PLC及觸摸屏的液壓升降機控制系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 摘要 第 1 章 緒論 1 引言 1 1 2 1 內(nèi)外 1 1 1 2 第 2 章 施工升降機控制系統(tǒng)設(shè)計的概述及主要組成 6 言 6 壓施工升降機控制系統(tǒng)設(shè)計的概述 6 工升降機主要組成部分 7 第 3 章 施工升降機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 13 言 6 系統(tǒng)的控制思想 6 控制系統(tǒng)的主要產(chǎn)品性能介紹 6 比例變量泵的性能介紹 6 型及模塊介紹 6 觸摸屏的選擇 6 控制電路設(shè)計 6 回路設(shè)計 6 入 /輸出回路設(shè)計 6 抱閘電路、門鎖電路、安全運行電路設(shè)計 6 電液比例控制電路設(shè)計 6 第 4章 施工升降機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 27 6 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 6 6 程工具軟件與編程語言 6 6 制系統(tǒng)軟件設(shè)計 6 層樓位置信號的產(chǎn)生與清除環(huán)節(jié) 6 選層指令信號的登記、消除和顯示環(huán)節(jié) 6 停層信號 的產(chǎn)生和消除環(huán)節(jié) 6 停車制動環(huán)節(jié) 6 啟動加速和穩(wěn)定運行環(huán)節(jié) 6 工升降機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 6 6 6 6 工程的建立與變量的定義 6 工程畫面的建立 6 6 第 5章 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計 27 6 磁干擾類型及其影響 6 的主要來源 6 主要抗干擾措施 6 抑制電源系統(tǒng)引入的干擾 6 抑制輸出端引入的干擾 6 安裝與布線 6 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng) 6 觸摸屏的抗干擾措施 6 結(jié)論與展 望 37 參考文獻 39 致謝 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 觸摸屏的液壓升降機控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 ： 施工升降機是建筑施工中不可缺少的垂直運輸機械，本文以液壓施工升降機為背景，對其控制系統(tǒng)進行了設(shè)計。在全面了解施工升降機基本工作原理的基礎(chǔ)之上，設(shè)計了 30 層的液壓驅(qū)動型施工升降機控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)要求，設(shè)計了控制系統(tǒng)主電路、控制電 路、采樣電路、電液比例控制電路及報警電路等。顯示監(jiān)控系統(tǒng)選用的是觸摸屏 三菱 編程控制終端，采用其帶的人機交互界面編輯軟件 計友好的選層參數(shù)的輸入和運行狀態(tài)監(jiān)控界面。 關(guān)鍵詞 ： 摸屏；控制系統(tǒng)；施工升降機 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 is an up on On of of I LC to of of of is 940UI T to in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第 1 章 緒 論 言 本章介紹了 其他同類技術(shù)的區(qū)別和國內(nèi)外 制技術(shù)的發(fā)展和發(fā)展趨勢。 制技術(shù)的產(chǎn)生和與其他同類技術(shù)的區(qū)別 制技術(shù)的產(chǎn)生 可編程序控制器（ 簡稱 在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來 的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。 20世紀 60年代末期，在工業(yè)控制中，多采用繼電器控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)體積大、耗電多，改變原程序非常困難。為改變這種狀況， 20 世紀 60 年代末期，美國通用汽車公司 (出需求，公開招標(biāo)。美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在 1968 年美國通用汽車公司（ 先公開招標(biāo)，對控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為： a、它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計周期短，更改容易，接線簡單成本低。 b、它能把計算機的功能和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來。但編程要比計算機簡單易學(xué)、操作方便 。c。系統(tǒng)通用性強。 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ 據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺 在 現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化。其后日本、德國等相繼引入，可編程序控制器迅速發(fā)展起來，但是主要應(yīng)用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱 期的可編程控制器指令系統(tǒng)簡單，只能完成順序控制，一般只具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能。隨著微電子技術(shù)、控制技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展， 在不斷發(fā)展。 20 世紀 80 年代后期，以 16 位和 32 位微處理器構(gòu)成的微機化 到了巨 大的發(fā)展，使其在概念上、設(shè)計上、性價比等方面都有了很大的突破?？删幊炭刂破骶哂辛烁↑c運算、函數(shù)運算、高速計數(shù)、中斷計數(shù)、制及聯(lián)網(wǎng)等功能，這些都使得 術(shù)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴大。其定義： 可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 擴充其功 能的原則設(shè)計。 目前，全世界約有 200多家公司從事 產(chǎn)著 400多個系列的產(chǎn)品。 他同類技術(shù)的區(qū)別 編程語言中，梯形圖是用得最多的語言。 號的輸入 /輸出形式及控制功能也相同，但 要體現(xiàn)在以下幾個方面。 (1)控制邏輯 :繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機械觸頭的串聯(lián)或并聯(lián)以及時間繼電器的延時等組合成控制邏輯。其缺點是接線復(fù)雜，增加或改變功能 都非常困難，繼電器觸頭數(shù)目也有限。而 程序方式將控制邏輯存儲在內(nèi)存中，通過改變程序就可以很方便的改變控制邏輯，另外，軟繼電器觸頭數(shù)一般都非常多，因此 (2)助控制速度 :繼電器控制是通過繼電器機械觸頭的動作來實現(xiàn)，觸頭的開閉動作一般在幾十毫秒數(shù)量級。而 般一條指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級。 (3)限時控制 :繼電器控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進行限時控制，但其定時精度不高，易受環(huán)境影響，調(diào)整比較困難。 時精度高，定時范圍可從 若干分鐘，通過編寫程序來進行定時控制，非常方便。 (4)計數(shù)控制 :繼電器控制邏輯一般不具備計數(shù)的功能，而 (5)可靠性和可維護性 :繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸頭，觸頭開閉時產(chǎn)生的電弧容易損壞觸點，因此可靠性和可維護性都比較差。而 而不存在上述缺陷。 現(xiàn)場的調(diào)試和維護提供了方便。 (6)價格 :繼電器控制邏輯多使用機械開關(guān)、繼電器等，功 能簡單，價格比較便宜。而 格相對比較昂貴。 專門為工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計的，而通用計算機是專門為科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理等而設(shè)計的，兩者采用的都是計算機結(jié)構(gòu)，但兩者設(shè)計的出發(fā)點不同，因此也存在許多的差異，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。 (1)應(yīng)用范圍 :通用計算機除了應(yīng)用在控制領(lǐng)域外，還大量應(yīng)用在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 理、計算機通信等方面。而 (2)使用環(huán)境 :通用計算機對環(huán)境要求高。而 適用于環(huán)境差的工業(yè)現(xiàn)場。 (3)程序設(shè)計 :通用計算機具有豐富的程序設(shè)計語言，如匯編語言、 實現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用，對編程者要求高。而 輯簡單，容易學(xué)習(xí)和使用。 (4)運算速度和存儲容量 :隨著各種電子技術(shù)的發(fā)展，通用計算機運算速度越來越快，一般在微秒級，存儲容量也在增大。而 編程的軟件少，編程簡短，內(nèi)存容量也很小。 (5)價格 :通用計算機功能多，硬件復(fù)雜，而 對功能單一，因此在價格上一般制，單片機在配置上比通用計算機簡單，價格上相對便宜，但它和通用計算機一樣，也不是專門為工業(yè)現(xiàn)場控制所設(shè)計的。與通用計算機一樣，單片機編程復(fù)雜、不易掌握，需要處理大量 I/輸出口驅(qū)動負載能力較弱，要驅(qū)動工業(yè)負載需要復(fù)雜的外圍電路。單片機控制技術(shù)的突出優(yōu)點在于它具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，但工業(yè)控制過程要處理的是大量的開關(guān)量，因而運用在工業(yè)現(xiàn)場控制中單片機的長處得不到發(fā)揮，其可靠性也遠不如 適合于工業(yè)現(xiàn)場過程控制，但其數(shù)據(jù)處理能力不如后者。 制的發(fā)展及發(fā)展趨勢 制的發(fā)展 在早期的工業(yè)控制中，多采用繼電器控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)體積大、耗電多，改變生程序非常困難。為改變這種狀況， 20世紀 60年代末期，美國通用汽車公司 (出需求，公開招標(biāo)。隨后，美國數(shù)字設(shè)備公司 (制出了世界上第一臺可編程控制器，并成功的應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上。隨后，日本、德國等相繼引入 多知名公司的加入使得 :日本的三菱、松下、 國的西門子、前，全世界約有 200多家公司從事 制造，生產(chǎn)著 400多個系列的產(chǎn)品。早期的可編程控制器指令系統(tǒng)簡單，只能完成順序控制，一般只具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能。隨著微電子技術(shù)、控制技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展， 20世紀 80 年代后期，以 16位和 32 位微處理器構(gòu)成的微機化 其在概念上、設(shè)計上、性價比等方面都有了很大的突破?？删幊炭刂破骶哂辛烁↑c運算、函數(shù)運算、高速計數(shù)、中斷計數(shù)、 些都使買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 得 制的發(fā)展趨勢 主要工業(yè)國家中成為自動化系統(tǒng)的基本電控裝置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價格適宜等特點。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)今世界 50家，生產(chǎn) 300多個品種。 2000年銷售額約為 86億美元，占工控機市場份額的 50%， 保持繼續(xù)上升的勢頭。 0年代末引入我國時，只用作離散量的控制，其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等，最早只能完成以繼電器梯形邏輯的操作。新一代的 的應(yīng)用已從開關(guān)量控制擴大到模擬量控制領(lǐng)域，廣泛地應(yīng)用于航天、冶金、輕工、建材等行業(yè)。但 面臨著其它行業(yè)工控產(chǎn)品的挑戰(zhàn)， 全世界 各廠家正采取措施不斷改進產(chǎn)品，主要表現(xiàn)為以下幾個方面： 型 很多有名的 性能、小型、特別是微型的 菱的 8個 246個繼電器輸出 )，其尺寸僅為 589僅大于信用卡幾個毫米，而功能卻有所增強，使 快餐廳 、醫(yī)院手術(shù)室、旋轉(zhuǎn)門和車輛等，甚至引入家庭住宅、娛樂場所和商業(yè)部門。 由于控制內(nèi)容的復(fù)雜化和高難度化，使 C 集成、 成等，并強化了通訊能力和網(wǎng)絡(luò)化，尤其是以 基的控制產(chǎn)品增長率最快。 將計算機、 操作人員的人 機接口結(jié)合在一起，使 計算機能和 放的體系結(jié)構(gòu)提供靈活性，最終降低成本和提高生產(chǎn)率。 ，主要是 件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的，絕大多數(shù)的 用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，編程雖多為梯形圖，但各公司的組態(tài)、尋址、語文結(jié)構(gòu)不一致，使各種 際電工協(xié)會 ( 1992 年頒布了編程序控制器的編程軟件標(biāo)準，為各 在開發(fā)以 合 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 本課題主要研究的內(nèi)容 本課題的目的是在全面了解國內(nèi)外施工升降機發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ) 之上，以 30 層的液壓驅(qū)動型施工升降機為控制對象，設(shè)計以 001可編程控制器為核心的施工升降機控制系統(tǒng)，所開展的工作如下： 1、采用可編程控制器 (為控制系統(tǒng)的核心，觸摸屏做輸入和顯示模塊，設(shè)計了良好的人機界面，實現(xiàn)對施工升降機的監(jiān)測控制。通過制作觸摸屏與 通信電纜成功解決了觸摸屏和 串行通信問題，使 觸摸屏優(yōu)勢互補，提高控制系統(tǒng)的可操作性。 2、采用三菱 X 現(xiàn)施工升降機邏輯信號、速度的控制，根據(jù)控制系統(tǒng)要求，設(shè)計了控制系 統(tǒng)主電路、控制電路、采樣電路、電液比例控制電路及報警電路等。 3、設(shè)計變頻器對升降機的速度進行調(diào)節(jié)。 4、對施工升降機的安全性和電氣控制抗干擾保護措施進行了設(shè)計。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第 2 章 施工升降機控制系統(tǒng)設(shè)計的概述及主要組成 言 本章介紹了液壓施工升降機控制系統(tǒng)的設(shè)計、施工升降機主要組成部分等內(nèi)容，這對后面章節(jié)的硬件和軟件設(shè)計提供了一個框架。 壓施工升降機控制系統(tǒng)設(shè)計的概述 系統(tǒng)主要由三相交流異步電動機、電液比例變量泵、變量馬達、換向閥等部件組成，控制器采用三菱的 壓施工升降機的上、下行工作 原理基本相似。 以上行工作為例，在工作開始時，可編程控制器 出上行控制信號使上行電磁閥 機啟動接觸器 動變量泵工作，油液進入馬達，帶動曳引輪旋轉(zhuǎn)，從而施工升降機吊籠啟動。 圖 工升降機基本工作原理 同時， 照適當(dāng)?shù)募铀偾€輸出相應(yīng)的加速曲線信號經(jīng) D/A 模塊后至比例放大器，比例放大器為比例電磁鐵提供特定的控制電流，從而控制變量泵的輸出流量，進而控制吊籠的啟動運行速度，當(dāng)速度達到最大值時，吊籠以速度最大值穩(wěn)定運行。 在施工升降機運行過程中， 收井道裝置各處信號，數(shù)據(jù)處理后將樓層的當(dāng)前位置、運行監(jiān)控狀態(tài)等信息及時顯示，以便了解施工升降機的運行狀態(tài)。當(dāng) 例電磁鐵的輸入電流也隨著理想減速曲線減少，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 液壓系統(tǒng)流量減少，從而使吊籠運行速度不斷下降。當(dāng)施工升降機到站時， 出控制信號使上行電磁閥 帶電，電動機啟動接觸器 壓系統(tǒng)關(guān)閉，施工升降機停止運行。 升降機 上升或下降時 系統(tǒng)中單向節(jié)流閥的作用是調(diào)節(jié)升降機的升降速度，使重物下降平穩(wěn)，制動安全可靠 ，同時也 保證在液壓管線意外爆裂時能安全自鎖 。 在回油路上設(shè)置平衡閥， 是 保持壓力，使下降速度不受重物而變化 。 施工升降機主要組成部分 施工升降機構(gòu)造 :分鋼結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、安全裝置、電器設(shè)備四部分組成。 一、鋼結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)軌架、吊籠、天輪架、附著架等部件。 二、驅(qū)動裝置： 由電動機、泵、方向閥、馬達、配重、鋼絲繩等組成，泵帶動馬達旋轉(zhuǎn)，通過鋼絲繩使吊籠做上、下運行。 三、電器設(shè)備： 施工升降機的電氣控制系統(tǒng)由電源箱、電控箱、操作臺及安全保護系統(tǒng)等組成。 電纜導(dǎo)向裝置：在吊籠作上、下運行時，電纜導(dǎo)向 裝置確保使接入吊籠內(nèi)的電纜線不至于偏離電纜籠或發(fā)生不正常的卡死，以保證升降機正常供電。 四、安全裝置： 1、限速器：為防止吊籠墜落裝有錐鼓式限速器。 2、防墜安全器：當(dāng)?shù)趸\出現(xiàn)不正常超速時，將吊籠制停。動作時，其上安全開關(guān)斷開電源，制動器制動。 3、安全鉗：使吊籠制動的安全裝置。 4、緩沖彈簧：施工升降機的底架上有緩沖彈簧，以便當(dāng)?shù)趸\發(fā)生墜落事故時，減輕吊籠的沖擊。有圓錐卷彈簧和圓柱螺旋彈簧。圓錐卷彈簧的制造工藝較難，成本高，但體積小，承載力強。一般情況下，每個吊籠對應(yīng)的底架上裝有兩個圓錐卷彈簧，也有四個圓 柱螺旋彈簧，安裝的目的是緩沖吊籠和配件著地時的沖擊。 5、上、下限位器：為防止吊籠上、下超過需停位置時，因操作者誤操作和電氣故障等原因繼續(xù)上升或下降引發(fā)事故而設(shè)置。 6、上、下極限限位器：上、下限位器一旦不起作用，吊籠繼續(xù)上升或下降到設(shè)計規(guī)定的最高極限或最低極限位置時能及時切斷電源，以保證吊籠安全。 7、安全鉤：下限位器和上極限位器因各種原因不能及時動作，吊籠繼續(xù)向上運行，將導(dǎo)致吊籠沖擊導(dǎo)軌架頂部而發(fā)生傾翻墜落事故而設(shè)置的，安全鉤是安裝在吊籠上部的買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 重要也是最后一道安全裝置，它能使吊籠上行到導(dǎo)軌架頂部的時候， 安全鉤鉤住導(dǎo)軌架，保證吊籠不發(fā)生傾翻墜落事故。 8、吊籠門、底籠門聯(lián)鎖裝置：防止因吊籠或底籠門未關(guān)閉就啟動運行而造成人員墜落和物料墜落，只有完全關(guān)閉時才能啟動運行。 9、急停開關(guān)：操作者應(yīng)能及時按下急停開關(guān)，使吊籠立即停止，防止事故的發(fā)生，急停開關(guān)必須是非自行復(fù)位的電氣安全裝置。 10、樓層通道門：運行時處于常閉狀態(tài)，只有在吊籠?？繒r才能由吊籠內(nèi)的人打開，樓層內(nèi)的人員無法打開此門。 11、電磁制動器：裝于電動機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 12、超載開關(guān)：當(dāng)超載時吊籠底下超 載開關(guān)動作，吊籠不能啟動運行。 13、其它開關(guān)：安全窗開關(guān)、防松繩開關(guān)、斷繩開關(guān)等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 3 章 施工升降機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 引言 本章是施工升降機控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計，介紹了系統(tǒng)的控制思想、控制系統(tǒng)的主要產(chǎn)品性能、控制電路的設(shè)計，為第四章的軟件設(shè)計做好準備。 系統(tǒng)的控制思想 本控制系統(tǒng)的硬件主要由觸摸屏人機交互模塊、可編程控制器核心控制模塊、模擬量輸出模塊、井道及安全裝置等。系統(tǒng)框圖如圖 圖 施工升降機的控制方案 控制系統(tǒng)主要包括信號控制和速度控 制兩大部分。控制系統(tǒng)的核心是 中解決輸入信號的數(shù)據(jù)處理和輸出邏輯控制的問題。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、顯示功能則由觸摸屏完成。系統(tǒng)設(shè)有安全運行電路，只有滿足安全運行條件，施工升降機才能運行，否則發(fā)生故障報警信號，并讓 有輸出點恢復(fù)安全輸出狀態(tài)。當(dāng)滿足安全運行條件時，通過觸摸屏輸入選擇的層數(shù)時，系統(tǒng)進行判斷識別，送出剛選擇的層數(shù)信號至觸摸屏顯示，系統(tǒng)通過選層后調(diào)用加速曲線，通過模擬輸出模塊輸出速度信號不斷傳輸給比例電磁買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 鐵，控制比例的輸出流量進而控制吊籠的運行速度，使吊籠按預(yù)定曲線運行。當(dāng)?shù)趸\到達目的層時，系 統(tǒng)發(fā)出吊籠停車的信號、消層信號，系統(tǒng)調(diào)用減速曲線，進而使液壓電動機制動、比例泵停轉(zhuǎn)。 綜上所述，本系統(tǒng)采用 核心控制器，觸摸屏作為監(jiān)控顯示模塊，兩者通過串口進行通信來控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件，實現(xiàn)施工升降機的控制。 控制系統(tǒng)的主要產(chǎn)品性能介紹 例變量泵的性能介紹 本系統(tǒng)選用公稱排量為 160ml/r 的 1B 型電液比例控制變量泵，是利用“流量 位移 力反饋”的原理設(shè)計的，是 1B 型軸向柱塞泵中一種新的變量型式，是靠外控油壓來控制變量機構(gòu)，并利用輸入比例電磁鐵的電流大小來 改變泵的流量，輸入電流與泵的流量成比例關(guān)系。其變量特性曲線及液壓原理符號如圖 示。 B 變量泵的主要性能指標(biāo)為：滯環(huán) %，重復(fù)精度 %，非線性度 %，分辨率 H 12%，頻響 f 360、 25 )， f 335、 63。 圖 1B 變量泵變量特性曲線及液壓原理符號 另外，比例變量泵可在輸入電流的作用下，對排量實現(xiàn)比例控制而不受負載的干擾。該泵控制靈活、動作靈敏、重復(fù)精度高、穩(wěn)定性好，能方便 地實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的遙控、自控、無級調(diào)速、跟蹤反饋同步和計算機控制，適用于工業(yè)自動化的要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 型及模塊介紹 一、 選型 選擇主要從 機型、容量、 I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，選擇最佳的性能價格比。 三菱公司是日本生產(chǎn) 工業(yè)中應(yīng)用的較廣泛，因此這里選擇了 乎所有的編程控制、數(shù)據(jù)處理及通訊功 能均由它來實現(xiàn)。它具有 24個輸入點和 24個輸出點，而系統(tǒng)只需 16個輸入點和 9個輸出點，因此留有足夠的余量，以備將來改進生產(chǎn)工藝擴展用。 二、 塊介紹 X 系列中功能最強大、速度最高的微型 的基本指令執(zhí)行時間高達 0.8 s ，內(nèi)置的用戶存儲器為 8K 步，可以擴展到 16K 步，最大可擴展到 256 個 I/多種特殊功能模塊或功能擴展板，可以實現(xiàn)多軸定位控制。機內(nèi)有實時鐘， 功能很強 的數(shù)學(xué)指令集，例如浮點數(shù)運算、開平方和三角函數(shù)等。每個 個特殊單元。 （ 1） 特點 可靠性高，抗干擾能力強： 硬件方面：在輸入 /輸出 (I/O)通道采用光電隔離，有效抑制外部干擾源對 影響；在設(shè)計中采用濾波器等電路增強 電噪聲、電源波動、振動、電磁波等的干擾，確保 高溫、高濕以及空氣中存有各種強腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣工業(yè)環(huán)境下能穩(wěn)定地工作；對中央處理器 (重要部件采用具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進行屏蔽，以減少電 磁干擾。 軟件方面： 監(jiān)控定時器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運算處理器的延遲，保證在程序出錯和程序調(diào)試時，避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng) 池、輸入 /輸出接口、通信等出現(xiàn)異常時， 自診斷功能可以檢測到這些錯誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴大；停電時，后備電池會正常工作。 應(yīng)用靈活，編程方便： 編程的靈活性： 用與實際電路非常接近的梯形圖方式編程，廣大電氣技術(shù)人員非常熟悉，易于掌握，易于推廣。 擴展的靈活性：它可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模進行容量、功能和應(yīng)用范圍的擴展，甚至可買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 以通過與集 散控制系統(tǒng) (其他上位機的通信來擴展功能，并與外圍設(shè)備進行數(shù)據(jù)的交換。 易于安裝、調(diào)試、維修： 在安裝時，由于 I/O 接口已經(jīng)做好，因此可以直接和外圍設(shè)備相連，而不再需要專用的接口電路，所以硬件安裝上的工作量大幅減少。用戶程序可以在實驗室進行模擬調(diào)試，調(diào)試完成后再進行生產(chǎn)現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試，使可編程控制器原理與應(yīng)用控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短。 能夠通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、 I/O 狀態(tài)和電源狀態(tài)等，非常有利于維護人員對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行 監(jiān)視。如果一旦其中某個模塊發(fā)生故障，用戶可通過更換模塊的辦法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 功能完善，適用性強 展至今，已形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 了具有邏輯運算、算術(shù)運算、數(shù)制轉(zhuǎn)換以及順序控制功能外，而且還具備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印及報表生成等功能，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。此外， 具有較完善的自診斷、自測試功能。 具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能。它所具有的通信聯(lián)網(wǎng)功能，使相同或不同廠家和類型的 進行聯(lián)網(wǎng)，并與上位機通信構(gòu)成分布式控制 系統(tǒng)。使其不僅能做到遠程控制、進行 部或與上位機進行通信，還具備專線上網(wǎng)、無線上網(wǎng)等功能。 體積小，能耗低 部電路主要采用微電子技術(shù)設(shè)計，因此具有體積小、質(zhì)量輕的特點。這些特點使其很容易裝入機械結(jié)構(gòu)內(nèi)部，組成機電一體化的設(shè)備。 摸屏的選擇 在自動化控制中，需要一種人機交互設(shè)備實現(xiàn)人與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和命令的交換。人機界面能取代傳統(tǒng)控制面板功能，可節(jié)省 I/O 模組，按鈕開關(guān)，數(shù)字設(shè)定，指示燈等，且能隨時顯示重要訊息，以利于操作人員正確掌握機器狀況和避免錯誤，利于維修。在施工升 降機控制系統(tǒng)中，選擇觸摸屏為系統(tǒng)的人機交互設(shè)備，主要完成信息的輸入、顯示功能。系統(tǒng)運行時用戶輸入的信啟、主要是選擇樓層。觸摸屏需要將此信息、通過串口將它們傳送給 根據(jù)井道裝置的各種信號，對比例變量泵、各電磁閥發(fā)出合適的控制信號，使施工升降機完成運行任務(wù)。同時在其運行過程中要監(jiān)控工作運行中的狀態(tài)。 該系統(tǒng)引入三菱 摸屏，一方面提高自動化水平，另一方面有良好的人買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 機界面功能，用于監(jiān)控 入和輸出各點以及內(nèi)部寄存器的狀況，同時可以在屏幕上設(shè)定控制參數(shù)啟停機器，還能顯示實時數(shù)據(jù)、工作狀 態(tài)和故障信息以及實現(xiàn)與 控制電路設(shè)計 回路設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，主電路只要一臺三相異步電動機用以驅(qū)動變量泵，并且該電動機只需單方向旋轉(zhuǎn)，因此可用一個接觸器 了限制起動電流，減小其起動是對電源電壓的沖擊，三相異步電動機采用星形 用電磁抱閘斷電制動，接觸器 磁抱閘線圈 是電動機迅速停轉(zhuǎn)；當(dāng)接觸器 主觸點閉合，電磁抱閘線圈也得電，使抱閘 的閘瓦和閘輪分開，電動機啟動運轉(zhuǎn)。電動機采用帶斷相保護的熱繼電器 電動機過載時，熱繼電器 路保護：短路時，熔斷器 電壓、失電壓保護：當(dāng)線路出現(xiàn)過載、短路、失壓、欠壓故障時，具有欠電壓保護功能的斷路器 制變壓器 離作用。圖 圖 制系統(tǒng)主回路 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 為了便于對施工升降機的工作原理及 制系統(tǒng)進行分析，現(xiàn)列出 30 層 30 站施工升降機的電氣元件。見表 表 30 層 30 站施工升降機的電氣元件表 元件符號 名稱及作用 元件符號 名稱及作用 全窗開關(guān) 載開關(guān) 全鉗開關(guān) 行電磁閥線圈 限位開關(guān) 行電磁閥線圈 限位開關(guān) 站開關(guān) 限位開關(guān) 1平層感應(yīng)器 限位開關(guān) 2平層感應(yīng)器 全防墜器開關(guān) 源開關(guān) 速器開關(guān) 動機啟動接觸器 籠內(nèi)急停開關(guān) 型接觸器 籠開門到位開關(guān) 型接觸器 籠關(guān)門到位開關(guān) 1載指示燈 欄門到位開關(guān) 2源指示燈 繩開關(guān) 3壓故障指示燈 壓接通按鈕 壓斷開按鈕 至 30 層樓層門開關(guān) 作站急停按鈕 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 入 /輸出回路設(shè)計 將施工升降機運行過程中的各種輸入信號，送入 成施工升降機運行的各種執(zhí)行元件及指示施工 升降機運行狀態(tài)的各種顯示，均要受到成其輸出電路，其輸入 /輸出電路如圖 I/摸屏分配表如表 23 24 圖 施工升降機 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 表 型接觸器 極位開關(guān) 籠開門到位指示 減速 /下平層感應(yīng)器開關(guān) 減速 /上平層感應(yīng)器開關(guān) 載開關(guān) 壓接通 壓斷開 F 動機斷路器 熱繼電器 表 摸屏分配表 元件符號 名稱及作用 元件符號 名稱及作用 層輔助 行信號 前所在層 行信號 層信號 476 停車信號 層記 錄 動 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 抱閘電路、門鎖電路、安全運行電路設(shè)計 在施工升降機上、下運行時，抱閘應(yīng)打開，其線圈應(yīng)通電。施工升降機停止運行時，抱閘應(yīng)抱死，其線圈應(yīng)通電。本系統(tǒng)是電動機控制泵的運轉(zhuǎn)，而 控制電動機啟停線圈，故可用 控制抱閘線圈 通電與斷電。 將所有樓層門開關(guān)串聯(lián)在一起，控制門鎖繼電器 現(xiàn)樓層門全部開關(guān)關(guān)閉正常后施工升降機才能運行的控制。 將安全窗開關(guān) 全鉗開關(guān) 速器開關(guān) 停開關(guān) (上下限位開關(guān) (上 下極限開關(guān) (安全防墜器開關(guān) 欄門關(guān)門到位開關(guān) 繩開關(guān) 站開關(guān) 及熱繼電器觸點 聯(lián)在一起，構(gòu)成安全回路，控制安全運行繼電器 有當(dāng) 合時，才允許 于運行狀態(tài)。這樣可以節(jié)省 輸出口，又可以實現(xiàn)在多種緊急情況下的立即停車。圖 鎖及安全運行電路。 圖 施工升降機的抱閘、門鎖及安全運行電路 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 電液比例控制電路設(shè)計 由于選用的是 1B 型電液比例變量泵，所以選用 10型號字母表示如下： 制壓力流量比例閥及比例變量泵用放大器，帶兩個線圈； 電電源，直流 1836V； 大輸出額定電流 A；10V信號輸入 V=010V； 特點： 擬量 0 10v&05V/0沖量 015000 12V/25源作外部 0K 電位器控制模式。 對上升與下降時間進行單獨調(diào)節(jié)。 極保護，內(nèi)置自恢復(fù)保險絲，無須更換，故障排除自動恢復(fù)正常工作。 漂減小，輸出穩(wěn)定，使用機械特性較高場合。 端子功能： 1、 V+ =直流電源 1836V 2、 0V =直流電源 0V 3、 P+ =壓力比例閥線圈 (比例閥線圈兩者可互換使用，不存在正負極性 4、 P =壓力比例閥線圈 (若串接電流表時，則 P+接電流表 +， P接電流表 ) 5、 F+ =流量比例閥線圈 6、 F =流量比例閥線圈 7、 =壓力信號輸入口 (05V/010V/420150008、 =流量信號輸入口 (05V/010V/420150009、 號輸入公共點 10、 12V=輸出 +12V/25為電位器用電源 ) 電位器功能： 1、 (P)振頻率 (固定 200調(diào)功能可選 ) 2、 (P)降斜坡時間 (電流值 100%0%的響應(yīng)時間 s，順時針旋轉(zhuǎn)響應(yīng)時間加快 ) 3、 (P)降斜坡時間 (電流值 100%的響應(yīng)時間 s，順時針旋轉(zhuǎn)響應(yīng)時間加快 ) 4、 (P)大設(shè)定值 (可將最大電流 置成所需要的值，順時針旋轉(zhuǎn)響應(yīng)時間加快 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 5、 (P)始電流值 (未難給信號的先導(dǎo)電流 順時針旋轉(zhuǎn)增大偏流 ) 電液比例控制電路如圖 示。該比例放大器的所需供電電壓由控制系統(tǒng)主回路 25、26 端子輸入。輸入信號為模擬量 0 10V，由 D/A 模塊供給，并且模擬量信號輸入電纜必須屏蔽。 2塊通過擴展電纜與 本單元相連接，通過 部總線傳送數(shù)字 量。流量比例閥線圈 F、 F接比例電磁鐵，使比例電磁鐵帶電流，從而驅(qū)動比例變量泵。圖中 C 可以減小模擬模塊輸出電壓波動或噪聲。 圖 電液比例控制電路圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 第 4 章 施工升降機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 言 本章介紹了 制系統(tǒng)軟件的設(shè)計、控制系統(tǒng)觸摸屏操作界面設(shè)計和施工升降機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計。 件的概述 軟件主要包括：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程語言及編程支持工具語言幾個部分組成。 件 的工作過程 采用三菱公司的 件對 行編程。該軟件能實現(xiàn)的功能較多。 （ 1） 制作程序，見圖 圖 作程序示意圖 （ 2）對可編程控制器 寫入 /讀出，見圖 圖 編程控制器 寫入 /讀出 （ 3）監(jiān)視功能（例：軟元件同時監(jiān)視機能） 監(jiān)視功能包括回路監(jiān)視，軟元件同時監(jiān)視，軟元件登錄監(jiān)視機能。 （ 4）調(diào)試，見圖 買文檔就送