Дисклеймер: Если вы разбираетесь в электронике, то некоторые технические решения, описанные в этой статье, повергнут вас в шок и ужас, а также вызовут непреодолимое желание оторвать автору руки.
Я предупреждал тебя.
Немного о том, как работают грузовые лифты и краткая история создания системы управления шестиэтажным грузовым лифтом на базе платы Arduino совместимого контроллера Seeeduino (ATmega 328).
Очень много картинок и букв!
Подрабатываю электриком в небольшой компании, занимающейся производством и установкой грузовых лифтов.
На эту работу активно набирают студентов, обучающихся по схожим специальностям, и они охотно соглашаются.
В плане творчества такая работа просто рай - в электротехнические дела никто не вмешивается и есть полная свобода действий как в выборе электроматериалов (лишь бы это не слишком дорого), так и в способах реализации готового продукта.
(пока это работает).
Поскольку основная масса заказов сводится к простейшим подъемникам с двумя упорами, такую работу сложно назвать сложной, и в нее быстро втягивается даже студент без опыта.
В общем, благодатная почва для эксперименты ! Как правило, вся электрика собирается по готовым схемам, построенным на примитивной логике с использованием реле.
Основными элементами в типовом решении являются два магнитных пускателя (ПВ и ПН на рисунке), запускающие электротельфер (двигатель с редуктором и барабаном, на который намотан трос), напольные концевые выключатели (К1 и К2), управление пуском.
кнопки (КН) и концевые выключатели цепи безопасности (СК), блокирующие запуск лифта (например, при открытых дверях шахты).
Вся логика работы грузового лифта сводится к тому, что пока нажаты все концевые выключатели в цепи безопасности (на рисунке начинается от L1 до концевых выключателей К1 и 2), фазировка соблюдается.
, двигатель не перегревается и кнопка «Стоп» не нажимается, на кнопки управления рулем высоты подается напряжение.
При нажатии одной из кнопок запускается соответствующий магнитный пускатель, который при срабатывании по сути образует триггер, который размыкается, как только лифт достигнет концевого выключателя этажа.
Вся канитель начинается после того, как количество этажей, на которые должен приехать грузовой лифт, становится больше двух.
Например, для трехэтажного лифта схема будет дополнена одним промежуточным реле, которое переподключит цепь для обеспечения остановки на среднем этаже.
Для четырехэтажного лифта таких реле понадобится два, для пятиэтажного – три и так далее.
И если с предыдущим чертежом вы разобрались как орех, то представляю вашему вниманию схему управления девятиэтажным грузовым лифтом: 
В наше время такая сложность схемы управления является смертным грехом.
Конечно, первое, что предложит разумный инженер, — это использовать программируемый логический контроллер (ПЛК).
Правда, стоимость комплектующих в этом случае увеличится.
Но почему бы здесь не использовать дешевый Arduino? Порывшись в сети, я нашел несколько интересных проектов с моделями пассажирских лифтов из знакомого LEGO и решил, что с грузовым лифтом эта платка точно справится.
Как раз вовремя поступил заказ на шестиэтажный лифт. Кроме того, у меня довольно долго лежала без дела плата Seeeduino (ATmega 328) и китайский ЖК-дисплей.
Если будете лепить контроллер, то с дисплеем! И первое, что я сделал, это посчитал количество портов на плате, которые можно было использовать.
А на Seeeduino их 14 дискретных и 6 аналоговых (которые, естественно, тоже работают как дискретные).
Идея была проста: повесить каждую кнопку и напольный концевой выключатель на отдельный порт и включить магнитные пускатели с помощью реле 5 В постоянного тока/220 В переменного тока.
Схема безопасности также должна иметь собственный порт. Всего для шестиэтажного грузового лифта требуется 13 дискретных входов и два релейных выхода.
Но куда подключить дисплей? На помощь приходит сдвиговый регистр PCF8574, который позволит управлять им всего по двум проводам (об этом есть информация).
быстрый ).
Таким образом, используя макет, 13 подтягивающих резисторов и две лампочки, имитирующие реле «пуск» и реле «пуск вниз», я написал программу управления (есть цикл на цикле и цикл, я даже стесняюсь это показать).
К сожалению, мой дисплей не поддерживает кириллицу, поэтому отображает только сообщения типа «Лифт на этаже» и «Цепь безопасности нарушена!» 
Если с количеством портов все прошло гладко, то первой большой проблемой стало совмещение логических уровней.
Дело в том, что используемая нами электромонтажная продукция рассчитана на напряжение 220 В переменного тока*.
То есть при нажатии кнопки или концевика на провод поступает реальная фаза, а Ардуино использует логику 5В постоянного тока.
Так как я отнюдь не профи в электронике, то обратился за помощью на радиофорум и воспользовавшись советами собрал следующую схему на основе оптопары: 
Со светодиодом он отлично сработал, и я, руководствуясь принципом Кейва Джонсона («просто кидаем науку в стену и смотрим, что прилипнет»), решил сразу припаять его к плате.
И, конечно, это был провал.
Ардуино не только не видел логическую единицу на порту, но и оптроны часто весело горели вместе с резисторами.
Тем временем клиент уже ждал свой лифт. И ничего не оставалось, как признать поражение и проехать круг, как и раньше, на эстафете.
Ну на реле, на реле, решил я, оптопары выбросил и взял тринадцать промежуточных реле для использования в качестве гальванической развязки.
Каждое реле имеет свою кнопку и напольный концевой выключатель.
После столь оригинального решения проблемы логических уровней я перешел к задаче включения магнитных пускателей.
Стоит отметить, что реле 5VDC/220VAC подключаются не напрямую к портам Arduino, а по схеме с транзистором и диодом.
Однако можно просто купить готовый блок.
Однако в вопросе управления такой нагрузкой, как магнитные пускатели на 220В, меня ждала вторая и самая большая проблема – помехи.
Так как я довольно плотно запихал Ардуино, дисплей и оба реле в один корпус, то при включении магнитного пускателя на дисплее вместо букв начинались хреновые буквы, и контроллер мог полностью зависнуть.
Времени оставалось все меньше и меньше, и я решил сделать импровизированную защиту из кухонной фольги.
Как бы смешно это все ни выглядело, это помогло.
Искал в интернете любые решения, но нашел только предложения использовать ферритовые кольца или опять же оптопары, с которыми уже не подружился.
Вся конструкция собрана: 
Далее следует выезд на объект для установки электрооборудования.
Это завод по производству пластиковой тары.
Управлять этой красавицей грузоподъемностью в три тонны будет контроллер: 
Электромонтаж — довольно утомительное занятие — приходится целый день лазить по шахте, тянуть провода, а затем, иногда зависая в неудобном положении, подсоединять их к клеммникам в распределительных коробках.
Но это еще не самая страшная проблема, которая вас ждет, если вы решите сделать свой контроллер.
Самое страшное, как я уже сказал, это помехи.
Оказалось, что помехи от магнитного пускателя, работающего на холостом ходу, и помехи от закрытия или (самое страшное) открытия стартера электропитания восьмикиловаттного двигателя – это совсем не одно и то же (Кто бы мог подумать!).
Какие бы экраны я не городил, искры на контактной группе стартера сводили свое действие к нулю.
И хотя работа контроллера не была нарушена, на дисплее вместо информационных сообщений появлялась ерунда.
После долгих мытарств, в конце концов, я отделил магнитные пускатели от контроллера стальной пластиной, подключенной к нейтрали (к сожалению, на момент установки заземления не было), а проблему с отображением решил программно с помощью задержки(); функция.
Как только программа запускала или останавливала двигатель, активировалась вторая задержка(); после чего на дисплее появилось сообщение.
Конечно, я не мог полностью доверить диспетчеру вопрос аварийной или аварийной остановки лифта.
Как только питание в цепи безопасности пропадает, реле открывает питание пускателей и отправляет сигнал на порт arduino. И даже если контроллер по какой-либо причине зависнет, лифт все равно будет остановлен.
Кроме того, схема предусматривает удаленную перезагрузку системы с любого этажа нажатием кнопки «Стоп» более двух секунд. 
Видео работы, заранее извиняюсь за качество.
Полученные результаты: Цена оказалась совсем недорогой: Реле - 80 руб/шт*13шт = 1040 руб, дисплей + Arduino = 1000 руб, блок питания, корпус, клеммники и резисторы = 1000 руб.
В общей сложности контроллер обойдется примерно в 3000 рублей, тогда как самый бюджетный ПЛК, способный справиться с такой задачей, обойдется минимум в 7000 рублей.
Насчет надежности время покажет. Сгоревшие ПЛК я уже видел, так что не факт, что Ардуино будет хуже.
По этому параметру релейная схема до сих пор не имеет себе равных.
Использование контроллера позволило сократить количество проводов, а значит облегчить работу по их обжимке и маркировке, а также упростить монтаж.
Подводя итог, хотелось бы пожелать платформе Arduino развиваться в сторону интеграции с силовыми цепями (например, появления готовых блоков оптической развязки) в будущем.
Я знаю, что многие люди думают об Arduino как о детской игрушке.
Однако прогресс не стоит на месте и все движется к тому, что человек, более-менее знакомый с электроникой, сможет собирать самые сложные устройства, не беспокоясь о разного рода проблемах типа «какой резистор выбрать, чтобы оптрон не перегорает» и освободите больше времени для технического творчества.
Спасибо за внимание! ПС: *Да, я прекрасно понимаю, что 220В – не лучший выбор для цепей управления.
Дело в том, что исторически в компании так было и до моего прихода (видимо с преобразователями было лень заморачиваться), и порой бывает сложно достать у поставщиков кнопки и пускатели на нужное напряжение.
Чтобы вас успокоить, скажу, что многие клиенты подключают грузовые лифты через УЗО, что и советую делать всем.
УПД: Господа, лифт грузовой, и людям на нем ездить запрещено.
Это ясно написано на каждой двери на каждом этаже.
Двери шахты во время работы блокируются электрозамками, полностью независимыми от контроллера.
На все чрезвычайные ситуации уже есть свое реагирование.
Например, на случай обрыва троса есть механический тормозной фиксатор (его, кстати, придумал сам Оттис), на случай перегрузки или заклинивания кабины - тепловое реле и ограничители перегрузки, которые тоже срабатывают. независимо от контроллера.
Короче говоря, контроллер занимается лишь логикой запуска лифта на этажи, а система безопасности осталась абсолютно неизменной.
УПД2: Здесь текст программы (Я программист, как и инженер-электронщик) Теги: #Сделай сам или Сделай сам #arduino #лифт #лифт #автоматизированные системы #промышленный контроллер #грузовой лифт
-
Выбор Правильных Ключевых Слов
19 Oct, 24 -
Инструменты Va Для Ваших Повседневных Задач
19 Oct, 24 -
Караджич, Вук Стефанович
19 Oct, 24 -
Алгоритм Поисковой Системы Svlab Search
19 Oct, 24 -
Искусственный Интеллект На Службе Mail.ru
19 Oct, 24 -
Мой Велосипед Для Размышлений На C++
19 Oct, 24
