机电一体化专业毕业论文35568.doc
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1、毕 业 设 计(论文)题目: 四层电梯PLC控制系统设计 系部:电气工程与自动化系 专业:机电一体化 目 录摘 要.2第一章 1系统设计要求及方案31.1系统设计要求31.1.1程题目31.12课程内容31.13四层电梯控制系统的设计要求31.2 系统设计方案选择41.2.1电梯继电器控制系统的优点51.2.2电梯继电器控制系统存在的问题51.2.3 PLC控制电梯的优点5第二章 PLC简介72.1 PLC的产生72.2 可编程控制器的定义72.3 PLC的特点9第三章 PLC控制系统总体设计103.1 电梯PLC控制的基本结构设计103.2 系统结构框图113.3 程序设计逻辑流程图113.
2、4 I/O的接线图123.5 I/O口分配133.6 实际程序14结束语16参考文献17摘要电梯作为高层建筑不可缺少的运输工具,其使用越来越广泛,电梯控制系统主要用以下三种控制方法:继电器控制系统,PLC控制系统和微机控制系统,继电器控制系统故障率高,控制方法不灵活及功率消耗大等缺点,目前已经逐渐被淘汰。微机控制系统虽然在控制方面有比较强大的功能,但也存在一定的不足之处,例如抗干扰性差,系统设计比较复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术,这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而PLC控制系统由于运行可靠,使用维修方便,抗干扰性能强等优越性,成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方法。尤其在200
3、8年奥运会和2010年世博会以及亚运会在中国的举办,将有力的带动电梯革命的节能环保化发展,电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着变化。市场对新一代的绿色电梯,节能电梯和智能电梯的需求越来越旺盛。从而有效的推动了PLC技术在电梯控制领域的应用。电梯需要运行平稳且舒适性好,使用变频器进行变频控制电机的速度能达到很好的控制目的,现在的电梯通常是PLC+变频器组成的控制系统。在此次课程设计中,电梯的使用功能都是通过控制软件来实现的,为了使控制软件和电梯的运行动作有较好的对应关系,电梯的软件控制程序,我主要分为楼层的显示程序、呼叫信号程序、上下行程序、开关门程序,各司其职,对电梯的运行进行控制。
4、关键词:PLC 变频调速 PLC控制 电梯舒适感 四层电梯第一章 系统设计要求及方案1.1系统设计要求1.1.1 课程题目四层电梯PLC控制系统设计1.1.2 设计内容设计四层电梯控制系统的硬件电路(主电路硬件接线设计和PLC外部连线图)和软件程序;PLC程序编制与调试;四层电梯PLC控制系统的综合调试,电梯模型如右图所示;撰写课程设计报告;完成课程设计答辩。1.1.3 四层电梯控制系统的设计要求: 1)基本功能:电梯应包括各楼层外呼梯开关,其中1层只有向上开关;4层只有向下开关;中间层(2、3层)具有上、下各两个开关。不论轿厢停在何处,均能根据召唤信号自动判断电梯运行方向,然后延时Ts后开始
5、运行; 响应召唤信号后,召唤指示灯F1-F4亮,直到电梯到达该层时熄灭;图1 四层电梯模型示意图当有多个召唤信号,能自动根据召唤楼层停靠层站,经过Ts后,继续上升或下降运行,直到所有的信号响应完毕;电梯运行途中,任何反方向招呼均无效,且召唤指示灯不亮;轿厢位置要求用七段数码管显示,上行、下行用上下箭头指示灯显示。其他电梯运行控制由设计同学自行规定,要求控制设置合理,控制功能完善。2)扩展功能:电梯控制程序应具有优先响应判别功能,对楼道内和电梯内的电梯运行请求信号进行综合判优后依次响应电梯请求响应信号。电梯运行应尽量按照效率最高的原则设置其运行方式。设置自动关门功能,即电梯响应某层请求信号后停于
6、该层,电梯门自动打开,当电梯门打开到位后,启动定时功能,在定时10s后电梯门自动关闭。电梯开、关门动作控制应设置开门和关门到位检测装置进行开关门状态检测。在定时期间强制开关门信号具有高优先级,即如果按下强制开门信号则关门定时器复位,当强制开门按钮松开后重新开始关门定时。强制关门信号可以优先结束关门定时状态,提前启动关门动作。1.2 系统设计方案选择随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统
7、,单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的,因此,电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高;而PLC可靠性高,程序设计方便灵活,抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点,所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。将两种系统相比,就会发
8、现PCL控制系统与继电器控制系统输入,输出部分基本相同,输入电路也是由按钮,开关,传感器所构成:输出电路也好似由接触器,执行器,电磁阀多构成的。不同的是继电器控制系统在控制线路被PLC中的程序代替,这样一旦生产工艺发生变化,就只需要修改程序就可以了。正是上述原因,PLC控制系统除了可以完成传统继电器控制系统所具有的全部功能外,还可以实现模拟量控制,开环或闭环过程控制,甚至多级分布式控制。随着微电子技术的进一步发展,PLC的成本在降低,传统的继电器控制系统被PLC控制系统代替已是发展的必然趋势。下面是对2种控制技术的具体比较。1.2.1电梯继电器控制系统的优点(1)所有控制功能及信号处理均由硬件
9、实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握。(2)系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。(3)大部分电器均为常用控制电器,更换方便,价格较便宜。(4)多年来我国一直生产这类电梯,技术成熟,已形成系列化产品,技术资料图纸齐全,熟悉、掌握的人员较多。1.2.2电梯继电器控制系统存在的问题(1)系统触点繁多、接线线路复杂,且触点容易烧坏磨损,造成接触不良,因而故障率较高。(2)普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能,使系统的控制功能不易增加,技术水平难以提高。(3)电磁机构及触点动作速度比较慢,机械和电磁惯性大,系统控制精度难以提高。(4)系
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