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        模塊化電梯的設(shè)計(jì)

        2016-12-23 15:58:20王鵬
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年34期
        關(guān)鍵詞:模塊化

        王鵬

        摘 要:現(xiàn)今,電梯作為人們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚牡墓ぞ?,且逐漸向“模塊化”方面靠攏以方便工程技術(shù)人員的安裝與維修。但是,在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)中學(xué)生要掌握電梯的原理及維修都非常困難,所以,我們不得不設(shè)計(jì)出一些電梯模型來(lái)供學(xué)生實(shí)踐操作。但是傳統(tǒng)的電梯模型只是一種供學(xué)生參觀的教學(xué)擺設(shè)。該課題是基于傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的電梯模型。所以,整體設(shè)計(jì)遵循的是利于教學(xué)的方便,和盡可能接近實(shí)際電梯的原則。考慮到拆卸、安裝與訓(xùn)練的方便。因?yàn)?,電梯上的PLC可直接拆卸,它所引出的輸入、輸出口也可方便插拔,都為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。所以,可以用于其它裝置的訓(xùn)練編程及硬件組裝訓(xùn)練等。對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)有它獨(dú)特的一面,學(xué)生在機(jī)電一體化訓(xùn)練方面也會(huì)得到一定的提高。它在市場(chǎng)銷(xiāo)售方面非??捎^。

        關(guān)鍵詞:電梯模型;模塊化;PLC

        前言

        單臺(tái)電梯模型的機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門(mén)系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)等組成,曳引系統(tǒng)由曳引系統(tǒng)機(jī)-單相永磁同步機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪等組成,是電梯的動(dòng)力源。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)輪和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度,使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作穩(wěn)定升降運(yùn)動(dòng)。門(mén)系統(tǒng)由轎廂門(mén)、開(kāi)門(mén)機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門(mén)設(shè)在轎廂入口、由門(mén)扇和門(mén)導(dǎo)軌架等組成。轎廂的廂體由廂底、廂壁、廂頂?shù)冉M成,轎廂內(nèi)部設(shè)有轎廂控制器,其操縱按鈕設(shè)在轎廂外部。

        1 電梯模型硬件電路

        1.1 單臺(tái)電梯的構(gòu)成

        模塊化電梯由幾大電氣模塊組成:它們分別是樓層顯示模塊、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模塊、變頻調(diào)速模塊、外選信號(hào)模塊、內(nèi)選信號(hào)模塊等。在介紹這些框架之前我們首先要對(duì)電梯做出總體的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

        1.2 選擇設(shè)備型號(hào)

        1.2.1 可編程控制器PLC的選擇

        PLC是整個(gè)系統(tǒng)的大腦,在選擇其型號(hào)時(shí)要滿(mǎn)足。

        (1)有足夠的I/O(輸入/輸出)點(diǎn)。體積小、價(jià)格低廉、能夠可靠運(yùn)行。(2)PLC要能實(shí)現(xiàn)PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接。(3)PLC要具有讀取旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖的功能。

        根據(jù)以上三點(diǎn)選擇:松下FP∑-C32主機(jī),該主機(jī)為晶體管輸出方式,且可實(shí)現(xiàn)PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接,I/O點(diǎn)數(shù)足夠。

        1.2.2 變頻器模塊的選擇。在該電梯模型中,電梯的所有調(diào)速都是通過(guò)變頻器中接收到的PWM脈沖調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,考慮到變頻器與PLC的匹配性,選擇松下VF0變頻器。

        1.2.3 樓層定位模塊的選擇。這里選擇OMRON光電編碼器的E6B2系列增量式旋轉(zhuǎn)編碼器與交流電機(jī)同軸連接,準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)樓層定位。E6B2編碼器可以接受很寬的電壓范圍(5~24V),E6B2編碼器還在主電路中進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì),以防止在集電極開(kāi)路輸出和電壓輸出方式下,用戶(hù)的誤操作(短路以及防接線(xiàn))對(duì)編碼器電路造成的損壞。E6B2編碼的分辨率比較高,可以保證較精確的測(cè)量。

        1.2.4 觸摸屏模塊的選擇。隨著觸摸屏技術(shù)日趨成熟,其應(yīng)用面更加廣泛。觸摸屏的優(yōu)勢(shì)就在于它可利用軟觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)硬件觸點(diǎn)上的功能、安全可靠且、可隨心所欲通過(guò)其編程改變觸點(diǎn)來(lái)滿(mǎn)足需要。要求和與PLC的匹配,這里選擇松下GT10觸摸屏。

        1.2.5 單片機(jī)模塊的選擇。單片機(jī)在群控電梯中要完成的任務(wù)是:實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行樓層的顯示;電梯上下行的指示??紤]到經(jīng)濟(jì)性與可靠性這里選擇AT89C51單片機(jī),這款單片機(jī)在市面上的價(jià)格較低,基本功能都能實(shí)現(xiàn)。

        2 功能模塊的硬件連接

        2.1 變頻器模塊的連接

        Y2所接的變頻器功能為:反轉(zhuǎn)/停(由P08參數(shù)設(shè)置)

        Y3所接的變頻器功能為:PWM切換(由P19~21、P22~24參數(shù)設(shè)置)

        Y0所接的變頻器功能為:PWM輸入(由P19~21、P22~24參數(shù)設(shè)置)

        2.2 內(nèi)選信號(hào)功能模塊的連接

        電梯內(nèi)選信號(hào)不需占用PLC的輸入、輸出口,直接通過(guò)觸摸屏串口發(fā)送與接收數(shù)據(jù)完成內(nèi)呼控制。

        2.3 樓層定位功能模塊連接

        旋轉(zhuǎn)編碼器連接時(shí)分別將茶色(+Vcc端)+5V;將青色接0V;將A相、B相分別接到-1至2樓電梯的PLC輸入端口的X0與X1即可。

        2.4 PC-LINK網(wǎng)絡(luò)功能模塊連接

        將所有的硬件電路連接無(wú)誤后,可以對(duì)單臺(tái)電梯模型進(jìn)行PC-LINK網(wǎng)絡(luò)的連接,這樣我們才能將電梯每一層數(shù)據(jù)進(jìn)行連接起來(lái)共享。

        3 參數(shù)設(shè)置

        3.1 高速計(jì)數(shù)器設(shè)置

        當(dāng)系統(tǒng)連接完畢后要對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行軟件設(shè)置以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求。

        選擇“選項(xiàng)”中的“PLC系統(tǒng)寄存器設(shè)置”接著選擇“高速計(jì)數(shù)器”將“CH0”設(shè)置為“方向判別(X0,X1)”。

        3.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置

        變頻器參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)參數(shù),實(shí)現(xiàn)電梯上下行及對(duì)PWM信號(hào)的正確讀取。觸摸屏內(nèi)部參數(shù)設(shè)置、PC-LINK網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置,點(diǎn)擊“PC-LINK”項(xiàng),出現(xiàn)“PC-LINK”對(duì)應(yīng)不同站號(hào)的PLC進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

        4 程序編寫(xiě)及系統(tǒng)調(diào)試

        將連線(xiàn)及系統(tǒng)設(shè)置正確后,可以對(duì)單片機(jī)、PLC進(jìn)行程序進(jìn)行編寫(xiě)。在程序編寫(xiě)之前要知道我們想達(dá)到的具體目的。顯示模塊單片機(jī)程序的編寫(xiě)及調(diào)試:(1)顯示模塊功能;(2)單片機(jī)程序及硬件調(diào)試;(3)對(duì)PLC進(jìn)行輸入輸出口分配。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        目前,在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)中學(xué)生要掌握電梯的原理及維修都非常困難,所以,我們不得不設(shè)計(jì)出一些電梯模型來(lái)供學(xué)生實(shí)踐操作。但是傳統(tǒng)的電梯模型只是一種供學(xué)生參觀的教學(xué)擺設(shè)。該課題是基于傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的電梯模型。所以,整體設(shè)計(jì)遵循的是利于教學(xué)的方便,和盡可能接近實(shí)際電梯的原則。

        參考文獻(xiàn)

        [1]常斗南,李全利,等.可編程序控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

        [2]李廣弟,朱月秀,等.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001.

        [3]康華光,陳大欽,等.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2005.

        [4]康華光,鄒壽彬,等.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M].北京:高等教育出版社,2005.

        [5]周堅(jiān).單片機(jī)輕松入門(mén)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004.

        [6]汪小澄,袁立宏,等.可編程序控制器運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

        [7]李全利.可編程序控制器及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

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