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曳引钢丝绳与曳引轮槽不打滑的条件是:
s1?e5?(式1) s2式中:S1曳引钢丝绳轿厢一边的拉力(N);S2曳引钢丝绳对重一边的拉力
(1)当轿厢满载,并以额定速度下降制动时:
(N);θ曳引绳在曳引轮上的包角,一般??1300~1500;复绕时??3300,计算时用弧度值
自然对数底数e=2.71828;f'钢丝绳与曳引轮槽间的当量摩擦系数,它的大
~0.1 小与轮槽的形型尺寸及钢丝绳和轮间的摩擦系数f有关,常取f?0.06f'?4(sin??sin?)?f(式2)
2??2??sin2??sin2?式中,sin?,sin?,sin2?,sin2?中的,?,?的值用角度值代入;2?,2?中的值用弧度值代入。2??900~1200;2??1400~1600。
式(1)中的s1?(G?Q)(1??/g), s2?W(1??/g)
上式中:G-轿厢自重(N);Q-额定载重量(N);W-对重装置重量(N);?-电梯加速度。
(2)当轿厢空载时,以额定速度上升制动时,
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S1??f?(式3), s1?G(1??/g), s2?W(1??/g) S22 PLC可编程序控制器 2.1 PLC的起源与发展
在可编程控制器诞生之前,继电器控制系统已广泛的用于工业生产的各个领域,继电器控制系统通常可以看承由输入电路,控制电路,输出电路和生产现场这4个部分组成的。其中输入电路也是由按钮,行程开关,限位开关,传感器等构成。用已向系统送入控制信号。输出电路部分是由接触器,电磁阀等执行元件构成,用以控制各种被控制对象,如电动机,电炉,阀门等。继电器控制电路部分是控制系统的核心部分。它通过导线将各个分立的继电器,电子元器件连接起来对工业现场实施控制;生产现场是指被控制的对象(如电动机等)或生产过程。
继电器控制系统在传统的工业生产中曾起着不可替代的重要作用,随着生产规模的逐步扩大,市场经济竞争日趋激烈,继电器控制系统已越来越难以适应,因为继电器控制电路通常是针对着某一固定的动作顺序或生产工艺而设计的。它的控制功能也仅仅只局限于逻辑控制,定时,计数等这样一些简单的控制,一旦动作顺序或生产工艺发生变化,就必须进行重新设计,布线,装配,和调试。显然,这样的控制系统完全无法满足日新月异且竞争激烈的市场经济发展的需要。这就迫使人们要放弃原来已占统治地位的继电器控制系统,研制可以替代继电器控制系统的新型的工业控制系统。
出于上述考虑,美国通用汽车公司(GM)于1968年提出了公开招标研制新型的工业控制器的设想,第二年,即1969年美国数字设备公司(DEC)就研制出了世界上第一台可编程序控制器。在这一时期,可编程序控制器虽然采用了计算机的设计思想,但实际上只能完成顺序控制,仅有逻辑运算,定时,计数等顺序控制功能。所以人们将可遍程序控制器称之为PCL(Programmable Logical Controller),即可编程序逻辑控制器:
20世纪70年代末80年代初,微处理器技术日趋成熟,使可编程序控制器的处理速度大大提高,增加了许多特殊,如浮点运算,函数运算,查表等。这样可编程序控制器不仅可以进行逻辑控制,还可以对模拟量进行控制。因此,美国电气制造协会NEMA(National Electrical Manufacturers Association)将之正式命名为PC(Programmable Controller)。值得注意的是,因为个人计算机的简称也是PC(Personal Computer),有时为了避免混淆,人们习惯上仍将可编程序控制器简称PLC(尽管这是早期的名称)。本书采用PLC的称呼。20世纪80年代后,随着大规模和超大规模集成电路的迅猛发展,以16位和32位微处理器够成的微
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机化可编程序控制器得到了惊人的发展,使之在概念上,设计上,性能价格比等方面有了重大突破。可编程序具有了高速计数,中断技术,PID控制等功能,同时联网通信功能也得到了加强,这些都使得可编程序控制器的应用范围和领域不断扩大。为了使这一新型的工业控制装置的生产和发展规范化。国际电工委员会(IEC)制定了PLC的标准,并给出了它的定义。
“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下应用而设计,它采用可编程序的存储器,用来在其内部储存执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术运算等才操作,并通过数字式,模拟式的输入与输出,控制各类的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则设计。”
综上所述,PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术,自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。这种装置具有体积小,功能强,程序设计简单,灵活通用,维护方便等优点,特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力,得到了用户的公认和好评。他经过短短的几十年发展后,现在已成为现代工业控制的三大支柱(PLC,机器人和CAD/CAM)之一,被广泛地应用于机械,冶金,化工交通,电力等领域中。
以PLC作为控制器的PLC控制系统是从根本上改变了传统的继电器控制系统的工业原理和方式。继电器控制系统是控制功能是通过采用硬件接线的方式来实现的,而PLC控制系统的控制功能是通过存储程序来实现的,不仅可以实现开关量控制,还可以进行模拟量控制,顺序控制。另外,它的定时和计数功能也远比继电器控制系统强很多,一般可以为用户提供几十个甚至上百个定时器,计数器。随着计算机和通信几刷的发展,现代PLC控制系统已远不是几十年前的哪个样子,PLC的控制从早期的单机控制发展到多机控制,实现了工厂自动化。尽管现在的PLC控制系统已发生了很大的变化,但是从自动控制的角度来看,PLC控制系统与传统的继电器系统在结构上仍有相似之处。现在以集中型的PLC控制系统为例说明集中型PLC控制系统与继电器控制系统在结构上有那些相同和不同之处,这对初学者理解PLC控制系统的工作原理是有帮助的。集中型PLC控制系统的结构。
将两种系统相比,就会发现PCL控制系统与继电器控制系统输入,输出部分基本相同,输入电路也是由按钮,开关,传感器所构成:输出电路也好似由接触器,执行器,电磁阀多构成的。不同的是继电器控制系统在控制线路被PLC中的程序代替,这样一旦生产工艺发生变化,就只需要修改程序就可以了。正是上述原因,PLC控制系统除了可以完成传统继电器控制系统所具有的全部功能外,还可以实现模拟量控制,开环或闭环过程控制,甚至多级分布式控制。随着微电子技术的进一步发展,PLC的成本在降低,传统的继电器控制系统被PLC
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控制系统代替已是发展的必然趋势。
2.2 PLC控制系统与其他工业控制系统的比较 2.2.1 PLC控制系统与继电器控制系统的比较
表6 plc与继电器控制系统比较表 比较项目 控制功能的实现 继电器控制系统 由许多继电器,采用接线的方式来完成控制功能 对生产工艺过程变更的适应性 控制速度 适应性差。需要重新设计,改变继电器和接线 低。靠机械动作实现 极快。靠微处理器进行处理 有 安装容易,施工方便 高,因元器件采用了筛选和老化等可靠性措施 寿命 可扩展性 维护 短 困难 工作量大,故障不易查找 长 容易 有自诊能力,维护工作量小 PLC控制系统 各种控制功能是通过编制的程序来实现的 适应性强,只需对程序进行修改 计数及其他特殊功能 一般没有 安装,施工 可靠性 连线多,施工繁 差,触点多,故障多 结论:由于PLC控制系统与继电器控制系统相比具有无法比拟的优点,因此,在今后的控制系统中,传统的继电器控制系统被PLC控制系统所代替是大势所趋。
2.2.2 PLC控制系统与计算机系统的比较
20世纪60年代,由于小型计算机的出现,有人曾试图用小型计算机来取代当时占统治地位的继电器控制系统,结果未获成功,代只的却是PLC的出现。通过计算机与PLC本身的工作目的,原理和方式上都存在着较大的差异,其结果比较见下表。
表7 PLC与计算机系统比较表
比较项目 工作目的 工作环境 工作方式 系统软件
通用计算机系统 科学计算,数据管理等 对工作环境要求比较高 中断处理方式 工业自动控制 PLC控制系统 对环境要求低,可在恶劣的工业现场工作 循环扫描方式 需配备功能较强的系统的软件 一般只需要简单的监控程序 第16页
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