六层电梯的PLC控制系统设计doc

原创 2020-02-20 02:21  阅读

  登录成功,如需使用密码登录,请先进入【个人中心】-【账号管理】-【设置密码】完成设置

  简介:本文档为《六层电梯的PLC控制系统设计doc》,可适用于人力资源领域

  *若权利人发现爱问平台上用户上传内容侵犯了其作品的信息网络传播权等合法权益时,请按照平台侵权处理要求书面通知爱问!

  爱问共享资料人力资源频道提供六层电梯的PLC控制系统设计.doc文档免费下载,数万用户每天上传大量最新资料,数量累计超一个亿!

  摘要本文介绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备是高层建筑中不可缺少的交通运输设备,在人们生活中起着举足轻重的作用。它靠电力拖动一个可以载人或物的轿厢在建筑物的井道内导轨上做垂直升降运动要求达到电梯运行的ldquo稳、准、快rdquo的运行。本系统主要由PLC、变频器、交流异步电动机、继电器、行程开关、按钮和发光指示器组成采用以西门子公司的可编程控制器S对电梯模型进行全过程控制。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的工具而采用PLC与变频器组成的变频调速电梯具有很好的控制效果整个系统通过PLC、变频器对电梯的升降、加减速、平层、起动制动进行控制,其结构简单、运行效率高、平层准确。关键词:PLC控制系统电梯模型旋转编码器变频器AbstractThistextintroducesthecontrolsystemofakindofelevatorPLCTheelevatorisperpendiculardirectionaloftheconveyanceequipmentsbeindispensableinthehighbuildingoftransportationequipments,thereisprominentfunctioninthepeople#slifeItdependselectricpower,draggingalongtomoveacarthatcancarrypersonsorthingsandleadatrackinthebuildingofthewellwayupdoperpendicularitytoascendanddescendsport,Requesttoattainthemovementpurposeofsteady,quasi,quickofelevatormovementThissystemismainlycomposedofPLC,frequencyconverter,asynchronousmotor,relays,tripswitch,button,andalightindicator,ItcontrolsthewholeprocessontheelevatorbytheprogrammablecontrollerSofSIEMENScompanyNowtheelevatorhasbecomeindispensabletoolbywhichpeoplegoinandoutthehighrisebuildingVVVFelevatorcomposedbyPLCandthetransducerhavegoodcontroleffect,Theentiresystemcontrolstheelevatorlift,accelerationanddeceleration,leveling,startbrakingthroughthePLCandinverterThesystemhassimplestructure,highefficiency,accuratelevelingKeyWords:ThePLCcontrolssystemElevatormodelRotaryencoderElectriccircuittransducer目录绪论电梯的概述电梯的分类电梯的组成电梯的工作原理PLC控制电梯的优势电梯的发展趋势总体设计方案THBCDT型多层电梯实验模型概述技术性能操作、使用说明控制要求电梯模型控制系统构成硬件系统的组成可编程控制器简介PLC的结构及各部分的作用PLC的工作原理PLC的程序编制PLC的输出方式PLC型号选择变频器的概述变频器的选择变频器的控制方式变频器调速原理旋转编码器的测速原理系统安全设计硬件外部接线图软件设计流程图输入输出(IO)分配表电梯的运行流程电梯的控制要求控制程序设计开门、关门控制程序呼梯信号的锁定与清除程序平层判断控制程序电梯上下行指示自动复位控制程序调试过程中遇到的问题与解决方案结论致谢参考文献附录附录A英文原文附录B汉语翻译附录C程序清单绪论电梯的概述电梯的分类电梯主要就是利用轿厢在固定轨道中把乘客或者物品竖直的运送到一定位置的固定设备。通常来说无论它的驱动方式怎么样我们都能把电梯作为建筑物内部垂直运输交通工具的总称。通过对建筑物的各类需要的考虑从而设计出不同种类的电梯。目前电梯基本分类方法大致如下。按用途分类乘客电梯载货电梯客货电梯病床电梯住宅电梯杂物电梯汽车电梯特种电梯观光电梯。按驱动方式分类交流电梯直流电梯液压电梯齿轮齿条电梯螺杆式电梯直线电动机驱动的电梯。按速度分类低速梯中速梯高速梯超高速梯。按电梯有无司机分类有司机的电梯无司机电梯有无司机电梯。按操纵控制方式分类手柄开关操纵按钮控制电梯信号控制电梯集选控制电梯并联控制电梯群控电梯电梯的组成曳引系统曳引系统主要的作用是使轿厢进行上下运行为其提供动力。导向系统导向系统的主要的作用是为轿厢的运动指引方向为轿厢的运行提供正确的线路。轿厢轿厢主要是运载乘客和货物的箱式设备是电梯的主题部分。门系统门系统的主要功能是作为轿厢的门使用使轿厢内部封闭更加安全。重量平衡系统重量平衡系统的主要功能是对所承载的人或货物进行测量防止超过固定值。电力拖动系统电力拖动系统的功能主要是拖动整个轿厢系统把电梯的速度控制在一定范围内。电气控制系统电气控制系统的功能是对电梯的运行和各方面的步骤进行全面设计和控制。安全保护系统安全保护系统保证电梯安全使用可以防止一切危及人身安全的事故发生。电梯的工作原理电梯在工作时电梯的曳引绳两边一头接轿厢的主体另一头接对重部分把曳引轮和导向轮连接在一起并缠绕起来曳引电机运行后通过变频器变速以后再使曳引轮变速运行然后通过曳引绳与曳引轮之前相互摩擦而产生出的牵引力做功来使轿厢和对重上升下降以此可以把人或物品运送到指定位置。把导靴放置在轿厢上沿着位于建筑墙体上的导轨重复的做上升下降运动以防轿厢在运动的过程中发生偏斜或摆动的问题。在电动机运行时常闭块式制动器一旦出现松闸可使电梯运行如果在失电时下制动的情况发生的话可能会使轿厢停止上升下降运行并且在指定目标楼层上保持轿厢停止的状态让里面的人或货物逃出。轿厢的作用就是把乘客或者其他载货物运送到指定位置的一个箱体对重主要是用来平衡轿厢的载荷、减少电动机的功率。补偿装置的作用是对曳引绳运动时张力和重量的变化进行补偿能够稳定曳引机的负载能力也可以将轿厢安全的停止。电气控制系统实现了对电梯各方面的控制。指示呼叫系统可以把轿厢的运动方向和所在楼层的位置显示出来。安全装置的作用是使电梯在运行过程中得到安全的保障。PLC控制电梯的优势自年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具而且作为载人工具人们在运行的平滑性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能方面对它提出了更高的要求。早期的自动控制系统是依靠继电接触器来实现的其特点是:结构简单、价格低廉、抗干扰能力强可以实现集中控制和远距离控制但是其采用固定接线通用性和灵活性差又采用触点的开关动作工作频率低触点易损坏可靠性差。在当今时代人类的高科技技术以飞速的方式发展我们的微电子技术、计算机技术和自动控制技术也有了非常好的前景电梯现如今已经成为我们在生活中必不可少的一种运输工具。另外现如今生活对电梯在运行的安全性、高效性、舒适性等要求不断的提高的同时其各种技术也随之非常快速的提高其中电梯的拖动技术已经逐步发展成了调频调压调速电梯的逻辑控制能力现在已经由PLC逐步取代了过去的一些元件控制。电梯控制要求介入的设备使用起来比较简单对应用于系统组态的编程也要简单具有人性化的人机界面配备应用程序库后加快了编程和调试的速度。通过PLC对于程序进行编辑改善了电梯的控制能力加强了电梯在运行中的安全性能。因此PLC在电梯的控制系统中的应用就非常广泛并且非常具有实际价值。电梯的发展趋势年出现了可编程逻辑控制器PLC(ProgrammableLogicController)其特点是:具备逻辑控制、定时、计数等功能编程语言采用直观的梯形图语言软件更改方便通用性和灵活性好。可编程控制器(PLC)既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质性能。因此PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展PLC(可编程控制器)在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置它采用可编程序的存储器用来存储用户指令通过数字或模拟的输入输出口完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯高层住宅需要有住宅梯百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。总体设计方案依据实验室中的六层电梯装置模型设计一个六层交流调速电梯控制系统按照电梯的一般控制原则编制相应的软件程序绘制出相关图纸。利用实验室的现有设备进行系统的模拟实验。对毕业设计进行总结并撰写毕业设计报告。THBCDT型多层电梯实验模型概述THBCDT型群控多层电梯实训装置是依据国家数控及机电一体化教学要求而开发的适合机械制造及自动化、机电一体化、自动化、电气工程等专业的相关课程开设实验课。可编程控制器可采用目前市面上比较流行的西门子PLC。该装置涵盖了PLC技术、变频调速技术、传感器应用技术、位置控制、复杂的开关量控制、时序逻辑控制有机结合成一体的教学仪器。适合用于大、中专院校、高职高专学校的学生PLC实验实训、毕业设计、课程设计、实习实验等。组成与特点().多层电梯层数为六层楼层号标为ldquo、~rdquo高度cm实验装置结构和电气线路布线合理做工精致美观大方。().电梯模型的电气部分由永磁低速同步电动机、变频器、PLC、欧姆龙旋转编码器、语音到站钟等组成().机械部分有框架、导轨、轿厢、配重及电梯呼盒组成。().本实验装置提供实现现代化电梯控制各种功能的检测信号、控制执行机构和显示器件。检测信号分为外呼信号、内选信号、平层信号、位置检测信号、轿厢门开闭位置信号、轿厢门防夹人保护信号、上、下极限位保护信号等。电梯轿厢可上下运行轿厢门具有开关和限位等保护功能。显示实现每个楼层的当前轿厢所处位置楼层显示、运行方向显示、外呼内选信号的回应显示。().电梯的主拖动由变频器驱动同步电机实现能够仿真实际电梯的运行速度。带有检测电梯位置的编码器能精确检测轿厢位置从而控制电梯的加速、减速过程。().检修、消防站在电梯出现故障测试电梯运行时可在检修站操作电梯控制电梯的运行方向在安全时刻打开电梯门。消防:模拟练习在出现火灾等情况下电梯的运行情况。通过编程和操作可实现如下实验功能()变频调速控制()传感器检测和调整()电机传动()旋转编码器定位()电梯控制系统的程序设计()变频调速、PLC编程、传感器调整等方面的综合训练()电梯检修训练()电梯消防直驶通过编程使上述功能按一定顺序排列即可完成同实现生活中电梯同样的控制功能。技术性能.输入电源:单相三线VplusmnHz.工作环境:温度℃~℃相对湿度<(℃)海拔<m.绝缘电阻:大于MOmega.外形尺寸:cmtimescmtimescm操作、使用说明.使用时先将后下方电源线插在单相电源插座上打开检修站内部的电源总开关。正常显示各楼层显示变频器得电。.本实验装置上带有开关电源提供DCV、DCV如显示不正常请上电检查电源输出是否正常。用PCPPI编程电缆连接PLC与计算机打开PLC电源开关PLC工作正常方可对PLC进行下载程序等操作。.实验始终装置上要保持整洁不可随意放置杂物以免影响电梯运行。.实验完毕应及时关闭电源开关并及时清理实验装置。.若发生不能上电请检查空气开关边上保险丝是否完好。若不能排除故障请联系售后服务在无把握时请勿随意改动模型。.电梯上下运行极限需通过PLC编程控制不可盲目编程让轿厢一直上行或一直下行以免损坏硬件。在编程了解电梯运行情况时应时刻注意轿厢的运行情况禁止将电梯运行出限位开关以外的位置。群控实验时将其中一台电梯估为主站下载主站程序另一台做为从站下载从站程序。用DP网线连接二台PLC的号通讯口进行PPI通讯。控制要求A设计应符合国家的相关标准B设计控制系统应符合故障安全准则C电梯具有维修控制功能D应有楼层和方向数码显示E电梯的运行应符合方向优先等原则F应具有自动调整功能电梯模型控制系统构成六层电梯实际模型控制系统的硬件是由三相异步电动机、变频器、传感器、旋转编码器等组成其中PLC和变频器的型号分别是S、MM其控制系统结构如图所示。图电梯模型PLC控制系统框图硬件系统的组成可编程控制器简介可编程序控制器英文称ProgrammableController简称PC。凯发下载。但由于PC容易和个人计算机(PersonalComputer)混淆故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点充分利用了微处理器的优点又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯特别是PLC的程序编制不需要专门的计算机编程语言知识而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式使用户程序编制形象、直观、方便易学调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后只需按说明书的提示做少量的接线和简易的用户程序编制工作就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。PLC的结构及各部分的作用PLC的类型繁多功能和指令系统也不尽相同但结构与工作原理则大同小异通常由主机、输入输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示:图PLC控制示意图主机主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心它用以运行用户程序、监控输入输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作将结果送到输出端并响应外部设备(如电脑、打印机等)的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类一类是系统程序存储器主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序系统程序已由厂家固定用户不能更改另一类是用户程序及数据存储器主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。.输入输出(IO)接口IO接口是PLC与输入输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。IO接口一般采用光电耦合电路以减少电磁干扰从而提高了可靠性。IO点数即输入输出端子数是PLC的一项主要技术指标通常小型机有几十个点中型机有几百个点大型机将超过千点。.电源图中电源是指为CPU、存储器、IO接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源通常也为输入设备提供直流电源。.编程编程是PLC利用外部设备用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PCPPI电缆线将PLC与电脑联接并利用专用的软件进行电脑编程和监控。.输入输出扩展单元IO扩展接口用于将扩充外部输入输出端子数的扩展单元与基本单元(即主机)连接在一起。外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联以完成相应的操作。该设计选用的主机型号有西门子S系列的CPU(ACDCPL)。输入点数为输出点数为。PLC的工作原理PLC是采用ldquo顺序扫描不断循环rdquo的方式进行工作的。即在PLC运行时CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描如无跳转指令则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序直至程序结束。然后重新返回第一条指令开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入并将其写入各对应的输入状态寄存器中即刷新输入。随即关闭输入端口进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令经相应的运算和处理后其结果再写入输出状态寄存器中输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。刷新阶段送至输出锁存器中并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出驱动相应输出设备工作输出刷新阶段:当所有指令执行完毕输出状态寄存器的通断状态在输出作。PLC的程序编制编程元件PLC是采用软件编制程序来实现控制要求。编程时要使用到各种编程元件它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似也有ldquo线圈rdquo与ldquo触点rdquo但它们不是ldquo硬rdquo继电器而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为ldquordquo时则表示相应继电器线圈得电其动合触点闭合动断触点断开。所以内部的这些继电器称之为ldquo软rdquo继电器。S系列CPU、CPU部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示表S系列部分编程元件的编号范围与功能元件名称符号编号范围功能说明输入寄存器II~I共点接受外部输入设备的信号输出寄存器QQ~Q共点输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器MM~M在程序内部使用不能提供外部输出定时器(T~t)T,T保持型通电延时msT~T,T~T保持型通电延时msT~T,T~T保持型通电延时msT,TONOFF延时,msT~T,T~TONOFF延时,msT~T,T~TONOFF延时,ms计数器CC~C加法计数器触点在程序内部使用高速计数器HCHC~HC用来累计比CPU扫描速率更快的事件顺控继电器SS~S提供控制程序的逻辑分段变量存储器VVB~VB数据处理用的数值存储元件局部存储器LLB~LB使用临时的寄存器作为暂时存储器特殊存储器SMSM~SMCPU与用户之间交换信息特殊存储器SM(只读)SM~SM接受外部信号累加寄存器ACAC~AC用来存放计算的中间值编程语言所谓程序编制就是用户根据控制对象的要求利用PLC厂家提供的程序编制语言将一个控制要求描述出来的过程。PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言且两者常常联合使用。()梯形图(语言)梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形直观易懂。梯形图中常用和图形符号分别表示PLC编程元件的动合和动断触点用()表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号允许以网络为单位给梯形图加注释。梯形图的设计应注意到以下三点:①梯形图按从左到右、自上而下地顺序排列。每一逻辑行(或称梯级)起始于左母线然后是触点的串、并联接最后是线圈。②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流而是ldquo概念电流rdquo从左流向右其两端没有电源。这个ldquo概念电流rdquo只是用来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。③输入寄存器用于接收外部输入信号而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此梯形图中只出现输入寄存器的触点而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备当梯形图中的输出寄存器线圈得电时就有信号输出但不是直接驱动输出设备而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄存器的触点也可供内部编程使用。()指令语句表指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言它类似于计算机的汇编语言但比汇编语言易懂易学若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。PLC的输出方式CPU主机有二种不同的输出模式一种为DC晶体管漏极输出结构当对应的输出点使能时此输出点与M之间的电压等于M与L+之间的电压不使能时输出端为高阻状态。在众多的工控设备厂家中有不同的标准比如西门子的PLC晶体管输出为高电平三菱的PLC又是集电极输出结构。在本系统中使用的各种驱动器中相当部分使用的是共阳极低电平输入有效为了使西门子的PLC也能驱动此类驱动器我们在二者之间加装一块电平转换板使PLC原本输出的高电平转换为集电极输出使各驱动器得以识别。另一种输出结构为继电器输出同一组内的继电器的一端全部连在一起作为M另一端为输出端。这种结构可使输出端应用在交直流电路均可。但用于脉冲量输出时继电器就不能承受高速的开关吸合这会大大减小使用寿命。PLC型号选择PLC机型的选择基本原则是在所有功能都能满足要求的前提下选择最可靠、稳定安全维护使用比较方便的机型。S系列PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC其中许多功能都能够达到大型PLC的水平但是其价格确实十分便宜。S系列PLC通过CPU模块进行区分一共能分成五种基本的规格的PLC。主要有CPU、CPU、CPU、CPU、CPUXM表CPU各型号参数型号电源输入输出类型主机IO点数CPUDCDCDC输入输出ACDC继电器CPUDCDCDC输入输出ACDC继电器CPUDCDCDC输入输出ACDC继电器ACDC继电器CPUDCDCDC输入输出ACDC继电器CPUXMDCDCDC输入输出ACDC继电器SCPUX的电源对于每个型号西门子厂家都提供VDC和VVAC两种电源供电的CPU类型。输出接口电路主要有三种类型第一种也是较为常用的即交流继电器输出型第二种是直流晶体管第三种是晶闸管输出型。本次设计根据具体情况通过对输入输出点的估算以及对编程软件和机型的认识度决定选用西门子的S中的CPU作为电梯的主要控制器。PLC是整个控制系统的核心部件采用西门子S系列可编程逻辑控制器CPU它的运算能力以及通讯能力比其它PLC优越可方便地进行数据处理和通讯。CPU共有个输入点、个输出点。最多可以带个扩展模块。因为本次设计所用输入和输出点数超过CPU的固有点数所以根据本次设计的实际情况通过IO接口模块来实现的。另外根据控制系统的要求确定所需要的IO点数时应可以再增加~的备用量可随时可以增加控制功能。根据估算这次设计的IO点数大约为输入点输出点。所以本次设计中IO扩展模块应采用EM的模块。此型号数字量扩展既有输入点扩展也有输出点扩展。所以能满足本次设计的要求。本次设计选择其中的输入点输出点的EM模块。变频器的概述变频器的选择西门子MM系列变频器是用于控制三相交流电动机速度的变频系列。本系列有多种型号从单相电源电压到三相电源电压额定功率W到KW可供选用。该变频器由微处理器控制并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件。因此它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的因而降低了电动机运行时的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MM具有缺省的工厂设置参数它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MM具有完善的控制功能在设置参数以后他也可用于更高级的电动机控制系统既可以用于单机驱动系统也可以集成到自动化系统中。选用的MM额定参数为:电源电压:V~V额定输出功率:kW额定输入电流:A额定输出电流:A外形尺寸:A型操作面板:基本操作板(BOP)()主要特点①易于安装与调试②牢固的EMC设计③可由IT(中性点不接地)电源供电④对控制信号的响应是快速和可重复的⑤参数设置的范围很广确保可对广泛的应用的对象进行配置⑥电缆连接简单⑦采用模块化设计配置非常灵活⑧脉宽调制的频率高因而电动机运行的噪音低⑨详细的变频状态信息和信息集成功能()性能特征①磁通电流控制(FCC),改善了动态响应和电动机的控制特性②快速电流限制(FCL)功能实现了正常状态下的无跳闸运行③内置的直流注入制动④复合制动功能改善了制动特性⑤加速减速斜坡特性具有可编程的平滑功能⑥具有比例积分控制功能的闭环控制⑦多点VF特性()保护特性①过压和欠压保护②变频器过热保护③接地故障保护④短路保护⑤It电动机过热保护变频器的控制方式变频器有多种控制方式有操作面板控制端子控制和通信控制。端子控制又分为开关量控制和模拟量控制。本次毕业设计采用的就是端子控制。本次设计所用MM变频器中UVW接电动机有三个口接PLC的正转、急停和反转口另外有RST接三相电源供电。变频器调速原理变频器顾名思义是把工频电通过既定好的变化转换成其它各种频率的交流电这样就使电动机的运行方式处于改变速度的运行的状态。当今时代采用的变频器都流行VVVF变频方式首先让工频交流电和整流器连接起来通过它继而变为直流电源之后把直流电源进行进一步的变换转换后的频率可以进一步调节同样转换后的电压也可以进一步地调节将此信号传送至电动机。变频器的电路主要包括四个部分具体的来说:第一部分即最先开始的是整流环节第二部分为中间直流部分紧随其后的是第三部分是逆变环节最后的是第四部分为控制环节。变频器调速技术的作用机理是依赖电动机的转速与工作时的电源输入频率成正比的关系得到的即:n=f(s)p()n表示电机转速f为电动机正常工作时电源的频率s为电动机的转差率p为电动机所固有的磁极对数由式()可知频率变化了转速也随之变化这就是变频器调速的原理。变频器的运行曲线依靠外部指令提供的速度指令和控制曲线形状和速度的变频器参数配合使用的首先设定好变频器的快速频率、中速频率、慢速频率还要设置电机加速、减速时间变频器的上限频率、下限频率等参数设定这些参数通过对电梯模型进行系统调试后得出最后比较合理的参数值。得到的电梯运行的速度曲如图所示图电梯调速图旋转编码器的测速原理旋转编码器与电动机相连当电动机转动时带动码盘旋转便发出转速和转角信号。旋转编码器可分为绝对式和相对式两种。绝对式编码器在码盘上分层刻上表示角度的二进制编码或循环码通过接收器将数码送入计算机。绝对式编码器常用语检测转角若需得到转速信号必须对转角进行微分处理。增量式光电旋转编码器在码盘均匀的刻制一定数量的光栅当电动机旋转时码盘随着电动机一起转动。通过光栅的作用持续不断地开放或封闭光路因此在接收装置的输出端便得到频率与转速成正比的方波脉冲序列从而可以计算转速。增量式光电旋转编码器的关键技术在和主要技术难点都集中在光栅的制造上因为光栅直接影响检测的精度、检测信号的可靠性以及抗冲击性。增量式光电旋转编码器的光栅一般有金属和玻璃两种。若用金属制造则在转盘上开通光栅(孔)若用玻璃制造则在玻璃表面涂一层遮光膜再加工形成透明线条。在槽数少的场合下(一般小于Pr)可以在金属圆盘使用冲压或腐蚀的方法开槽当槽数较多时腐蚀加工也是很困难的光刻技术几乎成了唯一的手段。光电旋转编码器已成为检测旋转角度和线性位置最要的工具。随着工业自动化事业的发展光电旋转编码器的应用领域将不断扩大。图增量式旋转编码器示意图上述脉冲序列正确反映了转速的高低但不能鉴别方向。为了获得转速的方向可增加一对发光接收装置使两对发光和接收装置错开光栅节距的则两组脉冲序列A和B的相位相差度。正转时A相超前B相反转时B相超前A相。采用简单鉴相电路可以分辨转向。图区分旋转方向的A、B两组脉冲序列若码盘的光栅数为N则转速分辨率为N常用的旋转编码器光栅数、、等再增加光栅数将大大增加旋转编码器的制作难度和成本。系统安全设计电梯运行的充分与必要条件就是电梯的各种安全保护必须可靠有效。这是为了保证电梯最安全最可靠的运行。根据电梯安全标准的要求不论何种电梯均要符合标准中的安全保护要求。现就一般电梯常用的且必不可少的安全保护环节简介如下。()超速断绳保护这一保护是很重要的凡是在有可能使各类人员进入电梯轿厢内的电梯必须设置这一保护是极为重要的保护环节绝不能等闲视之但只有在不允许也不能进入各类人员的小型杂物电梯上才可不设置这一保护环节。()层门锁保护电梯运行的三个充分与必要条件中之一是电梯必须关闭好门后方可运行。因此电梯门(包括轿厢门和各层楼的所有层门)必须闭锁若没有闭锁好是不允许电梯运行的!并且还要求不可能随意强制拨开各个层楼的层门。所以各楼层的层门必须要有机械和电气的联锁保护即只有当各个层门确实关闭好后机械的钩子锁锁紧后电气触点才能接通这样电梯就可安全地运行。由上述可知层门闭锁保护是机械和电气不可分割的环节。因此在电梯安装竣工验收时必须提供某一类型的层门闭锁保护装置的型式试验报告和性能检测报告。()电梯门的安全保护环节这一保护环节主要是指在关门过程中防止夹伤乘客等人员的保护装置。一般有:安全触板光电保护或电子光幕保护装置和关门力限制保护等。这些保护装置可任选一种或两种以上均可。这些保护装置是在电梯关门过程中才起作用的。当有乘客或其他人员在电梯关门过程中碰撞(或接近)电梯门扇时使电梯门停止关闭并立即开启从而使乘客不致被门扇夹痛(伤)。()上、下端站的强迫减速保护为了防止电梯在两端站的永磁感应器或选层器触点等失效而产生不了减速信号所导致的快速冲顶或蹲底根据电梯安全标准规定必须在电梯井道内的两端设置强迫减速装置。()上、下方向限位保护及终端保护对于速度不大于lm/s的交流双速电梯应另设置终端极限开关。当方向限位保护不起作用时则最后通过碰铁使极限开关动作切断电梯的动力电源迫使电梯强行停止。()缺相、错相保护如当供给电梯用电的电网系统由于检修人员检修时不慎而造成三相动力线的相序与原相序有所不同时就可使电梯原定的运行方向变更为相反的方向这样就会给电梯运行造成极大的危险性带来不堪设想的后果。此外也为防止电梯曳引电动机(或原动机)在电源缺相情况下的不正常运转而导致烧损电动机现象的产生。因此要求在电梯控制系统中必须设置:缺相、错相的保护继电器。当输入交流曳引电动机(或直流电梯中的交流原动机或主变压器)接线端子前的任一部分(例如热保护继电器、接触器的主触头、熔断器、总电源开关等等)发生问题而导致的缺相均应通过缺相、错相保护继电器的动作而切断控制电路中的安全保护回路。现在人们常将缺相和错相的两种保护作用合并在一个继电器内这就是我们通常所称的缺相、错相保护继电器。()电梯电气控制系统中的短路保护一般的电气设备均应有短路保护在电梯的电气控制系统中也与其他电气设备一样均用不同容量的熔断器进行短路保护。熔断器中的熔丝保护。()曳引电动机(或直流电梯中的交流原动机或主变压器)的过载保护一般最常用的过载保护是热继电器保护当电梯长期过载(即电动机中的电流大于额定电流)热继电器中的双金属片经过一定时间(该时间将随电动机中电流大小而变化)后变形而断开串接在安全保护回路中的热继电器触点从而切断全部控制电路强令电梯停止运行从而保护电动机(或主变压器)不因长期过载而烧损,。硬件外部接线图图电梯控制系统外部接线图软件设计流程图图控制程序流程图输入输出(IO)分配表表输入输出分配表高速计数输入A相IDIN(下行驱动)Q高速计数输入B相IDIN(电梯急停)Q轿厢安全开关IDIN(上行驱动)Q五层外呼下IDINQ四层外呼上INCQ四层外呼下I关门驱动Q三层外呼上I开门驱动Q三层外呼下I五层下指示Q二层外呼上I四层上指示Q二层外呼下I四层下指示Q一层外呼上I三层上指示Q一层外呼下I三层下指示Q底层外呼上I二层上指示Q下基准位限位I二层下指示Q下极限位限位I一层上指示Q检修开关I一层下指示Q手动开门按钮I底层向上指示Q手动关门按钮I显示驱动AQ手动上行按钮I显示驱动BQ手动下行按钮I显示驱动CQ紧急停车按钮I显示驱动DQ消防I电梯上行指示Q关门限位开关I电梯下行指示Q开门限位开关I底层内呼指示Q底层内呼按钮I一层内呼指示Q一层内呼按钮I二层内呼指示Q二层内呼按钮I三层内呼指示Q三层内呼按钮I四层内呼指示Q四层内呼按钮I五层内呼指示Q五层内呼按钮I叮咚Q轿厢开门按钮I电梯上行Q轿厢关门按钮I电梯下行Q上基准位限位I电梯的运行流程()电梯的初始状态。为了方便分析假设电梯位于层待命各层显示器都被初始化电梯处于以下状态:①各层呼叫灯均不亮。②电梯内部及外部各层显示器均为ldquordquo。③电梯内部及外部各层电梯门均关。()电梯在运行过程中:①按下某层呼叫按钮(~层)后该层呼叫灯亮电梯响应该层呼叫。②电梯上行时若呼叫层处于电梯当前运行之上目标运行层之下则电梯在完成前一指令之前先上行至该层完成改层呼叫后再由近及远的完成其他各个呼叫动作。若呼叫层处于电梯当前层之下则电梯在完成前一指令之前不响应该指令直至电梯重新处于待命状态为止。③电梯下行时若呼叫层处于电梯当前运行之下目标运行层之上则电梯在完成前一指令之前先下行至该层完成改层呼叫后再由近及远的完成其他各个呼叫动作。若呼叫层处于电梯当前层之上则电梯在完成前一指令之前不响应该指令直至电梯重新处于待命状态为止。④各楼层显示随电梯移动而改变各层指示灯也随之而变。⑤运行中电梯门始终关闭到达指定层时门才打开。⑥在电梯运行过程中支持其它呼叫。()电梯运行后状态:在到达指定楼层后电梯会继续待命直至新命令产生。①电梯在到达指定楼层后电梯门会自动打开经一段延时自动关闭。②各楼层显示值为该层所在位置且上行下行指示灯均灭。电梯的控制要求()接受每个按钮(包括内部和外部的呼叫)的呼叫命令并做出相应的响应。()电梯停在某一层(例如层)时此时按动该层(层)的呼叫按钮(上呼叫或下呼叫)则相当于发出打开电梯门命令进行开门的动作过程若此时电梯的轿厢不在该层(在其余层)则等到电梯关门后按照不换向原则控制电梯向上或向下运行。()电梯运行的不换向原则是指优先响应不改变现在电梯运行方向的呼叫直到这些命令全部响应完毕后才响应使电梯反向运行的呼叫。例如现在电梯位置在层和层之间上行此时出现了层上呼叫、层下呼叫和层上呼叫则电梯首先响应层上呼叫然后再依次响应层下呼叫和层上呼叫。()电梯在每一层都有一个行程开关当电梯碰到某层行程开关时表示电梯已经到达该层。()当按动某个呼叫按钮后响应的指示等亮并保持直到电梯响应该呼叫为止。()当电梯停在某层时在电梯内部按动开门按钮则电梯门打开按动电梯内部的关门按钮则电梯门关闭。但在电梯行进期间电梯门是不能被打开的。()当电梯运行到某层后相应的指示灯亮直到电梯运行到前方一层时楼层指示灯改变。控制程序设计开门、关门控制程序电梯轿厢的开门、关门控制程序应遵循以下原则:()不论是外呼梯信号还是内呼梯信号只要电梯轿厢到达最低楼层或最高楼层就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。()任一楼层的内呼梯信号为ldquoONrdquo时(如三层的内呼梯信号为ldquoONrdquo)只要电梯轿厢到达该楼层就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。()所有的与电梯轿厢运行方向同向的外呼梯信号为ldquoONrdquo时(例如电梯轿厢向上运行三层的向上呼梯信号为ldquoONrdquo)只要电梯轿厢到达该楼层就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。()所有的与电梯运行方向反方向的外呼梯信号为ldquoONrdquo时(例如电梯轿厢向上运行三层的向下呼梯信号为ldquoONldquo)只要其前方楼层没有任何内呼梯或外呼梯信号那么电梯轿厢到达该楼层时就一定要打开电梯轿厢门响应该呼梯信号。如果电梯轿厢门在打开的过程中有人按下了关门按钮电梯轿厢门开门驱动器就应该释放。电梯轿厢的关门控制比较简单当电梯轿厢内有人按下了关门按钮或则电梯轿厢门打开一段时间后电梯轿厢门就应该关闭。在电梯轿厢门关闭的过程中如果有人按下了开门按钮或则关门已经完成又或者电梯轿厢门时安全的电梯轿厢关门驱动器就应该释放。呼梯信号的锁定与清除程序电梯控制中的呼梯信号包括外呼梯信号(在电梯轿厢外选择的请求上楼或下楼的信号)和内呼梯信号(乘客需要到达的楼层)。内呼梯信号的锁定与清除比较简单。只要电梯轿厢不处于某一楼层并且该楼层有内呼梯信号那么该呼梯信号就需要被锁定。只要电梯到达对应的楼层该呼梯信号就应当被响应。响应的标识是电梯到达该楼层时停止运行打开轿厢门。外呼梯信号的锁定与清除相对来说要复杂一点只要某一楼层有外呼梯信号那么该呼梯信号就需要被锁定。当电梯的运行方向与呼梯方向相同那么就需要响应该呼梯信号如果电梯的运行方向与呼梯方向相反那么就需要等待电梯轿厢运行回来后再响应该呼梯信号。电梯轿厢在运行过程中如果有多个反方向的呼梯信号同时存在例如在电梯轿厢向上运行过程时同时存在有一层向下呼梯信号、二层向下呼梯信号、三层向下呼梯信号、四层向下呼梯信号此时就要优先响应最远的反方向呼梯信号即四层向下呼梯信号然后电梯轿厢转为向下运行依次响应其余的呼梯信号(此时其余的呼梯信号已经变为同向呼梯信号。如果电梯轿厢在向上运行的过程中达到某一层遇到反方向的呼梯信号并且该楼层的前方再没有其他的任何呼梯信号时那么就需要开门响应。以上程序表示的就是电梯轿厢响应一层往下外呼信号的控制程序。当电梯轿厢往下运行到达一层时就需要开门响应该呼梯信号如果电梯轿厢往上运行一层楼层前方再没有其他的任何呼梯信号那么到达一层时就需要开门响应该呼梯信号。二层到五层的外呼梯信号的锁定与复位程序以此类推。平层判断控制程序平层判断控制程序主要是为了判断电梯轿厢目前是否处于平层。电梯轿厢运行的位置是用高速计数器的脉冲数来定位的所以使用了高速计数器控制字。当电梯轿厢运行到下基准位置时高速计数器的控制字首先被清零然后高速计数器被启动。高速计数器的设定计数方式为双向、AB正交脉冲计数。以上程序是用来控制六层电梯的所以使用了六条比较指令来判断电梯是否平层。平层控制是有一定的误差的只要高速计数器经过值处于平层允许误差之内就认为已经到达该楼层的平层位置需要的时候可以停止电梯轿厢的运行打开电梯轿厢开门。电梯上下行指示电梯轿厢的运行趋势确定后只要有任何呼梯信号电梯运行方向就应该显示出来以提供给乘坐电梯的乘客。电梯的运行方向确定后如果电梯轿厢门关闭那么电梯轿厢就可以在井道里上下运行。运行方向控制程序如下所示。电梯轿厢在井道里运行期间上行如果碰到上基准限位开关下行如果碰到下基准限位开关或下极限保护开关或者电梯轿厢开门均应该停止运行。自动复位控制程序当电梯在自动控制模式下由断电状态变为通电状态或者由手动控制模式转为自动控制模式时需要执行自动复位控制程序。这段程序的目的是使电梯恢复到初始状态即电梯轿厢门关闭电梯处于下基准位置。复位控制的过程是用自动调整信号继电器来记忆复位过程。当电梯轿厢安全监测到轿厢门已经安全时轿厢门可以关闭。轿厢门的关闭限位开关监测到轿厢门关闭后如果电梯轿厢不在下基准位置电梯轿厢正转驱动器继电器将闭合电梯轿厢下行直到下基准位置时停止。到达下基准位置后复位过程结束。调试过程中遇到的问题与解决方案()、电梯运行到每一楼层停下时电梯门打开一半就不能继续开门了开门延时了很长一段时间都不能关门得手动按下电梯的ldquo关门按钮rdquo电梯门才能关闭继而才能继续运行后来甚至到每一平层时电梯门都不能打开得手动按下电梯的ldquo关门按钮rdquo电梯才能继续运行刚开始还以为是程序编写有问题不过检查了半天也没发现程序有啥毛病运行时监控状态发现rdquo开门按钮ldquo触点接通了后来请教导师时导师说可能是开门按钮的保险丝烧了所以门才开不了门导师说保险丝得让厂家来维修所以以后的调试实验轿厢到达每一平层时都得手动按下rdquo关门按钮ldquo电梯才能继续运行。()、调试过程中电梯上行到五层时所有的下呼信号都不响应了开关门信号也不能响应换句话说电梯运行到五层时就停止运行了但是在其他的楼层时所有的呼叫信号都好使后来用STEPMicroWINVSP编程软件的ldquo程序状态监控rdquo功能发现电梯在五层时ldquo五层平层信号rdquo没有响应原来是高速计数器的值没能大于ldquo五层下平层rdquo的值初步判断ldquo五层下平层rdquo的值设置过高后来发现是ldquo楼层高度值rdquo设置过高。于是参考PLC里面的原始程序发现原始序里的ldquo楼层高度值rdquo为而我所设置的高度是当把楼层高度改为后电梯上行到五层就能运行了。结论整个系统用PLC做为主控器件安全可靠用变频器控制速度可以达到稳、准、快等控制要求。基本达到了设计的预定目的利用可编程控制器(PLC)控制技术控制电梯充分利用了现代电力电子技术、计算机原理和检测技术达到了对电梯的可靠控制。通过参数设置和软件设计提高了电梯运行的可靠性。采用PLC改造后的电梯结构紧凑、维修简单、故障率低。PLC与交流变频调速控制技术结合将提升电梯的的效率和舒适感有利于电梯的节能。具有一定的经济效益和社会效益。电梯的拖动控制正在由直流电机拖动逐渐向变频调速转变由于时间有限对此没有做过多研究这也是本文的一大不足。发现问题面对问题才有可能解决问题。希望以后有机会可以对电梯的拖动控制进行详细研究对电梯的上下行速度进行控制让电梯的运行更舒适、安全。致谢本论文虽然凝聚着自己的汗水但却不是个人智慧的产品没有导师的指引和帮助没有父母和朋友的帮助和支持我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最后一个字符涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜而是源自心底的诚挚谢意。我首先要感谢我的导师付丽君老师对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点付老师多次询问进程并为我指点迷津帮助我开拓研究思路精心点拨、热忱鼓励。付老师一丝不苟的作风严谨求实的态度踏踏实实的精神不仅授我以文而且教我做人却给以终生受益无穷之道。对付老师的感激之情是无法用言语表达的使我在完成论文的同时也深受启发和教育。感谢给我提出宝贵意见的各位同学没有你们的意见我是不可能这么快就完成论文的。感谢每个专业课老师给我们传授各种知识我才有这个能力做这次的毕业论文。参考文献李晓霞PLC在电梯控制系统的应用设计J数字技术与应用,:吴中俊,黄永红可编程序控制器原理及运用机械工业出版社,:扬后川张冬冬组先锋西门子SPLC编程速学与快速应用电子工业出版社:姚锡禄变频器控制技术入门与应用实例中国电力出版社,:常斗南PLC运动控制实例及解析机械工业出版社,:魏伟PLC控制技术与应用M中国轻工业出版社,:赵景波李杰臣西门子SmdashPLC实践与应用机械工业出版社,:附录附录A英文原文ElevatorSystemBasedonPLCJohnRHackWorth,FrederickDHackWorth,JrComposedbytheorderofrelaycontrolsystemisarealizationofthefirstelevatorcontrolmethodHowever,toenterthenineties

  商务谈判能帮助企业增加利润。对于一个企业来说,增加利润一般有三种方法:1、增加营业额;2、降低成本;3、谈判。不空谈,优秀的谈判者通常具有哪些特质?谈判专家告诉你,掌握好谈判策略技、谈判技巧,快速让业绩和收入翻倍。

版权声明:本文为原创文章,版权归 凯发下载 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!
上一篇:凯发下载plc程序的调试步骤
下一篇:PLC控制系统内部的输入输出电路有一个清晰定位