814 生產(chǎn)線(xiàn)上運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

814 生產(chǎn)線(xiàn)上運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì),生產(chǎn)線(xiàn),運(yùn)輸,升降機(jī),自動(dòng)化,設(shè)計(jì) 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1第一章 引言在工廠(chǎng)中經(jīng)?？匆?jiàn)一些升降機(jī)械，這些升降機(jī)械很多由工頻電機(jī)直接帶動(dòng)運(yùn)行，電氣控制部分一般都很簡(jiǎn)單，多數(shù)采用人工手動(dòng)控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問(wèn)題，如啟動(dòng)停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)作不可靠，自動(dòng)化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無(wú)法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等?；谶@些問(wèn)題使得這些升降機(jī)械很難在工廠(chǎng)生產(chǎn)中發(fā)揮高效率的作用，同時(shí)也使得國(guó)內(nèi)這些生產(chǎn)的升降機(jī)械無(wú)法與進(jìn)口的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)配套使用，也無(wú)法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動(dòng)作方式和工作順序。隨著變頻技術(shù)和 PLC 控制技術(shù)的發(fā)展，工廠(chǎng)中的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)也越來(lái)越多，由于一些行業(yè)的生產(chǎn)工藝的要求或是由于生產(chǎn)車(chē)間和場(chǎng)地的特殊情況，要求一些生產(chǎn)線(xiàn)需要配置相應(yīng)的物件提升裝置。通過(guò)本次簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)過(guò)程，可以了解到在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的基本控制思想。認(rèn)識(shí)到若要達(dá)到所設(shè)計(jì)的目的，不僅要做到知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)，還要綜合考慮所可能遇到的各種情況以及所處的環(huán)境。在運(yùn)行的過(guò)程中，由于環(huán)境的不同可能得到不同的結(jié)果。因此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，要全面考慮設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的，最重要的還要將環(huán)境與所設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，才能可能達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。1．1 可編程序控制器的特點(diǎn) 及應(yīng)用1. PLC 的應(yīng)用早期的可編程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動(dòng)控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器。早期的可編程控制器由分離元件和中小規(guī)模集成電路組成，主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。70 年代初期，體積小、功能強(qiáng)和價(jià)格便宜的微處理器被用于 PLC，使得 PLC 的功能大大增強(qiáng)。在機(jī)械系統(tǒng)方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O 模塊和各種特殊功能模塊。在軟件方面，PLC 采用極易為電氣人員掌握的梯形圖編程語(yǔ)言，除了保持原有的邏輯運(yùn)算等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC 的處理速度，各制造廠(chǎng)商還研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用邏輯處理芯片，大大提高了 PLC 軟、機(jī)械系統(tǒng)功能。2. PLC 的特點(diǎn)在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)。據(jù)“美國(guó)市場(chǎng)信息”的世界PLC 以及軟件市場(chǎng)報(bào)告稱(chēng)，1995 年全球 PLC 及其軟件的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模約 50 億美元[5]。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)：(1)可靠性高。PLC 的高可靠性得益于軟、機(jī)械系統(tǒng)上一系列的抗干擾措施和它特殊的周期循環(huán)掃描工作方式。(2)具有豐富的 I/O 接口模塊。PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話(huà)的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU、電源、I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。(4)編程簡(jiǎn)單易學(xué)。PLC 的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線(xiàn)路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。(5)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC 不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意的一些細(xì)節(jié)：1．2 如何選購(gòu) PLC 產(chǎn)品1、系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用 PLC 單機(jī)控制，還是用 PLC 形成網(wǎng)絡(luò)，由此計(jì)算 PLC 輸入、輸出點(diǎn)。數(shù)，并且在選購(gòu) PLC 時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量（10%） 。2、確定負(fù)載類(lèi)型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。 3、存儲(chǔ)容量與速度盡管?chē)?guó)外各廠(chǎng)家的 PLC 產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開(kāi)發(fā)軟件都不相同，而用戶(hù)程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大、速度越快的 PLC 價(jià)格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用 PLC 產(chǎn)品。 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)34、編程器的選購(gòu) PLC 編程可采用三種方式：（1）是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，造價(jià)也較低。（2）是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀(guān)，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高。（3）是用 IBM 個(gè)人計(jì)算機(jī)加 PLC 軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的 PLC 開(kāi)發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開(kāi)發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu) PLC 產(chǎn)品。5、盡量選用大公司的產(chǎn)品其質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也較好，還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)1．3 輸入回路的選擇特點(diǎn)1、電源回路 PLC 供電電源一般為 AC85—240V（也有 DC24V） ，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1 隔離變壓器等） 。2、PLC 上 DC24V 電源的使用各公司 PLC 產(chǎn)品上一般都有 DC24V 電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響 PLC 的運(yùn)行） 。3、外部 DC24V 電源 若輸入回路有 DC24V 供電的接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等，而 PLC 上DC24V 電源容量不夠時(shí)，要從外部提供 DC24V 電源；但該電源的“—”端不要與 PLC 的 DC24V 的“—”端以及“COM”端相連，否則會(huì)影響 PLC 的運(yùn)行。4、輸入的靈敏度各廠(chǎng)家對(duì) PLC 的輸人端電壓和電流都有規(guī)定，如日本三菱公司 F7n 系列 PLC 的輸入值為：DC24V、7mA，啟動(dòng)電流為 4．5mA，關(guān)斷電流小于 1．5mA，因此，當(dāng)輸入回路串有二極管或電阻（不能完全啟動(dòng)） ，或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時(shí)（不能完全切斷） ，就會(huì)有誤動(dòng)作，靈敏度下降，對(duì)此應(yīng)采取措施。另一方面，當(dāng)輸入器件的輸入電流大于 PLC的最大輸入電流時(shí)，也會(huì)引起誤動(dòng)作，應(yīng)采用弱電流的輸入器件，并且選用輸人為共漏型輸入的 PLC，Bp 輸入元件的公共點(diǎn)電位相對(duì)為負(fù)，電流是流出 PLC 的輸入端。 1．4 輸出回路的選擇特點(diǎn)1、各種輸出方式之間的的比較 （1）繼電器輸出： 優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)42A／點(diǎn)；但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少，一般在幾十萬(wàn)次至 Jl 百萬(wàn)次之間，有的公司產(chǎn)品可達(dá) 1000 萬(wàn)次以上，響應(yīng)時(shí)間為 10ms。 （2）晶閘管輸出： 帶負(fù)載能力為 0.2A/點(diǎn)，只能帶交交流負(fù)載，可適應(yīng)高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間為 1ms。 （3）晶體管輸出： 最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作，響應(yīng)時(shí)間短，一般為 0.2ms 左右，但它只能帶 DC 5—30V的負(fù)載，最大輸出負(fù)載電流為 0．5A/點(diǎn)，但每 4 點(diǎn)不得大于 0.8A。 當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘 6 次以下時(shí)，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)頻率為 10 次／min 以下時(shí)，既可采用繼電器輸出方式；也可采用PLC 輸出驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓三極管（5—10A） ，再驅(qū)動(dòng)負(fù)載，可大大減小。 2、抗干擾與外部互鎖當(dāng) PLC 輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì) PLC 的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù) PLC。當(dāng)兩個(gè)物理量的輸出在 PLC 內(nèi)部已進(jìn)行軟件互鎖后，在 PLC 的外部也應(yīng)進(jìn)行互鎖，以加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。3、 “GOM“點(diǎn)的選擇不同的 PLC 產(chǎn)品，其“COM”點(diǎn)的數(shù)量是不一樣的，有的一個(gè)“COM”點(diǎn)帶 8 個(gè)輸出點(diǎn)，有的帶 4 個(gè)輸出點(diǎn)，也有帶 2 個(gè)或 1 個(gè)輸出點(diǎn)的。當(dāng)負(fù)載的種類(lèi)多，且電流大時(shí)，采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶 1—2 個(gè)輸出點(diǎn)的 PLC 產(chǎn)品；當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類(lèi)少時(shí)，采用一個(gè)“COM”點(diǎn)帶 4—8 個(gè)輸出點(diǎn)的 PLC 產(chǎn)品。這樣會(huì)對(duì)電路設(shè)計(jì)帶來(lái)很多方便，每個(gè)“COM”點(diǎn)處加一熔絲，1—2 個(gè)輸出時(shí)加 2A 的熔絲，4—8 點(diǎn)輸出的加 5—10A 的熔絲，因 PLC 內(nèi)部一般沒(méi)有熔絲。 4、PLC 外部驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于 PLC 輸出不能直接帶動(dòng)負(fù)載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動(dòng)電路：可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)采用保護(hù)電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管（LED）指示。印制板應(yīng)做成插拔式，易于維修。 5、PLC 的輸入輸出布線(xiàn)也有一定的要求，請(qǐng)看各公司的使用說(shuō)明書(shū)。1．5 軟件編制 在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的 PLC 產(chǎn)品的軟件說(shuō)明書(shū)，待熟練后再編程。若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫(huà)出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯(cuò)，速度也快。編程結(jié)束后先空調(diào)程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)51．6 優(yōu)化選擇在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開(kāi)閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問(wèn)題，若采用可編程序控制器（PLC）來(lái)解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的工具之一，目前市場(chǎng)上的 PLC 產(chǎn)品眾多，除國(guó)產(chǎn)品牌外，國(guó)外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國(guó)的 SIEMENS，韓國(guó)的 LG 等。近幾年，PLC 產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性?xún)r(jià)比越來(lái)越高，這是眾多技術(shù)人員選用 PLC 的重要原因，所以在一些小型簡(jiǎn)單的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，廠(chǎng)家考慮其性?xún)r(jià)比還是選用 PLC 改造傳統(tǒng)電氣回路。同時(shí)西門(mén)子 PLC 可以根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能，這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛。另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。還有要增加一個(gè)功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對(duì)應(yīng)的程序，而PLC 的編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，這樣對(duì)于開(kāi)發(fā)周期會(huì)縮短。除此以外它本身有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專(zhuān)業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡(jiǎn)單。所以應(yīng)用西門(mén)子 S7-200 PLC 和西門(mén)子 MM420 變頻器組成的升降機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以完成對(duì)升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的智能化控制和管理，可以根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際生產(chǎn)需要和具體工藝要求自動(dòng)調(diào)整升降方向和速度快慢。也可以在變頻器發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)將發(fā)生故障的電機(jī)切換到工頻狀態(tài)應(yīng)急工作，系統(tǒng)設(shè)有西門(mén)子 TP170A 觸摸屏，可以向工作人員提示設(shè)備的狀態(tài)和故障信息。整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，應(yīng)用范圍廣，可以在多個(gè)行業(yè)與國(guó)內(nèi)外各型生產(chǎn)線(xiàn)配套使用。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6第二章 運(yùn)輸升降機(jī)系統(tǒng)概述2.1 運(yùn)輸升降機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)由升降機(jī)入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱內(nèi)部吊籃傳輸機(jī)構(gòu)，轎箱升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)廳門(mén)安全機(jī)構(gòu)和升降電機(jī)安全抱閘機(jī)構(gòu)組成。升降機(jī)入口和出口傳輸機(jī)構(gòu)用于將生產(chǎn)線(xiàn)上的產(chǎn)品向升降機(jī)內(nèi)或升降機(jī)外傳送。轎箱內(nèi)部吊籃傳送機(jī)構(gòu)用于將產(chǎn)品傳入或傳出轎箱。轎箱升降機(jī)構(gòu)用于提升升降機(jī)轎箱或下降升降機(jī)轎箱。升降機(jī)廳門(mén)安全機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱升降過(guò)程中關(guān)閉升降機(jī)井廳門(mén)入口，防止安全事故發(fā)生。升降電機(jī)安全抱閘機(jī)構(gòu)用于在升降機(jī)轎箱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)抱住升降電機(jī)主軸，防止升降機(jī)轎箱在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生上下滑動(dòng)，避免由此而產(chǎn)生的安全事故。2.2 運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)由程序邏輯控制器 PLC，外部光電傳感器，觸摸屏，變頻驅(qū)動(dòng)器，聲光報(bào)警燈和檢修手動(dòng)盒等元?dú)饧M成。程序邏輯控制器 PLC 采集外部輸入點(diǎn)的輸入信號(hào)，如啟動(dòng)停止信號(hào)，各個(gè)光電傳感器的狀態(tài)信號(hào)，各限位開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)，人機(jī)界面上的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)邏輯判斷和運(yùn)算后輸出相應(yīng)輸出信號(hào)，控制電氣系統(tǒng)中的相應(yīng)交流接觸器和變頻器動(dòng)作。來(lái)完成將一層樓的產(chǎn)品自動(dòng)的轉(zhuǎn)移到另外一層樓的生產(chǎn)線(xiàn)上。2.3 運(yùn)輸升降機(jī)的工作原理和控制要求運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)分為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個(gè)工作狀態(tài)相互獨(dú)立彼此分開(kāi)。當(dāng)升降升降機(jī)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，要求檢修操作盒的所有按鈕無(wú)效，同樣當(dāng)設(shè)備處于檢修狀態(tài)下時(shí)要求來(lái)自系統(tǒng)外部的控制信號(hào)無(wú)效，此時(shí)系統(tǒng)只能通過(guò)檢修手動(dòng)盒點(diǎn)動(dòng)檢修。在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)要求升降機(jī)能夠?qū)⒁粚訕堑漠a(chǎn)品自動(dòng)的傳送到另外一層樓的生產(chǎn)輸送帶上，并自動(dòng)返回到出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行下一個(gè)工作周期。這個(gè)過(guò)程當(dāng)中要求 PLC 能根據(jù)外部生產(chǎn)線(xiàn)的速度自動(dòng)調(diào)節(jié)升降機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。要求升降機(jī)的轎箱能夠準(zhǔn)確平層，能夠判斷進(jìn)出口堵塞情況的發(fā)生，能夠自動(dòng)的連續(xù)點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)，以自動(dòng)消除進(jìn)出口的堵塞現(xiàn)象，減少不必要的停機(jī)發(fā)生。同時(shí)要求升降系統(tǒng)能夠多樓層多順序的傳送運(yùn)行，能根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整傳送方向。要求系統(tǒng)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7有可靠的安全保護(hù)，能避免設(shè)備安全事故的發(fā)生。要求設(shè)備具有應(yīng)急運(yùn)行功能，減少因設(shè)備故障造成的生產(chǎn)線(xiàn)停機(jī)。在操作上要求通過(guò)人機(jī)界面能夠方便地修改參數(shù)，記錄生產(chǎn)情況和報(bào)警信息，要求在觸摸屏上復(fù)位報(bào)警和點(diǎn)動(dòng)功能。能夠設(shè)置管理人員密碼，能夠記錄生產(chǎn)批次和生產(chǎn)數(shù)量，具有歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)功能。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)8第三章 運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 運(yùn)輸升降機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的傳輸機(jī)構(gòu)分為入口輸送帶，出口輸送帶和升降機(jī)轎箱吊籃傳送帶。分別與各樓層的生產(chǎn)線(xiàn)輸送帶連接。見(jiàn)圖 1－1。遮 光 板 反 光 板吊 籃 入 口 光 電 傳 感 器吊 籃 電 機(jī) 反 光 板吊 籃 內(nèi) 部 光 電 傳 感 器 生 產(chǎn) 線(xiàn) 啟 動(dòng) 使 能 信 號(hào) 生 產(chǎn) 線(xiàn) 光 電 傳 感 器反 光 板 樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶樓 進(jìn) 口 光 電 傳 感 器 反 光 板 樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī)樓 入 口 電 機(jī) 流 動(dòng) 方 向圖 1－1 運(yùn)輸升降機(jī)入口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線(xiàn)輸送帶的組合其中升降機(jī)入口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線(xiàn)輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，入口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。升降機(jī)轎箱吊籃傳送帶采用鏈條傳動(dòng)多個(gè)金屬輸送輥組成的輥道式傳送帶，機(jī)械結(jié)構(gòu)牢靠，抗撞擊能力強(qiáng)，正反轉(zhuǎn)動(dòng)作可靠，其作用是連接升降機(jī)入口傳送帶或出口傳送帶。見(jiàn)圖 1－2。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9遮 光 板反 光 板 反 光 板吊 籃 內(nèi) 部 光 電 傳 感 器吊 籃 電 機(jī) 吊 籃 入 口 光 電 傳 感 器圖 1－2 升降機(jī)轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶示意圖 樓 出 口 電 機(jī) 樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī)反 光 板樓 出 口 光 電 傳 感 器反 光 板吊 籃 電 機(jī) 吊 籃 入 口 光 電 傳 感 器 反 光 板吊 籃 內(nèi) 部 光 電 傳 感 器 遮 光 板 樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶流 動(dòng) 方 向圖 1－3 運(yùn)輸升降機(jī)出口輸送帶與吊籃輸送帶和生產(chǎn)線(xiàn)輸送帶的組合圖 1－3 其中升降機(jī)出口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線(xiàn)輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，出口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。而升降機(jī)轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶則與升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)組合，在各樓層之間上下運(yùn)動(dòng)，輸送貨物，見(jiàn)圖 1－4。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10升 降 電 機(jī)上 部 定 輪升 降 機(jī) 構(gòu) 遮 光 板電 動(dòng) 抱 閘下 部 定 輪圖 1－4 升降機(jī)的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)對(duì)重裝置未畫(huà)出無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11升降機(jī)的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)由升降電機(jī)，電動(dòng)抱閘，鏈條和升降部分組成，見(jiàn)圖 1－5。升 降 動(dòng) 輪下 部 定 輪電 動(dòng) 抱 閘 上 部 定 輪升 降 機(jī) 構(gòu) 升 降 電 機(jī)遮 光 板圖 1－5 是升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)與升降機(jī)井架的組合對(duì)重裝置未畫(huà)出無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12在運(yùn)輸升降機(jī)吊籃內(nèi)，吊籃輸送機(jī)構(gòu)與升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)的組合如下圖 1－6 所示。電 動(dòng) 抱 閘遮 光 板吊 籃 入 口 光 電 傳 感 器吊 籃 電 機(jī)吊 籃 內(nèi) 部 光 電 傳 感 器 反 光 板反 光 板升 降 機(jī) 構(gòu)升 降 動(dòng) 輪下 部 定 輪上 部 定 輪 升 降 電 機(jī) 遮 光 板圖 1－6對(duì)重裝置未畫(huà)出無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13自動(dòng)升降機(jī)吊籃輸送機(jī)構(gòu)和 1F 入口傳送帶的組合如下圖 1－7 所示。電 動(dòng) 抱 閘吊 籃 電 機(jī) 反 光 板反 光 板升 降 機(jī) 構(gòu)升 降 動(dòng) 輪下 部 定 輪上 部 定 輪 升 降 電 機(jī)生 產(chǎn) 線(xiàn) 啟 動(dòng) 使 能 信 號(hào) 生 產(chǎn) 線(xiàn) 光 電 傳 感 器樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī) 反 光 板 樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶流 動(dòng) 方 向樓 入 口 電 機(jī) 反 光 板 流 動(dòng) 方 向反 光 板樓 出 口 電 機(jī) 樓 出 口 光 電 傳 感 器流 動(dòng) 方 向 流 動(dòng) 方 向 樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī)遮 光 板 反 光 板遮 光 板圖 1－7對(duì)重裝置未畫(huà)出無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14自動(dòng)升降機(jī)吊籃輸送機(jī)構(gòu)和 2F 出口傳送帶的組合如下圖 1－8 所示。電 動(dòng) 抱 閘 反 光 板遮 光 板遮 光 板反 光 板 樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī) 樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶流 動(dòng) 方 向流 動(dòng) 方 向樓 出 口 光 電 傳 感 器樓 出 口 電 機(jī) 反 光 板 流 動(dòng) 方 向反 光 板樓 入 口 電 機(jī) 流 動(dòng) 方 向樓 車(chē) 間 生 產(chǎn) 流 水 線(xiàn) 傳 送 帶反 光 板樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī)生 產(chǎn) 線(xiàn) 光 電 傳 感 器生 產(chǎn) 線(xiàn) 啟 動(dòng) 使 能 信 號(hào)升 降 電 機(jī)上 部 定 輪下 部 定 輪升 降 動(dòng) 輪升 降 機(jī) 構(gòu)反 光 板 反 光 板吊 籃 電 機(jī)圖 1－83.2 運(yùn)輸升降機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)硬件由三相交流鼠籠式電機(jī)、西門(mén)子 MM420 系列通用型變頻器、西門(mén)子 S7-200 226CPU 的 PLC、交流接觸器組成。設(shè)計(jì)要求：可以根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)際情況，來(lái)設(shè)計(jì)上述各輸送帶和升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小。本設(shè)計(jì)中采用升降機(jī)輸入口，升降機(jī)輸出口和吊籃電機(jī)都為 0.75KW 的三相交流鼠籠式電機(jī)，設(shè)計(jì)升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)電機(jī)為 1.5KW 三相交流鼠籠式電機(jī)。各個(gè)電機(jī)功率可以根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)升降機(jī)入口，升降機(jī)出口和吊籃內(nèi)輸送帶電機(jī)時(shí)，要求將這三處的輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率設(shè)計(jì)為一樣大小。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，因?yàn)樯禉C(jī)在一二對(duì)重裝置未畫(huà)出無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15樓之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)運(yùn)送產(chǎn)品，但一二樓的入口傳送帶和出口傳送帶的工作狀態(tài)為二選一。即當(dāng)其中一個(gè)輸送帶的電機(jī)處于工作狀態(tài)下，另外一臺(tái)電機(jī)則處于停止的狀態(tài)。這樣就可以使用一臺(tái)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)樓層升降機(jī)入口或出口的輸送電機(jī)，以達(dá)到減少機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的投入。吊籃內(nèi)輸送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率盡量選擇和升降機(jī)出入口輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)同等功率，這樣做的目的在于減少變頻器和輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)差別，方便設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便安裝、調(diào)試和以后的設(shè)備檢修與維護(hù)。升降機(jī)升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率容量根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量、升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率和安全系數(shù)來(lái)確定。所有升降機(jī)上使用的變頻器選用西門(mén)子MM420 系列通用型變頻器。方案選擇：電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和工頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2－1 所示。圖 2－1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖說(shuō)明：圖 2－1 中 1＃、2＃和 3＃為西門(mén)子 MM420 系列變頻器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別為運(yùn)輸升降機(jī) 1 樓入口輸送帶電機(jī)、二樓出口輸送帶電機(jī)、轎箱吊籃輸送帶電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)。PLC 為西門(mén)子 S7-200 226CPU，1～12 為交流接觸器。所有的變頻器和交流接觸器工作狀態(tài)都由 PLC 集中控制完成。設(shè)計(jì)改進(jìn)：為了避免工頻正反轉(zhuǎn)輸出時(shí)發(fā)生短路事故，在工頻正反轉(zhuǎn)輸出的交流接觸器上實(shí)施電氣和機(jī)械互鎖的安全措施。為了避免變頻器輸出時(shí)和工頻輸出短接，或者為了避免2# 3#1#PLCⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)161＃變頻器輸出時(shí)Ⅰ和Ⅱ電機(jī)同時(shí)的電，在各個(gè)交流接觸器之間加設(shè)電氣互鎖和必要的機(jī)械互鎖。當(dāng)升降機(jī)處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，當(dāng)升降機(jī)在 1 樓時(shí)由 1＃變頻器向電機(jī)Ⅰ提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。當(dāng)升降機(jī)在二樓時(shí)由 1＃變頻器向電機(jī)Ⅱ提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。2＃變頻器向Ⅲ電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)升降機(jī)在一樓時(shí)正轉(zhuǎn)，在二樓時(shí)反轉(zhuǎn)。3＃變頻器向Ⅳ電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)升降機(jī)上升時(shí)正轉(zhuǎn)，下降時(shí)反轉(zhuǎn)。交流接觸器的的互鎖狀態(tài)如下：交流接觸器 1、2 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 3、4 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器5、6 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 8、9 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 11、12 機(jī)械＋電氣互鎖。同時(shí)交流接觸器組 1、2 和交流接觸器組 3、6 電氣互鎖，交流接觸器 3、6 電氣互鎖，交流接觸器 4、5 電氣互鎖，交流接觸器 7 和交流接觸器組 8、9 電氣互鎖，交流接觸器 10和交流接觸器組 11、12 電氣互鎖。詳細(xì)的互鎖組合和互鎖意義如表 2－1 所示。第一組交流接觸器第二組交流接觸器 互鎖狀態(tài) 注釋 含義1 2 機(jī)械＋電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路 二選一3 4 機(jī)械＋電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通 二選一5 6 機(jī)械＋電氣互鎖防止工頻變頻同時(shí)接通 二選一8 9 機(jī)械＋電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路 二選一11 12 機(jī)械＋電氣互鎖防止工頻正反轉(zhuǎn)短路 二選一1、2 3、6 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 四選一7 8、9 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 三選一10 11、12 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 三選一3 6 電氣互鎖 防止變頻同時(shí)接通 二選一4 5 電氣互鎖 防止工頻同時(shí)接通 二選一表 2－1圖 2－1 中交流接觸器 1、2、4 的組合目的為了當(dāng) 1＃變頻器發(fā)生故障時(shí)或者設(shè)備處于檢修狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)工頻驅(qū)動(dòng)的方式應(yīng)急運(yùn)行電動(dòng)機(jī)Ⅰ，而且保留了電機(jī)Ⅰ的正反轉(zhuǎn)功能。同理交流接觸器 1、2、6 的組合，交流接觸器 8、9 的組合，交流接觸器 11、12 的組合目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)工頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ正反轉(zhuǎn)。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17本電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制原理圖請(qǐng)參照附錄 13.3 運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成運(yùn)輸升降機(jī)的工作狀態(tài)：自動(dòng)狀態(tài)和維修工作狀態(tài)。這兩種工作狀態(tài)互相獨(dú)立、彼此分開(kāi)，目的在于確?？刂苹芈返妮敵龅奈ㄒ恍?，避免發(fā)生類(lèi)似雙線(xiàn)圈輸出的情況，杜絕事故的發(fā)生。升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成：整個(gè)升降機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件PLC、空氣開(kāi)關(guān)、電機(jī)馬達(dá)開(kāi)關(guān)、交流接觸器、觸摸屏、開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈、報(bào)警器和外部光電傳感器等元部件組成。其中由面板旋鈕開(kāi)關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開(kāi)關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來(lái)區(qū)分自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí) PLC 的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，PLC 輸出端子上無(wú)輸出電壓。馬達(dá)開(kāi)關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機(jī)以工頻方式工作時(shí)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。人機(jī)界面能夠方便操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備工作狀態(tài)，記錄生產(chǎn)產(chǎn)量和班產(chǎn)批次等歷史數(shù)據(jù)。報(bào)警燈由多級(jí)柱裝燈塔組成，不同顏色代表不同意義。設(shè)備外部設(shè)有多個(gè)光電傳感器，向 PLC 傳輸外部狀態(tài)信號(hào)，指示自動(dòng)升降機(jī)的工作狀態(tài)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無(wú)論在手動(dòng)還是自動(dòng)狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會(huì)立即停止任何動(dòng)作。升降機(jī)井除了在高處和低處安裝了感應(yīng)升降機(jī)吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機(jī)械式的行程限位開(kāi)關(guān)，確保升降機(jī)轎箱不發(fā)生沖頂和撞底的事故。在 1 樓升降機(jī)進(jìn)口輸送帶和 2 樓升降機(jī)出口輸送帶上分別安裝有 1 個(gè)光電傳感器，用來(lái)檢測(cè)運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有 2 個(gè)光電傳感器，用來(lái)檢測(cè)運(yùn)輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況?？刂乒裨O(shè)計(jì)方案：由于生產(chǎn)線(xiàn)的情況決定了在運(yùn)輸升降機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要設(shè)立主控制柜和現(xiàn)場(chǎng)分控制箱。在主控制柜內(nèi)安裝所有空氣開(kāi)關(guān)，馬達(dá)開(kāi)關(guān)，PLC，觸摸屏，塔式報(bào)警燈等元?dú)饧?，在現(xiàn)場(chǎng)分控制箱上安裝自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)停止旋鈕開(kāi)關(guān)。手動(dòng)檢修操作盒采用移動(dòng)式手持盒，所有手動(dòng)按鈕相互連鎖，并且都為點(diǎn)動(dòng)按鈕。具體見(jiàn)如下示意圖。 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18ⅡⅢ Ⅰ TouchWin電 壓電 源電 源 開(kāi) 關(guān) 電 壓 檢 測(cè)系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 系 統(tǒng) 停 止檢 修 停 止 自 動(dòng) 急 停圖 3－1 主控制柜面板布置運(yùn) 行 狀 態(tài) 指 示 電 源 自 動(dòng) 運(yùn) 行 檢 修 運(yùn) 行系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 故 障 急 停狀 態(tài) 選 擇 自 動(dòng) 停 止 急 停圖 3－2 現(xiàn)場(chǎng)控制箱面板布置鑰匙旋鈕開(kāi)關(guān)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19。。。檢 修 控 制 盒圖 3－3 檢修點(diǎn)動(dòng)盒外觀(guān)圖無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20電 源O系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 系 統(tǒng) 停 止系 統(tǒng) 啟 動(dòng)檢 修 停 止 自 動(dòng)ⅡⅢ Ⅰ TouchWin急 停電 壓 電 壓 檢 測(cè)檢 修 插 座圖 3－4 主控制柜外觀(guān)圖狀 態(tài) 選 擇 檢 修 插 座自 動(dòng) 運(yùn) 行故 障電 源 停 止自 動(dòng) 檢 修 運(yùn) 行系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 急 停急 停運(yùn) 行 狀 態(tài) 指 示圖 3－5 為 2 樓現(xiàn)場(chǎng)分控制箱外觀(guān)檢修控制盒插座檢修控制盒插座無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21第四章 運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行工藝流程的設(shè)計(jì)4.1 運(yùn)輸升降機(jī)的外部傳感器設(shè)置外部傳感器選擇：光電傳感器光電傳感器原理：本傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。 它是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束（區(qū)分點(diǎn)）的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無(wú)，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線(xiàn)的物體均可檢測(cè)。從而對(duì)位置進(jìn)行控制.光電開(kāi)關(guān)在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。外部傳感器布置設(shè)計(jì)：如圖 1－1 和 1－3 所示，在升降機(jī) 1 樓入口傳送帶和升降機(jī) 2 樓出口傳送帶上，分別安裝有檢測(cè)產(chǎn)品的光電傳感器 PS1、PS4。如圖 1－2 所示，在升降機(jī)轎箱內(nèi)吊籃輸送帶上安裝有兩個(gè)光電傳感器 PS2、PS3。如圖 1－7 所示，在升降機(jī)井架機(jī)構(gòu)內(nèi)安裝有高位和低位光電傳感器 PS5、PS6。4.2 運(yùn)輸升降機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)位安裝設(shè)計(jì)兩層式運(yùn)輸升降機(jī)的工作停止?fàn)顟B(tài)位有兩個(gè)，分別為一樓停止位和二樓停止位。如上面圖 1－7 和圖 1－8 所示。下面圖 4－1 為自動(dòng)升降機(jī)一樓停止位的局部放大圖。光電傳感器電路2R1406C1RP2VDK5V?1VD1V無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22吊 籃 電 機(jī) 反 光 板反 光 板 生 產(chǎn) 線(xiàn) 啟 動(dòng) 使 能 信 號(hào) 生 產(chǎn) 線(xiàn) 光 電 傳 感 器樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶 電 機(jī) 反 光 板樓 入 口 電 機(jī) 反 光 板遮 光 板 遮 光 板圖 4－1 自動(dòng)升降機(jī)一樓停止位局部放大圖圖 4－2 為自動(dòng)升降機(jī) 2 樓停止位的局部放大圖。 反 光 板遮 光 板遮 光 板 樓 生 產(chǎn) 線(xiàn) 傳 送 帶流 動(dòng) 方 向樓 出 口 光 電 傳 感 器樓 出 口 電 機(jī) 反 光 板反 光 板 反 光 板吊 籃 電 機(jī)圖 4－24.3 運(yùn)輸升降機(jī)自動(dòng)運(yùn)行步驟設(shè)計(jì)運(yùn)輸升降機(jī)將產(chǎn)品從一樓向二樓輸送，再返回一樓。為了有效的運(yùn)用 PLC 的內(nèi)部空間和程序設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單全面，整個(gè)控制程序采用西門(mén)子專(zhuān)用的步進(jìn)控制程序語(yǔ)言編寫(xiě)。具體步驟如下。第一步：1 樓生產(chǎn)線(xiàn)使能，系統(tǒng)判斷吊籃位置（PS5/PS6） ，傳送第一件貨物進(jìn)入吊籃。同時(shí)傳送第二件貨物到 1 樓進(jìn)口輸送帶上等待下一傳送周期(PS1 被第二件貨物擋住后停止前行)（吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)） 。第二步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降（吊籃入口光電傳感器 PS2 是否由貨物擋?。?，向上舉升貨物至二樓。 （升降電機(jī)正轉(zhuǎn)）第三步：判斷二樓出口輸送帶是否堵塞（PS4 是否被擋?。?向升降機(jī)外輸送貨物。 （吊無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23籃電機(jī)反轉(zhuǎn)）第四步：判斷升降機(jī)構(gòu)是否可以升降（吊籃入口光電傳感器 PS2 是否由貨物擋?。?，向下返回 1 樓。 （升降電機(jī)反轉(zhuǎn)）下一周期開(kāi)始！根據(jù)以上四步步進(jìn)控制順序設(shè)計(jì) PLC 主要輸入輸出點(diǎn)如表 3－1 和表 3－2 所示。輸入點(diǎn)編號(hào) 注釋I0.4 自動(dòng)運(yùn)行I0.6 檢修運(yùn)行I1.1 系統(tǒng)啟動(dòng)I1.2 系統(tǒng)停止I0.5 停止I2.0 1 樓入口光電傳感器 PS1I2.1 轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2I2.2 轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3I2.3 2 樓出口光電傳感器 PS4I2.4 升降機(jī)井高位傳感器 PS5I2.5 升降機(jī)井低位傳感器 PS6I0.7 外部生產(chǎn)線(xiàn)使能 PS0表 3－1注：表中主要輸入點(diǎn)元器件在圖 1－1、圖 1－3 和圖 2－1 中查找對(duì)應(yīng)。輸出點(diǎn)編號(hào) 注釋Q0.0 1＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.1 1＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.3 2＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.4 2＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.6 3＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.7 3＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q1.1 交流接觸器 3 工作Q1.2 交流接觸器 6 工作Q1.3 交流接觸器 7 工作Q1.4 交流接觸器 10 工作Q1.5 抱閘電磁鐵機(jī)構(gòu)松閘表 3－2注：表中主要輸出點(diǎn)元器件在圖 2－1 中查找對(duì)應(yīng)。1＃、2＃、3＃變頻器輸出方式與交流接觸器 3、6、7、10 的組合對(duì)應(yīng)電機(jī)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)24Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如表 3－3 所示。輸出點(diǎn)組合 注釋Q0.0、Q1.1 1 樓輸送帶電機(jī)正轉(zhuǎn)（Ⅰ電機(jī)）Q0.3 、Q1.3 吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)（Ⅲ電機(jī)）Q0.6 、Q1.4 升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（Ⅳ電機(jī)）Q0.1、Q1.2 2 樓輸送帶電機(jī)反轉(zhuǎn)（Ⅱ電機(jī)）Q0.4 、Q1.3 吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn)（Ⅲ電機(jī)）Q0.7、Q1.4 升降電機(jī)反轉(zhuǎn)（Ⅳ電機(jī)）表 3－3 在步進(jìn)順序的設(shè)計(jì)上，為了避免因?yàn)檎`擋光電傳感器而發(fā)生設(shè)備誤動(dòng)作，應(yīng)該選擇西門(mén)子 S7-200 PLC 中專(zhuān)門(mén)的順控繼電器 S 來(lái)編寫(xiě)升降機(jī)的步進(jìn)程序。步進(jìn)程序主要步驟如下圖4－3 所示。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25出 貨下 降入 貨上 升 松 抱 閘 升 降 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)2樓 出 口 輸 送 帶 反 轉(zhuǎn) 吊 籃 輸 送 帶 反 轉(zhuǎn)松 抱 閘 升 降 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)1樓 入 口 輸 送 帶 正 轉(zhuǎn)吊 籃 輸 送 帶 正 轉(zhuǎn)啟 動(dòng)圖 4－3 自動(dòng)運(yùn)行流程圖步進(jìn)程序主要步驟程序編寫(xiě)如下圖 4－4 所示。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26上 電 置 位 初 始 步觸 摸 屏 復(fù) 位 置 位 初 始 步自 動(dòng) 態(tài) /啟 動(dòng) 運(yùn) 行 生 產(chǎn) 線(xiàn) 使 能第 零 步第 零 步 結(jié) 束 第 一 步 吊 籃 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 升 降 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)第 二 步第 一 步 結(jié) 束 1樓 入 口 輸 送 帶 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)判 斷 吊 籃 能 否 提 升無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27判 斷 2樓 出 口 輸 送 帶 是 否 堵 塞第 二 步 結(jié) 束 第 三 步 吊 籃 電 機(jī) 出 貨 完 成吊 籃 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)2樓 出 口 輸 送 帶 電 機(jī) 出 貨 完 成樓 出 口 輸 送 帶 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)判 斷 吊 籃 能 否 下 降第 三 步 結(jié) 束 第 四 步無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28第 四 步 結(jié) 束判 斷 周 期 結(jié) 束 升 降 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)圖 4－4 自動(dòng)運(yùn)行梯形圖注：這里為了能使表達(dá)更為清楚，步進(jìn)順序間的轉(zhuǎn)換沒(méi)有加時(shí)間延時(shí)。在實(shí)際程序編寫(xiě)中為了使設(shè)備在轉(zhuǎn)換動(dòng)作時(shí)更加平穩(wěn)，應(yīng)該注意步進(jìn)轉(zhuǎn)換之間的時(shí)間延時(shí)。在第一步步進(jìn)程序里，一樓入口輸送帶電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出由于第一步的結(jié)束而停止，這時(shí)入口輸送帶上的產(chǎn)品不一定正好擋住入口傳送帶光電傳感器 PS1。這樣會(huì)造成在升降機(jī)吊籃上升后，一樓入口輸送帶上的產(chǎn)品不一定能夠排成隊(duì)列等待輸送。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在上述步進(jìn)程序外編寫(xiě)一條關(guān)于一樓入口輸送帶輸出的語(yǔ)句，這里是關(guān)于輸出點(diǎn) Q0.0 和 Q0.1的雙線(xiàn)圈輸出。在步進(jìn)程序中，可以考慮使用雙線(xiàn)圈，但要慎重使用。其語(yǔ)句為：LD M1.0A M2.0A I0.7AN I2.0OUT Q0.0OUT Q0.1無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)294.4 升降機(jī)精確平層的電氣控制設(shè)計(jì)如圖 4－1 和圖 4－2 所示，升降升降機(jī)吊籃和一樓傳送帶和二樓傳送帶的平層控制上，采用了升降機(jī)井高位傳感器 PS5 和低位傳感器 PS6 來(lái)控制轎箱的停止（參見(jiàn)圖 4－4 升降電機(jī)正轉(zhuǎn)/升降電機(jī)反轉(zhuǎn)） 。這里存在一個(gè)問(wèn)題，如果升降機(jī)井高位傳感器 PS5 和升降機(jī)井低位傳感器 PS6 在升降電機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生誤動(dòng)作?；蛘哂捎诠怆妭鞲衅鞯睦匣?、輸出滯后或是由于PLC 輸入響應(yīng)滯后等問(wèn)題會(huì)造成升降機(jī)轎箱吊籃停止位置的偏差積累。即吊籃在升降機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后其停止位置會(huì)越來(lái)越高或者越來(lái)越低，甚至有可能發(fā)生升降機(jī)轎箱沖頂或者撞底事故的發(fā)生。為了解決這個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)在程序中加入高速脈沖計(jì)數(shù)，使用計(jì)數(shù)器來(lái)準(zhǔn)確判斷升降機(jī)轎箱的停止位。在機(jī)械系統(tǒng)配置上需要在升降電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上加配旋轉(zhuǎn)編碼器，如圖 4－5 和圖 4－6 所示。 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器電 動(dòng) 抱 閘 上 部 定 輪 升 降 電 機(jī)圖 4－5 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器圖 4－6SIEMENS 電機(jī)OMRON 旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30對(duì)編碼器的信號(hào)處理：運(yùn)用 S7-200 DC/DC/DC 的高速記數(shù)器 HSC 的功能來(lái)構(gòu)成一個(gè)反饋回路。HSC 計(jì)數(shù)速度比 PLC 掃描時(shí)間快的多，采用集成在 CPU226 中的 20K 硬件計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較，總的來(lái)說(shuō)，每個(gè)高速計(jì)數(shù)器需要 10 個(gè)字節(jié)內(nèi)存用來(lái)存控制位，當(dāng)前值，設(shè)定值，狀態(tài)位。 外部接線(xiàn)示意圖如下：在 PLC 輸入點(diǎn)的設(shè)計(jì)上：注意預(yù)留輸入點(diǎn) I0.0～I(xiàn)0.7 作為編碼器高速計(jì)數(shù)輸入，具體用法參見(jiàn)《西門(mén)子 S7-200 編程手冊(cè)》 。旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇可以是雙相脈沖編碼器，也可以是單相脈沖編碼器，在程序中可以選擇帶有增減計(jì)數(shù)脈沖的雙相計(jì)數(shù)器，也可以選擇帶有內(nèi)部方向或帶有外部方向控制的單相計(jì)數(shù)器。旋轉(zhuǎn)編碼器可以是增量型編碼器也可以是絕對(duì)值編碼器，選擇上面很靈活，具體的編碼器選擇應(yīng)和程序中高速計(jì)數(shù)器、運(yùn)行模式和系統(tǒng)控制字相結(jié)合。下面表 3－4 是本設(shè)計(jì)給出旋轉(zhuǎn)編碼器和高速計(jì)數(shù)器及系統(tǒng)控制字的一種組合。內(nèi)容 說(shuō)明 特征旋轉(zhuǎn)編碼器 增量型 單相高速計(jì)數(shù)器 HSC0 內(nèi)部方向控制單相計(jì)數(shù)/運(yùn)行模式 0I0.0 脈沖計(jì)數(shù)控制字 SMB37 11111000 或 16＃F8初始值 SMD38 0預(yù)制值 SMD42 1000表 3－4如附錄 2 中的精確平層控制指令表所示：在程序中通過(guò)調(diào)用中斷號(hào)為 12 的中斷子程序來(lái)使升降電機(jī)停止正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達(dá)到轎箱精確平層的目的。在高速計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇和配置上可以靈活掌握，在外部輸入點(diǎn)數(shù)量緊張的情況下，可以采用高速計(jì)數(shù)器內(nèi)部方向控制來(lái)完成增減計(jì)數(shù)。也可以不用增減計(jì)數(shù)，直接在程序中步進(jìn)轉(zhuǎn)換時(shí)復(fù)位高速計(jì)數(shù)器來(lái)無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)31完成升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。4.5 對(duì)升降機(jī)構(gòu)電磁機(jī)械安全抱閘的控制設(shè)計(jì)升降機(jī)構(gòu)的電磁安全抱閘機(jī)構(gòu)如圖 4－5 所示，其工作原理為當(dāng)升降電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)時(shí)電磁抱閘電磁鐵得電松開(kāi)抱閘，使得升降機(jī)轎箱可以上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)升降升降機(jī)轎箱停止升降時(shí)，抱閘電磁鐵失電抱住升降機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸，固定轎箱防止轎箱向下滑落。電磁鐵設(shè)計(jì)為失電抱住轉(zhuǎn)軸，防止因?yàn)橥ｋ娀蚣蓖０聪聲r(shí)轎箱向下滑落。在抱閘機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上應(yīng)注意足夠的機(jī)械強(qiáng)度和較大的安全系數(shù)。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)32第五章 運(yùn)輸升降機(jī)安全運(yùn)行的設(shè)計(jì)為了使升降機(jī)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)上必須注意，緊急停止按鈕具有最高級(jí)別的中止功能，通過(guò)安全繼電器的失電態(tài)來(lái)強(qiáng)制斷開(kāi) PLC 的所有輸出電源和手動(dòng)檢修盒的控制電源。急 停＋ 第 三 點(diǎn) 接 地生 產(chǎn) 線(xiàn) 啟 動(dòng) 使 能 信 號(hào)SIEMNATC7-20PORT01圖 5－1通過(guò)圖 5－1 可以了解到使用安全繼電器 ZJ1 的失電態(tài)常開(kāi)觸點(diǎn)，可以使得 PLC 及所有控制輸出電源失去電能。在程序編寫(xiě)上，通過(guò)緊停按鈕輸入 I0.3 調(diào)用該點(diǎn)的中斷事件 6，快速斷開(kāi)程序中的所有輸出。這樣的雙重保護(hù)確保萬(wàn)無(wú)一失。在安全設(shè)計(jì)上要增加升降機(jī)廳門(mén)保護(hù)，即如果廳門(mén)未關(guān)好，升降機(jī)構(gòu)不動(dòng)作，如果廳門(mén)未打開(kāi)，吊籃輸送裝置不動(dòng)作。這些保護(hù)在程序中添加到每個(gè)步驟中即可，在機(jī)械系統(tǒng)上可以增加行程限位開(kāi)關(guān)，包括升降機(jī)構(gòu)的上下限位行程開(kāi)關(guān)。在自動(dòng)和檢修狀態(tài)中只可以二選一，即兩者的控制電源互相獨(dú)立分開(kāi)。手動(dòng)檢修按鈕間互相互鎖，以保證檢修運(yùn)行時(shí)設(shè)備動(dòng)作的唯一性。如圖 5－2 所示為手動(dòng)檢修按鈕間的互鎖。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)33吊 籃 電 機(jī) 檢 修 反 轉(zhuǎn) 吊 籃 電 機(jī) 檢 修 正 轉(zhuǎn)圖 5－2無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)34第六章 運(yùn)輸升降機(jī)的總體整合設(shè)計(jì)6．1 系統(tǒng)選型（1）I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)：I/O 點(diǎn)數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿(mǎn)足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類(lèi)應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上 20%—30%的備用量。該系統(tǒng)有 19 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)19 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，考慮余量后需要 22 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 22 個(gè)輸出點(diǎn)。（2）用戶(hù)存儲(chǔ)器容量的估算PLC 常用的內(nèi)存有 EPROM、EEPROM 和帶鋰電池供電的 RAM。一般微型和小型 PLC 的存儲(chǔ)容量是固定的，介于 1—2KB 之間。用戶(hù)應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如 I/O 點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè) I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下：開(kāi)關(guān)量輸入元件：10—20B/點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出元件：5—10B/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2B/個(gè)模擬量：100—150B/個(gè)通信接口：一個(gè)接口一般需要 300B 以上根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加 25%左右的備用量，就可估算出用戶(hù)程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的 PLC 內(nèi)存。該系統(tǒng)有 19 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 19 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，需內(nèi)存340B，有高速計(jì)數(shù)器 1 個(gè)，需內(nèi)存 16B，考慮余量后需要內(nèi)存 380B。（3）CPU 功能與結(jié)構(gòu)的選擇PLC 的功能日益強(qiáng)大，一般 PLC 都具有開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些 PLC 還可擴(kuò)展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng)，PLC 的處理速度應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求、PLC 結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一、在線(xiàn)編程和離線(xiàn)編程的選擇。運(yùn)輸升降機(jī)控制所要求的控制功能簡(jiǎn)單，小型 PLC 就能滿(mǎn)足要求了。綜上所述，結(jié)合下表分析無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)35CPU221 CPU222 CPU224 CPU226程序存儲(chǔ)器 2048 字 4096 字用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 1024 字 2560 字用戶(hù)存儲(chǔ)器類(lèi)型 EEPROM數(shù)據(jù)后備典型時(shí)間 50h 190h本機(jī) IO6 入/4出8 入/6出14 入/10 出24 入/20 出擴(kuò)展模塊數(shù)量 無(wú) 2 個(gè) 7 個(gè)數(shù)字量 IO 印象區(qū)大小 256（128 入/128 出）模擬量 IO 印象區(qū)大小 無(wú)16 入/16 出 32 入/32 出33Hz 布爾指令執(zhí)行速度 0.37/微妙/指令內(nèi)部繼電器 256計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 256/256順序控制繼電器 256該控制系統(tǒng) CPU 模塊采用 CPU-226（AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流 220V 供電，并且自帶 24 數(shù)字量輸入點(diǎn)和20 個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿(mǎn)足運(yùn)輸升降機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。6．2 主要元器件的介紹（1）數(shù)字量直流輸入模塊圖 3 所示是直流輸入模塊的輸入電路。光耦合器隔離了輸入電路與 PLC 內(nèi)部電路的電氣連接，使外部信號(hào)通過(guò)光耦合變成內(nèi)部電路的電氣連接，使外部信號(hào)通過(guò)光耦合變成內(nèi)部電路能接收到的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合后，外部直流電壓經(jīng)過(guò)電阻 R1 和阻容濾波后加到光耦合器的發(fā)光二極管上，經(jīng)過(guò)光耦合，光敏晶體管接收光信號(hào)，并能接受的信號(hào)送入內(nèi)部電路。在輸入采樣時(shí)送入輸入印象寄存器?，F(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)，對(duì)應(yīng)輸入印象寄存器的 1/0狀態(tài)，當(dāng)輸入端的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，即指示現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合。外部直流電源用于檢測(cè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)，其極性可以任何接入。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)36圖 3 直流輸入電路圖 3 中，電阻 R2 和電容 C 構(gòu)成濾波電路，可濾掉輸入信號(hào)的高頻抖動(dòng)。雙向光耦合器起整流和隔離的作用，雙向發(fā)光二極管 VL 用作指示。（2）交直流輸出模塊交直流輸出模塊是繼電器輸出方式，其輸出電路如圖所示，當(dāng) PLC 有信號(hào)輸出時(shí)，輸出接口電路使繼電器線(xiàn)圈激勵(lì)，繼電器觸點(diǎn)閉合使負(fù)載回路接通，同時(shí)狀態(tài)指示發(fā)光二極管VL 導(dǎo)通點(diǎn)亮。根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)來(lái)選用負(fù)載回路的電源電壓性質(zhì)。圖 4 繼電器輸出電路（3）電源模塊的選擇PLC 上 DC24V 電源的使用各公司 PLC 產(chǎn)品上一般都有 DC24V 電源，該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響 PLC 的運(yùn)行） 。但若輸入回路有 DC24V 供電的接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等，而 PLC上 DC24V 電源容量不夠時(shí)，要從外部提供 DC24V 電源，同時(shí)為了抗干擾，提高輸入回路的靈敏度，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1 隔離變壓器等） 。本設(shè)計(jì)根據(jù)查看各種資料，最終選擇了如下的電源電路圖：無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)371234~ 220V+C32200UF+C10.33UFVin1GND2+24V 3MC7824C20.1UF+24V6．3 外部硬件接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄 1 的系統(tǒng)接線(xiàn)圖6．4 系統(tǒng) I/O 分配輸入點(diǎn)編號(hào) 注釋I0.0 旋轉(zhuǎn)編碼器I0.4 自動(dòng)I0.5 停止I0.6 檢修I0.7 外部生產(chǎn)線(xiàn)使能 PS0I1.1 系統(tǒng)啟動(dòng)I1.2 系統(tǒng)停止I2.0 1 樓入口光電傳感器 PS1I2.1 轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2I2.2 轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3I2.3 2 樓出口光電傳感器 PS4I2.4 升降機(jī)井高位傳感器 PS5I2.5 升降機(jī)井低位傳感器 PS6I3.0 入口/出口電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA2I3.1 入口/出口電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA3I3.2 吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA4I3.3 吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA5I3.4 升降電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA6I3.5 升降電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SA7無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)38輸出點(diǎn)編號(hào) 注釋Q0.0 1＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.1 1＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.3 2＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.4 2＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q0.6 3＃變頻器正轉(zhuǎn)輸出Q0.7 3＃變頻器反轉(zhuǎn)輸出Q1.1 交流接觸器 3 工作Q1.2 交流接觸器 6 工作Q1.3 交流接觸器 7 工作Q1.4 交流接觸器 10 工作Q1.5 抱閘電磁鐵機(jī)構(gòu)松閘Q2.0 交流接觸器 1 工作Q2.1 交流接觸器 2 工作Q2.2 交流接觸器 4 工作Q2.3 交流接觸器 5 工作Q2.4 交流接觸器 11 工作Q2.5 交流接觸器 12 工作Q2.6 交流接觸器 8 工作Q2.7 交流接觸器 9 工作6．5 梯形圖設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄 1 的系統(tǒng)梯形圖6．6 源程序設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄 2 的指令表6．7 程序運(yùn)行過(guò)程分析按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，I1.1 常開(kāi)觸點(diǎn)接通,M2.0 接通,在此基礎(chǔ)上如果按下自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)按鈕,I0.4 常開(kāi)觸點(diǎn)接通,M1.0 接通,此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行程序；如果按下檢修狀態(tài)按鈕,I0.6 常開(kāi)觸點(diǎn)接通,M3.0 接通,此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)檢修程序；如果按下停止按鈕,I0.5 常閉觸電斷開(kāi),M1.0,M3.0 斷開(kāi),系統(tǒng)選擇運(yùn)行方式停止。無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)391、當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行程序，程序開(kāi)始時(shí)入口輸送帶上的第二件產(chǎn)品正好擋住光電傳感器 PS1，I0.7 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Q0.0、Q0.1 斷開(kāi), 一樓入口輸送帶電機(jī)停轉(zhuǎn)(在升降機(jī)吊籃上升后，一樓入口輸送帶上的第二件產(chǎn)品能夠排成隊(duì)列等待輸送)；特殊繼電器 SM0.1 在系統(tǒng)通電下瞬間得電,狀態(tài)繼電器 S0.0 上電置位初始步。第零步開(kāi)始, 外部生產(chǎn)線(xiàn)使能 PS0 被第一件產(chǎn)品擋住時(shí),M1.0,M2.0,I0.7 接通,狀態(tài)繼電器 S0.1 上電置位,S0.0 復(fù)位,第零步結(jié)束。第一步開(kāi)始, 當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 未被擋住和升降機(jī)井低位傳感器 PS6 被擋住時(shí),I2.2 常閉觸電閉合與 I2.5 常開(kāi)觸電接通,Q0.3 和 Q1.3 接通(吊籃電機(jī)正轉(zhuǎn)) ；同時(shí)I2.2 和 I2.0 沒(méi)有同時(shí)斷開(kāi)時(shí),Q0.0 與 Q1.1 得電接通(一樓入口輸送帶電機(jī)正轉(zhuǎn))；當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 未被擋住和轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 被擋住時(shí),I2.1 常閉觸電閉合和I2.2 常開(kāi)觸電接通,S0.2 上電置位,S0.1 復(fù)位,第一步結(jié)束。第二步開(kāi)始,當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 未被擋住, 升降機(jī)井高位傳感器 PS5 未被擋住和轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 被擋住時(shí),I2.1 常閉觸電閉合, I2.2 常開(kāi)觸電接通和 I2.4常閉觸電閉合,Q0.6,Q1.4,Q1.5 接通(升降電機(jī)正轉(zhuǎn))；當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 與升降機(jī)井高位傳感器 PS5 被擋住, 2 樓出口光電傳感器 PS4 未被擋住時(shí),I2.2 常開(kāi)觸電閉合,I2.4常開(kāi)觸電閉合,I2.3 常閉觸電閉合,S0.3 上電置位,S0.2 復(fù)位(判斷二樓出口輸送帶是否堵塞),第二步結(jié)束。第三步開(kāi)始,當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器 PS3 或轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 被擋住,同時(shí)升降機(jī)井高位傳感器 PS5 被擋住時(shí),I2.1 與 I2.2 常開(kāi)觸點(diǎn)有一個(gè)接通,而且 I2.4 接通,Q0.4與 Q1.3 上電置位(吊籃電機(jī)反轉(zhuǎn))；當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 未被擋住和 2 樓出口光電傳感器 PS4 被擋住時(shí),I2.3 上電沿觸發(fā)瞬間接通,Q0.1 與 Q1.2 復(fù)位(二樓出口輸送帶電機(jī)出貨完成)；當(dāng)轎箱內(nèi)吊籃入口傳感器 PS2 和轎箱內(nèi)吊籃內(nèi)部傳感器