采用PLC和變頻器實現(xiàn)提升機控制系統(tǒng)的軟硬件設計

PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。

在大型工業(yè)生產(chǎn)線中，由于受到空間的限制，往往要將一條生產(chǎn)線分割為幾個工藝段，分別安裝在幾個樓層中，這樣各個工藝段的貨物如果使用傳統(tǒng)的貨物電梯進行傳送，將會給生產(chǎn)帶來許多不便，而且還會影響生產(chǎn)效率。因此，設計一個直接連接不同樓層的生產(chǎn)線的提升機是必要的。

1、工藝流程簡介

由于向下運行和向上運行的控制方法是相同的，在此以向上運行為例說明工藝流程，工藝流程簡化框圖如圖1所示。

當按下啟動按鈕后，位于傳送線上的光電繼電器開始檢測傳送帶上是否有板，有板通過門控電機開門，傳送帶電機和提升機小車電機進板，實現(xiàn)自動進板；進板到位后門電機關門，提升機自動上升；上升到位，門控電機開門，傳送帶電機和提升機小車電機起動開始自動出板；出板完成 后進入下一個循環(huán)。

圖1 工藝流程簡化框圖

2、硬件設計

提升機的硬件設計包括信號檢測環(huán)節(jié)、門控制環(huán)節(jié)、傳送電機控制環(huán)節(jié)、提升機小車電機控制環(huán)節(jié)、變頻調速及電機拖動環(huán)節(jié)它們之間的互相關系如圖2所示。

圖2 提升機控制原理框圖

提升機是典型的順序控制，控制信號決定其運行狀態(tài)。提升機信號檢測主要由一系列的行程開關和光電傳感器完成。本設計采用美國邦納工程國際有限公司生產(chǎn)的光電傳感器和LSX型行程開關。

門控電機和傳送帶電機實現(xiàn)自動門的開關和貨物的傳送，采用直流他勵電機，工作時要求有簡單的剎車過程。

提升機采用變頻器的矢量自動轉矩提升控制方式；變頻電動機為松下標準的EM-FBH型，4極三相電動機。變頻器選擇松下DV707H-5500BC型變頻器，其三相電源R、S、T經(jīng)接線端子進入變頻器為自身主回路和控制回路供電，輸出端U、V、W接電動機的快速繞組，N、P端接制動單元和制動電阻，以減少制動時間，加快制動過程，制動過程中電梯機械系統(tǒng)的動能轉換成熱能，消耗在制動電阻上，因此電梯控制柜要保持良好的散熱條件。

由于該系統(tǒng)的I/O量只有61個，屬于小型控制系統(tǒng)，選用OMRON公司生產(chǎn)的CPM1A系列PLC組建系統(tǒng)時，單機容量還不能滿足系統(tǒng)的要求必須附加擴展。

將輸入信號40個，輸出信號21個按各自功能類型分好，并與PLC的I/O編碼一一對應，編排好地址。

3、軟件設計

通過工藝流程圖，可以看到該提升機如果按照典型的順序控制編寫程序將會給程序帶來許多重復指令，但如果將提升機的PLC控制程序分為點動操作和自動控制兩部分。點動操作是指手動控制模塊；自動控制又可分為自動上升模塊、自動下降模塊和卡板自動調整模塊三部分

（1）點動操作

點動操作主要用于調試或檢修，這些操作包括手動開門/關門、手動進板/出板、手動上升/下降，但這些操作都必須滿足一些特定的條件才能實現(xiàn)，因此在程序設計中使用連鎖指令IL（02）與連鎖清除指令ILC（03），如圖3所示，如果IL前的條件是OFF，那么在IL和ILC之間的那一部分程序就不執(zhí)行；如果IL前的條件是ON，那么在IL和ILC之間的那一部分程序就正常執(zhí)行。

圖 3 點動操作程序結構

（2）自動控制

由于急?；蛲ｋ娀謴秃鬅o須通過點動操作完成剩下的操作或者復位，因此輔助繼電器采用斷電保護型繼電器，定時器也需要具備斷電保護功能。

4、結束語

由于采用了PLC和變頻器進行控制，使得控制精度提高，可靠性增強，提高了生產(chǎn)效率。在實際應用中取得了良好的效果。

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