基于PLC控制的四層電梯設(shè)計

編號：(論文)說明書題

目：基于控制的四層電梯設(shè)計院（系

應(yīng)用科技學(xué)院專

業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及動化摘

要PLC可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計算機(jī)，它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運(yùn)輸做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。PLC在電梯升降控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯升降過程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對的控制。本文主要討論研究利用PLC對電梯進(jìn)行控制的問題。關(guān)鍵詞：PLC；電梯控制；三菱;升降A(chǔ)BSTRACTtakesindustrialcontrolmicrocomputer,itisconvenientbyitsofmeritsandsohighcontrollability,widespreadparticularlyintheIttheintegratedcircuit,miniaturemachinetheofcommunicationdevelopmentachievement,formedgraduallyofmeritsandminiature,medium,thetypekindofspecification'sserialtomonitorsbetweencomputer'scontrolfromAlongwithunceasingdevelopment,thebuildingisgettinghigherandbutelevatorbecamethehigh-levelbuildingtoThefrompush-buttontoelevator,hasmadeindeliblecontributionforthetransportation.mainlymanifestsintheelevatorcuingcontrol'sinitslogicalswitchcontrolfunction.PLCaswellfeedstherisesfallsinprocess,eachlogicalcontrolthePLCgoodgoodhavetothefluctuationthearticleSimensinS7-200carryontoelevator'sfluctuation,liftkeyLogicController,Liftcontrol;目

錄引言..........................................................11課題析...........................................21.1電梯硬件的分............................................2電梯的組.1.1.2電梯的工作原1.2電梯控方法的析........................................31.3整體設(shè)流程的定........................................32

可程制的型

....................................42.1編程控器控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)算.........................42.1.1控制電磁閥等所需的I/O點(diǎn)2.1.2控制直流電動機(jī)所需的I/O點(diǎn)2.2內(nèi)存的計................................................42.2.1內(nèi)存利用率的說2.2.2開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的確2.2.3模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)的確2.2.4程序編寫質(zhì)量的計2.3響應(yīng)時的分析............................................42.4輸入輸模塊的擇........................................52.5機(jī)型的定................................................53

硬設(shè)

..................................................53.1硬件配簡介..............................................53.2輸入輸出點(diǎn)...............................................54

程調(diào)、行

...........................................64.1正常情下程序試........................................65

......................................................6

.......................................................7參考文獻(xiàn)......................................................8

...................................................9..................................................16電梯是高層建筑中作垂直運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ撸谶^去，對于中、低速電梯主要采用交流拖動系統(tǒng)來構(gòu)成其曳引系統(tǒng)。最早是用多速鼠籠式異步電動機(jī)，并采用變極方式實現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。但由于這種系統(tǒng)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，無法對電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加、減速時間進(jìn)行準(zhǔn)確地控制，致使其舒適感和平層精度都較差。后主要采用晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有調(diào)速精度高，速度響應(yīng)快、舒適感好，平層精度高等優(yōu)點(diǎn)。但由于采用了直流電機(jī)，存在著維護(hù)電機(jī)換向器和電刷的麻煩，且調(diào)速系統(tǒng)在低速運(yùn)行時的功率因數(shù)也較低。此設(shè)計完成了電梯運(yùn)行、平層、樓層顯示等設(shè)計，此系統(tǒng)既克服了繼電接觸器控制電梯系統(tǒng)工作可靠性,故率高的缺點(diǎn)；又克服了單片機(jī)控制電梯系統(tǒng)抗干擾能力差的缺點(diǎn)。在課題設(shè)計的過程遇到了諸多問題，在老師的指導(dǎo)一一解決。本設(shè)計雖然只是個模型，但它模擬了真實電梯，尤其是把變頻調(diào)速技術(shù)該系統(tǒng)，使得系統(tǒng)性能有了很大的改善，在實際的電梯應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。111.1電梯硬件的分析梯的組成(1)曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。(2)導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。(3)轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。(4)門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機(jī)，門鎖裝置組成。(5)重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。(6)電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機(jī)調(diào)速裝置等組成。(7)電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運(yùn)行實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制(柜)，平層裝置，選層器等組成。1.1.2電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機(jī)通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機(jī)工作時松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)?態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動中的張力和重量變化，使曳引電動機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運(yùn)動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。1.2電梯控制方法的分析隨著科學(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。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式電路控制系統(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(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，抗干擾性強(qiáng)設(shè)計和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)受人們重視等優(yōu)點(diǎn)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)改造目前國內(nèi)七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，線路復(fù)雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難，許多已處于閑置狀態(tài)，其拽引系統(tǒng)多采用交流雙速電機(jī)系統(tǒng)換速，效率低，調(diào)速性能指標(biāo)較差，嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行質(zhì)量。由于這些電梯交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，交流雙速電機(jī)拖動系統(tǒng)性能及乘坐舒適感較差，交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)屬能耗型調(diào)速的機(jī)械部分無大問題，為節(jié)約資金，大部分老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高電梯的運(yùn)行性能。因此對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機(jī)控制的一個重要方向成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。自80年代后期PLC引入我國電梯行業(yè)以來，由組成的電梯控制系統(tǒng)被許多電梯制造廠家普遍采用。并形成了一系列的定型產(chǎn)品。在傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的改造工程中，PLC系統(tǒng)一直是主流控制系統(tǒng)。1.3整體設(shè)計流程的確定綜上所述，本設(shè)計就以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。以上已對四層電梯的硬件部分作了分析，看需要什么樣的開關(guān)，電機(jī)，信號燈等。然后，畫出它的控制面板圖，再根據(jù)控制面板圖估計一下I/O數(shù)，這樣可以確定所選機(jī)型，然后在軟件設(shè)計，寫出流程圖，梯形圖，寫出語句。最后是進(jìn)行調(diào)試，看看此程序是否可行。322.1可編程控制器控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)估算2.1.1控制電磁閥等所需的I/O點(diǎn)數(shù)有電磁閥的動作原理可知一個單線圈電磁閥用可編程控制器時需兩個輸入及一個輸出；一個雙線圈電磁閥需三個輸入及兩個輸出；一個比例式電磁閥需三個輸入及五個輸出。一個按鈕需一個輸入；一個光電開關(guān)要占用一個或兩個輸入點(diǎn)；一個信號占用一個輸出點(diǎn)；而波段開關(guān)，有幾個波段就占用幾個輸入點(diǎn)；一般情況，各種位置開關(guān)都要占用兩個輸入點(diǎn)。根據(jù)上面所述原理分析，本設(shè)計用到十個按鈕，需要十個輸入點(diǎn)。四個位置按鈕，需要八個輸入點(diǎn)。2.1.2控制直電動機(jī)所需的I/O點(diǎn)數(shù)本設(shè)計是對電梯的控制，所以，我們根據(jù)情況可知，要控制電梯的上升和下降，需要一個可逆運(yùn)行的直流電機(jī)。這樣，我們需要16輸入點(diǎn)和個輸出點(diǎn)。2.2內(nèi)存的估計用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個因素的影響：內(nèi)存利用率；開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的編程水平。內(nèi)存利用率的說明我們把一個程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為利用率。2.2.2開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的確定一般系統(tǒng)中開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為這方面的經(jīng)驗公司是根據(jù)開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量（輸入+輸出）總點(diǎn)數(shù)102.2.3模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù)的確定只有模擬量輸入時：內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點(diǎn)數(shù)*100模擬量輸入輸出同時存在：內(nèi)存擬量字?jǐn)?shù)*2002.2.4程序編寫質(zhì)量的計算經(jīng)驗計算公式：總存儲器字?jǐn)?shù)=(開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)*10+模擬量點(diǎn)數(shù)然后按計算存儲器字?jǐn)?shù)的25%考慮裕量。2.3響應(yīng)時間的分析可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠的接收持續(xù)時間小于掃描周期的4輸入信號。系統(tǒng)響應(yīng)時間是指輸入信號產(chǎn)生時刻與由此而使輸出信號狀態(tài)發(fā)生變化時刻的時間間隔。系統(tǒng)響應(yīng)時間=輸入濾波時間+輸出濾波時間掃描周期。2.4輸入輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場設(shè)按鈕限位開關(guān)近開關(guān)等）的高電平信號為機(jī)器內(nèi)部電平信號，模型類型分直流、12、24、48幾種；交流115V和220V兩種。模塊輸出的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號輸出模塊同時接通點(diǎn)數(shù)的電流累計值必須小于公共段所允許通過的電流值輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。2.5機(jī)型的確定綜上所述，根據(jù)具體情況，我們選擇三菱FX系列。輸入輸出點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)，電機(jī)8點(diǎn)，考慮10%到15%的I/O裕量，我們選擇FX2N-32MR種型號。3硬3.1硬件配置簡介PLC產(chǎn)品出現(xiàn)以來它以面工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn)普遍受到電器控制領(lǐng)域的歡迎。特別是中小容PLC成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。目前各國生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展速度快。3.2輸入/輸出點(diǎn)名稱起動和停止開門關(guān)門開門和關(guān)門的感應(yīng)器層內(nèi)選層內(nèi)選層內(nèi)選層內(nèi)選

輸入點(diǎn)X00X01X02X03X04X05X06X04

名稱上行下行和指示開門關(guān)門上行指示g

輸入點(diǎn)Y00Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y075層上呼層上呼層下呼層上呼層下呼層下呼每層的感應(yīng)器應(yīng)器第一層的限位開關(guān)

X10X11X12X13X14X15X16X17

上行的負(fù)端下行的負(fù)端開門的負(fù)端關(guān)門的負(fù)端

Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y174程序通過手動編程器輸入PLC在操作中主要是熟悉FX系列可編程控制的功能指令代碼。將編程器插在基本單元上，將基本單元與編程器置于編程狀態(tài)，然后消除用戶程序存儲器，輸入控制程序。4.1正常情況下程序調(diào)試先按I/O接口圖接好線，輸入正常情況下的程序指令，啟動運(yùn)行。4.2梯形圖見附錄1；指令