PLC控制两台电梯大学毕业设计完整版.doc
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1、摘 要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。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,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。本文以三菱FX2N系列PLC作为电梯主要控制模块,同时对电动机、变频器、PLC、超载传感器等其它器件进行了选择。通过PLC对变频器和电梯的各个输入点进行控制,利用三菱A540变频器作为对电机进行驱动。系统的启动电流大大减小,避免了对居民用电和电网和冲击。最后通过PLC控制,从而实现了两电梯并联运行。在软件程序方面,通过编写梯形图,来对两台电梯进行控制,从而实现了电梯的自动关门、顺向响
2、应轿内外呼梯信号、直驶以及两电梯并联运行等功能。利用PLC控制电梯具有功能变化灵活,编程简单,故障少,噪音低,维修保养方便,节能省工,抗干扰能力强,控制箱占地面积小等优点。关键词:电梯;可编程控制器;变频器AbstractWith the constant development of the urban construction, the skyscraper is increasing constantly, the lift has extensive application in national economy and life. The control of the lift ha
3、s generally adopted two ways at present, first, adopt the computer as the control module of the signal, the second control method is that computer is replaced by programmable controller (PLC) to realize signal and select control.This text regards the series PLC of Mitsubishi FX2N as the lift mainly
4、module control, expands FX2N-32ER module, and choses other devices such as motor, frequency converter, PLC, overladen transducer at the same time. Through PLC controlling every input point of frequency converter and lift, it uses Mitsubishi A540 frequency as the motor to drive it. The systematic sta
5、rting current has reduced greatly, so it prevents to attacking electricity and power system. Finally, controlled by PLC, thus it realizes two lifts connecting in parallel and running.In software procedure, through writing the ladder-shaped picture to control two lifts, it realizes automaticly closin
6、g, obeying to respond the calling signal of lift in and out of sedan-chair, driving directly, two lifts running etc in parallel and other functions.Utilizing PLC to control the lift has functions which are that changing flexibly, simple programming, few troubles, low noise, maintaining conveniently,
7、 saving worker and energy, strong anti-interference ability, the smaller area of control box and so on.Key words:Lift; Programmable controller; Frequency converter 目 录第一章 绪 论11.1 电梯的起源与发展11.2 可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较21.3 控制方案的确定3第2章 可编程序控制器的工作方式及编程语言42.1 可编程控制器的特点42.2 可编程控制器的选用5第3章 PLC控制两台电梯的方案确定73
8、1 PLC控制两台电梯协调运行系统的功能73.2 PLC控制两台电梯协调运行方案73.4电梯PLC信号控制系统框图11第4章 系统软件程序的设计124.1 PLC两台电梯控制系统的工作流程124.2 PLC两台电梯控制系统部分功能梯形图分析13第5章 结论17参考文献18附录20第一章 绪 论随着人口的增加,科学技术日新月异地发展,人们物质文化生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起,十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。伴随建筑业的发展,为建筑内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种工作和生活中的必
9、需设备,完全可以预想到,随着社会的发展,电梯产品在人们物质文化生活中的地位将和汽车一样,成为重要的运输设备之一。1.1 电梯的起源与发展电梯属于垂直提升运输设备,于1850年,在美国纽约市出现了世界上第一台由亨利.沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机.1852年美国人伊莱沙,格雷夫斯奥梯斯发明了世界上第一部以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机。这便是世界上第一部备有安全装置的客梯,在1857年被安装在纽约市豪华商厦里。在此期间,英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展,蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯,而直到今天液压梯仍在使用。在1889年,美国奥梯斯升降机公司
10、推出了世界第一部以电动机为动力的升降机,这才开始出现了名副其实的电梯,同年在纽约市的马累特大厦安装成功。在1903年,又将卷筒式驱动方式改进为槽轮式即曳引式)驱动。所谓卷筒式驱动,是将曳引绳缠卷在卷筒上来提升重物,而槽轮式也称为曳引式驱动,是在曳引绳一端提升重物,另一端为平衡重,依靠曳引绳和曳引轮的绳槽之间的摩擦来驱动重物作垂直运动。因此,只要在曳引系统的容量和强度允许范围内,通过改进曳引绳长度就可适应不同的提升高度,而不再像卷筒式那样受卷筒长度限制。此外,当重物或平衡重碰底时,曳引绳与曳引槽会由于摩擦力减小而打滑,从而避免了像卷筒式那样,在失控时造成的曳引绳断裂等严重事故的发生.曳引式驱动可
11、以使用多条曳引绳,而卷筒式驱动方式使用的曳引绳条数却受到限制。曳引式驱动方式为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。当时的电梯使用直流电动机驱动,用改变串接在电枢回路中的电阻值的方法来调节电梯运行速度。后来发明了交流感应电动机,在1900年开始用于驱动电梯。最初的交流电动机只是单速的,电梯运行性能很不理想。直到发明了交流双速电动机,才基本满足了电梯的运行要求。电梯在驱动控制技术方面经历了直流电机驱动控制,交流单速电机驱动控制,交流双速电机驱动控制,直流有齿轮、无齿轮调速驱动控制,交流调压调速驱动控制,交流变压变频调速驱动控制,交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。电梯在操纵控制方面的发
12、展经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程,对于多台电梯出现了并联控制、智能群控等。1.2 可编程序控制器与继电器、微机在电梯控制中的应用比较在电梯的电气系统中,逻辑判断起着主要的作用,其控制系统必须起动各种控制信号和执行元件(如接触器、继电器、发光指示器、电动机以及电子元件、电力电子器件等),要达到这些控制目的,其方法有:1.继电器接触器控制系统这种控制系统是早期电梯多采用的一种控制系统。优点:与其它控制系统比较,其简单、易于理解和掌握、价格便宜。缺点:动合触点易磨损,且电接触不良;体积大;控制系统耗能大、动作噪声大;维修保养工作量大、费用高。因此这种控制系统仅用于速度不高、性
13、能要求也不高的电梯中。2.微机控制系统电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再由硬件逻辑完成,而是通过程序存贮器中的程序来完成的控制系统。因此对于有不同功能要求的电梯控制系统,只要改变程序存贮器中的程序指令即可,而无需变更或增减硬件系统的元件或布线。因此,十分方便于使用和管理,并提高系统的可靠性,减小控制系统体积,降低了能耗及其维修保养费用。虽然微机控制的电梯,与继电器控制的电梯比较,它具有较大的优越性。但是,对一般的电梯而言,应用微机控制也有其局限性和不足之处。其缺点是:微型计算机是按数字运算的需要而设计的,功能比较齐全,结构比较复杂;而一般的电梯控制只需要进行简单的逻辑运算,运算方式多为“
14、与”、“或”、“非”几种,运算位数只需1位,即“1”与“0”。因此,使用微机就有“大材小用”之嫌。此外,微机的接口电路没有标准件,而且一般不控制强电。但在电梯控制中,往往要求能直接控制110V或220V的用电设备,如用户专门配备接口电路既不方便又不可靠。综上所述,造成用微机控制的成本、运行和维修费用均较高,因此,如在一般的电梯上使用微机控制在经济上不合算。3.PLC控制系统PLC充分利用了微型计算机的原理和技术,保留计算机控制的优点,而克服了它的缺点。它具有强大的生命力,各工业部分纷纷用它来改造旧有的电梯控制电路,取得了明显的效果。总之,PLC是采用微机技术制造的通用自动控制设备,它能控制开关
15、量、模拟量、具有可靠性高、抗干扰能力强、并具有完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术、运算等功能,可以取代继电器为主的各种控制设备。它不仅能用于控制机械设备、流水线和各种设备的运行过程,将PLC用于控制电梯各种操作和处理相关信息也是可行的。1.3 控制方案的确定在本论文中,采用可编程控制器与变频器为主要控制器件。图1-1 VVVF电梯速度图控制器对变频器进行控制,然后再通过变频器对曳引机进行控制,以达到控制目的。这种控制方法控制线路简单、动作灵敏、能耗小、编程简单、通用性强、出现故障机率小、占地面积小等优点。因为电梯的梯速低于1.5/,所以只要能实现电机的正反转即可,而不必考虑电机的机械特性。控
16、制器对变频器进行控制,然后再通过变频器对曳引机进行控制,以达到控制目的。这种控制方法控制线路简单、动作灵敏、能耗小、编程简单、通用性强、出现故障机率小、占地面积小等优点。因为电梯的梯速低于1.5/,所以只要能实现电机的正反转即可,而不必考虑电机的机械特性。第2章 可编程序控制器的工作方式及编程语言可编程控制器是上世纪60年代末,在继电器控制系统的基础上开发出来的。最初叫做可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),即PLC。经过十几年的发展,PLC已不仅能实现继电器控制所具有的逻辑判断、计时、计数、等顺序控制功能,同时还具有了执行算术运算、对模拟量进行控制等
17、功能。2.1 可编程控制器的特点可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机,其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的,当更改控制功能时,只需改变软件指令,使硬件软件化。从软件来讲,它的程序可编,也不难编;从硬件来讲,它的配置可变,也易变。总而言之,PLC的特点表现在以下几个方面:1软件简单易学PLC编程简单、控制程序可变,具有很好的柔性,PLC的最大特点之一是继承传统继电器控制电路清晰直观的特点,采用面向自动控制过程和操作者的易学、易懂的梯形图语言。2硬件的可靠性高PLC专为在工业环境的恶劣条件下应用而设计,一个设计良好的PLC能置于很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环
18、境中。在硬件设计方面,选用优质器件,采用合理的系统结构。3接线简单,通用性好PLC的接线只需将输入信号的设备(按钮、开关等)与PLC输入端子连接,将接受输出信号执行控制任务的执行元件(接触器、电磁阀等)与PLC输出端子连接。接线简单、工作量少,而且,PLC具有数字量和模拟量I/O接口及各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块,可以方便灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统,以适应各种工业控制的需要。4易于安装,便于使用、维护PLC体积小、质量轻,内部不需要接线和焊接,只要编写程序就可以,所以安装十分方便。另外,PLC接点的使用不受次数限制,内部器件的使用也不受次数限制,只需考虑输入、输出点个数,
19、使用方便。PLC配备有很多监控提示信号,能检查出自身的故障,随时显示给操作人员并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场的调试和维护提供方便。2.2 可编程控制器的选用选用三菱公司的可编程控制器FX2N48MR,下面对这种控制器的结构作以简单介绍。1.输入继电器输入继电器编号有X0X7;X10X17;X20X27,共有27个输入点。2.输出继电器输出继电器也有21个,其编号为Y0Y7;Y10Y17;Y20Y21。3.辅助继电器M通用辅助继电器:M0M499(共500个),关闭电源后重新启动后,通用继电器不能保护断电前的状态。掉电保持辅助继电器:M500M1023(共524个),PLC断电后再运行
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