呂珊珊

永城職業(yè)學(xué)院，河南　永城　476600

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基于PLC的小型貨車提升機(jī)設(shè)計(jì)

呂珊珊

永城職業(yè)學(xué)院，河南永城476600

小型貨車提升機(jī)廣泛用于機(jī)械制造、電子、建筑工程和物流配送等場合，其上升和下降是利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)卷繞鋼絲繩等帶動(dòng)罐籠來實(shí)現(xiàn)的。其控制系統(tǒng)是一個(gè)以PLC為核心控制器、電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)向輪、提升鋼絲繩、電磁制動(dòng)器等為外圍設(shè)備所構(gòu)成的PLC單機(jī)控制系統(tǒng)。小型貨車提升機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)典型的多段調(diào)速系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)所使用的變頻器為愛默生EV1000變頻器。

PLC；提升機(jī)；變頻器；EV1000

一、小型貨車提升機(jī)功能簡介

小型貨車提升機(jī)廣泛用于機(jī)械制造、電子、建筑工程和物流配送等場合，其上升和下降是利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)卷繞鋼絲繩等帶動(dòng)罐籠來實(shí)現(xiàn)的。小型貨車提升機(jī)一般由電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)向輪、提升鋼絲繩、電磁制動(dòng)器和各種主令電器等組成。限位開關(guān)可以是行程開關(guān)，也可以是接近開關(guān)，用于位置檢測，電磁制動(dòng)器用來自動(dòng)停車和剎車，可以有效防止提升機(jī)斷電后自由滑動(dòng)。

以下是某小型貨車提升機(jī)的具體要求，試用PLC與變頻器完成其控制要求。該提升機(jī)用于有兩層樓房的貨物運(yùn)送。當(dāng)小型貨物提升機(jī)停于1樓、按上升啟動(dòng)按鈕時(shí)，提升機(jī)緩慢上升，當(dāng)提升機(jī)接近2樓時(shí)(SQ檢測)，提升機(jī)減速停止，當(dāng)貨物提升機(jī)停于2樓，按下降啟動(dòng)按鈕時(shí)，小型貨物提升機(jī)緩慢下降，當(dāng)提升機(jī)接近1樓時(shí)(SQ檢測)，提升機(jī)減速停止；同時(shí)，提升機(jī)到達(dá)1樓或2樓時(shí)，數(shù)碼顯示相應(yīng)的樓層號碼。按下停止按鈕，提升機(jī)停止運(yùn)行；要求具有異地控制功能；具有自動(dòng)抱閘功能；變頻器加減速時(shí)間為6s，上升、下降輸出頻率為30HZ。

二、愛默生EV1000變頻器簡介

根據(jù)本設(shè)計(jì)控制要求可知，小型貨車提升機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)典型的多段調(diào)速系統(tǒng)，三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式目前以交流變頻器調(diào)速方式為主，其主要設(shè)備為交流變頻器，本設(shè)計(jì)所使用的變頻器為愛默生EV1000變頻器。

愛默生EV1000變頻器的主電路接線時(shí)，應(yīng)確保輸入、輸出端不接錯(cuò)，即變頻器輸入電源線必須連接至R、S、T(沒有必要考慮相序)，絕對不能接至U、V、W，否則會(huì)損壞變頻器。U、V、W端連接三相異步電動(dòng)機(jī)。嚴(yán)禁在變頻器輸入側(cè)使用接觸器等開關(guān)元器件直接進(jìn)行頻繁的啟停操作，否則會(huì)造成設(shè)備損壞，宜通過控制器端子對變頻器進(jìn)行啟停控制。內(nèi)含制動(dòng)單元，使用能耗制動(dòng)時(shí)需要在P(+)、PB之間連接制動(dòng)電阻。在變頻器內(nèi)有漏電流，為了防止觸電，必須連接接地端子。

愛默生EV1000變頻器的LED顯示單元是變頻器接受命令、顯示參數(shù)的主要單元。在使用愛默生EV1000變頻器之前，首先要熟悉LED鍵盤顯示單元各按鍵功能及顯示燈含義。愛默生EV1000變頻器LED鍵盤顯示單元有上下兩部分，上半部分為數(shù)碼顯示單元，下半部分為電位器和各種按鍵。

三、控制電路設(shè)計(jì)

(一)明確輸入/輸出設(shè)備，分配PLC的I/O地址

1.確定輸入/輸出點(diǎn)

根據(jù)控制要求分析，采用兩地控制，需要2個(gè)上升啟動(dòng)按鈕、2個(gè)下降啟動(dòng)按鈕、2個(gè)停止按鈕和2個(gè)限位開關(guān)，為了節(jié)省PLC輸入點(diǎn)，將上升啟動(dòng)、下降啟動(dòng)和停止按鈕采用外聯(lián)并聯(lián)形式。由此確定，PLC輸入系統(tǒng)的輸入設(shè)備有6個(gè)按鈕、2個(gè)限位開關(guān)，因此，PLC需要5個(gè)輸入點(diǎn)。

貨物提升機(jī)的上升與下降通過變頻器的FWD、REV端子來實(shí)現(xiàn)，需占用PLC2個(gè)輸出點(diǎn)；在上升與下降工程中，需要2個(gè)指示燈分別顯示上升與下降過程，需占用PLC2個(gè)輸出點(diǎn)；當(dāng)停機(jī)或停電時(shí)，需要進(jìn)行電磁抱閘，占用PLC1個(gè)輸出點(diǎn)。由此確定，PLC需要5個(gè)輸出點(diǎn)與其連接。

2.PLC的選擇

PLC的選擇主要根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)以及輸入/輸出形式來選擇。本系統(tǒng)共需要5個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn)，為考慮系統(tǒng)將來的擴(kuò)展裕量(15%的裕量)，應(yīng)選擇輸入點(diǎn)為8個(gè)，輸出點(diǎn)為8個(gè)的小型PLC以滿足本項(xiàng)目的控制要求。

3.系統(tǒng)控制電路

PLC和變頻器控制系統(tǒng)電路如圖1所示，小型貨物提升機(jī)的主電路由愛默生EV1000變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)組成，三相異步電動(dòng)機(jī)可帶動(dòng)提升機(jī)實(shí)現(xiàn)上升與下降動(dòng)作?？刂齐娐酚蒔LC、按鈕和指示燈等組成，PLC輸出點(diǎn)Y000、Y001分別控制變頻器控制端子FWD、REV，通過程序控制，可實(shí)現(xiàn)變頻器的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。為了避免直流24V電壓接到變頻器FWD、REV、COM端子上，提升機(jī)的上升、下降指示燈與電磁抱閘Y004、Y005、Y006驅(qū)動(dòng)。

圖1　小型貨車提升機(jī)系統(tǒng)控制電路

四、PLC控制程序設(shè)計(jì)

根據(jù)小型貨物提升機(jī)的控制過程設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的梯形程序，電磁抱閘采用斷電抱閘的方式，當(dāng)提升機(jī)處于上升或下降過程時(shí)，Y006得電，電磁鐵通電，閘瓦離開閘輪，閘輪和被制動(dòng)軸可以自由移動(dòng)。當(dāng)提升機(jī)處于停止時(shí)，Y006失電，制動(dòng)電磁鐵斷電，在彈簧作用下，制動(dòng)杠桿帶動(dòng)閘瓦向里運(yùn)動(dòng)，使閘瓦緊緊抱住閘輪完成制動(dòng)。

[1]任勇.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]李智明.電氣控制與PLC及變頻器技術(shù)應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

TU991.3

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