四層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展一些電梯廠也在不斷改進(jìn)設(shè)計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，電梯主要分為機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)兩大部份，隨著自動控制理論與微電子技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式與控制手段均發(fā)生了很大的變化，交流調(diào)速是當(dāng)前電梯拖動的主要發(fā)展方向。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng)(“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng))、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造。關(guān)鍵詞:PLC 電梯 控制系統(tǒng) 電梯系統(tǒng)運行調(diào)試此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流目錄摘 要1第一章 概述31.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域31.1.1 開關(guān)量的邏輯控制31.1.2 模擬量控制31.1.3 運動控制31.1.4 過程控制31.1.5 數(shù)據(jù)處理31.1.6 通信及聯(lián)網(wǎng)41.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)4第二章 硬件設(shè)計52.1控制要求52.2 PLC型號的選擇52.3 系統(tǒng)設(shè)計流程圖52.4 I/O分配表82.5 I/O接線圖8第三章 軟件設(shè)計103.1 梯形圖103.2 指令表30第四章 調(diào)試434.1 準(zhǔn)備工作434.2 調(diào)試程序43結(jié)束語44參考文獻(xiàn)45第一章 概述1.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.1.1 開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。1.1.2 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。1.1.3 運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。1.1.4 過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛應(yīng)用。1.1.5 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。1.1.6 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同。從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。第二章 硬件設(shè)計2.1控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運行方向。電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1S4，用以選擇需?？康臉菍印1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1SQ4為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在三層轎廂外呼叫時，必須按三層上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運行到三層），按三層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在四層，在三層轎廂外呼叫時，必須按三層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從四層運行到三層），按三層上升呼叫按鈕無效，依此類推。2.2 PLC型號的選擇綜合輸入、輸出點的計算以及要實現(xiàn)的電梯控制功能，實驗室現(xiàn)有的三菱FX2N型號的PLC完全能實現(xiàn)設(shè)計要求。因為FX2N型號的PLC是一款面對大中型工業(yè)應(yīng)用的PLC，輸入輸出點，內(nèi)存容量以及響應(yīng)時間均符合條件。并且，三菱PLC具有穩(wěn)定性高，功能強(qiáng)大，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，編程軟件簡單完善，價格適中等優(yōu)點。所以我采用了FX2N-48MR型號的可編程控制器。2.3 系統(tǒng)設(shè)計流程圖電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器并由PLC軟件運算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。呼叫信號條件及記憶電梯轎廂位置計數(shù)與顯示呼叫信號與轎廂位置比較確定運行方向兩層同時呼叫處理電梯啟動延時與起動轎廂的位置確定呼叫信號復(fù)位高速計數(shù)器的處理圖2-1程序流程圖圖 2-2 四層電梯控制系統(tǒng)的模擬實驗面板圖2.4 I/O分配表表2-1 I/O分配表序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0外呼1上行X00電梯上行Y01外呼2下行X11電梯關(guān)門Y12外呼2上行X22電梯下行Y23外呼3下行X33電梯開門Y34外呼3上行X44內(nèi)呼1層指示Y45外呼4下行X55內(nèi)呼2層指示Y561層到位X66內(nèi)呼3層指示Y672層到位X77內(nèi)呼4層指示Y783層到位X108外呼1層上升指示Y1094層到位X119外呼2層下降指示Y1110開門到位X1210外呼2層上升指示Y1211關(guān)門到位X1311外呼3層下降指示Y1312內(nèi)呼1層X1412外呼3層上升指示Y1413內(nèi)呼2層X1513外呼4層下降指示Y1514內(nèi)呼3層X1614內(nèi)呼開示Y1615內(nèi)呼4層X1715內(nèi)化關(guān)門指示Y1716內(nèi)呼開門X2017內(nèi)呼關(guān)門X2118電梯上升限位X2219電梯下降限位X2320手動復(fù)位X242.5 I/O接線圖輸入輸出接線圖 圖2-3 I/O接線圖 第三章 軟件設(shè)計3.1 梯形圖初始復(fù)位置位指示燈上呼指示燈開門情況判斷是否上下行上升下降指示燈箱體上升下降圖3-1 梯形圖3.2 指令表第四章 調(diào)試4.1 準(zhǔn)備工作按照圖將所有的設(shè)備連接起來，并接通電源，觀察PLC的指示燈，PLC上的RUN和RDY指示燈正常亮起，則PLC正常工作，觀察電梯模型上，電源指示燈正常亮起，則電梯模型正常工作。4.2 調(diào)試程序1 轎廂在一層時有二層內(nèi)呼首先按住一層平層按鈕，然后按下二層內(nèi)呼按鈕，此時二層內(nèi)呼指示燈亮起。松開一層平層按鈕，電梯上行指示燈亮起，按下二層平層按鈕，則電梯開門指示燈亮起，二層內(nèi)呼指示燈熄滅。再按下開門限位按鈕，電梯開門指示燈熄滅，3秒之后電梯關(guān)門指示燈自動亮起。再按下關(guān)門限位按鈕，整個運動過程結(jié)束。2 電梯在一層時（此時電梯門關(guān)著），一層外呼上（四層內(nèi)呼），未到二層時，同時收到四層外呼下指令（一層內(nèi)呼），二層外呼下指令，三層外呼上指令（四層內(nèi)呼）。這是一個非常復(fù)雜的運動過程，包含了設(shè)計中要求的自動定向，順向截梯，反向記憶，自動開門等所有功能。首先按住一層平層按鈕，然后按下一層外呼按鈕，一層上指示燈亮起，此時電梯開門指示燈亮起，一層外呼指示燈熄滅，接著按下開門限位按鈕，電梯開門指示燈熄滅，過3秒后，電梯關(guān)門指示燈自動亮起，按下關(guān)門限位按鈕，電梯關(guān)門指示燈熄滅。電梯上行指示燈亮起來。按下四層內(nèi)呼按鈕，四層內(nèi)呼指示燈來亮起。然后連接按下四層外呼下，二層外呼下，三層外呼上按鈕，相應(yīng)指示燈亮起。接著按下二層平層按鈕，電梯不做反應(yīng)，按下三層平層按鈕，電梯做開關(guān)門運動，并繼續(xù)上行。按下四層平層按鈕，電梯再次做開關(guān)門運動，四層內(nèi)呼指示燈熄滅，上行指示燈熄滅。之后電梯自動下行，下行指示燈亮起，按下一層內(nèi)呼按鈕，一層內(nèi)呼指示燈亮起，按下三層平層，電梯沒有反應(yīng)，按下二層平層，電梯做開關(guān)門，然后繼續(xù)下行，到一層平層按鈕按下，電梯最后做開關(guān)門運動，所有指示燈熄滅。整個運動過程結(jié)束。 結(jié)束語此次課程設(shè)計的題目是四層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。首先，關(guān)于電梯我們都很熟悉，隨著高層建筑越來越多，電梯的應(yīng)用也是越來越普遍；PLC為可編程控制器，它控制系統(tǒng)的硬件是由CPU，輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的,它控制的可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強(qiáng)等特點。比傳統(tǒng)的繼電器控制好很多，因而PLC在電梯控制中得到了更廣泛的應(yīng)用。此次設(shè)計的過程中遇到了很多的困難，電梯的控制過程比較多，包括轎廂內(nèi)外都有呼叫信號，樓層還得有檢測信號，關(guān)于電梯門的開合以及緊急按鈕，樓層需要相應(yīng)的數(shù)碼管顯示及指示燈顯示燈等。過程雖然比較復(fù)雜，但經(jīng)過一定時間的資料查詢和同學(xué)之間的相互幫助，再加上老師的認(rèn)真指導(dǎo)，對于完成此次課程設(shè)計都付出了很大的努力。過程雖然是復(fù)雜的，但是還是得到了比較滿意的結(jié)果。通過此次課程設(shè)計，我對PLC有了更加深刻的認(rèn)識，對于PLC編程也更為熟悉。不僅如此，在查詢資料的過程中，關(guān)于繼電器控制電梯的方法也有所涉獵，從而獲得了更廣泛的知識。我的知識領(lǐng)域得到進(jìn)一步擴(kuò)展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時增強(qiáng)了分析和解決工程實際的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。此次課程設(shè)計雖然完成了電梯控制的一些基本的要求，但還是有一些的不足之處，關(guān)于電梯功能的設(shè)計也不是很完美，應(yīng)該還有一些擴(kuò)展項目可以做，但由于能力有限沒有完成，以后一定要努力的學(xué)習(xí)，盡可能的使其獲得較好的完成。課程設(shè)計中暴露出的一些問題，提醒我以后要認(rèn)真對待工作，要嚴(yán)謹(jǐn)求實，更加努力的學(xué)習(xí)，擁有更多的知識后才能有更大的能力為社會做貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)1 路林吉，王堅。清華大學(xué)出版社，20022 程子華，劉小明。PLC原理與編程實例分析。國防工業(yè)出版社，20063 段晨東，王儉。PLC及式編程技術(shù)在電梯上的應(yīng)用。機(jī)電一體化。上?？平涛墨I(xiàn)出版社，2001年第5期4 李建興?？删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)M。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20045