三層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計報告

PLC課程設(shè)計報告題目：三層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計院別：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：日期：摘要本設(shè)計重要運(yùn)用歐姆龍系統(tǒng)完畢。重要介紹了3層電梯的PLC的特點(diǎn)、PLC的功效、發(fā)展趨勢、PLC控制電梯的軟、硬件設(shè)計。在示意圖、接線圖、電梯的控制梯形圖、指令表、和程序流程圖的基礎(chǔ)之上提出了PLC的編程辦法?？删幊炭刂葡到y(tǒng)（ProgrammableLogicController）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制多個類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。由于它可通過軟件來變化控制過程，并且含有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡樸、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制控制的各個領(lǐng)域，大大推動了機(jī)電一體化的進(jìn)程。電梯是高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，用于垂直運(yùn)輸乘客和貨品，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)重要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是觸點(diǎn)多，故障率高、可靠性差、維修工作量大等，而采用PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)能夠較好地解決上述問題，使電梯運(yùn)行更加安全、方便、舒適?，F(xiàn)在PLC在電梯行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。在層數(shù)和控制功效較少的場合，采用PLC控制較為方便。目錄第一章三層樓電梯自動控制電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐步被裁減?，F(xiàn)在電梯設(shè)計使用可編程控制器(PLC)，規(guī)定功效變化靈活，編程簡樸，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。一．電梯設(shè)計規(guī)定1、圖是三層樓電梯示意圖，電梯上、下由一臺電機(jī)控制：正轉(zhuǎn)（上升）、反轉(zhuǎn)（下降）。1）每層設(shè)有呼喊開關(guān)SBl一SB3；呼喊批示燈H1一H3和到位行程開關(guān)STl一ST3。2）若令電梯上升途中只響應(yīng)上升呼喊，下降途中只響應(yīng)下降呼喊，任何反方向呼喊均無效(下列簡稱“不可逆響應(yīng)”)，則其動作規(guī)定如表2．4-1所示。3）因?qū)嶋H電梯的呼喊開關(guān)為按鈕式開關(guān)，因此SBl一SB3開關(guān)規(guī)定瞬間接通有效。4）各樓層問有效運(yùn)行時間應(yīng)不大于10s，否則認(rèn)為有故障，自動令電機(jī)停轉(zhuǎn)。注：第11、12項(xiàng)在運(yùn)行中，后發(fā)出的反方向呼喊無效。2、附加動作規(guī)定：達(dá)成每層樓后，電梯應(yīng)有開、關(guān)門動作二．電梯設(shè)計分析1.分析被控對象被控制的對象為三層樓電梯，在這個設(shè)計中動作要滿足表2．4-1的規(guī)定。電梯運(yùn)行到位后，含有開、關(guān)門功效。能自動鑒別電梯運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的批示信號。2.分派PLC的輸入/輸出端子輸入電路輸入端子輸出電路輸出端子開門行程開關(guān)SL1開門繼電器KM1關(guān)門行程開關(guān)SL2關(guān)門繼電器KM2紅外傳感器SA1上行繼電器KM3紅外傳感器SA2下行繼電器KM4一層到位行程開關(guān)ST1加速繼電器KM5二層到位行程開關(guān)ST2低速繼電器KM6三層到位行程開關(guān)ST3快速繼電器KM7一層呼喊按鈕SB1上行方向燈HL1一層呼喊按鈕SB2下行方向燈HL2一層呼喊按鈕SB3一層批示燈HL3一層內(nèi)指令按鈕SB4二層批示燈HL4二層內(nèi)指令按鈕SB5三層批示燈HL5三層內(nèi)指令按鈕SB6一層呼喊批示燈H1一層下行減速靠近開關(guān)SA1二層呼喊批示燈H2二層上行減速靠近開關(guān)SA2三層呼喊批示燈H3二層下行減速靠近開關(guān)SA3三層上行減速靠近開關(guān)SA43.統(tǒng)計輸入、輸出點(diǎn)數(shù)并選擇PLC型號輸入信號有17個，考慮到有15%的備用點(diǎn),即17×(1+15%)=，取整數(shù)20，因此共需20個輸入點(diǎn)。輸出信號有15個，考慮到有15%的備用點(diǎn),即15×(1+15%)=，取整數(shù)18，因此共需18個輸出點(diǎn)。因此可選用C60PCPU類型可編程序控制器，它有32個輸入點(diǎn)，28個輸出點(diǎn)，滿足本設(shè)計規(guī)定。4.輸入/輸出端子接線圖5.運(yùn)動形式分析（1）開、關(guān)門的控制電路如圖所示。自動開門：當(dāng)電梯運(yùn)行到位后（運(yùn)行繼電器為OFF），對應(yīng)的樓層到位行程開關(guān)閉合，即或或接點(diǎn)閉合，時間繼電器TIM0000開始計時，計到3s時，TIM0000觸點(diǎn)閉合，使0504線圈有效，驅(qū)動開門接觸器，打開電梯門，直至到位，開門行程開關(guān)動作，即動斷觸點(diǎn)打開，開門過程結(jié)束。自動關(guān)門：當(dāng)開門行程開關(guān)觸點(diǎn)閉合，經(jīng)時間繼電器TIM0001延時5s后，使TIM0001觸點(diǎn)閉合，0505有效，驅(qū)動關(guān)門繼電器，關(guān)閉電梯門，直至到位，關(guān)門行程開關(guān)動作，關(guān)門動作結(jié)束。關(guān)門保護(hù)：自動關(guān)門時，可能夾住乘客，可在門上裝設(shè)紅外傳感器。當(dāng)有人進(jìn)出時，或閉合，關(guān)門被嚴(yán)禁，同時開門接觸器工作，把門打開，至限位位置后，重新執(zhí)行關(guān)門動作。圖開、關(guān)門的控制電路（2）電梯到站批示如圖所示。當(dāng)電梯達(dá)成一層時，一層到位行程開關(guān)閉合，一層批示燈亮。其它樓層狀況類似。圖電梯到站批示（3）各層呼喊批示如圖所示當(dāng)乘客按下某層樓的呼喊按鈕或某層樓的內(nèi)指令按鈕時，對應(yīng)的批示燈亮，批示燈始終保持到電梯達(dá)成該樓層。圖各層呼喊批示（4）電梯起動和運(yùn)行方向選擇如圖所示。假設(shè)電梯原先停在一樓，按了二層呼喊按鈕（），二層呼喊批示燈亮（閉合），由于一層到位行程開關(guān)閉合，因此上行方向燈（）亮，起動中間繼電器（）工作，上行繼電器（）運(yùn)行，電梯上升，到了二層，碰到二層到位行程開關(guān)，二層批示燈亮，前沿微分指令1005為ON一種掃描周期，用以切斷起動控制信號，起動中間繼電器停止工作，電梯停在二層。如果按了三層呼喊按鈕，狀況與這類似。電梯在上升途中，電梯的三層停止輔助繼電器工作，此時按一層或二層呼喊按鈕無效。如果同時按了二、三層呼喊按鈕，上行方向燈亮，電梯上升，到了二層，二層停止輔助繼電器和計時器開始工作，電梯停2秒后，上升方向燈繼續(xù)亮，電梯繼續(xù)上升，直到三層才停止。下降狀況與上升類似，故不贅訴。由于有TIM0003故障檢測，當(dāng)電梯在各樓層間運(yùn)行時間超出10s，就認(rèn)為有故障，自動令電機(jī)停轉(zhuǎn)。圖電梯起動和運(yùn)行方向（5）電梯速度的變換如圖所示電梯起動后快速運(yùn)行，2s后開始加速；在靠近目的樓層時，對應(yīng)的靠近開關(guān)（、、或）動作，電梯開始減速，直至達(dá)成目的樓層時停止。圖電梯速度的變換6.助記符LDT0000ORORANDNOTANDNOTANDNOTOUTLDORORANDNOTANDNOTTIM0000#0030LDT0001ORANDNOTANDNOTANDNOTOUTLDANDNOTTIM0001#0050LDORORANDNOTOUTLDOROUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTOUTLDORANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDORANDNOTANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDORANDNOTANDNOTLDKEEP(011)LDANDORANDNOTT0002OUTTIM000220LDANDOROUTLDANDOROUTLDORANDNOTANDNOTANDNOTT0003OUTLDORANDNOTANDNOTANDNOTT0003OUTLDNOTANDNOTANDNOTTIM000310LDANDLDKEEP(011)LDANDLDKEEP(011)LDLDKEEP(011)LDANDLDANDORLDLDANDORLDDIFU(013)LDORLDORKEEP(011)LDNOTORANDNOTANDANDANDNOTOUTLDNOTORANDNOTANDANDANDNOTOUTLDORANDANDNOTOUTLDTIM000420LDT0004ANDNOTOUTLDORLDANDLDANDORLDLDANDORLDLDANDORLDORNOTANDLDANDNOTANDNOTANDNOTOUTEND(001)三．硬件配備設(shè)計人按動對應(yīng)的控制按鈕，發(fā)出命令信號，由PLC接受，經(jīng)PLC內(nèi)部控制指令解決后，將控制信號傳給變頻器，通過變頻器來控制電壓、電流的強(qiáng)度，來決定拖動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及速度。系統(tǒng)硬件構(gòu)造圖如圖1所示，其各部分功效闡明以下。Q1—三相電源斷路圖K1—電源控制接觸器K2—負(fù)載電機(jī)通斷控制接觸器VS—變頻器BU—制動單元Ra—能耗制動電阻M—主拖動曳引電機(jī)在電梯運(yùn)行的啟動段是關(guān)系到電梯運(yùn)行舒適感指標(biāo)的重要環(huán)節(jié),而舒適感又與加速度直接有關(guān),根據(jù)控制理論,要使某個量按預(yù)定規(guī)律變化必須對其進(jìn)行直接控制,對于電梯控制系統(tǒng)來說,要使加速度按抱負(fù)曲線變化就必須采用加速度反饋,當(dāng)啟動上升段速度達(dá)成穩(wěn)態(tài)值的90%時，將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制，由于在穩(wěn)速段，速度為恒值控制波動較小，加速度變化不大，且采用速度閉環(huán)控制能夠使穩(wěn)態(tài)速度保持一定的精度，為制動段的精確平層發(fā)明條件。在系統(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調(diào)節(jié)器控制，但兩段的PI參數(shù)是不同的，以提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。在系統(tǒng)的制動段，即要對減速度進(jìn)行必要的控制，以確保舒適感，又要嚴(yán)格地按電梯運(yùn)行的速度和距離的關(guān)系來控制，以確保平層的精度。1.電梯控制構(gòu)成由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼喊信號、行程信號進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼喊是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制。即在以次序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制規(guī)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號，以及電梯的對應(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)擬定，并送PLC的計數(shù)器來進(jìn)行控制。同時，每層樓設(shè)立一種靠近開關(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喊信號以批示燈顯示(開關(guān)上帶有批示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)規(guī)定PLC能對轎廂的加、減速以及制動進(jìn)行有效的控制。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)立可靠的故障保護(hù)和對應(yīng)的顯示。采用PLC實(shí)現(xiàn)的電梯控制系統(tǒng)由下列幾個重要部分構(gòu)成。2.主電路主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動、曳引機(jī)和制動單元幾部分構(gòu)成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢負(fù)載作用下，制動時回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動方式。見圖2。圖2四．型號規(guī)格設(shè)備型號作用電源控制接觸器CJ10-20頻繁操作和遠(yuǎn)程控制負(fù)載斷電控制接觸器CJ10-20頻繁操作和遠(yuǎn)程控制變頻器SJ300控制電梯的運(yùn)行速度及停止制動單元BU/380V用于層之間的制動控制能耗制動