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1、PLC在自动货物提升机中的设计与应用The Design and Application of PLC in Automatic Goods Hoister廖京盛，陈重霖 ,李桢 Liao, Jingsheng Chen, Chonglin Li, Zhen摘 要： 本文介绍PLC在提升机中的设计与应用，对系统的工艺流程、功能、硬件和软件设计均作了说明。运行结果表明优点明显、效果良好。关键词：提升机；自动；PLC；变频器中图分类号：TP273 文献标识码：BAbstract: This paper introduces the design and application of PLC in
2、hoister. The craft driftage, functions, hardware and software design of the whole system are described. The operation shows excellent results.Keyword: Hoister; Automatic；PLC；Inverter在立式空调、电冰箱等大型工业生产线中，由于受到空间的限制，往往要将一条生产线分割为几个工艺段，分别安装在几个楼层中，这样各个工艺段的货物如果使用传统的货物电梯进行传送，将会给生产带来许多不便，而且还会影响生产效率。因此，设计一个直接连接
3、不同楼层的生产线的提升机是必要的。由于在某一时间段内生产线的传送带都是向固定某一方向运行的，因此在工程设计上，把提升机设计为单向载货，但可以通过手动开关进行传送方向的转换。1、工艺流程简介由于向下运行和向上运行的控制方法是相同的，在此以向上运行为例说明工艺流程，工艺流程简化框图如图1所示。 当按下启动按钮后，位于传送线上的光电继电器开始检测传送带上是否有板，有板通过门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机进板，实现自动进板；进板到位后门电机关门，提升机自动上升；上升到位，门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机起动开始自动出板；出板完成 后进入下一个循环。 图1 工 艺 流 程 简 化 框 图
4、 2、硬件设计提升机的硬件设计包括信号检测环节、门控制环节、传送电机控制环节、提升机小车电机控制环节、变频调速及电机拖动环节它们之间的互相关系如图2所示。图2 提升机控制原理框图提升机是典型的顺序控制，控制信号决定其运行状态。提升机信号检测主要由一系列的行程开关和光电传感器完成。本设计采用美国邦纳工程国际有限公司生产的光电传感器和LSX型行程开关。门控电机和传送带电机实现自动门的开关和货物的传送，采用直流他励电机，工作时要求有简单的刹车过程。提升机采用变频器的矢量自动转矩提升控制方式；变频电动机为松下标准的EM-FBH型，4极三相电动机。变频器选择松下DV707H-5500BC型变频器，其三相
5、电源R、S、T经接线端子进入变频器为自身主回路和控制回路供电，输出端U、V、W接电动机的快速绕组，N、P端接制动单元和制动电阻，以减少制动时间，加快制动过程，制动过程中电梯机械系统的动能转换成热能，消耗在制动电阻上，因此电梯控制柜要保持良好的散热条件。由于该系统的I/O量只有61个，属于小型控制系统，选用OMRON公司生产的CPM1A系列PLC组建系统时，单机容量还不能满足系统的要求必须附加扩展。由CPM1A系列PLC参数可知CPM1A-40CDR-A型PLC有24个输入接点和16个输出接点，CPM1A-20EDR1型PLC又有12个输入接点和8个输出接点，选用一个CPM1A-40CDR-A作
6、为主控单元，然后串接两个CPM1A-20EDR1作为扩展，这样就可以得到48个输入点和32个输出点，足可满足控制系统40点输入21点输出的要求。将输入信号40个，输出信号21个按各自功能类型分好，并与PLC的I/O编码一一对应，编排好地址。3、软件设计通过工艺流程图，可以看到该提升机如果按照典型的顺序控制编写程序将会给程序带来许多重复指令，但如果将提升机的PLC控制程序分为点动操作和自动控制两部分。点动操作是指手动控制模块；自动控制又可分为自动上升模块、自动下降模块和卡板自动调整模块三部分(1)点动操作点动操作主要用于调试或检修，这些操作包括手动开门/关门、手动进板/出板、手动上升/下降，但这
7、些操作都必须满足一些特定的条件才能实现，因此在程序设计中使用连锁指令IL（02）与连锁清除指令ILC（03），如图3所示，如果IL前的条件是OFF，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就不执行；如果IL前的条件是ON，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就正常执行。点动操作 IL(02)ILC (03) 图 3 点动操作程序结构 (2)自动控制 由于急停或停电恢复后无须通过点动操作完成剩下的操作或者复位，因此辅助继电器采用断电保护型继电器，定时器也需要具备断电保护功能。自动上升模块和自动下降模块都可以通过两个条件来实现，一个是载货自动，另一个是被邀自动。载货自动是指传送货物时运行条件满足时自动
8、运行，被邀自动是指出现传送方向转换时半周期空载自动运行，但无论哪种自动一旦遇到卡板信号或急停信号都会立即复位。4、结束语由于采用了PLC和变频器进行控制，使得控制精度提高，可靠性增强，提高了生产效率。在实际应用中取得了良好的效果。参考文献：1、 王卫兵等编 可编程序控制器原理及应用 北京 机械工业出版社 19972、 陈家盛编著 电梯结构原理及安装维修 北京 机械工业出版社 20003、 OMRON公司 可编程序控制器CPM1A操作手册 1997作者简介:廖京盛 ，男 ，1962年9月 ，汉族，华南理工大学控制工程专业研究生。茂名学院计算机与电子信息学院任教，从事自动化、电气工程的教学和研究。（ 广东省茂名市官渡二路139号 茂名学院 Email:ljsmm）Authors brief introduction: Liao Jingsheng, male, born in 1962.9, han, postgraduate of South China University of Technology. He is now working in Maoming College, pursued the teaching and research in the automation and electrical engineering.