智能电梯控制系统设计说明.doc
《智能电梯控制系统设计说明.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能电梯控制系统设计说明.doc(44页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 . . . . 文理学院课程设计报告课程名称: 自动化系统课程设计 专业班级: 自动化11班 学号学生:指导教师:完成 2014年 11月20日 报告成绩:评阅意见: 评阅教师 日期 文理学院制41 / 44 目录一、 设计题目1二、 设计要求1三、电梯控制系统控制系统设计作用与目的1四、 所用设备与软件1五、 智能电梯控制系统设计控制系统设计方案25.1系统总体设计25.2程序流程图3六、智能电梯控制系统的硬件设计46.1 电梯控制的要求46.1.1 电梯轿厢的控制要求46.1.2电梯门的控制要求56.2主电路的设计56.2.1拖动电机电路的设计5七、智能电梯控制系统设计软件设计87.1
2、PLC单台电梯控制系统的工作流程87.1.1 控制面板97.1.2 超重报警97.2 PLC I/O地址分配97.3总流程设计127.4 各模块梯形图设计137.4.1 电梯运行状态选择程序147.4.2 楼层指令输入157.4.3 电梯上下行判断程序167.4.4 最近上行目标楼层确定程序187.4.5 上行运行程序197.4.6 最近下行目标楼层确定程序207.4.7 下行运行程序217.4.8 开关门程序22八、心得体会27参考文献28附录 程序29一、 设计题目 智能电梯控制系统设计二、 设计要求利用PLC与变频器实现电梯的变频调速控制,该电梯控制系统具有同时呼梯控制、各楼层单独呼梯控
3、制、上升、下降运行控制、轿厢位置显示等功能,电梯至少五层以上。三、电梯控制系统控制系统设计作用与目的 随着我国经济的高速开展,微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速开展,电梯也已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具。随着人们对电梯运行的安全性、舒适性等要求的提高,电梯得到了快速开展,其拖动技术已经开展到了调频调压调速,其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。 可编程控制器PLC因为稳定可靠、结构简单、本钱低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用最广泛的通用工业控制装置,成为当代工业自动化的主要支柱之一。电梯控制要求接入设备使用简便,对应系统组态的编程简单,具有人性化的人机界面
4、,配备应用程序库,加快编程和调试速度。通过PLC对程序设计,提高了电梯的控制水平,并改善了电梯的电梯运行的舒适感。本文争对以上优点,对电梯运行进展了改良,使其达到了比拟理想的控制效果。四、 所用设备与软件本设计除了需要计算机,实验设备THPFSL-1/2还会用到两款软件:作图软件Altim Desinger、编程软件GX-developer。简介如表1所示。表1 软件简介软件或设备名称软件图标主要特点作用备注Altium DesignerAltium Designer是PC环境下以独特设计管理和协作技术为核心的印制电路板设计软件系是基于Windows95/98/2000/NT的全32位EDA设
5、计系统。它主要采用了Smart Doc技术、Smart Tool技术、Smart Team技术。绘制电路图和PCB板GX-developer 1.GX Developer能够制作Q系列,QnA系列,A系列,FX系列的数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式的文档。2.利用Windows的优越性,使操作性飞跃上升能够将Excel,Word等作成的说明数据进展复制,粘贴,并有效利用。编写程序可编程控制器实验装置THPFSL-1/2可直观地进展PLC的根本指令练习、多个PLC实际应用的模拟与实物控制。装置配备的主机采用日本三菱FX系列可编程控制器,配套SC-09通信编程电缆、三相鼠笼异步电机,配套SC
6、-09通信编程电缆、三相鼠笼异步电机等。硬件调试五、 智能电梯控制系统设计控制系统设计方案5.1系统总体设计系统总体结构原理图 系统总体结构原理图主控制器是整个电梯的核心。不但要保证整个系统的稳定运行,而且要在极短的时间对系统所有的任务进展响应。其任务包括:接收、处理电梯的各种状态,并做出相应的动作,控制电梯的总体运行,实施对电梯驱动局部的控制,包括抱闸的松放、门机的开关、变频器低、中、高速的给出等控制。接收轿厢控制器送来的选信号,执行选外呼指令,向轿厢控制器、呼梯控制器发送楼层指示信号,实施安全保护等。为了实现电梯状态监控的需要,主控制器还参加了基于LCD显示的电梯参数设置、监控系统。5.2
7、程序流程图中 央 处 理 单 元输 入 接 口 部 件接 口 部 件 输 出电 源 模 块图1.1 PLC结构框图模块式PLC包括CPU模块,I/O模块,存模块,电源模块,底板或机架。这些2.系统工作原理采用循环扫描方式。在PLC处于运行状态时,从部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直循环扫描工作。 当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 输入采样阶段 在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入
8、I/O映象区中的相应得单元。输入采样完毕后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,那么该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进展逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I
9、/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 输出刷新阶段 当扫描用户程序完毕后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。图6-1 电梯工作示意图启动六、智能电梯控制系统的硬件设计6.1 电梯控制的要求停止到达指定楼层上行/下行输入指令电梯的主要任务是根据厢外的控制指令,将电梯运行到指令楼层,同时,根据每个楼层的控制命令开、关门,以实现各个楼层的要求。主要工作步骤有:接收厢/外指令,判断电梯上行还是下行,到达目的楼层前在其他楼层是否有开门指令,到达目的
10、楼层后是否又有新的指令,根据这一新的指令再次判断是上行还是下行。如此循环,如果没有指令的话就停止在上一个指令的目的楼层。其工作过程如右图6-1所示。6.1.1 电梯轿厢的控制要求选向:根据电梯各层选外呼信号的先后和停止时轿厢所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。选层换速:指电梯能够根据轿厢所选层而决定运行方向,而且遵守或一直向上,或一直向下的原那么。并且在每次平层的时候都能够换速。楼层位置的指示:选用发光二极管作为指示灯显示的方法。6.1.2电梯门的控制要求当电梯平层的时候,电梯门自动打开,经过2秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况,电梯会因为机械安全触板开关的作用而自动开门,也可以手
11、动控制开门和关门。为了防止乘客被正在关闭的门扇伤害,在门系统都设置安全检测系统,以检测关门时是否还有乘客从电梯门上通过。当轿厢门正在关闭时,如果此时有乘客欲进、出入电梯轿厢(包括乘客位于轿厢门前某段距离或乘客阻挡轿厢门关闭),那么轿厢门应该停止关闭,且重新打开。轿厢门打开那么不必有此过程。目前的安全系统主要大都采用光电式装置(如光敏元件),也有的采用电磁式装置。在一些高性能的电梯系统中,都设置了大厅乘客检测装置,确定乘客是否全部进入电梯。当乘客或物体仍在门检测区域时,电梯的门系统能自动延时关门,确保乘客全部进入电梯。目前主要采用光电装置和红外光幕保护装置来检测乘客或物体。有的门机系统还采用热敏
12、电磁装置和图像采集系统检测乘客或物体,由于受到性能和本钱的限制,应用的并不多。6.2主电路的设计电力拖动系统是电梯的动力来源,它驱动电梯部件完成相应的运动。在电梯中主要有如下两个运动:轿厢的升降运动,轿门与厅门的开关运动。轿厢的运动由曳引电动机产生动力,经曳引传动系统进展减速、改变运动形式将旋转运动改变为直线运动来实现驱动,其功率在几千瓦到几十千瓦,是电梯的主驱动。轿门与厅门的开与关那么由开门电动机产生动力,经开门机构进展减速、改变运动形式来实现驱动,其驱动功率较小通常在200W以下,是电梯的辅助驱动。6.2.1拖动电机电路的设计电梯的电力拖动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作
13、用。拖动系统的优势直接影响电梯的起动,制动加减速度,平层精度,乘坐的舒适性等指标。电梯的拖动系统经历了由简单到复杂的过程。到目前为止应用于电梯的拖动系统主要有:(1)单、双速交流电动机拖动系统;(2)交流电动机定子调压调速拖动系统;(3)直流发电机-电动机可控硅励磁拖动系统;(4)可控硅直接供电拖动系统;(5)VVVF变频变压调速拖动系统。交流电动机具有结构紧凑,维修简单等特点。单、双速交流电动机拖动系统采用开环方式控制,线路简单,价格较低,因此在电梯上广泛应用。交流双速电梯拖动电机控制主电路如图6-2所示。电梯启动时,首先接通上行或下行的接触器KMs或KMx,同时也接通快速接触器KMk,这样
14、就接通了快速绕组,电梯快速启动。为了减小电梯启动的加速度,提高乘坐的舒适感,接触器KM2断开,将电抗接入电路,当电动机的转速达到一定数值后,闭合接触器KM2将电抗短路,电动机逐步加速至额定转速,电梯最后稳定运行。当电梯需要减速时,先断开快速接触器KMK,闭合慢速接触器KMM,此时接通了慢速绕组,电动机开始减速。为了降低在减速过程中的加速度,接触器KM1断开,电路中接入了电抗器,在电动机的转速降到一定程度后,将解除其KM1闭合,将电抗器短路使电动机逐步减速至停止。图6-2拖动电机控制主电路图6.2.2门电机电路的设计电梯门机拖动系统作为一个子系统,相对整个电梯系统来说,是不容无视的。它是电梯系统
15、中动作最频繁,也是直接面对乘客的局部。因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门机控制系统,其设计就显得尤为重要。门机拖动系统从电流型式上分为直流调速拖动和交流调速拖动两大类,在交流调速拖动中,异步电动机门机调速拖动系统和同步电动机门机调速拖动系统已开展成为占有相当比例的两类调速拖动系统。门电机主电路如图6-3所示,通过电动机的正反转来实现门的开关。图6-3 门电机主电路图七、智能电梯控制系统设计软件设计7.1 PLC单台电梯控制系统的工作流程电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进展控制的,在以顺序逻辑控制实现电梯的根本控制要求的根底上,根据随机的输入信号,以与电梯的相应
16、状态适时的控制电梯的运行。电梯控制系统工作流程如图7-1所示。来自井道行程开关来自轿厢控制面板来自层面控制按钮来自轿厢控制面板指令信号层楼信号召唤信号控制信号置位置位层楼定位召唤登记指令登记清除清除显示显示显示自动定向运行控制开/关门、上/下行、停站电动机驱动控制运行显示 图7-1 PLC单台电梯控制系统工作流程图电梯的控制系统实现如下功能:1)行车方向由选信号决定,顺向优先执行;2)行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车; 3)选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除;4)选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示;5)停层时可延时自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向
17、呼梯开门;6)有选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车;7)无选时延时2s自动关门,但不能自动行车;8)行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。7.1.1 控制面板在电梯控制系统的工作流程图中,控制面板包括两个局部:一局部安置于电梯厢,用于乘客选择所要到的楼层;另一局部置于每个楼层,用于呼叫电梯,如右图7-2所示。在图7-2所示的面板示意图中,每个楼层的控制按钮只有两个按键,即上行键和下行键,以与相关的显示单元,在底楼只有一个上行键,在顶楼只有一个下行键;在电梯厢有楼层按键和开关门按键,以与相关显示单元。图7-2 电梯控制系统面板示意图7.1.2 超重报警在电梯运行过程中,需要时刻测
18、量电梯厢的重量,以防止超过最大载重量,造成安全事故,为此使用了传感器。通过不断地调试将传感器安装在适当的位置,使其能准确地判断出厢重量是否超标,从而达到保护电梯安全运行的目的。如果厢重量超过标准,那么无法关门,电梯无法上/下运行。超重报警采用声光报警,选用既可发出闪烁信号,又可发出蜂鸣声的指示灯。7.2 PLC I/O地址分配 五层电梯控制系统的I/O地址分配如以下表格所示。输入地址输入设备输入地址输入设备I0.0运行/维修按钮I1.7楼层4下层限位器I0.1楼层1上行按钮I2.0楼层5下层限位器I0.2楼层2上行按钮I2.1上平层限位器I0.3楼层2下行按钮I2.2门区限位器I0.4楼层3上
19、行按钮I2.3下平层限位器I0.5楼层3下行按钮I2.4开门到位限位器I0.6楼层4上行按钮I2.5关门到位限位器I0.7楼层4下行按钮I2.6楼层1选择按钮I1.0楼层5下行按钮I2.7楼层2选择按钮I1.1楼层1上层限位器I3.0楼层3选择按钮I1.2楼层2上层限位器I3.1楼层4选择按钮I1.3楼层2下层限位器I3.2楼层5选择按钮I1.4楼层3上层限位器I3.3开门按钮I1.5楼层3下层限位器I3.4关门按钮I1.6楼层4上层限位器表7-1 数字量输入局部输入地址输入设备AIW0压力传感器表7-2 模拟量输入局部 输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.0上行继电器Q1.0楼层5指示灯Q
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 电梯 控制系统 设计 说明
限制150内