PLC远程电梯监控系统设计

1.1系统组成 硬件系统方面包括电气控制、安全门以及曳引等多个系统。PLC接受各种输入信号是通过输入接口接收的,例如:轿厢上、下行信号,内呼信号、外呼信号以及楼层的其他相关信号。PCL上接口处输出的信息需要通过自身程序算法后的逻辑处理以及运算才能够

1.1系统组成

       硬件系统方面包括电气控制、安全门以及曳引等多个系统。PLC接受各种输入信号是通过输入接口接收的,例如:轿厢上、下行信号,内呼信号、外呼信号以及楼层的其他相关信号。PCL上接口处输出的信息需要通过自身程序算法后的逻辑处理以及运算才能够输出,关于输出控制包含:(1)各种类信号灯以及显示控制。(2)其他方式的控制,具体的组成部分参照下图。
 
 PLC远程电梯监控系统设计
 图2控制系统
      本设计中的电梯总共6层,运用了PLC嘞可编程式控制器、TP700以及所需的以太网相互连接共同构成了本次的监控系统框架,基于博途软件我们建立一个仿真的电梯模型,并且使其在PC机是保持运行状态,这样就能够实现对监控系统的操作过程。
 

1.2信号及其意义

1.位置信号
       在单体的停靠位置安装有6个传感器,位置信号的发出就是有这些传感器发出的,但电梯轿厢不在此楼层时为OFF,当电梯运行到此楼层时为ON。
2.指令信号
       指令信号一共有6个,由6个按键产生。按下某个按键代表着用户想要去相应的楼层。
3.呼梯信号、
       呼梯信号有10个,分别表示某层的用户想要呼梯然后上行或者下行。

1.3信号及其意义

1.运行方向
       该信号有两个共同组成,其显示形式为上下方向的箭头,剪头的知识即为电梯的运行状态。
2.楼层数显信号
       楼层数显信号表示电梯此时此刻所在的位置。

1.4运行原则

       1.接受并且记录信号指令,范围包括除去楼层信号以外的所有信号.
       2.以首先接收到的信号指令为准,多电梯当前的运行模式做出有效判定,上或者下,这个判断过程我们定义为电梯定向过程。该过程又可细分为两种模式,对信号的性质进行划分,由此我们可以得到指令定向的定义,该性质的主要意义就是计较过程,通过当前楼层是与用户的指令楼层数之间的比较,得到电梯上行或者吓醒的对应指令,例如假设3楼为当前楼层,那么2楼就应当下行,指令为六楼的时候则为“上行”。第二种为呼梯定向,呼梯定向是根据呼梯信号是从哪层发出的来判断的,该过程同前者正好相反,发出位置同当前位置的比较从而得出了指令的结论过程。
       3.假如电梯收到了不止一个的信号,电梯会采取最先收到的信号完成定向过程,首先执行的是同向的信号来源,在该类信号执行完毕或者是任务完成之后,电梯才进入到换向过程。例如当前电梯楼层为4,输入的楼层信号依次为3,5,2.若我们采取的是排队芳实进行信号执行,那么电梯的运行情况和顺序就应该是3/5/2的顺序。同样的情况如果我们使用方向信号优先执行的话,结果就不同了,其运行方式应当是3/2/5,从结果上我们可以轻易地得出,使用第二种方式将会很大程度的节省路程,使得效率大幅度提高。
       4.搭载了同向的截车功能,具体意思就是若当前电梯楼层为1楼,并且收到了4楼的指令,然后开始进入上行阶段,若在此时输入了3楼的信号,此时电梯作出判断,假如三楼的信号位上行,电梯将会折返接到3楼的乘客,但如果三楼乘客的信号为下行,那么电梯将不会进入到下行方式,而是在到达电梯内乘客目的楼层之后再返回三楼。
       5.若电梯在同向执行任务过程中需要进入换向程序,起依照的原则叫做最远换向原则。具体过程为,假如电梯处在1楼是收到了二楼信号,开始上行,恰巧正在此时又收到了三楼以及四楼的信号,且又刚好都是向下,当电梯到达目的楼层二楼时,用户下来之后电梯轿厢继续上行。假如到达三楼就换向的话,四楼用户将无法乘坐电梯。所以电梯会到达四楼之后再换向,这样的话,三楼的永华就可以顺向截车。

2 硬件选型

       控制器型号SIEMENS CPU315-2 DP/PN,其上包含了以太网的接口一个,能够实现触摸屏同PC及相互之间的连接工作,触摸屏型号TP700,使用经过扩充了的控制器,能够拥有三个输入以及输出模块,这样一来输入以及输出点各可以高达48个,能够基本满足控制系统对于该类点的需求量。过程当中对于输入以及输出的量进行合理的分配:共36个输入信号,主要的分配过程如下,上下行的信号点占据10个,6个内呼信号点,7个楼层门信号,2个上下平层信号以及各一个的开门以和关门的到位信号。除此以外还有其他的超载等一系列信号。同样的分配方式也适用于输出信号,对其进行合理的分配。

2.1 变量及连接      

       在进行PLC的程序编写工作之前,我们第一步要进行硬件的组态工作,然后再是变量表的建立,同样的工作顺也也适用于监控组态的制作过程,也就是先硬件组态后建立变量表,之所以这样的原因是因为博途作为一个集成式的环境,在变量表的建立过程中PLC的变量连接情况对该过程的影响非常大。在变量建立完成后,才可以进行组态画面的绘制工作,需要注意的是其中的动画以及按钮都必须以关联变量的方式出现,对于动画而言,实现该部分的操作只需要在相应的选项中选中关联选项就可以完成例如下列操作:门开关动画的添加过程,首先双击对象,点击对象选取按钮,在之后选取水平移动对象选项,设置动画的选择量变化范围,最后的移动范围的确定就是通过鼠标对对象进行拖动。其主要过程如下图所示。
 PLC远程电梯监控系统设计
图3 变量关联表

3 CPU和显示屏选用

3.1 控制器SIEMENS CPU315-2 DP/PN介绍
       (1)微处理器:对二级制式的指令进行处理,且每段处理时间仅为50ns,而针对于浮点数的运行指令处理时间需要9倍。
       (2)384 KB 主存储器:该部分主要作用是为程序的流畅运行提供足够的储存空间,使其指令能够有效执行,而作为该程序的微型储存卡更是给予项目的保存工作位置做出了准许,可以直接保存在CPU当中。。
       (3)灵活的扩展:拥有的模块超过30个以上
       (4)MPI/DP 组合接口:该接口满足同时建立多个连接的需求,能够支持编程器、PC以及OP相互之间的有效连接。这些链接中,各个主连接上自始至终都保持一个附链接。MPI甚至可以同时最多与32个CPU共同组建成网络系统。
       (5)PROFIBUS DP 接口:DP接口能够在各种复杂环境下运行,包括主站或者从站。接口处,等时模式也无法限制其持续地运行,并且能够支持高标准的质量保证。这些种种都将其诊断能力以及参数的赋值能力很大程度的提高了。
       (6)以太网接口:该以太网的接口处上搭载了双端口的交换机。
       (7)支持下列协议: 数据通讯、PG/OP通讯等
 
3.2 触摸屏SIEMENS TP700 Comfort优势介绍
  (1)以优越的性价比提供出色的 HMI 功能
  (2)尺寸为 4"、7"、9" 和 12" 的高分辨率、高对比度宽屏 TFT 显示屏 (具有 1600 万种颜色) 的可视化区域比之前设备高 40
  (3)通过归档、脚本、不同的浏览器、Internet Explorer 提供一致的高端性能
  (4)通过 PROFIenergy、HMI 项目或 PLC 调整显示屏亮度,范围为 0-100%
 (5)现代化工业设计
(6)所有触摸屏设备均可使用垂直 (纵向) 安装
(7)最优选择:提供 4 种触摸屏和 4 种键盘型号
(8)断电期间:还对插入的新 SIMATIC HMI 存储卡 (2GB) 提供数据保护
(9)通过第二个 SD 卡 (自动备份) 提供创新型服务和调试理念
(10)通过标准电缆,项目传送变得十分简单 (标准以太网电缆、标准 USB 电缆)
(11)短屏幕更新时间实现最大性能
(12)通过扩大认证范围 (例如,EX-Zone 2/22,船级社) 和 7" 以上的压铸型铝质前端,即使在最恶劣的环境条件下也适合使用
(13)众多通信选项:板上 PROFIBUS 和 PROFINET,7" 以上,带集成交换机的 2 x PROFINET
(14)每个功能健都有 LED 指示的键盘设备,使用基于移动电话键盘的新输入机制
(15)带压花键的键盘设备,实现最优的触觉反馈
(16)所有键的使用寿命为两百万次击键
(17)新 HMI 控件:系统诊断浏览器和 F(x) 控制器
(18)通过 Comfort 版本起的创新型工程软件 WinCC V11 进行组态

3.3变频调速介绍

       目前在电力电子技术行业以及微电子行业都在改革创新发展,并且在各方面都取得了较大的突破。尤其是交流调速技术,其开始逐渐呈现为多样化,并且也同工业领域开始相互结合,扩大了适用范围。当然,伴随着需求的提高,其体系以及控制也变得越来越完善,其中电梯最为理想的调速方法莫过于交流变频调速技术。主要原因是目前而言,该技术较为成熟且风险极低,可靠性得到了有效保证,所以在中国的电梯行业中得到了非常广泛的运用。运用了该技术的电梯其速度的调节过程平滑,乘客拥有极为舒适的乘坐体验,除此之外启动过程中电动机的起制动电流也得到了降低,有掉的保护了电机,所以同其他的调速系统相比较,其优点明显,比如也能以及高效率等方面。。


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