三层电梯控制设计毕业文章_-毕业文章.pdf
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1、 综合实训设计报告 信息工程与自动化 学院 卫动化吕 设计题目:基干PLC的三层电梯控制系统设计 姓 名:学 号:_ 专 业:测控121班 指导老师:_ 0一五年七月 引言 随着城市建设的不断发展,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增多,电梯作 为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。它是采用电力 拖动方式,将载有乘客或货物的轿厢,运行于垂直方向的两根刚性导轨之间,运 送乘客和货物的固定式提升设备。所以,电梯是为高层建筑运输服务的设备,它 具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。但传统的电梯控制系统主要采用 继电器-接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量
2、 大等,而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题,使电梯运行更加 安全、方便、舒适。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完 成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功 能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实 现信号控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别,但 PLC 可靠性高,程序设计方便灵活。1.电梯的PLC控制方式 PLC是一种用于工业自动给控制的专用计算机。实质上属于计算机控制方 式。PLC与普通微机一样,能通用或专用 CPU乍为字处理器,实现通道(字)的 运算和数据存储,另外
3、还有位处理器(布尔处理器),进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高,易操作、维修和编程简单、灵活性强等特点。1.1 PLC 控制系统的可靠性 对可维修的产品,可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC不需要大量的 活动元件和接线电子元件,它的接线大大减少,与此同时,系统的维修简单,维 修时间短。PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计,例如,冗余设计,断 电保护,故障诊断和信息保护及恢复等,提高了 MTBF降低了 MTTR使可靠性 提高。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机 控制更简单的编程语言,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。在PLC
4、的硬件方面,采用了一系列提高可靠性的措施。例如,采用可靠性的元件,采用先进的工艺制造流水线制造,对于干扰的屏蔽、隔离和滤波等,对电源的断 电保护,对存储器内容的保护等。PLC的软件方面,也采取了一系列提高系统可 靠性的措施。例如,采用软件滤波,软件自诊断,简化编程语言等。导老师一五年七月引言随着城市建设的不断发展城市迅速的崛起高层建筑的不断增多电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分它是采用电力拖动方式将载有乘客或货物的轿厢运行于垂直方向的两根刚性作简便的优点但传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制其缺点是触点多故障率高可靠性差维修工作量大等而采用组成的控制系统可
5、以好地解决上述问题使电梯运行更加安全方便舒适目前电梯的控制普遍采用了两种方式拖动控制则由变频器来完成第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能上来说这两种方法并没有太大的区别但可靠性高程序设计方便灵活电梯的控制方式是一种用于工业自动给控制的专用计算机实质1.2 PLC 控制系统的易操作性 PLC的易操作表现在下列几个方面:(1)操作方便 对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC 采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示,对大中 型的PLC,编程器采用了 CRT屏幕显示,因此,程序的输入直接可显示。更改程 序的操作也可直接根据所需要的
6、地址编号或接点号进行搜索或顺序查找,然后进 行更改,更改的信息可在液晶屏或 CRT上显示。(2)编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说,由于梯形图与电气原理图较为接近,容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言 时,十分有助于编程人员的编程。(3)维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快的找到故障的 部位,以便维修。1.3 PLC 控制系统的灵活性 PLC的灵活性表现在以下几个方面:(1)编程的灵活性PLC采用的编程语言有梯形图,布尔助记符、功能表 图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使
7、编程方便,应用面拓展。(2)扩展的灵活性PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点,它可根据应 用的规模不同,即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。(3)操作的灵活性 操作十分灵活方便,监视和控制变得十分容易。1.4 PLC 操作方式的优点(1)在电梯控制中采用了 PLC,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠 性大大提高。(2)去掉了选层器及大部分继电器,控制系统结构简单,外部线路简化。(3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能。(4)PLC可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。(5)用于群控调配和管理,并提高电梯运行效率。(6)更改控制方案时
8、不需改动硬件接线。导老师一五年七月引言随着城市建设的不断发展城市迅速的崛起高层建筑的不断增多电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分它是采用电力拖动方式将载有乘客或货物的轿厢运行于垂直方向的两根刚性作简便的优点但传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制其缺点是触点多故障率高可靠性差维修工作量大等而采用组成的控制系统可以好地解决上述问题使电梯运行更加安全方便舒适目前电梯的控制普遍采用了两种方式拖动控制则由变频器来完成第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能上来说这两种方法并没有太大的区别但可靠性高程序设计方便灵活电梯的控制方式是一种用于工业自
9、动给控制的专用计算机实质2.需求分析 电梯是一个具有特种容载装置轿厢沿着恒定不变的铅垂导轨,在不同水平面 间歇运动的用电力驱动的起重机械,它适宜于装置在二层以上的高层建筑物内,专供上下运送人员或货物之用。本实训所设计的电梯模型共三层,电梯每层的楼厅均设有按钮召唤电梯;电 梯内部设有按钮以便乘客选择要到达的楼层,还设有开关门按钮,方便乘客进出 电梯。工作中的电梯控制系统的主要任务是对各种呼梯信号和当前电梯运行状态 进行综合分析,再确定下一个工作状态。为实现电梯自动控制,要求控制系统具 有自动定向,顺向截梯,反向保号,外呼指令记忆,停梯销号,自动开关门,自 动报警,手动开关门等。我组设计的三层电梯
10、控制系统的主要功能有:(1)楼层指示灯亮时表示停在 相应的楼层;(2)每当停在各楼层时其楼层指示灯闪烁 5秒接着常亮;(3)有呼叫 的楼层有响应,反之没有;(4)电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下 降呼叫,任何反方向的呼叫均无效。3.电梯的控制要求 电梯由安装在各楼层门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵,其操纵内容 为电梯运行方向。电梯轿厢内设有楼层内选按钮 S1S3,用以选择需停靠的楼 层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示,SQSQ3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向的呼叫均 无效。例如,电梯停在由一层运行至三层的过程中,在
11、二层轿厢外呼叫时,若按 二层上升呼叫按钮,电梯响应呼叫;若按二层下降呼叫按钮,电梯运行至二层时 将不响应呼叫运行至三层,然后再下降,响应二层下降呼叫按钮。电梯位置由行程开关SQ1 SQ2 SQ3决定,电梯运行由手动依次拨动行程开 关完成,其运行方向由上升、下降指示灯 UP DOW决定。例如:闭合开关SQ1 电梯位置指示灯L1亮,表示电梯停在1层,这时按下三层下呼按钮 D3,上升指 示灯UP亮,电梯处于上升状态。断开 SQ1闭合SQ2 L1灭、L2亮,表示电梯 运行至二层,上升指示灯UP仍亮;断开SQ2闭合SQ3电梯运行至三层,上升 指示灯UP灭,电梯结束上升状态,以此类推。当电梯在三层时(开关
12、SQ3闭合),电梯位置指示灯L3亮。按下轿厢内选开 关S1,电梯进入下降状态。在电梯从三层运行至一层的过程中,若按下二层上 呼U2与下呼按钮D2,由于电梯处于下降状态中,电梯将只响应二层下呼,不响 应二层上呼。当电梯运行至二层时,电梯停在二层,当电梯运行至一层时,一层 内选指示灯SL1灭,下降指示灯DOW灭,上升指示灯UP亮,电梯转为上升状态,响应二层上呼,当电梯运行至二层时,上升指示灯 UP灭。导老师一五年七月引言随着城市建设的不断发展城市迅速的崛起高层建筑的不断增多电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分它是采用电力拖动方式将载有乘客或货物的轿厢运行于垂直方向的两根刚
13、性作简便的优点但传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制其缺点是触点多故障率高可靠性差维修工作量大等而采用组成的控制系统可以好地解决上述问题使电梯运行更加安全方便舒适目前电梯的控制普遍采用了两种方式拖动控制则由变频器来完成第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能上来说这两种方法并没有太大的区别但可靠性高程序设计方便灵活电梯的控制方式是一种用于工业自动给控制的专用计算机实质每当到达楼层若电梯门指示灯不闪烁则继续前进,否则执行电梯门开关动 作。4.PLC硬件设计 4.1 PLC 型号选择 PLC的种类非常繁多,不同种类之间的功能设置差异很大,这既给 PLC机型 的挑
14、选提供了十分广阔的空间,同时也带来了一定的难度。机型选择的基本原则 应是在功能满足要求的前提下,力争最好的性价比,并有一定的升级空间。考虑到本次设计的电梯系统只有 3层,且开关量居多,模拟量较少;对于开 关量控制为主的系统而言,一般 PLC的响应速度足以满足控制的要求,在小型 PLC中整体式比模块式的价格便宜,体积也小,但是在设计活动中,经常碰到一 些估计的指标,在设计活动中需要进行局部调整,另外模块式PLC排除故障所需 时间短;由于考虑到本次设计的电梯系统只有 3层,考虑到工厂造价,我们采用 离线编程的方式,以减小软硬件的开销。统计输入、输出点数并选择PLC型号:输入信号有11个,考虑到有1
15、5%的备用点,即10X(1+15%)=12.65,取整数13,因此共需13个输入点。输出信号有8个,考虑到有15%的备用点,即8X(1+15%)=9.2,取整 数10,因此共需10个输出点。因此可选用三菱公司生产的 FX2N-32MF型号的主机,它有16个输入点,16 个输出点,满足本设计的要求。4.2 I/O 分配表 导老师一五年七月引言随着城市建设的不断发展城市迅速的崛起高层建筑的不断增多电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分它是采用电力拖动方式将载有乘客或货物的轿厢运行于垂直方向的两根刚性作简便的优点但传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制其缺点是触点多故
16、障率高可靠性差维修工作量大等而采用组成的控制系统可以好地解决上述问题使电梯运行更加安全方便舒适目前电梯的控制普遍采用了两种方式拖动控制则由变频器来完成第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能上来说这两种方法并没有太大的区别但可靠性高程序设计方便灵活电梯的控制方式是一种用于工业自动给控制的专用计算机实质S3 S2 S1 _ I I D3 X0 Y0 X1 Y1 X2 Y2 L3 X SQ1 X X4 Y4 X5 FX2N Y5 X6 Y6 X7 Y7 X10 X11 COM1 x X L2 L1 DOWN UP SL3 SL2 SL1 输入分配:序号 名 称 输入点 0
17、 三层内选按钮 S3 X0 1 二层内选按钮 S2 X1 2 一层内选按钮 S1 X2 3 三层下呼按钮 D3 X3 4 二层下呼按钮 D2 X4 5 二层上呼按钮 U2 X5 6 一层上呼按钮 U1 X6 7 三层行程开关 SQ3 X7 8 二层行程开关 SQ2 X10 9 一层行程开关 SQ1 X11 10 复位 RST X12 (2)输出分配:序号 名 称 输出点 0 三层指示灯 L3 Y0 1 二层指示灯 L2 Y1 2 一层指示灯 L1 Y2 3 电梯下降指示 DOWN Y3 4 电梯上升指示 UP Y4 5 三层内选指示灯 SL3 Y5 6 二层内选指示灯 SL2 Y6 7 一层内
18、选指示灯 SL1 Y7 4.3 I/O 接线图 PLC 图1 PLC I/O接线图D2 U2 X3 Y3 导老师一五年七月引言随着城市建设的不断发展城市迅速的崛起高层建筑的不断增多电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分它是采用电力拖动方式将载有乘客或货物的轿厢运行于垂直方向的两根刚性作简便的优点但传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制其缺点是触点多故障率高可靠性差维修工作量大等而采用组成的控制系统可以好地解决上述问题使电梯运行更加安全方便舒适目前电梯的控制普遍采用了两种方式拖动控制则由变频器来完成第二种控制方式采用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能
19、上来说这两种方法并没有太大的区别但可靠性高程序设计方便灵活电梯的控制方式是一种用于工业自动给控制的专用计算机实质G-o ODM1 里卡 H曲滋孑轄 曲田紺站岸 歩加證 皆QF境不筑 旳遢取石垂颅 Q崔蟹配 耳作史黄幅亡E EFWGE Q用户配置 孕 trKi :理莊 舟喇謬滋 Lf iiSHt _I Wirt!H安市更面 H TTCHraf.&盘暫仍更信恵 凸次林幅呼筑(I 更5 T1W 黃春业 1D 治5用尸若&汨对氐史歩&EF廿耀誓它累 氐呛咄衍台玄爭语玄 命欄軽 唏凶抵 2 牡鏗 看趣牲&何曲坦5 5 恥 衍咳圧力 氐屋修讥 瘾塚圧血 尬一區JS示t 丁 裔二眄浄T 尙三辰時示灯 论开门
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