采用PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)提升機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計
PLC = Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時,計數(shù)與算術(shù)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(jī)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(jìn)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(shè)計一個直接連接不同樓層的生產(chǎn)線的提升機(jī)是必要的。
1、工藝流程簡介
由于向下運(yùn)行和向上運(yùn)行的控制方法是相同的,在此以向上運(yùn)行為例說明工藝流程,工藝流程簡化框圖如圖1所示。
當(dāng)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(jī)開門,傳送帶電機(jī)和提升機(jī)小車電機(jī)進(jìn)板,實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)板;進(jìn)板到位后門電機(jī)關(guān)門,提升機(jī)自動上升;上升到位,門控電機(jī)開門,傳送帶電機(jī)和提升機(jī)小車電機(jī)起動開始自動出板;出板完成 后進(jìn)入下一個循環(huán)。
圖1 工藝流程簡化框圖
2、硬件設(shè)計
提升機(jī)的硬件設(shè)計包括信號檢測環(huán)節(jié)、門控制環(huán)節(jié)、傳送電機(jī)控制環(huán)節(jié)、提升機(jī)小車電機(jī)控制環(huán)節(jié)、變頻調(diào)速及電機(jī)拖動環(huán)節(jié)它們之間的互相關(guān)系如圖2所示。
圖2 提升機(jī)控制原理框圖
提升機(jī)是典型的順序控制,控制信號決定其運(yùn)行狀態(tài)。提升機(jī)信號檢測主要由一系列的行程開關(guān)和光電傳感器完成。本設(shè)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(guān)。
門控電機(jī)和傳送帶電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動門的開關(guān)和貨物的傳送,采用直流他勵電機(jī),工作時要求有簡單的剎車過程。
提升機(jī)采用變頻器的矢量自動轉(zhuǎn)矩提升控制方式;變頻電動機(jī)為松下標(biāo)準(zhǔn)的EM-FBH型,4極三相電動機(jī)。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(jìn)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(jī)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(jī)械系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)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(jī)容量還不能滿足系統(tǒng)的要求必須附加擴(kuò)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(yīng),編排好地址。
3、軟件設(shè)計
通過工藝流程圖,可以看到該提升機(jī)如果按照典型的順序控制編寫程序?qū)o程序帶來許多重復(fù)指令,但如果將提升機(jī)的PLC控制程序分為點(diǎn)動操作和自動控制兩部分。點(diǎn)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(diào)整模塊三部分
(1)點(diǎn)動操作
點(diǎn)動操作主要用于調(diào)試或檢修,這些操作包括手動開門/關(guān)門、手動進(jìn)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(shí)現(xiàn),因此在程序設(shè)計中使用連鎖指令I(lǐng)L(02)與連鎖清除指令I(lǐng)LC(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(diǎn)動操作程序結(jié)構(gòu)
(2)自動控制
由于急?;蛲k娀謴?fù)后無須通過點(diǎn)動操作完成剩下的操作或者復(fù)位,因此輔助繼電器采用斷電保護(hù)型繼電器,定時器也需要具備斷電保護(hù)功能。
4、結(jié)束語
由于采用了PLC和變頻器進(jìn)行控制,使得控制精度提高,可靠性增強(qiáng),提高了生產(chǎn)效率。在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。