基于PLC的施工场地升降机控制系统设计毕业设计论文3832.docx
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1、毕业设计(论文)基于PLC的施施工场地升降降机控制系统统设计摘 要升降机即简易的的电梯,电梯梯作为现代高高层建筑的垂垂直交通工具具,与人们的的生活紧密相相关,随着人人们对电梯运运行安全性、高高效性、舒适适性等要求的的不断提高,电电梯得到快速速发展。其拖拖动技术已经经发展到了调调频调压调速速,其逻辑控控制也由PLLC代替原来来的继电器控控制。电梯采用了PLLC控制,用用软件实现对对电梯运行的的自动控制,可可靠性大大提提高。控制系系统结构简单单,外部线路路简化,可方方便的增加或或改变控制功功能,也可以以进行故障自自动检测与报报警显示,提提高运行安全全性,并便于于检修。而电电动机交流变变频器调速技技
2、术是当今节节电、改善工工艺流程以提提高产品质量量、改善环境境、推动技术术进步的一种种主要手段。变变频器调速以以其优异的调调速性能和起起制动性能、高高效率、高功功率因素和节节电效果,广广泛的适用范范围及其它许许多优点而获获国内外公认认为最有发展展前途的调速速方式。因此此,PLC控控制技术加变变频器调速技技术已成为现现代电梯行业业的一个热点点。本设计考虑到施施工场地升降降机的实际操操作功能,所所设计的控制制系统针对的的是四层电梯梯。代替传统统的继电控制制系统,由变变频器实现对对电梯的拖动动调速,使PPLC与调速速拖动装置相相结合,构成成PLC集选选控制系统,实实现了电梯的的各种控制功功能,提高了了
3、电梯运行的的可靠性,降降低了故障率率。关键词:电梯;变频器;PLC控制制;变频调速AbstracctLift thhat iss, a simmple lift. As thhe verrticall transsport of moderrn high-rise builddings, the elevaator and the llives of peeople closeely reelatedd with the contiinuouss imprrovemeent off the peoplle on the elevaator operattionall safeety, eeff
4、iciiency, comffort requiiremennts, the elevaator rapidd devellopmennt. Dragg techhnologgy hass deveelopedd to aa FM vvariabble vooltagee conttrol, logicc conttrol iinsteaad of the ooriginnal reelay ccontrool by PLC.The eleevatorr usess a PLLC conntrol softwware tto achhieve autommatic contrrol off t
5、he elevaator ooperattion, and rreliabbilityy are increeased. The contrrol syystem struccture is simplle, exterrnal circuuit is simpllifiedd, and can easilly addd or changge of contrrol fuunctioons can aalso bbe autommatic faultt deteectionn and alarmm dispplay, improove opperatiional safetty and eas
6、y mainttenancce. Mootor AAC invverterr speeed conntrol technnologyy is ttodays eneergy-ssavingg, andd to iimprovve thee proccess tto impprove produuct quualityy, impprove the eenviroonmentt, a mmajor meanss of ttechnoologiccal addvanceement. The inverrter iis itss supeerior speedd perfformannce annd
7、 froom thee brakking pperforrmancee, higgh effficienncy, hhigh ppower factoor andd enerrgy-saaving effecct, thhe brooad sccope oof appplicattion aand maany otther bbenefiits byy the domesstic aand innternaationaal pubblic .that the mmost ppromissing sspeed.Designeed takking iinto aaccounnt thee prac
8、cticall feattures of thhe connstrucction site liftss the contrrol syystem desiggn forr a foour-sttory eelevattor. DDrag tthe goovernoor of the eelevattor innsteadd of tthe trraditiional relayy conttrol ssystemm by tthe innverteer, soo thatt the combiinatioon of PLC aand sppeed ddrag ddevicees, coons
9、tittute tthe PLLC setts thee elecction contrrol syystemss, eleevatorr conttrol, improoved eelevattorrelliabillity oof opeeratioon, too reduuce thhe faiilure rate.Key worrds:Elevaator,PLC ccontrool,VVVF,Inverrter目录引言3一、绪论41.1本课题设设计的背景41.2 本课课题设计的内内容51.3本课题设设计的目的和和意义5二、系统设计方方案的确定52.1升降机的的概述52.2升降机继继电器
10、控制系系统62.2.1升降降机继电器控控制系统的优优点62.2.2升降降机继电器控控制系统存在在的问题62.3 PLCC控制系统62.3.1 PLC控制制升降机的优优点72.4 变频调调速控制升降降机的特点72.5系统设计计的基本步骤骤8三、系统硬件设设计83.1 PPLC的选型型83.1.1 SSIMATIIC S7-300系列列PLC系统基基本构成93.2 变频器器的选择113.2.11 VS-6616G5型型通用变频器器113.3升降机的的主要组成部部分143.3.1升降降机曳引电机机及门电机电电路图163.4 II/O点数的的估算163.5 PLCC外部接线图图18第四章、系统软软件开
11、发194.1 升降机机的三个工作作状态194.2软件设计计特点194.3软件设计计流程图204.4系统的软软件开发过程程22结论和展望336致谢37参考文献388附录A:电气原理理图39附录B:外文文文献及译文40附录C:参考文文献及内容简简介44引言伴随着工厂自动动化程度的提提高,PLCC可编程控制制器在工厂中中的应用也越越来越广泛,而而且几乎涉及及到工厂的各各个方面,包包括供电,生生产,物料管管理,运输等等等。本文旨旨在通过实现现施工升降机机控制系统这这样一个典型型的实例,来来展现PLCC在现代化建建设中的应用用,同时利用用这个典型的的应用只要稍稍加变化就可可以扩展为其其他控制系统统。采用
12、可编程控制制器来实现升升降机的控制制对于提高升升降机运行的的稳定性、降降低升降机控制系系统的成本以以及缩短升降降机系统的开开发周期都具具有实际意义义。通过本课课题的研究,可可以在一定程程度上推动升升降机即电梯梯相关行业的的发展,拓展展PLC在自自动化行业的的应用领域,具具有一定的经经济和理论意意义。一、绪论1.1本课题设设计的背景1968年,美美国最大的汽汽车制造商通用汽车车公司为满足足市场需求,适适应汽车生产产工艺不断更更新的需要,将将汽车的生产产方式由大批批量、少品种种转变为小批批量、多品种种。为此要解解决因汽车不不断改型而重重新设计汽车车装配线上各各种继电器的的控制线路问问题,要寻求求一
13、种比继电电器更可靠,响响应速度更快快,功能更强强大的通用工工业控制器。于于是可编程控控制器应运而而生,19669年,美国国数字设备公公司研制出世世界上第一台台可编程控制制器,从此,PPLC开始活活跃于控制领领域。而且其其影响也越来来越大,应用用也越来越广广泛。70年代后期,随随着微电子技技术和计算机机的迅猛发展展,使PLCC从开关量的的逻辑控制扩扩展到数字控控制及生产过过程控制域,真真正成为一种种电子计算机机工业控制装装置,故称为为可编程控制制器,简称PPC(proogrammmable contrrollerr).但由于于PC容易与与个人计算机机(proggrammaable ccomput
14、ter)相混混淆,故人们们仍习惯地用用PLC作为为可编程器的的缩写。1985年国际际电工委员会会(IEC)对对PLC的定定义如下:可编程控制器是是一种进行数数字运算的电电子系统,是是专为在工业业环境下的应应用而设计的的工业控制器器,它采用了了可以编程的的存储器,用用来在其内部部存储执行逻逻辑运算、顺顺序控制、定定时、计数和和算术运算等等操作的指令令,并通过数数字或模拟式式的输入和输输出,控制各各种类型机械械的生产过程程。PLC是继电器器逻辑控制系系统发展而来来,所以它在在数学处理、顺顺序控制方面面具有一定优优势。继电器器在控制系统统中主要起两两种作用:(11)逻辑运算算(2)弱电电控制强电。P
15、LC是集自动动控制技术,计计算机技术和和通讯技术于于一体的一种种新型工业控控制装置,已已跃居工业自自动化三大支支柱(PLCC、ROBOOT、CADD/CAM)的的首位。可编编程控制器,简简称PLC。它它在集成电路路、计算机技技术的基础上上发展起来的的的一中新型型工业控制设设备。 具有有1.可靠性性高、抗干扰扰能力强 22.设计、安安装容易,维维护工作量少少 4.功能能强、通用性性好 5.开开发周期短,成成功率高 66.体积小,重重量轻、功耗耗底等特点。具具有功能强、可可靠性高、配配置灵活、使使用方便以及及体积小、重重量轻等优点点,已经广泛泛应用于自动动化控制的各各个领域,并并已成为实现现工业生
16、产自自动化的支柱柱产品。与继继电接触器系系统相比系统统更加可靠;占位空间比比继电接触器控控制系统小;价格上能与与继电接触器控控制系统竞争争;易于在现现场变更程序序;便于使用用、维护、维维修;能直接接推动电磁阀阀、触器与于于之相当的执执行机构;能能向中央执行行机构;能向向中央数据处处理系统直接接传输数据等等。因此,进行升降降机的PLCC控制系统的的设计,可以以推动电梯行行业的发展,扩扩大PLC在在自动控制领领域的应用,具具有一定的经经济和理论研研究的价值。1.2 本课课题设计的内内容1升降机类型的的选择。综合合升降机的类别别和各类的特特点和要求,在在本课题中主主要研究四层层升降机上下下行控制,开
17、开、关门控制制、内外呼叫叫控制。2硬件系统的设设计。本课题题设计的升降降机要求运行行迅速准确度度高,在升降降机的各层检检测系统中选选用用在工业业自动控制上上大量运用的的具有检测精精度高、寿命命长、稳定性性能好的接近近传感器,运运用感应器的的开关量信号号输入给PLLC来实现PPLC对电梯梯的控制。由由于本课题的的具体需求在在硬件系统的的设计过程中中主要考虑了了升降机的经济济实用、稳定定的需要。3. 升降机控控制系统软件件的设计。在在本设计中选选用了目前运运用最多的PPLC编程语语言梯形图,梯梯形图的编程程能直观明了了的设计出机机械手控制的的要求, 1.3本课题题设计的目的的和意义随着我国经济的的
18、高速发展,微微电子技术、计计算机技术和和自动控制技技术也得到了了迅速发展电电梯也已成为为人类现代生生活广泛使用用的人员运输输工具。随着着人们对电梯梯运行安全性性、高效性、舒舒适性等要求求的提高,电电梯得到了快快速发展,其其拖动技术已已经发展到了了调频调压调调速,其逻辑辑控制也由PPLC代替原原来的继电器器控制。可编程序控制器器(PLC)因因为稳定可靠靠、结构简单单、成本低廉廉、简单易学学、功能强大大和使用方便便已经成为应应用面最广、最最广泛的通用用工业控制装装置,成为当当代工业自动动化的主要支支柱之一。电电梯控制要求求接入设备使使用简便,对对应于系统组组态的编程简简单,具有人人性化的人机机界面
19、,配备备应用程序库库,加快编程程和调试速度度。通过PLLC对程序设设计,提高了了电梯的控制制水平,并改改善了电梯运运行的舒适感感。因此PLLC在电梯控控制系统中的的应用非常广广泛,非常有有实际价值。二、系统设计方方案的确定2.1升降机的的概述电梯是电动机为为动力的垂直直升降机,装装有箱状吊舱舱,用于多层层建筑乘人或或载运货物的的机械设备。随着城市的发展展,高层建筑筑的增多,升升降机的应用用也越来越广广泛,分类也也随之增多。如如按照升降机机的用途可分分为以下几类类:1、乘客,为运运送乘客设计计的升降机,要求求有完善的安安全设施以及及一定的室内内装饰。2、载货升降机机,主要为运运送货物而设设计,通
20、常有有人伴随的升升降机。3、观光升降机机,厢壁透明明,供乘客观观光用的升降降机。4、车辆升降机机,用作装运运车辆的升降降机。5、船舶升降机机,船舶上使使用的升降机机。6、建筑施工升升降机,建筑筑施工与维修修用的升降机机。7、其它类型的的升降机,除上上述常用升降降机外,还有有些特殊用途途的升降机,如冷冷库升降机、防爆爆升降机、矿井井升降机、电站站升降机、消防防员用升降机机等。本设计课题为施施工场地的升升降机控制系系统设计。以以四层建筑场场地升降机为为模型,主要要用于建筑施施工与维修。2.2升降机继继电器控制系系统2.2.1升降降机继电器控控制系统的优优点(1) 所有控控制功能及信信号处理均由由硬
21、件实现,线线路直观,易易于理解和掌掌握,适合于于一般技术人人员和技术工工人所掌握。(2) 系统的的保养、维修修及故障检查查无需较高的的技术和特殊殊的工具、仪仪器。(3) 大部分分电器均为常常用控制电器器,更换方便便,价格较便便宜。(4) 多年来来我国一直生生产这类升降降机,技术成成熟,己形成成系列化产品品,技术资料料图纸齐全,熟熟悉、掌握的的人员较多。2.2.2升降降机继电器控控制系统存在在的问题 (1) 系统触触点繁多、接接线线路复杂杂,且触点容容易烧坏磨损损,造成接触触不良,因而而故障率较高高。(2) 普通控控制电器及硬硬件接线方法法难以实现较较复杂的控制制功能,使系系统的控制功功能不易增
22、加加,技术水平平难以提高。(3) 电磁机机构及触点动动作速度比较较慢,机械和和电磁惯性大大,系统控制制精度难以提提高。(4) 系统结结构庞大,能能耗较高,机机械动作噪音音大。(5) 由于线线路复杂,易易出现故障,因因而保养维修修工作量大,费费用高;而且且检查故障困困难,费时费费工。升降机继电器控控制系统故障障率高,大大大降低了升降降机的可靠性性和安全性,经经常造成停梯梯,给乘用人人员带来不便便和惊忧。且且升降机一旦发发生冲顶或蹲蹲底,不但会会造成升降机机机械部件损损坏,还可能能出现人身事事故。2.3 PLCC控制系统PLC控制制系系统由于运行行可靠性高,使使用维修方便便,抗干扰性性强,设计和和
23、调试周期较较短等优点,倍倍受人们重视视等优点,已已成为目前在在升降机控制系系统中使用最最多的控制方方式,目前也也广泛用十传传统继电器控控制系统的技技术改造。 PLC是一种专专门从事逻辑辑控制的微型型计算机系统统。由于PLLC具有性能能稳定、抗干干扰能力强、设设计配置灵活活等特点。因因此在工业控控制方面得到到了广泛应用用。自80年代后期期PLC引入我我国升降机行业以以来,由PLLC组成的升升降机控制系系统被许多升升降机制造厂厂家普遍采用用。并形成了了一系列的定定型产品。在在传统继电器器系统的改造造工程中,PPLC系统一一直是主流控控制系统。升降机控制系统统分为调速部部分和逻辑控控制部分。调调速部
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