路。它簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路，而且隨著內(nèi)部電路的簡(jiǎn)化，成本也逐漸降低。plc機(jī)也是經(jīng)歷著同樣的簡(jiǎn)化過(guò)程。70年代后期，隨著微處理器的出現(xiàn)，由于其體積小，功能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，很快被用于plc機(jī)中，使plc機(jī)的功能增強(qiáng)，工作速度加快，體積減小，可靠性增加，成本降低。在一些人看來(lái)，掌握與運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)，是要付出一定的努力，因?yàn)樗恼Z(yǔ)言比較復(fù)雜，不容易被人接受。但plc機(jī)借鑒了微型計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言，采用極易為員工掌握的梯形圖編程語(yǔ)言來(lái)編寫程序的。這就大大提

16、高了它的發(fā)展?jié)摿?。我們所設(shè)計(jì)的可編程序控制器-變頻調(diào)速器控制自動(dòng)扶梯，不但設(shè)計(jì)過(guò)程不復(fù)雜，對(duì)于操作人員和維護(hù)人員來(lái)說(shuō)也較容易掌握。它可以按照操作人員的要求，進(jìn)行程序調(diào)整，并且具有極強(qiáng)的安全可靠性，所以適用較為廣泛。1.3.3 plc與繼電器控制系統(tǒng)的比較（1）控制方式繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。plc采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。 （2）控制速度繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制9，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象

17、。plc是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無(wú)抖動(dòng)。 （3）延時(shí)控制繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。plc用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。2 控制電路設(shè)計(jì)2.1 plc+vvvf控制方案的選擇2.1.1方案描述目前市場(chǎng)上的自動(dòng)扶梯多為恒速運(yùn)行的，比較費(fèi)電，所以設(shè)計(jì)該扶梯可以起到節(jié)能的效果。vf/pc控制屏控制系統(tǒng)采用了plc程序控制變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)主機(jī)，主要控制器及主驅(qū)動(dòng)控制部分均在上部控制箱內(nèi)。電源要求三相五線制，相電壓為380v(+7%-1

18、0%),接地電阻不大于4歐姆。2.1.2主要功能變頻多速運(yùn)行（正常運(yùn)行快速，無(wú)人時(shí)慢速）、自動(dòng)運(yùn)行、檢修運(yùn)行、缺相和錯(cuò)相保護(hù)機(jī)過(guò)載保護(hù)、變頻器超速保護(hù)（1）檢修運(yùn)行：手持操縱盒插入檢修插座并將正常檢修開關(guān)置為檢修檔。合上主電源開關(guān)k1和k2，fu1，fu2，fu3。當(dāng)安全回路暢通（即kc吸合），plc供電正常，且在“run”狀態(tài)下，將正常檢修轉(zhuǎn)換開關(guān)置為“檢修狀態(tài)”，打開檢修盒上停止開關(guān)，點(diǎn)動(dòng)檢修盒上或下行按鈕，接觸器將按下列順序工作：即plc輸入點(diǎn)x3（慢上）或x4（慢下）亮，plc輸出點(diǎn)y2（正轉(zhuǎn)）或y3（反轉(zhuǎn)）點(diǎn)動(dòng)亮，變頻器顯示40hz左右，扶梯（或人行道）正常檢修運(yùn)行。（2）正常運(yùn)行：

19、通過(guò)鑰匙開關(guān)操縱，鑰匙開關(guān)在人行道入口的右邊蓋板上，正常運(yùn)行起動(dòng)時(shí)，正常檢修轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)置為正常。將正常檢修轉(zhuǎn)換開關(guān)置為“正常”狀態(tài)，拔下檢修插頭。合上主電源開關(guān)k1和k2，fu1，fu2，fu3。當(dāng)安全回路暢通（即kc吸合），plc供電正常，且在“run”狀態(tài)下，插入運(yùn)行起動(dòng)鑰匙開關(guān)運(yùn)行過(guò)程順序?yàn)椋杭磒lc輸入點(diǎn)x5（正常上）x6（正常下）得電，plc輸出點(diǎn)y2或y3亮，y4，y5亮，扶梯正常啟動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)無(wú)人時(shí)檢測(cè)光電x10或x11，根據(jù)客流量交替點(diǎn)亮，扶梯（或人行道）進(jìn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)（快速運(yùn)行時(shí)變頻器顯示50hz，慢速運(yùn)行時(shí)變頻器顯示20hz左右）。（3）安全回路：從接線端號(hào)23（即plc的

20、x0點(diǎn)）開始經(jīng)sjt1，kph，kr，50，51，52，53，54，55，56，57，5859，60，61，62，63，64，65，66，67，68，69，sjt3，sjt4到0v（即plc的輸入com點(diǎn)）為安全回路、在檢修運(yùn)行時(shí)，為排除故障可能臨時(shí)跨接。在安全回路全部接通后，主接觸器kc才會(huì)吸合。旋轉(zhuǎn)方向及速度監(jiān)控（變頻器超速保護(hù)）（4）帶故障顯示（gym）：故障顯示器的工作電壓為dc24v。輸入安全回路的開關(guān)接點(diǎn)，當(dāng)這些接點(diǎn)無(wú)動(dòng)作時(shí)，顯示器顯示“p”。否則顯示器顯示出所對(duì)應(yīng)的故障號(hào)碼。（5）安全保護(hù)裝置:供電系統(tǒng)斷錯(cuò)相保護(hù),由于供電系統(tǒng)的斷相和錯(cuò)相，相序保護(hù)繼電器動(dòng)作，人行道不能開車。電動(dòng)

21、機(jī)過(guò)載保護(hù):當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載，線圈溫長(zhǎng)過(guò)高，保護(hù)起作用，人行道停車。梯級(jí)曳引機(jī)鏈斷鏈或伸長(zhǎng)保護(hù):當(dāng)梯級(jí)曳引鏈在使用中斷裂或過(guò)分伸長(zhǎng)，保護(hù)觸電動(dòng)作，人行道停車。梳齒板保護(hù):當(dāng)梯級(jí)進(jìn)入梳齒板處，有異物夾入時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，人行道停車。扶手帶入口保護(hù):當(dāng)扶手帶在轉(zhuǎn)向端入口處手指卡入時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，人行道停車。梯級(jí)塌陷保護(hù):當(dāng)梯級(jí)任何部分下陷；將導(dǎo)致在出入口處與梳齒板的嚙合不能保證要求的間隙時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，人行道停車。圍裙板間隙保護(hù):在圍裙板與梯級(jí)邊緣有異物卡住時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，人行道停車。速度監(jiān)控裝置:當(dāng)運(yùn)行速度超過(guò)額定速度1.2倍或非操作逆轉(zhuǎn)時(shí)，人行道停車。緊急按鈕:在人行道出入口處，設(shè)有急停按鈕:驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈保護(hù)

22、當(dāng)驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈時(shí)，附加制動(dòng)器動(dòng)作，人行道停車。梯級(jí)間隙照明:在梯級(jí)上下端部水平過(guò)渡段，為了避免乘客進(jìn)出人行道時(shí)踏在兩個(gè)梯級(jí)之間的連接處而發(fā)生危險(xiǎn)，在梯級(jí)下面裝有綠色照明，提醒乘客。梯級(jí)黃色邊框:指示乘客踏在邊框范圍內(nèi)，黃色邊以外與圍裙板太近，易產(chǎn)生危險(xiǎn)【2】。（6）靜電刷:消除人行道運(yùn)行中產(chǎn)生的靜電。2.2設(shè)計(jì)中各元器件的選擇各元器件的選擇如表2-1 所示。表2-1 電氣控制系統(tǒng)器件明細(xì)表代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量安裝位置備注m1交流電動(dòng)機(jī) y08-11kw1上機(jī)房m2剎車電動(dòng)機(jī) y11上機(jī)房kc主接觸器 y3lc1 d3201m7-c1上控箱vvvf變頻器 y2616g51上控制箱續(xù)表plc可編程控

23、制器fx1s-40mr1上控制箱b1電源變壓器 jbk632上控制箱sjt2上端急停按鈕 x31上端右蓋板代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量安裝位置備注sjt3下端急停按鈕 x41下端右蓋板sjt1上控制箱急停按鈕x51上控制箱sjt4下控制箱急停按鈕x61下控制箱sjt停止啟動(dòng)按鈕x01手控制檢修裝置css上運(yùn)行電開關(guān) x1tng-3221上控制箱csx下運(yùn)行電開關(guān) x2tng-3221上控制箱2.3 自動(dòng)扶梯的相鄰區(qū)域（1）出入口的通行區(qū)域在自動(dòng)扶梯的出入口應(yīng)有充分暢通的區(qū)域，以容納進(jìn)（出）自動(dòng)扶梯的乘客，該區(qū)域的寬度應(yīng)大于或等于扶手帶中心線之間的距離其在深度方向，從自動(dòng)扶梯的扶手帶端部起，向外延伸至少

24、2.5m。若該通行區(qū)域的寬度達(dá)到扶手帶中心距b1的兩倍以上，則其深度方向尺寸可減至2m。設(shè)計(jì)人員應(yīng)將該通行區(qū)域視為整個(gè)交通輸送系統(tǒng)的一部分，因此實(shí)際上有時(shí)需要適當(dāng)增大【3】。（2）梯級(jí)，踏板上方的安全高度自動(dòng)扶梯的梯級(jí)上方，應(yīng)有不小于2.3m的垂直凈通過(guò)高度。該凈高度應(yīng)沿整個(gè)梯級(jí)，踏板的運(yùn)動(dòng)全行程，以保證自動(dòng)扶梯的乘客安全無(wú)阻礙的通過(guò)。 （3）扶手帶外緣與建筑物或障礙物之間的安全距離扶手帶中心線與相鄰建筑物墻壁或障礙物之間的水平距離，在任何情況下均不得小于500mm，該距離應(yīng)保持到自動(dòng)扶梯梯級(jí)上方至少2.1m的高度處。如果采取適當(dāng)措施可避免傷害的危險(xiǎn)，則此2.1m的高度可適當(dāng)減少。對(duì)平行并列布

25、置或交叉布置的自動(dòng)扶梯，為防止相鄰自動(dòng)扶梯運(yùn)動(dòng)引起的傷害，相鄰兩臺(tái)自動(dòng)扶梯扶手帶外緣之間距離應(yīng)大于500mm。（4）與樓板交叉處以及交叉布置的自動(dòng)扶梯之間的防護(hù)自動(dòng)扶梯與樓板交叉處以及各交叉布置的自動(dòng)扶梯相交叉的三角形區(qū)域，除了應(yīng)滿足上述的安全距離的要求外，還應(yīng)在外蓋板上方設(shè)置一個(gè)無(wú)銳利邊緣的垂直防碰保護(hù)板，其高度不應(yīng)小于0.3m，例如用一個(gè)無(wú)孔的三角形保護(hù)板。如扶手帶中心線與任何障礙物之間的距離大于或等于0.5m時(shí)，則不須采用防碰保護(hù)板。（5）自動(dòng)扶梯上端部樓板邊緣的保護(hù)自動(dòng)扶梯與上層樓板相交處，為了滿足上述2）梯級(jí)，踏板上方的安全高度，在上層樓板上應(yīng)開有一定尺寸的孔，為了防止乘客有墜落或擠

26、刮傷害的危險(xiǎn)，在開孔樓板的邊緣應(yīng)設(shè)有規(guī)定高度的護(hù)欄。（6）自動(dòng)扶梯的照明自動(dòng)扶梯及其周邊，特別是在梳齒板的附近應(yīng)有足夠的照明，室內(nèi)或室外自動(dòng)扶梯出入口處地面的照度分別至少為50lx或15lx。2.4 自動(dòng)扶梯尺寸及參數(shù)2.4.1自動(dòng)扶梯尺寸（1）理論輸送能力：指每小時(shí)理論輸送的人數(shù)。理論輸送能力（c，人/h）計(jì)算式為c=3 600vk/0.4。式中，v為額定速度，m/s；k為寬度系數(shù)（梯級(jí)寬度為0.6m時(shí)取1.0，0.8m時(shí)取1.5，1.0m時(shí)取2.0）。（2）額定速度：指梯級(jí)，踏板或膠帶在空載運(yùn)行下的速度，是設(shè)計(jì)確定并實(shí)際運(yùn)行的速度。自動(dòng)扶梯傾斜角不大于30時(shí)額定速度不應(yīng)超過(guò)0.75m/s，

27、傾斜角大于30且不大于35時(shí)額定速度不應(yīng)超過(guò)0.50m/s。自動(dòng)人行道的額定速度不應(yīng)超過(guò)0.75m/s，當(dāng)踏板的寬度不超過(guò)1.1m時(shí)，額定速度不應(yīng)超過(guò)0.9m/s。（3）傾斜角：梯級(jí)，踏板或膠帶運(yùn)行方向與水平面構(gòu)成的最大角度。一般有27.3度，30度，35度（當(dāng)提升高度不超過(guò)6m , 額定速度不超過(guò)0.50m/s時(shí)，傾斜角允許增至35）三種。一般雙梯的話梯級(jí)寬度常用1000，這樣的話總寬度會(huì)達(dá)到34003600左右。（4）梯級(jí)名義寬度：國(guó)內(nèi)自動(dòng)扶梯一般采用0.6m、0.8m、1.0m，一般雙梯的話梯級(jí)寬度常用1000，這樣的話總寬度會(huì)達(dá)到34003600左右。（5）基坑深度：自動(dòng)扶梯空載和負(fù)載

28、向下制動(dòng)距離范圍 表2-1所示 表2-1 自動(dòng)扶梯空載和負(fù)載向下制動(dòng)距離范圍表額定速度(m/s)制動(dòng)距離范圍(m)0.500.20-1.000.650.30-1.300.750.35-1.50（6）安全設(shè)計(jì)出人口暢通區(qū)的寬度不應(yīng)小于250m，暢通區(qū)有密集人流穿行時(shí)，其寬度應(yīng)加大； 欄板應(yīng)平整，光滑和無(wú)突出物；扶手帶頂面距自動(dòng)扶梯前緣、自動(dòng)人行道踏板面或膠帶面的垂直高度不應(yīng)小于090m；扶手帶外邊至任何障礙物不應(yīng)小于050m，否則應(yīng)采取措施防止障礙物引起人員傷害；扶手帶中心線與平行墻面或樓板開口邊緣間的距離，相鄰平行交叉設(shè)置時(shí)兩梯(道)之間扶手帶中心線的水平距離不宜小于050m，否則應(yīng)采取措施防

29、止障礙物引起人員傷害【5】。2.4.2自動(dòng)扶梯技術(shù)參數(shù)梯級(jí)寬度：60080010001200 額定速度：0.5m/s 提升高度：4.5m/5.2m 傾斜角度：30/35 承載能力：4500/6750/9000人/小時(shí) 驅(qū)動(dòng)功率：8-11kw 水平梯級(jí)：2個(gè)/3個(gè) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī) 動(dòng)力電源：電壓：380v10， 頻率：50hz2% 照明電源：220v， 頻率：50【7】3 可編程序控制器硬件配置3.1 plc的工作原理可編程序控制器，簡(jiǎn)稱為plc，它是在可編程序邏輯控制器，即plc的基礎(chǔ)上，采用微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)制造的通用性的自動(dòng)控制設(shè)備。它以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能完成邏輯，定時(shí)，計(jì)數(shù)，

30、記憶和算術(shù)運(yùn)算等功能。既能控制開關(guān)量，也能控制模擬量，控制規(guī)模從幾十個(gè)點(diǎn)到上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)?，F(xiàn)代的可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的嶄新產(chǎn)品，它具有高的可靠性能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高潮，沖擊，振動(dòng)等惡劣環(huán)境，用于控制機(jī)械設(shè)備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。目前每個(gè)生產(chǎn)可編程序控制器的廠家?guī)缀醵加凶约悍忾]式的系列化產(chǎn)品，所以plc的種類，系列很多，其功能也不一致。人們根據(jù)輸入及輸出點(diǎn)數(shù)，相應(yīng)的程序存儲(chǔ)容量和功能分為小型，中型和大型的可編程序控制器，以適應(yīng)各種控制要求。可編程器主要由cpu模塊，輸入模塊，輸出模塊和編程器組成，組成如圖3-1所示。圖31

31、可編程序控制器結(jié)構(gòu)框圖plc實(shí)際是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異。3.1.1 cpu模塊cpu模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微處理器和存貯器組成。cpu作用類似于人的心臟與大腦，它工作方式是采用掃描，每掃描完一次就要完成以下工作：（1）將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映象寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2）逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的，完成存取，傳送和處理工作。并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）將輸出映象寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。plc的存貯器分為系統(tǒng)程序存貯器和用戶程序存貯器，系統(tǒng)程序存貯器中存貯

32、的系統(tǒng)程序，是由廠家固化在ram上的，一般使用者不能直接存取，它使 plc能夠具有一些基本的智能，能夠完成用戶輸入的程序，用戶存貯器中存貯的是用戶程序，它由使用者設(shè)計(jì)決定了plc的具體工作。i/o模塊i/o模塊是cpu與外部聯(lián)系的橋梁，它采集外部和接收外部?jī)煞N類型的輸入信號(hào)，一種是按鈕等元件的開關(guān)量信號(hào)，一種是電位器、電磁閥等模擬量輸入信號(hào)，plc通過(guò)輸出模塊控制接觸器等執(zhí)行器，plc控制的另一類型負(fù)載有指示燈報(bào)警裝置等。cpu模塊工作電壓一般為5v，而plc的輸入/輸出信號(hào)電壓一般比較高一些，例如直流24v與交流220v，cpu一般不能與外部的輸入/輸出裝置，因?yàn)樗话闶褂迷诠S等環(huán)境比較惡

33、劣的地方，這些現(xiàn)場(chǎng)的干擾，如尖峰電壓等可能會(huì)損壞cpu模塊中的元器件，可以使plc不能正常工作。所以我們使用了獨(dú)立的i/o模塊，可以起到隔離的作用2 。編程器編程器的功能主要用于用戶程序的編制、編輯、修改、調(diào)試和監(jiān)視，并將用戶程序?qū)懭肟删幊炭刂破鞯膔am里。你可以輸入所需程序，還可以在執(zhí)行時(shí)觀察哪個(gè)元件動(dòng)作了，哪個(gè)未動(dòng)作，可以幫你找到錯(cuò)誤，讓你更加形象生動(dòng)的了解plc內(nèi)部運(yùn)行情況，plc 的電源一般使用220v交流電源，它內(nèi)部有直流穩(wěn)壓電源為各模塊提供直流電源，有些plc還可以輸入電路與少量外部電子檢測(cè)裝置提供24v直流電源，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)直流電源一般由用戶提供。與一般我們使用的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，

34、我們使用的plc機(jī)中的cpu以分時(shí)操作方式處理各項(xiàng)任務(wù)，它們的處理速度特別高，從外部輸入與輸出關(guān)系來(lái)看，處理過(guò)程似乎同時(shí)完成的，用戶編制程序由若干條指令組成。而這些指令在存貯器中由它們步序號(hào)的順序排列。而且用戶程序的執(zhí)行時(shí)用掃描工作方式去完成的。那么cpu從第一個(gè)指令開始，順序的逐條執(zhí)行用戶編制的程序，直到用戶程序結(jié)束之處。然后返回第一條指令開始新的一輪的掃描。我們所使用的plc就是按照這樣的方式順序周而復(fù)始的循環(huán)。plc在運(yùn)行中，不但要執(zhí)行用戶程序，而且在每次掃描過(guò)程中還要完成輸入，輸出處理等工作，掃描一次所花的時(shí)間稱之為掃描周期，用戶執(zhí)行程序的長(zhǎng)短和掃描速度決定掃描周期，一般約為1-100

35、ms,plc機(jī)還在內(nèi)部處理階段檢查cpu模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控器定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作，在通訊服務(wù)階段，plc機(jī)與別的帶微處理器的智能裝置通訊，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容，當(dāng)我們使plc處于停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，就可以進(jìn)行輸入操作，當(dāng)plc在處理run狀態(tài)時(shí)，plc把所有外部輸入信號(hào)的接通/斷開狀態(tài)讀入到它的輸入映象寄存器在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映象寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而發(fā)生變化，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描同期的輸入處理階段被讀入。在程序執(zhí)行階段，plc逐條解釋和執(zhí)行用戶編制的程序，plc的用戶編制的過(guò)程中的第一個(gè)編程元件

36、對(duì)應(yīng)于plc中存貯器中的一個(gè)元件映象寄存器。編程元件的接通/斷開狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給定的邏輯關(guān)系進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果寫入元件映象寄存器中相應(yīng)的單元，而且plc機(jī)還從各映象寄存器的接通/斷開狀態(tài)傳送到輸出鎖存器，經(jīng)輸出模塊隔離和功率的放大后，去驅(qū)動(dòng)外部的負(fù)載。我們?cè)O(shè)計(jì)的用plc+vvvf控制的自動(dòng)扶梯設(shè)計(jì)，選用的plc機(jī)是日本三菱fx系列可編程序控制器，有許多品種，例如：f，f1，fx2，fx0是fx1s等型號(hào)，它們分別適用于中，小規(guī)模的控制系統(tǒng)的需要，與其他同類型plc產(chǎn)品相比，fx系列plc具有較高的性能價(jià)格比，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為20-120點(diǎn)，并可以靈活擴(kuò)展。編程器都采用大屏幕液晶顯示器，

37、梯形圖符編程。fx20puls/40plus除提供開關(guān)量信號(hào)外，還提供模擬量輸入信號(hào)，fx系列plc基本單元結(jié)構(gòu)采用整體組合式結(jié)構(gòu)，由cpu模塊（含rom的ram），i/o模塊rom寫入器和電源模塊組合而成，其框圖如圖3-2所示。梯形圖是用戶編制的控制邏輯的一部分，用來(lái)執(zhí)行預(yù)先規(guī)定的動(dòng)作和功能。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)在lcd編程器的顯示屏幕上對(duì)應(yīng)的一幅幕，其最大容量為8行*9列，第9列為線圈。fx系列plc的工作方式也是采用了循環(huán)掃描方式，它有輸入采樣，執(zhí)行用戶程序和輸出處理兩個(gè)階段。fx系列plc的工作特點(diǎn)是以掃描方式解算各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的梯形圖，它掃描的順序是先解1號(hào)屏幕，接著是第二號(hào)，第三號(hào)屏幕，直到解算全

38、部的網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)屏幕也是由第一列開始，由最上列掃描到最下列直到本屏幕梯圖的最后一個(gè)線圈列。簡(jiǎn)而言之，掃描過(guò)程是：從第一列開始由上而下，從左至右依次運(yùn)行【6】。promcpu 系統(tǒng)程序 用戶程序 i/o電源prom寫入器lcd編程器單元圖3-2 plc結(jié)構(gòu)框圖3.2 fx系列可編程序控制器梯形圖中的編程元件3.2.1 fx系列的用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有3種，第1種是bit 數(shù)據(jù)（位數(shù)據(jù)，或稱位編程元件， bit是二進(jìn)制的1位），用來(lái)表示開關(guān)量的狀態(tài)，如觸點(diǎn)的通，斷，線圈的通電和斷電，其值為二進(jìn)制數(shù)1或0，或稱為該編程元件on或off。第2種是字?jǐn)?shù)據(jù)，16位二進(jìn)制數(shù)組成一個(gè)字，在fx系列可編程

39、序控制器內(nèi)部，常數(shù)以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)，所有四則運(yùn)算和加1，減1運(yùn)算都用二進(jìn)制來(lái)運(yùn)算。第3種是字與位的結(jié)合，例如定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)為bit，而它們?cè)O(shè)定值寄存器和當(dāng)前值寄存器為字。3.2.2 輸入繼電器與輸出繼電器fx系列可編程序控制器的輸入繼電器和輸出繼電器的元件號(hào)用八進(jìn)制數(shù)表示，八進(jìn)制數(shù)只有07這8個(gè)數(shù)字符號(hào)，遵循“逢8進(jìn)1”的運(yùn)算規(guī)則。例如，八進(jìn)制數(shù)x7和x10是兩個(gè)相鄰的整數(shù)。表41給出了fx2n系列可編程序控制器的輸入/輸出繼電器元件號(hào)。輸入繼電器是可編程序控制器接收外部輸入的開關(guān)量信號(hào)的窗口?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^(guò)光電耦合器，將外部信號(hào)的狀態(tài)讀入并存儲(chǔ)在輸入映像寄存器內(nèi)，外部輸入電路

40、接通時(shí)對(duì)應(yīng)的映像寄存器為on（“1”狀態(tài)）。輸入端可以外接常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，也可以接多個(gè)觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路。在梯形圖中，可以多次使用輸入繼電器的常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)。圖3-3 輸入繼電器與輸出繼電器圖3-3是一個(gè)可編程序控制器控制系統(tǒng)的示意圖。應(yīng)將圖中與輸入端子x0相連的輸入繼電器x0的線圈理解為x0對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器，外接的輸入觸點(diǎn)電路接通時(shí)，該映像寄存器為“1”狀態(tài)，斷開時(shí)為“0”狀態(tài)。輸入繼電器的狀態(tài)唯一地取決于外部輸入信號(hào)的狀態(tài)，不可能受用戶程序的控制，因此在梯形圖中絕對(duì)不能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。本設(shè)計(jì)一般用橢圓表示梯形圖中的線圈。3.2.3 輸出繼電器（y）輸出繼電器是可編程序控

41、制器向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)的窗口10。輸出繼電器用來(lái)將可編程序控制器的輸出信號(hào)傳送給輸出模塊，在由后者驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。如圖41中y0線圈“通電”，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載工作。輸出模塊中的每一個(gè)硬件繼電器僅有一對(duì)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)都可以多次使用。3.2.4 狀態(tài)（s）狀態(tài)是用于編制順序控制程序的一種編程元件，它與后面介紹的stl指令（步進(jìn)梯形指令）一起使用。通用狀態(tài)（s0s499）沒(méi)有斷電保持功能，但是用程序可以將它們?cè)O(shè)定為有斷電保持功能的狀態(tài)，其中包括供初始狀態(tài)用的s0s9和供返回原點(diǎn)用的s10s19。s500s899有斷電保持功能，s900s999供報(bào)警器用。3.

42、2.5 定時(shí)器（t）可編程序控制器中的定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字長(zhǎng)），一個(gè)當(dāng)前值寄存器（一個(gè)字長(zhǎng)）和一個(gè)用來(lái)儲(chǔ)存其輸出觸點(diǎn)狀態(tài)的映像寄存器（占二進(jìn)制的一位）。這3個(gè)存儲(chǔ)單元使用同一個(gè)元件號(hào)。fx系列可編程序控制器的計(jì)數(shù)器分為通用定時(shí)器和積算定時(shí)器 。3-4定時(shí)器常數(shù)k可以作為定時(shí)器的設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（d）的內(nèi)容來(lái)設(shè)定。例如外部數(shù)字開關(guān)輸入的數(shù)據(jù)可以存入數(shù)據(jù)寄存器，作為定時(shí)器的設(shè)定值。（1）通用定時(shí)器(t0t249)t0t199為100ms定時(shí)器,定時(shí)的范圍為0.13276.7s 其中t192t199為子程序和中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ玫亩〞r(shí)器；t200t

43、245為10ms定時(shí)器（供46點(diǎn)），定時(shí)范圍為0.01327.67s。圖42中x0的常開觸點(diǎn)接通時(shí)，t200的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器從零開始，對(duì)10ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。當(dāng)前值等于設(shè)定值123時(shí)，定時(shí)器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，既t200的輸出觸點(diǎn)在其線圈被驅(qū)動(dòng)1.23s后動(dòng)作。x0的常開觸點(diǎn)斷開后，定時(shí)器被復(fù)位，它的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通，當(dāng)前值恢復(fù)為零。 如果需要在定時(shí)器的線圈“通電”時(shí)就動(dòng)作的瞬動(dòng)觸點(diǎn)，可以在定時(shí)器線圈兩端并聯(lián)一個(gè)輔助繼電器的線圈，并使用它的觸點(diǎn)。通用定時(shí)器沒(méi)有保持功能，在輸入電路斷開或停電時(shí)復(fù)位。（2）積算定時(shí)器（t246t255）1ms積算定時(shí)器t246t249的定

44、時(shí)范圍為0.00132.767s，100ms積算定時(shí)器t250255的定時(shí)范圍為0.13276.7s。3.2.6計(jì)數(shù)器內(nèi)部計(jì)數(shù)器內(nèi)部計(jì)數(shù)器用來(lái)對(duì)可編程序控制器的內(nèi)部信號(hào)x，y，m，等計(jì)數(shù)，其響應(yīng)速度僅有數(shù)十hz。內(nèi)部計(jì)數(shù)器輸入信號(hào)的接通或斷開的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)大于可遍程序控制器的掃描周期。（1）16為加計(jì)數(shù)器16為加計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為132767，其中c0c99為通用型，c100c199為斷電保持型。（2）32位加/減計(jì)數(shù)器32為加/減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為-2 147 483 648 +2 147 483 647，其中c200c219（供20點(diǎn)）為通用型，c220c234（供15點(diǎn)）為保持型。32位加/

45、減計(jì)數(shù)器c200c234的加/減計(jì)數(shù)方式由特殊輔助繼電器m8200m8234設(shè)定，對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器為on時(shí)，為減計(jì)數(shù)；反而為加計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值除了可由常數(shù)k設(shè)定外，還可以通過(guò)指定數(shù)據(jù)寄存器來(lái)設(shè)定，32位定時(shí)值存放在元件相連的兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。如果設(shè)定值存放在d1和d0中。32位加/減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可正可負(fù)。x2x3x4c0m8200y1rstc0c0 k5圖3.5 計(jì)數(shù)器圖3-5中c200的設(shè)定值為5，在加計(jì)數(shù)時(shí)，若計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值由45，計(jì)數(shù)器的輸出觸點(diǎn)on，當(dāng)前值5時(shí)，輸出觸點(diǎn)仍為on。當(dāng)前值由54時(shí)，輸出觸點(diǎn)off，當(dāng)前值4時(shí)，輸出觸點(diǎn)仍為off。復(fù)位輸入x13的常開觸點(diǎn)接通時(shí)，c

46、200被復(fù)位，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通，當(dāng)前值被值為0。如果使用斷點(diǎn)保持計(jì)數(shù)器，在電源中斷時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，并保持計(jì)數(shù)當(dāng)前值不變，電源再次接通后在當(dāng)前值的基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)，因此斷電保持計(jì)數(shù)器可累計(jì)計(jì)數(shù)。（2）高速計(jì)數(shù)器 21點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器c235c255共用可編程序控制器的8個(gè)高速計(jì)數(shù)器輸入端x0x7，某一輸入端同時(shí)只能供一個(gè)高速計(jì)數(shù)器使用。這21個(gè)計(jì)數(shù)器均為32位加/減計(jì)數(shù)器，c235c240為一相無(wú)啟動(dòng)/復(fù)位輸入端的高速計(jì)數(shù)器，c241c245為一相帶啟動(dòng)/復(fù)位端的高速計(jì)數(shù)器，c246 c250為一相雙計(jì)數(shù)輸入（加/減脈沖輸入）高速計(jì)數(shù)器【5】。4 abb 變頻器的硬件配置4.1 變頻器概

47、述隨著工業(yè)的發(fā)展，能源與環(huán)境日益受到廣泛的關(guān)注，交流調(diào)速的發(fā)展十分迅速，打破了過(guò)去直流拖動(dòng)在調(diào)速領(lǐng)域中的統(tǒng)治地位，交流調(diào)速拖動(dòng)已進(jìn)入了與直流拖動(dòng)相媲美，相抗衡的時(shí)代。目前，變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)以其體積小，操作簡(jiǎn)便，功率范圍廣，功能更加豐富的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械，冶金，化工等各個(gè)行業(yè)6。工業(yè)中使用的變頻器可分為通用變頻器和專用變頻器。通用變頻器用于工業(yè)驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)；專用變頻器用于特定的控制對(duì)象。通用變頻器按容量可分人中，小容量和大容量變頻器；按輸入，輸出電壓分為低壓變頻器和高壓變頻器。在這里對(duì)小容量變頻器作簡(jiǎn)單介紹。此類變頻器的主體是采用v/f控制，即vvvf。隨著變頻器的發(fā)展，采用矢量控制的

48、變頻器開始普及。矢量控制變頻器具有參數(shù)自速寫功能，在變頻器啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)地測(cè)量電機(jī)參數(shù)，用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制參數(shù)，如pid調(diào)節(jié)器的參數(shù)等，因此，在各種條件下均可保持系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。無(wú)速度傳感器矢量控制變頻器目前已在應(yīng)用，它可以在各種轉(zhuǎn)速下提供不變的轉(zhuǎn)矩，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，不但能給出160%的過(guò)載轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可進(jìn)行滑差補(bǔ)償，使空載到滿在n%0.5%。中小容量變頻器正向降低噪聲，減少諧波對(duì)電源的影響，提高低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)品更加小巧，免維護(hù)等方向發(fā)展。現(xiàn)代變頻器普遍采用智能化功率模塊，智能化模塊由三相主電路（整流橋、制動(dòng)單元、逆變橋），igbt驅(qū)動(dòng)電路，部分檢測(cè)電路和保護(hù)電路（過(guò)電流，過(guò)電壓，過(guò)熱等）組

49、成，集成在一個(gè)模塊內(nèi)。用戶使用時(shí)，只需設(shè)計(jì)控制電路，電源電路，就可構(gòu)成一臺(tái)變頻器。變頻器的特點(diǎn)有：精度高。cpu的精度與字長(zhǎng)有關(guān)，變頻器使用16位或32位cpu作為控制機(jī)，精度不斷提高。穩(wěn)定性好。由于變頻器的控制信息為數(shù)字量，不會(huì)隨著時(shí)間漂移。不隨溫度和環(huán)境條件變化而變化?？煽啃愿??？刂齐娐凡捎么笠?guī)模集成電路，主電路采用智能化模塊，系統(tǒng)中硬件電路元件數(shù)量很少，相應(yīng)故障率大大降低。靈活性好。系統(tǒng)中硬件向標(biāo)準(zhǔn)化，集成化發(fā)展，可以在盡可能少的硬件支持下，由軟件去完成復(fù)雜的控制功能。適當(dāng)?shù)匦薷能浖?，就可以改變系統(tǒng)的功能或提高其性能。存儲(chǔ)能力強(qiáng)。存儲(chǔ)容量大，存放時(shí)間幾乎不受限制，變頻器可在存儲(chǔ)器中存放大

50、量數(shù)據(jù)和表格，利用查表法簡(jiǎn)化計(jì)算，提高運(yùn)算精度。邏輯運(yùn)算能力強(qiáng)。容易實(shí)現(xiàn)自診斷，故障記錄，故障尋找等功能，使變頻器可靠性，可使用性，可維護(hù)性大大提高。自動(dòng)調(diào)壓功能。使電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)調(diào)壓，簡(jiǎn)化了使用操作，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最佳運(yùn)行。具有模糊加減速功能。能根據(jù)電動(dòng)機(jī)加速過(guò)程中的負(fù)載電流和制動(dòng)過(guò)程中的變頻器直流側(cè)的壓，自動(dòng)計(jì)算最佳加減速時(shí)間。4.2 abb系列變頻調(diào)整器的性能及技術(shù)參數(shù)作為變頻調(diào)速系統(tǒng)中的控制核心部分的變頻器,此次設(shè)計(jì)我們主要是以單臺(tái)形式工作的,可以通過(guò)變頻器的控制面板或端子進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置,啟動(dòng)或停止變頻器運(yùn)行,讀取各種變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)等等。工作時(shí)操作人員通過(guò)控制plc設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，然后

51、通過(guò)d/a轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出(010vdc或420ma)信號(hào)控制變頻器的速度指令，使變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)按給定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。此方案對(duì)電機(jī)數(shù)目不多，電機(jī)分布比較集中的應(yīng)用系統(tǒng)較合適。此次我們?cè)O(shè)計(jì)選用的是艾默生系列變頻調(diào)速器具有以下特點(diǎn)：采用最新的智能功率模塊（ipm）和集成功率模塊（pim），整機(jī)可靠性高優(yōu)化的空間電壓矢量控制技術(shù)，輸出諧波少，電壓輸出能力強(qiáng)最先進(jìn)的硬件組合：dsp+cpld+mcu，高效完成電機(jī)實(shí)時(shí)控制算法采用實(shí)時(shí)死區(qū)補(bǔ)償技術(shù)，消除由于上下橋臂開關(guān)死區(qū)引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的rs232/485或profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線接口，開放的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻器網(wǎng)絡(luò)控制無(wú)源功率因數(shù)校正（pfc）技

52、術(shù)，徹底解決變頻器對(duì)電網(wǎng)的污染。4.2.1主要功能及特點(diǎn)高性能：精確的距離控制模式：實(shí)現(xiàn)直接?？?，選擇最高速效率高、平層準(zhǔn)智能井道自學(xué)習(xí)功能：自動(dòng)記憶各樓層的脈沖數(shù)，自動(dòng)計(jì)算分頻系數(shù)專用監(jiān)控調(diào)試軟件：windows 界面，具有模擬示波器及邏輯分析儀功能舒適。 更靈活的 s 曲線計(jì)算功能：具有加加速度，減減速度設(shè)置及最大加減速度設(shè)置。轉(zhuǎn)矩偏置功能：根據(jù)稱重輸入信號(hào)，自動(dòng)控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證電梯平穩(wěn)啟動(dòng)安全，強(qiáng)迫減速運(yùn)行控制，防止轎廂沖頂與蹲底。停電應(yīng)急運(yùn)行方式:當(dāng)輸入電源停電時(shí)，依靠蓄電池控制電梯就近?？繕菍?。完善的電梯專用保護(hù)及連鎖功能：超速保護(hù)，平層信號(hào)故，抱閘接觸器故障，強(qiáng)迫減速開關(guān)動(dòng)作故障

53、，運(yùn)行邏輯故障等，并有抱閘接觸器連鎖控制功能。增強(qiáng)及檢修功能：運(yùn)行次數(shù)記憶功能，檢修運(yùn)行次數(shù)到和故障時(shí)自動(dòng)撥號(hào)，模擬和數(shù)字 i/o 檢查功能、當(dāng)前樓層及位置顯示功能，便于電梯維護(hù)，并有檢修運(yùn)行方式符合標(biāo)準(zhǔn)。gb4943-1995，gb7588-1995，en12015，en12016：1998等。 低成本：內(nèi)置pg卡，可提供24v15v12v8v5v多電壓電源；22kw以下內(nèi)置制動(dòng)單元，系統(tǒng)成豐富的可編程輸入輸出端子：實(shí)現(xiàn)與任意用戶控制系統(tǒng)接口，減少額外配置。4.3性能指標(biāo)變頻器的性能指標(biāo)表4-1所示表4-1變頻器的性能指標(biāo)項(xiàng)目abb-400輸入 額定電壓、頻率 三相，380v；50hz/60

54、hz 變動(dòng)容許值 電壓，20%，電壓失衡率3%；頻率：5% 輸出 輸出電壓 三相，0380v 輸出頻率 0hz400hz 過(guò)載能力 150%額定電流2分鐘，180%額定電流10秒 基本控制功能控制方式 有pg矢量控制/無(wú)pg矢量控制 速度設(shè)定 數(shù)字設(shè)定（含多段速度設(shè)定）；上位機(jī)串行通訊設(shè)定； 模擬設(shè)定 速度控制精度 無(wú)pg時(shí)0.5%最高速度，有pg時(shí)0.05%最高速度（2510，1000p/r） 速度設(shè)定分辨率 數(shù)字設(shè)定：0.001m/s； 模擬設(shè)定：0.1%最高速度 速度控制范圍 帶pg閉環(huán)1：1000,不帶pg閉環(huán)1：100 運(yùn)轉(zhuǎn)命令給定 面板給定；外部端子給定；通過(guò)串行通訊口由上位機(jī)給定

55、 自動(dòng)扶梯中abb-400n變頻器連接圖4-1所示示。在自動(dòng)扶梯中設(shè)定有兩個(gè)工作速度，一個(gè)為有人時(shí)，扶梯為正常工作狀態(tài)，一個(gè)為無(wú)人時(shí)扶梯為節(jié)能工作狀態(tài)。圖4-1 abb-400n變頻器接線圖自動(dòng)扶梯在出現(xiàn)故障時(shí)，扶梯要由自動(dòng)狀態(tài)改為手動(dòng)狀態(tài)，連接圖如4-2示。圖4-2故障顯示器接線圖扶梯中用fx1s-401n plc接線圖如圖4-3示，圖中x為輸入量，y為輸出量。圖4-3 fx1s-30mr plc接線圖4.4變頻器節(jié)能方式用了這一技術(shù)。另外通力公司的自動(dòng)扶梯即系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求，根據(jù)乘客在不要實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)能效果和最好的運(yùn)行采用了行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)，也可以達(dá)到相同的時(shí)間段里乘客數(shù)量的不同，而設(shè)

56、定扶性能，自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)中必須使用變頻驅(qū)動(dòng)似的節(jié)能效果。在機(jī)械方面的節(jié)能畢竟是梯的運(yùn)行速度不同，乘客多的時(shí)間段里扶裝置。這里所說(shuō)的變頻驅(qū)動(dòng)裝置是指高較有限的，現(xiàn)在大部分的節(jié)能方式主要梯運(yùn)行的速度高，乘客少的時(shí)間段里扶梯能的變頻器。變頻器在主電路中的使用方是在電氣方面進(jìn)行改進(jìn)。運(yùn)行的速度低。設(shè)定了幾個(gè)速度段，達(dá)到更法幾乎與上述其它電子變流裝置相同，其加節(jié)能的效果。全變頻扶梯還可以實(shí)現(xiàn)扶。4.5扶梯變頻節(jié)能控制系統(tǒng)運(yùn)行特性扶梯變頻節(jié)能控制系統(tǒng)具有變頻運(yùn)行和備用運(yùn)行兩種工作方式。（1）變頻運(yùn)行工作方式： 此方式為正常工作方式它可根據(jù)客流情況 自動(dòng)變換調(diào)整運(yùn)行速度達(dá)到節(jié)能和減少磨損的效果當(dāng)位于扶梯兩端的傳感器檢測(cè)到有乘客進(jìn)入時(shí)。扶梯自動(dòng)平穩(wěn)地將速度提高到正常額定值 0. 5 m/s ，快速完成運(yùn)客功能.在此期間如果有乘客陸續(xù)進(jìn)入則自動(dòng)復(fù)位計(jì)時(shí)延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間 ，以保證將所有的乘客運(yùn)達(dá).當(dāng)扶梯延時(shí)運(yùn)行一段時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)定為30180 s 兩端傳感器一直沒(méi)有探測(cè)到有乘客進(jìn)入