三菱PLC控制的四層電梯畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘 要: 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，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地改進(jìn)設(shè)計(jì)、修改工藝。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)、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(diǎn)，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(jì)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(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干

2、擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視，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 可控式編程器引言可編程控制器，簡稱plc。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少；功能強(qiáng)、通用性好；開發(fā)周期短，成功率高；體積小，重量輕，功耗低等特點(diǎn)。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)小；價格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維

3、護(hù)、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)、中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進(jìn)行電梯的plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動電梯行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大plc在自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價值。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、微型計(jì)算機(jī)控制和plc控制三種。從控制方式和性能上來說，這三種方法并沒有太大的區(qū)別，國內(nèi)外廠家大多選擇第三種方式，其原因在于如果生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高;傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)其主要缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，

4、故障率高，可靠性差，維修工作量大等；而plc實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會工作；又由于plc中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等，實(shí)際上是plc系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，既無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，研制周期短，因此，它比繼電器控制和微機(jī)控制有著更明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長，工作更安全可靠，自動化水平更高。一、電梯控制系統(tǒng)的組成電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動部分和電氣控制部分組成。1、1電力拖動電力拖動部分由拽引電機(jī)、抱閘和相應(yīng)的開關(guān)電路以及開門機(jī)組成。由于所設(shè)計(jì)的只是

5、一個教學(xué)模型，梯速低于1.5m/s，所以只要能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)即可，而不必考慮電機(jī)的機(jī)械特性。制動時為滿足準(zhǔn)確停層的需要，定子回路可接入電抗器減速最后再加上抱閘制動。故在制動過程中采用了三檔延時切換控制。1、2電氣控制電氣控制部分又稱控制電路，它是電梯控制系統(tǒng)的核心。它包含兩部分：拖動控制電路和信號控制電路。拖動控制電路因電梯的拖動方式不同而各異?？梢允墙佑|器線圈及其相關(guān)的控制電路 ，也可以是 電力電子器件的門極控制電路，對于有速度閉環(huán)控制的系統(tǒng)，還必須考慮含有電源、電壓、速度檢測電路和調(diào)節(jié)電路。信號控制電路與拖動的方式關(guān)系不大，主要與程序能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有直接的關(guān)系。因此，不同的拖動方式的電梯

6、可以采用同一信號控制電路。四層電梯模擬控制面板 二、電梯plc 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制核心為plc主機(jī)，通過plc輸入接口送入plc。 由存儲器的plc 軟件運(yùn)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，向主拖動系統(tǒng)發(fā)出控制信號。2、1輸入/輸出點(diǎn)的分配（一） 輸入點(diǎn)序號名稱輸入點(diǎn)序號名稱輸入點(diǎn)0一層內(nèi)選按鈕s4x0007一層上呼按鈕up1x0071二層內(nèi)選按鈕s3x0018二層上呼按鈕up2x0102三層內(nèi)選按鈕s2x0029三層上呼按鈕up3x0113四層內(nèi)選按鈕s1x00310一層行程開關(guān)sq1x0124四層下呼按鈕dn4x00411二層行程開關(guān)sq2x0135三層

7、下呼按鈕dn3x00512三層行程開關(guān)sq3x0146二層下呼按鈕dn2x00613四層行程開關(guān)sq4x015(二)輸出點(diǎn)序號名稱輸出點(diǎn)序號名稱輸出點(diǎn)0四層指示燈l4y0008二層內(nèi)選指示sl2y0101三層指示燈l3y0019一層內(nèi)選指示sl1y0112二層指示燈l2y00210一層上呼指示u1y0123一層指示燈l1y00311二層上呼指示u2y0134轎箱下降指示downy00412三層上呼指示u3y0145轎箱上升指示upy00513二層下呼指示d2y0156四層內(nèi)選指示sl4y00614三層下呼指示d3y0167三層內(nèi)選指示sl3y00715四層下呼指示d4y017三、電梯模型plc

8、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、1電梯的控制要求電梯由安裝在各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(yùn)行方向。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕s1-s4，用以選擇需停靠的樓層。l1為一層指示，l2為二層指示，l3為三層指示l4為四層指示sq1-sq4為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如：電梯停在一層，在三層轎箱外呼叫時，必須按動三層的上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運(yùn)行到三層），二按動三層下降呼叫按鈕時無效；反之，若電梯停在四層，在三層轎箱外呼叫時，必須按動三層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從四層運(yùn)行到三層），這時按動三層上升呼叫按鈕則無效。余下依次類推。

9、3、2電梯的系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時的控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送plc的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制。同時，每層樓設(shè)置一個接近開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。為便于觀察，對電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用led和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求plc能對轎廂的加、減速以及制動進(jìn)行有效的

10、控制。根據(jù)轎廂的實(shí)際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實(shí)現(xiàn)。為了電梯的運(yùn)行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護(hù)和相應(yīng)的顯示。根據(jù)電梯所處的位置和運(yùn)行方向，在編程中，采用了四個優(yōu)先級隊(duì)列，即上行優(yōu)先級隊(duì)列、上行次優(yōu)先級隊(duì)列、下行優(yōu)先級隊(duì)列、下行次優(yōu)先級隊(duì)列。其中，上行優(yōu)先級隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時，在電梯所處位置以上樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號，該呼叫信號所對應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的陣列。上行次優(yōu)先級隊(duì)列為電梯向上運(yùn)行時，在電梯所處位置以下樓層所發(fā)出的向上運(yùn)行的呼叫信號，該呼叫信號所對應(yīng)的樓層所具有的脈沖數(shù)存放的寄存器所構(gòu)成的隊(duì)列?？刂葡到y(tǒng)在電梯運(yùn)行中實(shí)時排列的四個優(yōu)先級陳列，為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)

11、邏輯控制提供了基礎(chǔ)。四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4、1系統(tǒng)工作過程分析1、初始化2、確認(rèn)本層于目標(biāo)層并檢測是否有廂內(nèi)或廂外呼叫，無則結(jié)束3、若有呼叫分辨本層于目標(biāo)層是否一致，是則開門 4、確認(rèn)電梯啟動方向5、電梯啟動6、電梯加速7、電梯高速運(yùn)行8、樓層檢測9、是否是目標(biāo)層，不是則繼續(xù)高速運(yùn)行 10、到目標(biāo)層，電梯減速11、到層檢測12、電梯制動13、開門14、延時后再關(guān)門15、是否停止運(yùn)動，不是則原地等待16、確認(rèn)運(yùn)行結(jié)束則停止運(yùn)行4、2操作過程分析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

12、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(yùn)動過程結(jié)束。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(yùn)動過程，包含了設(shè)計(jì)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

13、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(yùn)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(yùn)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(yùn)動，所有指示燈熄滅。整個運(yùn)動過程結(jié)束。五、總結(jié)四年的大學(xué)生活已經(jīng)快結(jié)束，在本專業(yè)的學(xué)習(xí)中，我掌握了不少的專業(yè)知識而且鍛煉了自己。課程設(shè)計(jì)可以說是對

14、該課程的總結(jié)和體現(xiàn)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助下，我順利完成了這次的課程設(shè)計(jì)。我無論是在課程學(xué)習(xí)階段，還是在課程設(shè)計(jì)階段，都努力查詢資料和請教老師。我為我這兩周來的靜心學(xué)習(xí)并取得的成績而感到欣慰，我相信這次課程設(shè)計(jì)會為我以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)【1】李勝多、張環(huán).可編程控制器原理與應(yīng)用實(shí)訓(xùn).中國電力出版社.2010【2】廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).重慶大學(xué)出版社.2007【3】王兆義.編程控制器實(shí)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2006【4】齊叢謙、王士蘭.plc技術(shù)及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2010附錄一步序 指令 目標(biāo)元件 步序 指令 目標(biāo)元件步序 指令 目標(biāo)元件 步序 指令 目標(biāo)元件步序 指令 目標(biāo)元件 步序 指令 目標(biāo)元件步序 指令 目標(biāo)元件 步序 指令 目標(biāo)元件步序 指令 目標(biāo)元件