單軸位置控制裝置電氣控制系統的設計

❶ 電氣自動化控制系統設計

電氣自動化控制系統能夠有效提高行業領域整體的自動化水平，特別是行業的運行管理水平。並且電氣自動化控制系統可以大大節省企業的成本，提高設備、生產線等的可靠性。當前的電氣化自動化控制系統已經在眾多領域嶄露頭角並發揮重要作用。
一、電氣自動化的現狀
首先，電氣自動化系統信息化。信息技術在縱向和橫向上向電氣自動化進行滲透，縱向上，信息技術從管理層面對業務數據處理進行滲透，利用信息技術可以有效存取財務等管理數據，對生產過程動態監控，實時掌握生產信息並確保信息的全面、完整和准確；橫向上，信息技術對設備、系統等進行滲透，微電子等技術的應用使控制系統、PLC等設備界線從定義明確逐漸變得模糊，而軟體結構、組態環境、通訊能力等的作用日益凸顯，網路、多媒體等技術得到了廣泛應用。
其次，電氣自動化系統使用、維護與檢修簡易化。WindowsNT等已經成為實施電氣自動化控制平台、規范以及語言的標准，基於Windows的人機界面成為了電氣自動化的主流， 並且基於Windows的控制系統有著靈活、易於集成等優勢，也得到了廣泛的應用。採用Windows操作平台使得電氣自動化系統的使用、維護和檢修更加簡單、方便。
最後，實現分布式控制應用。電氣自動化系統通過串列電纜連接中央控制室、PLC、現場，將工業計算機、PLC的CPU、遠程I/O站、智能儀表、低壓斷路器、變頻器、馬達啟動器等連接，將現場設備的信息收集到中央控制器。分布式控制應用通過數字式分支結構的串列連接自動化系統與相關智能設備的雙向傳輸通訊匯流排，將PLC、現場設備與相應的I/O設備連接起來，使輸入輸出模塊發揮現場檢查和執行的作用。
二、電氣控制對象的特點和要求
電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運行過程中有著很多不同點，電氣的主要特點表現為：
電氣控制系統相對熱機設備而言控制信息採集量小、對象少，操作頻率低，但強調快速性、准確性；電氣設備保護自動裝置要求可靠性高，動作速度快；同時對抗干擾要求較高；電氣控制系統(ECS)主要以數據採集系統和順序控制為主，聯鎖保護較多。因此，機組的電氣系統納入DCS控制，要求控制系統具有很高的可靠性。除了能實現正常起停和運行操作外，尤其要求能夠實現實時顯示異常運行和事故狀態下的各種數據和狀態，並提供相應的操作指導和應急處理措施，保證電氣系統自動控制在最安全合理的工況下工作。
三、電氣自動化控制系統的設計
1.集中監控方式
這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由於集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由於電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗餘的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖採用硬接線，由於隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由於查線或傳動過程中由於接線復雜而造成誤操作的可能性。
2.遠程監控方式
遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由於各種現場匯流排(如Lonworks匯流排，CAN匯流排等)的通訊速度不是很高，所以這種方式適合於小系統監控，而不適應於大型電氣自動化系統的構建。
3.現場匯流排監控方式
目前，現場匯流排、乙太網等技術的普遍應用和相應運行經驗的積累，智能化電氣設備得到了較快的發展，網路控制系統逐漸應用到電氣系統中,現場匯流排監控方式使系統設計更加有針對性，對於不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。採用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子櫃、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網路連接，網路組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場匯流排監控方式是今後發電廠計算機監控系統的發展方向。
綜上所述，隨著智能化、信息化技術的快速發展，電氣自動化技術將不斷向科技化、信息化、開放化的趨勢發展，電氣自動化涉及的領域將不斷增多，技術更新將不斷加快，電氣自動化控制技術也將得到快速發展並不斷完善，更多http://www.big-bit.com/進行了解。

❷ 機床電氣控制線路設計通常包含哪些內容

一、控制方案的確定原則
電氣設備的控制方案是多種多樣的，因此，設計人員在設計時，應該本著簡便、可靠、經濟、實用的要求進行控制方案的制定。具體來說，設計人員應該遵循以下原則：經濟效益是控制方式科學與否的重要標准。如果控制邏輯較為簡單，其加工程序也較為穩定的生產設備，則適用於繼電-接觸控制方式，這是較為合理的；反之，如果是加工程序多變，則應該考慮採用編程序控制器；通用化指的是生產機械加工不同對象的通用化程度。如果加工一種或者幾種零件的專用機床，其通用化程度低，那也是合理的，因為其可以保持較高的自動化程度，因此，這樣的機床一般適用於固定的控制電路；而如果是單件、小批量的零件加工的通用機床，則應該採用數字程序或者編程式控制制器控制，因為其可以根據加工對象的不同設定不同加工程序，具有相當的靈活性和通用性；如果控制電路比較簡單，則可以採用電網電源，如果元件多且電路復雜，則對電網電壓隔離降壓，減少故障的可能性。而對於自動化程度高的生產設備，就應該考慮採用直流電源，這樣可以節省安裝的空間，操作和維修也比較方便。事實上，影響方案確定的因素還有很多，在實際的設計中，最後方案的確定要根據設計人員的技術水平和判斷力來決定。
二、電氣控制線路的分析
機床的電氣控制系統應保證機床的使用效能和正確的動作程序。在設計機床的電氣原理圖之前，應當確定電氣控制的方案。控制方式應當與機床的通用化和專用化的程度相適應。對於專用機床，其工作程序往往是固定的，使用中並不需要經常改變原有的程序。因此，控制線路在結構上往往做成「固定」式的。對於一些數控機床，為了適應不同的工藝過程的需要，機床的工作程序往往需要在一定的范圍內加以更改。在機床自動線中可根據控制要求和聯鎖條件的復雜程度不同，採用分散控制的控制方式。但是各台單機的控制方式和基本控制環節應盡量一致，以便簡化設計和製造過程。自動工作循環的組成在方案中可列出有關步驟，或說明行程開關的布置與簡圖。如電磁鐵或電磁閥的通斷狀態與所執行動作，對於機床自動線還應列出自動線的循環周期表。為控制線路原理設計提供具體要求和條件，如自動循環、手動調整、動作程序更換或控制系統的檢測測試等等。聯鎖條件及電氣保護機床的各種運動和操作，都是相互聯系的。
三、電氣控制路線的設計方法
設計人員在進行具體電路設計時，必須要根據主次原則進行設計，順序為設計主電路，設計控制電路，信號電路及局部照明電路設計。在完成初步設計後，必須要仔細檢查，保證線路符合設計要求，同時盡可能使之完善和簡化，最後再根據實際需要選擇所用電器的型號與規格。
（一）控制線路的設計要求
由於電氣的種類繁多，因此不同用途的電氣控制線路，其控制要求也不盡相同，但從規律上，還是必須要應滿足一些基本要求。首先，應該滿足生產機械的工藝要求，正確按照工藝的順序工作，線路結構以簡單為主要目標，盡量選用常用的且經過實際考驗過的線路；其次，操作、調整和檢修要符合方便的原則；最後，具有各種必要的保護裝置和聯鎖環節，即使在誤操作時也不會發生重大事故，工作穩定，安全可靠，符合使用環境條件。
（二）控制線路的設計方法
事實上，電氣控制線路的設計方法主要歸納為兩種：一種是經驗設計法，另一種是邏輯設計法。所謂經驗設計法是指，依照生產工藝的要求，根據電動機的控制方法，使用典型環節線路直接進行設計，首先設計出各個獨立的控制電路，最後結合設備的工藝要求，來決定各部分電路的聯鎖或聯系。這種方法的優點是簡單，不過其缺點也很明顯，即對於比較復雜的線路，就要求設計人員擁有豐富的工作經驗，同時需要繪制大量的線路圖，而且可能要進行多次的修改，才能得到符合要求的控制線路。所謂邏輯設計法是指採用邏輯代數進行設計，按此方法設計的線路結構合理，可節省所用元件的數量。
（三）設計控制線路注意事項
為了使線路設計得簡單且准確可靠，在設計具體線路時，應注意以下幾個問題：盡量減少連接導線，設計人員在設計控制電路時，必須考慮要電氣設備各元器件的實際位置，應該在符合設計原則的基礎上，盡可能減少配線時的連接導線。正確連接電器的線圈，從理論上看，電壓線圈一般不能串聯使用，原因就在於它們的阻抗不盡相同，這樣就可能會造成兩個線圈上的電壓分配不等。而即使是兩個同型號線圈，在外加電壓是它們的額定電壓之和的理想情況下，也不能這樣連接。因為，電器動作是有先後的，而當一個接觸器先動作時，其線圈阻抗增大，該線圈上的電壓降增大，使另一個接觸器不能吸合，如果情況嚴重，還可能使線圈燒毀。此外，如果電感量相差懸殊的兩個電器線圈，也不應該並聯連接。控制線路中應避免出現寄生電路寄生電路是線路動作過程中意外接通的電路。盡可能減少電器數量、採用標准件和相同型號的電器盡量減少不必要的觸點以簡化線路，提高線路可靠性。

❸ 電氣控制系統設計的基本內容有哪些

電機控制系統設計的基本內容包括邏輯控制和模擬控制。還有就是拖動控制。

❹ 立體車庫電氣控制系統是怎麼設計的

電氣控制系統整體設計 整個車庫設計由一台PLC對車庫的汽車存取進行控制，實現聯鎖保護。使用工控機進行統一的管理和監控。各車位內車輛的調入調出由工控機進行管理，通過數據通訊，指揮PLC完成車輛進出。
系統控制原理 操作者(人)要通過控制系統信息交流的平台(界面)把操作信息傳送給控制系統，經系統處理後，來完成車庫現場的運作。 控制系統中主控單元的主要控制對象首先是車庫內的橫移電機和升降電機，控制系統就是使它們在不同的時間內實現正反轉;其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，採用了行程開關。為了判斷載車板上有無車輛，採用了光電開關。設計中採用上位機來進行對其控制。
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❺ 電器控制裝置設計的基本步驟和方法有哪些

設計方法及步驟
在接到設計任務書後，按原理設計和工藝設計兩方面進行。
1．原理圖設計的步驟
(1)根據要求擬定設計任務。
(2)根據拖動要求設計主電路。在繪制主電路時，可考慮以下幾個方面：
①每台電動機的控制方式，應根據其容量及拖動負載性質考慮其啟動要求，選擇適當的啟動線路。對於容量小(7.5kw以下)、啟動負載不大的電動機，可採用直接啟動}對於大容量電動機應採用降壓啟動。
②根據運動要求決定轉向控制。
③根據每台電動機的工作制，決定是否需要設置過載保護或過電流控制措施。
④根據拖動負載及工藝要求決定停車時是否需要制動控制，並決定採用何種控制方式。
⑤設置短路保護及其他必要的電氣保護。
⑥考慮其他特殊要求：調速要求、主電路參數測量、信號檢測等。
(3)根據主電路的控制要求設計控制迴路，其設計方法是：
①正確選擇控制電路電壓種類及大小。
②根據每台電動機的啟動、運行、調速、制動及保護要求，依次繪制各控制環節(基本單元控制線路)。
③設置必要的聯鎖(包括同一台電動機各動作之間以及各台電動機之間的動作聯鎖)。
④設置短路保護以及設計任務書中要求的位置保護(如極限位、越位、相對位置保護)、電壓保護、電流保護和各種物理量保護(溫度、壓力、流量等)。
⑤根據拖動要求，設計特殊要求控制環節，如自動抬刀、變速與自動循環、工藝參數測量等控制。
⑥按需要設置應急操作。
(4)根據照明、指示、報警等要求設計輔助電路。
(5)總體檢查、修改、補充及完善。主要內容包括：
①校核各種動作控制是否滿足要求，是否有矛盾或遺漏。
②檢查接觸器、繼電器、主令電器的觸點使用是否合理，是否超過電器元件允許的數量。
③檢查聯鎖要求能否實現。
④檢查各種保護能否實現。
⑤檢查發生誤操作所引起的後果與防範措施。
(6)進行必要的參數計算。
(7)正確、合理地選擇各電器元件，按規定格式編制元件目錄表。
(8)根據完善後的設計草圖，按GB/T 6988電氣制圖標准繪制電氣原理線路圖，並按GB/T 5094-1985《電氣技術中的項目代號》要求標注器件的項目代號，按GB 4884-1985《絕緣導線的標記》的要求對線路進行統一編號。
2．工藝設計步驟
(1)根據電氣設備的總體配置及電器元件的分布狀況和操作要求劃分電器組件，繪制電氣控制系統的總裝配圖和接線圖。
(2)根據電器元件的型號、外形尺寸、安裝尺寸繪制每一組件的元件布置圖(如電器安裝板、控制面板、電源、放大器等)。
(3)根據元件布置圖及電氣原理編號繪制組件接線圖，統計組件進出線的數量、編號以及各組件之間的連接方式。
(4)繪制並修改工藝設計草圖後，便可按機械、電氣制圖要求繪制工程圖。最後按設計過程和設計結果編寫設計說明書及使用說明書。

❻ PLC的發展史、及其介紹等（越詳細越好）

美國汽車工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用汽車公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、雜訊大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的「通用十條」招標指標。

1969年，美國數字化設備公司研製出第一台可編程式控制制器(PDP-14)，在通用汽車公司的生產線上試用後，效果顯著；1971年，日本研製出第一台可編程式控制制器(DCS-8)；1973年，德國研製出第一台可編程式控制制器；1974年，我國開始研製可編程式控制制器：1977年，我國在工業應用領域推廣PLC。

基本結構

1、電源

電源用於將交流電轉換成PLC內部所需的直流電，目前大部分PLC採用開關式穩壓電源供電。

2、中央處理單元

中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。

中央處理器由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊晶元上，通過地址匯流排、控制匯流排與存儲器的輸入/輸出介面電路相連。中央處理器的作用是處理和運行用戶程序，進行邏輯和數學運算，控制整個系統使之協調。

❼ 簡述數據采樣式進給位置伺服系統位置功能是如何實現的

1概述現在的位置伺服系統一般採用所謂的「軟伺服」系統，使位置增益不很大，這樣系統容易穩定，並且增加一個閉環調速單元，速度環的增益很大。因此，很小的位置偏差就能產生很明顯的速度偏差，速度環就以很高的增益修正，從而使系統得到很高的位置解析度［1］。作者在研製一種數控刨齒機時，設計並完成了單軸位置伺服系統，該系統採用半閉環結構，框圖如圖1所示。本文將結合該系統，闡述位置伺服系統的組成及硬體實現。圖1單軸位置控制系統的框圖2位置伺服系統的組成在圖1中，位置控制器和速度控制器均由486個人微機編程實現。電機採用北京數控設備廠的FANUC-BESK(15型)直流伺服電機，並採用該廠的A06B-6054-H005作為功率驅動模塊。由於該速度控制單元是模擬系統，因此採用12位D/A轉換器，把微機根據控制演算法輸出的數字量轉換為合適的模擬電壓，控制電機向減小位置偏差的方向轉動。位置反饋採用光電編碼器，解析度為4000線/轉，經四倍頻電路，由可編程計數器8254記錄位置脈沖數，位置控制器則根據此脈沖數和指令脈沖數計算出速度指令電壓，再輸出到一個12位D/A轉換器，即得到模擬的速度指令電壓。速度反饋也利用同一個光電編碼器和計數電路，速度控制器通過對位置求一階差分計算出實際轉速，然後輸出到另一個12位D/A轉換器，將得到的模擬電壓反饋至速度控制單元的速度反饋輸入端。實際轉速ω按ω＝ΔN/Ts式求取，其中ΔN為在采樣周期內的位置脈沖增量，Ts為采樣周期，該系統取8毫秒。
作者編寫的CNC控製程序採用前、後台軟體結構，前台程序是一個中斷服務程序，由硬體實現8毫秒定時中斷，主要完成精插補和位置控制功能；後台程序是一個循環運行程序，主要完成數據輸入、粗插補及其它輔助功能。3伺服系統的實現數模轉換採用晶元DAC1210，為了不降低解析度，用一個電子開關CD4052處理正負號，使數模轉換達到雙極性12位，為了提高驅動能力和抑制干擾，輸出採用集成運放OP07做成射極跟隨器的形式，電路如圖2所示。圖2雙極性12位D/A轉換3.1四倍頻器
四倍頻器［2，3］採用微分電路來實現，其抗干擾能力較差。作者設計了一種四倍頻器，採用積分型單穩態電路，如圖3所示。電路的工作原理：A、B兩路相位差90°的方波脈沖，電機正向轉動時，A領先B；電機反向轉動時，B領先A。該電路在A及A的反相-A和B及B的反相-B各接了一個積分型單穩態電路［4］，在A的上升沿、下降沿分別產生一個短脈沖A′和-A′，在B的上升沿、下降沿分別產生一個短脈沖B′和-B′。當A為低電平時，Va為高電平，G2輸出為低電平；當A上升沿來到後，G1輸出為低電平，但由於電容兩端的電壓不能突變，所以在一段時間里Va仍在閾值電平之上，G2輸出為高電平，電路進入暫穩態。隨著電容的放電，Va不斷下降，當Va低於閾值電平時，G2輸出為低電平，待A回到低電平後，G1輸出為高電平，電容又開始充電，當Va恢復為高電平時，電路又達到穩態，為下一次上升沿的到來作好准備。由以上分析可知，A′的脈沖寬度TW等於電容開始放電到Va下降至閾值電平所經歷的時間，根據對RC電路暫態過程的分析，可知電容上的電壓Va放電時間由下式決定［4］： （1） 式中R′——RC電路放電迴路的電阻
C′——RC電路放電迴路的電容
VC（∞）——電容電壓的穩態值
VC（0）——電容電壓的初值
VC（t）——經過t時間放電後的電容電壓值
設LSTTL電路的輸出高電平為VOH，輸出低電平為VOL，VTH為閾值電平，R0為G1輸出低電平時的輸出電阻，將R′＝R0＋R、C′＝C、VC（∞）＝VOL、VC（0）＝VOH、
VC（t）＝VTH代入式(1)可得脈沖寬度TW為： （2） 考慮到電路恢復時間，應使方波脈沖序列的周期為TW的7～8倍，這樣電路才能可靠地工作。可以據此選擇合適的電阻和電容。將得到的四個短脈沖序列A′、－A′、B′、－B′按圖3所示進行與或非的邏輯組合，在U1、U2的輸出端將產生表示正轉和反轉的四倍頻脈沖序列，如圖4所示。該電路有較好的抗干擾性能，因為高頻時容抗很小，而且脈沖經過二級與門的選擇。圖3積分型四倍頻計數電路圖4正、反轉四倍頻器脈沖波形(左：正轉右：反轉)3.2脈沖計數電路與初值跳動
8254是與微機介面非常方便的可編程計數器，在方式2下計數器可自動重復計數，利用它的兩個計數通道分別記錄正轉和反轉脈沖，在程序里讀入計數值並使二者相減，便可得到在采樣周期內的位置脈沖增量，給後續程序作進一步處理。作者在應用中發現8254有一個缺陷：對它進行初始化後，輸出鎖存器殘留有隨機數，這時程序讀數就會讀到這個隨機數，所以當第一個計數脈沖到來後，計數器開始從編程初值減一計數。當實際位置脈沖沒有來到時，程序里讀到的位置脈沖值為一隨機數，當有實際位置脈沖輸入到計數器後，采樣程序讀到的是正常的位置脈沖值，所以采樣程序第一次計算出的正轉或反轉脈沖數是不正確的，而隨後計數才進入正常狀態。第一次讀數的這一隨機性將引起系統的劇烈跳動，稱之為「初值跳動」。這種跳動對數控機床來說是不可接受的，必須予以消除。
作者通過程序處理解決了這一問題，其方法：初始化後先記錄下輸出鎖存器的起始內容，在采樣程序里把讀入輸出鎖存器的內容與此起始數值比較，若數值不變，說明沒有計數脈沖，位置增量為零；若數值發生變化，說明已有計數脈沖到來，經過程序計算得到第一次的位置增量。此後不再判別「初值跳動」，進行正常計數。解決「初值跳動」的程序如下(用Turbo C語言實現)：
實時采樣程序：
……
unsigned char cl,ch;
unsigned int clk0;
outportb(P8254+3,0xd6);
cl=inportb(P8254);
ch=inportb(p8254);
clk0=cl｜(ch<<8);
if(clk0!=Old－clk0)first=1;
if(first)
｛……
dsp0=……；
……
｝
else
dsp0=0;
……
初始化程序：
……
unsigned char ch,cl;
cl=inportb(P8254);
ch=inportb(P8254);
Old－clk0=cl｜(ch<<8);
……
有關變數的說明：
Old－clk0：輸出鎖存器的起始初值
clk0:輸出鎖存器的讀數值
first:判斷是否有第一個脈沖到來的邏輯變數
dsp0:位置增量
P8254:8254的片選地址
8254的第三個計數通道用來產生8毫秒的定時中斷，用來觸發中斷服務程序。該伺服系統採用4000線/轉的光電編碼器，再經過四倍頻電路，脈沖當量為δ＝360°／（4000×4）＝0．0225°／脈沖，位置控制演算法採用前向差分控制演算法，調整速度反饋的D／A轉換，使輸出滿足速度控制單元A06B-6054-H005的要求：3V／1000r／min，速度環反饋系數調節為1.2，電機能在不同的恆值速度指令電壓下平穩運轉，線性度為2000r／min/7V。
經過實驗，調整位置增益為2，電機定位誤差為±8脈沖，即±0.18°。在不同的進給速度指令下，測得的穩態跟蹤誤差見下表。電機到工作台有150∶1的減速比，上述性能指標已能滿足實際的加工要求。另外，經過軟體處理，系統徹底消除了「初值跳動」的現象。4實驗與結論 表不同速度下的穩態跟蹤誤差輸入指令轉速(r/min)穩態跟蹤誤差(角度°)100.81201.00301.26401.44501.80 單數秒罡線算是跟蹤誤差的‰0.5左右,不會超過1-2 好了,打了那麼多如果還有不明白的歡迎追問

❽ 電氣控制系統設計的主要依據及表示方法是什麼

電氣系統設計的。主要依據應該是國家的電氣相關標准。表示方法也是按國家標准中給的符號來表示。

❾ 乘客電梯的PLC控制畢業論文簡單嗎

無錫職業技術學院畢業設計說明書1第一章引言自1889年美國奧梯斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來，電梯在驅動方式上經歷了捲筒式驅動、牽引式驅動等歷程，逐漸形成了直流電機拖動和交流電機拖動兩種不同的拖動方式。如今電梯已成為人們進出高層建築不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們在運行的平滑性、高速性、准確性、高效性等一系列靜、動態性能方面對它提出了更高的要求。由於早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復雜、一旦接收完成不易更改等缺點，所以需要開發一種安全、高效的控制方式。可編程式控制制器（PLC）既保留了繼電器控制系統的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控製程序可隨工藝改變、易於與計算機介面、維修方便等諸多高品質性能。因此，PLC在電梯控制領域得到了廣泛而深入的應用。隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展，PLC（即可編程式控制制器）在工業控制領域內得到十分廣泛地應用。PLC是一種基於數字計算機技術、專為在工業環境下應用而設計的電子控制裝置，它採用可編程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設備和生產過程。電梯是隨著高層建築的興建而發展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯；高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯,自動扶梯......。在現代社會,電梯已像汽車、輪船一樣,成為人類不可缺少的交通運輸工具。據統計,美國每天乘電梯的人次多於乘載其它交通工具的人數。當今世界,電梯的使用量已成為衡量現代化程度的標志之一。追溯電梯這種升降設備的歷史,據說它起源於公元前236年的古希臘。當時有個叫阿基米德的人設計出-----人力驅動的捲筒式卷揚機。1858年以蒸汽機為動力的客梯，在美國出現,繼而有在英國出現水壓梯。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力,這才出現名副其實的電梯,並使電梯趨於實用化。1900年還出現了第一台自動扶梯。1949年出現了群控電梯,首批4~6台群控電梯在紐約的聯合國大廈被使用。1955年出現了小型計算機(真空管)控制電梯。1962年美國出現了速度達8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進工業國只成了無觸點半導體邏輯控制電梯。1967年可控硅應用於電梯，使電梯的拖動系統筒化，性能提高。1971年集成電路被應用於電梯。第二年又出現了數控電梯。1976年微處理機開始用於電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發展時期。無錫職業技術學院畢業設計說明書2第二章概述2.1電梯硬體的分析2.1.1電梯的組成(1)曳引系統曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。(2)導向系統導向系統的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統主要由導軌，導靴和導軌架組成。(3)轎廂轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。(4)門系統門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。(5)重量平衡系統系統的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。系統主要由對重和重量補償裝置組成。(6)電力拖動系統電力拖動系統的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統由曳引電動機，供電系統，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。(7)電氣控制系統電氣控制系統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(櫃)，平層裝置，選層器等組成。(8)安全保護系統保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發生。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護裝置組成。2.1.2電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變無錫職業技術學院畢業設計說明書3速後帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建築物井道牆體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，並在指定層站上維持其靜止狀態，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩定，轎廂得以准確停靠。電氣系統實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。2.2可編程式控制制器的介紹2.2.1可編程式控制制器的發展第一台可編程式控制制器的設計規范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點的基礎上，同時具有現代化生產線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控製程序、可隨工藝改變、易於與計算機介面、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出後，美國數字設備公司（DEC）於1969年研製成第一台PLC，型號為PDP-14，投入通用汽車公司的生產線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創了PLC的新紀元。第一台PLC具有模塊化、可擴充、可重編程及用於工業環境的特性。這些控制器易於安裝，佔用空間小，可重復使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標准—梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計算機的人也能方便的使用它。在短時間內，PLC在其他工業部門也得到應用。到70年代初，食品、金屬和製造等工業部門相繼使用PLC代替繼電器控制設備，邁出了其實用化階段的第一步。70年代中期，由於大規模集成電路的出現，使8位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程式控制制技術產生了飛躍。在邏輯運算功能的基礎上，增加了數值運算、閉環控制、提高了運算速度，擴大了輸入輸出規模。在這個時期，日本、西德（原）和法國相繼研製出了自己的PLC，我國在1974年也開始研製。70年代由於超大規模集成電路的出現，使PLC向大規模、高速性能方向發展，形成了多種系列化產品。這是面向工程技術人員的編程語言發展成熟，出現了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機DDC系統。進入八九十年代後，PLC的軟硬體功能進一步得到加強，PLC已發展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統，能與其他設備通信，生成報表，調度產生，可診斷自身故障及機器故障。這些改進使PLC符合今天對高質量高產出的要求。盡管PLC功能越來越強，但他仍然保留了先前的簡單與易於使用的特點(PLC實物圖2-1)無錫職業技術學院畢業設計說明書4圖2-1三種常見的PLC2.2.2PLC的用途PLC的初期由於其價格高於繼電器控制裝置,使其應用受到限制。但近年來由於微處理器晶元及有關元件價格大大下降,使PLC的成本下降,同時又由於PLC的功能大大增強,使PLC的應用越來越廣泛,廣泛應用於鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機械製造、汽車、造紙、紡織、環保等行業。PLC的應用通常可分為五種類型：（1）順序控制這是PLC應用最廣泛的領域，用以取代傳統的繼電器順序控制。PLC可應用於單機控制、多機群控、生產自動線控制等。如注塑機、印刷機械、訂書機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）運動控制PLC製造商目前已提供了拖動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模版。在多數情況下，PLC把掃描目標位置的數據送給模版塊，其輸出移動一軸或數軸到目標位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當的速度和加速度，確保運動平滑。相對來說，位置控制模塊比計算機數值控制（CNC）裝置體積更小，價格更低，速度更快，操作方便。（3）閉環過程式控制制PLC能控制大量的物理參數，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（）模塊的提供使PLC具有閉環控制功能,即一個具有PID控制能力的PLC可用於過程式控制制。當過程式控制制中某一個變數出現偏差時,PID控制演算法會計算出正確的輸出,把變數保持在設定值上。（4）數據處理在機械加工中，出現了把支持順序控制的PLC和計算機數值控制（CNC）設備緊密結合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制無錫職業技術學院畢業設計說明書5功能作為PLC的一部分。為了實現PLC和CNC設備之間內部數據自由傳遞，該公司採用了窗口軟體。通過窗口軟體，用戶可以獨自編程，由PLC送至CNC設備使用。美國GE公司的CNC設備新機種也同樣使用了具有數據處理的PLC。預計今後幾年CNC系統將變成以PLC為主體的控制和管理系統。（5）通信和聯網為了適應國外近幾年來興起的工廠自動化（FA）系統、柔性製造系統（FMS）及集散控制系統（DCS）等發展的需要，必須發展PLC之間，PLC和上級計算機之間的通信功能。作為實時控制系統，不僅PLC數據通信速率要求高，而且要考慮出現停電故障時的對策。2.2.3可編程式控制制器(PLC)的特點2.2.31PLC的性能特點(1)硬體的可靠性PLC是在工業環境的惡劣條件下應用而設計的，一個設計良好的PLC能置於有很強的電雜訊、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環境中。在硬體設計方面，首先是選用優質器件，再就是採用合理的系統結構，加固，簡化安裝，使它易於抗振動沖擊，對印製電路板的設計、加工及焊接都採取了極為嚴格的工藝措施，而且在電路、結構及工藝上採取了一些獨特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都採用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個I/O埠都除採用了常規模擬器濾波以外，還加上了數字濾波；內部採用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；採用了較先進的電源電路，以防止由電源迴路串入的干擾信號；採用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現故障，進行在線插拔、調試時不會影響各機的正常運行。由於PLC本身具有很高的可靠性，所以發生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如感測器件、限位開關、光電開關、電磁電機等外圍裝置上。(2)編程簡單，使用方便用微機實現自動控制，常使用匯編語言編程，難於掌握，要求使用者具有一定水平的計算機硬體和軟體知識。PLC採用面向控制過程、面向問題的「自然語言」編程，容易掌握。例如，目前打多數PLC均採用的梯形圖語言編程方式，既繼承了傳統控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數電氣技術人員的讀圖習慣及應用微機的水平很容易被電氣技術人員所接受，易於編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與目前微機控制常用的匯編語言相比，雖然在PLC內部增加了解釋程序，增加了程序執行時間，但對大多數的機電控制設備來說，這是微不足道的。(3)接線簡單，通用性好無錫職業技術學院畢業設計說明書6PLC的接線只需將輸入信號的設備（按鈕、開關等）與PLC輸入端子連接，將接受輸出信號執行控制任務的執行元件（接觸器、電磁閥等）與PLC輸出端子連接。接線簡單、工作最少，省去了傳統的繼電器控制系統接線和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的「接線網路」，這樣生產線的自動化過程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經濟效益。用於連接現場設備的硬體介面實際上是PLC的組成部分，模塊化的自診斷介面電路能指出故障，並易於排除故障與替換故障部件，這樣的軟硬體設計就使現場電氣人員與技術人員易於是用。(4)可連接為控制網路系統PLC可連成功能很強的網路系統。網路可分為兩類：一類是低速網路，採用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為500—2500m；另一類為高速網路，採用令牌傳送方式通信，傳輸速率為1M—10Mbps，傳輸距離為500—1000m，網上結點可達1024個。這兩類網路可以級連，網上可兼容不同類型的可編程式控制制器和計算機，從而組成控制范圍很大的局部網路。(5)易於安裝，便於維護PLC安裝簡單而且功能有效，其相對小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統改換到PLC系統的情況下，PLC小的模塊結構使之能安裝在繼電器附近並將連線向已有接線端，其實改換很方便，只要將輸入/輸出設備連向接線端即可。在大型安裝中，長距離輸入/輸出站點安放在最優地點。長距離站通過同軸電纜獲雙扭線連向CPU，這種配置大大減少了物料和勞力，長距離子系統方法也意味著系統不同部分可在到達安裝場地前由PLC製造商預先連好線，這一方法大大減少了電氣技術人員的現場安裝時間。從一開始，PLC便以易維護作為設計目標。由於幾乎所有器件都是固態的，維護時只需更換模塊級插入式部件，故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，藉助於編程設備可見輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫編程指令來報告故障。PLC的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統的有益部分。一旦安裝後，其作用立即顯現，其收益也馬上實現，向其他智能設備一樣,PLC的潛在優點還取決於應用時的創造性。2.2.4PLC的工作原理PLC具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般採用等待命令的工作方式。PLC則採用循環掃描工作方式。在PLC中，用戶程序按先後順序存放，CPU從第一條指令開始執行程序，直至遇到結束符後又返回第一條。如此周而不斷循環。每一個循環稱為一個掃描周期。一個掃描周期大致可分為I/O刷新和執行指令兩個階段。無錫職業技術學院畢業設計說明書7所謂I/O刷新即對PLC的輸入進行一次讀取，將輸入端各變數的狀態重新讀入PLC中存入內部寄存器，同時將新的運算結果送到輸出端。這實際是將存入輸入、輸出狀態的寄存器內容進行了一次更新，故稱為「I（輸入）/O(輸出)刷新」。由此可見，若輸入變數在I/O刷新期間狀態發生變化，則本次掃描期間輸出端也會相應的發生變化，或者說輸出隊輸入產生了響應。反之，若在本次I/O刷新之後，輸入變數才發生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應，而要到下一次掃描期間輸出才會產生響應。由於PLC採用循環掃描的工作方式，所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決於這幾個因數：一是CPU執行指令的速度，二是每條指令佔用的時間，三是指令條數的多少，即程序的長短。對於慢速控制系統，響應速度常常不是主要的，故這種方式不但沒有壞處反而可以增強系統抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的，而由於系統響應較慢，常常要幾個掃描周期才響應一次，而多次掃描後，瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少，故增加了抗干擾能力。但對控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統，這一問題就需慎重考慮。應對響應時間作出精確的計算，精心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少周期造成的響應延時等的不良影響。2.2.5PLC的編程語言PLC提供了較完整的編程語言，以適應PLC在工業環境中的應用。利用編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控製程序，這相當於設計和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的「可編程序」。程序由編程器送到PLC內部的存儲器中，它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語言通常由三種：梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。梯形圖(LadderProgramming)是應用最廣的，梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎上演變而來的，它與電氣操作原理相呼應。它的最大優點是形象、直觀和實用，為廣大電氣技術人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區別。PLC的梯形圖使用的時內部繼電器、定時器/計數器，都是由軟體實現的，其主要特點為使用方便、修改靈活。功能圖編程（FunctionChartProgramming）是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來表達一個順序控制過程。布爾邏輯編程(BooleanLogicProgramming)包括「與」（AND）、或(OR)、非(NOT)以及定時器、計數器、觸發器等。無錫職業技術學院畢業設計說明書8每一種編程方法都有它的優點和缺點，根據每一種特殊的控制要求，根據編程者的熟練程度正確合理應用編程方法。無錫職業技術學院畢業設計說明書9第三章課題任務的分析3.1電梯控制方法的分析隨著科學技術的發展、近年來，我國的電梯生產技術得到了迅速發展。目前電梯控制系統主要有三種控制方式：繼電路控制系統(「早期安裝的電梯多位繼電器控制系統)、PLC控制系統、微機控制系統。繼電器控制系統由於故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統設計復雜，一般維修人員難以掌握其維修技術等缺陷。而PLC控制系統由於運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點，倍受人們重視等優點，已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式，目前也廣泛用於傳統繼電器控制系統的技術改造目前國內七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統，線路復雜，接線多，故障率高，維修保養難，許多已處於閑置狀態，其拽引系統多採用交流雙速電機系統換速，效率低，調速性能指標較差，嚴重影響電梯運行質量。由於這些電梯交流調壓調速系統，交流雙速電機拖動系統性能及乘坐舒適感較差，交流調壓調速系統屬能耗型調速的機械部分無大問題，為節約資金，大部分老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統進行改造，提高電梯的運行性能。因此對電梯控制技術進行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義電梯作為高層建築物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯系。PLC作為新一代工業控制器，以其高可靠性和技術先進性，在電梯控制中得到廣泛應用，從而使電梯由傳統的繼電器控制方式發展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。自80年代後期PLC引入我國電梯行業以來，由PLC組成的電梯控制系統被許多電梯製造廠家普遍採用。並形成了一系列的定型產品。在傳統繼電器系統的改造工程中，PLC系統一直是主流控制系統。3.2整體設計流程的確定綜上所述，本設計就以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。以上已對四層電梯的硬體部分作了分析，看需要什麼樣的開關，電機，信號燈等。然後，畫出它的控制面板圖，再根據控制面板圖估計一下I/O點數，這樣可以確定所選機型，然後在軟體設計，寫出流程圖，梯形圖，寫出語句。最後是進行調試，看看此程序是否可行。

❿ 交流伺服驅動單軸位置控制系統屬於下列哪種：開環位置控制系統，閉環位置控制系統，半閉環位置控制系統

如果你的伺服電機反饋只有電機自帶編碼器，那麼為半閉環；如果帶有外接編碼器（光柵尺、圓光柵）則為全閉環