三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文-

摘 要: 随着科学技术的发展，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。一些电梯厂也在不断地改进设计、修改工艺。电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电路控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式，目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。关键词:PLC 电梯 可控式编程器引言可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有可靠性高、抗干扰能力强；设计、安装容易，维护工作量少；功能强、通用性好；开发周期短，成功率高；体积小，重量轻，功耗低等特点。已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电接触器系统相比系统更加可靠；占位空间比继电接触器控制系统小；价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构、中央数据处理系统直接传输数据等。因此，进行电梯的PLC控制系统的设计，可以推动电梯行业的发展，扩大PLC在自动化控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，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。目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、微型计算机控制和PLC控制三种。从控制方式和性能上来说，这三种方法并没有太大的区别，国内外厂家大多选择第三种方式，其原因在于如果生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高;传统的继电器控制系统其主要缺点是触点多，故障率高，可靠性差，维修工作量大等；而PLC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等，实际上是PLC系统内存工作单元，既无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，可靠性高，程序设计方便灵活，研制周期短，因此，它比继电器控制和微机控制有着更明显的优越性，运行寿命更长，工作更安全可靠，自动化水平更高。一、电梯控制系统的组成电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。1、1电力拖动电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。由于所设计的只是一个教学模型，梯速低于1.5m/s，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。制动时为满足准确停层的需要，定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。故在制动过程中采用了三档延时切换控制。1、2电气控制电气控制部分又称控制电路，它是电梯控制系统的核心。它包含两部分：拖动控制电路和信号控制电路。拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。可以是接触器线圈及其相关的控制电路 ，也可以是 电力电子器件的门极控制电路，对于有速度闭环控制的系统，还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。信号控制电路与拖动的方式关系不大，主要与程序能够实现的功能有直接的关系。因此，不同的拖动方式的电梯可以采用同一信号控制电路。四层电梯模拟控制面板 二、电梯PLC 控制系统的基本结构系统控制核心为PLC主机，通过PLC输入接口送入PLC。 由存储器的PLC 软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。2、1输入/输出点的分配（一） 输入点序号名称输入点序号名称输入点0一层内选按钮S4X0007一层上呼按钮UP1X0071二层内选按钮S3X0018二层上呼按钮UP2X0102三层内选按钮S2X0029三层上呼按钮UP3X0113四层内选按钮S1X00310一层行程开关SQ1X0124四层下呼按钮DN4X00411二层行程开关SQ2X0135三层下呼按钮DN3X00512三层行程开关SQ3X0146二层下呼按钮DN2X00613四层行程开关SQ4X015(二)输出点序号名称输出点序号名称输出点0四层指示灯L4Y0008二层内选指示SL2Y0101三层指示灯L3Y0019一层内选指示SL1Y0112二层指示灯L2Y00210一层上呼指示U1Y0123一层指示灯L1Y00311二层上呼指示U2Y0134轿箱下降指示DOWNY00412三层上呼指示U3Y0145轿箱上升指示UPY00513二层下呼指示D2Y0156四层内选指示SL4Y00614三层下呼指示D3Y0167三层内选指示SL3Y00715四层下呼指示D4Y017三、电梯模型PLC控制系统设计3、1电梯的控制要求电梯由安装在各层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1-S4，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示，L2为二层指示，L3为三层指示L4为四层指示SQ1-SQ4为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如：电梯停在一层，在三层轿箱外呼叫时，必须按动三层的上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），二按动三层下降呼叫按钮时无效；反之，若电梯停在四层，在三层轿箱外呼叫时，必须按动三层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从四层运行到三层），这时按动三层上升呼叫按钮则无效。余下依次类推。3、2电梯的系统设计由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上，根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列。上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈列，为实现随机逻辑控制提供了基础。四、 系统软件设计4、1系统工作过程分析1、初始化2、确认本层于目标层并检测是否有厢内或厢外呼叫，无则结束3、若有呼叫分辨本层于目标层是否一致，是则开门 4、确认电梯启动方向5、电梯启动6、电梯加速7、电梯高速运行8、楼层检测9、是否是目标层，不是则继续高速运行 10、到目标层，电梯减速11、到层检测12、电梯制动13、开门14、延时后再关门15、是否停止运动，不是则原地等待16、确认运行结束则停止运行4、2操作过程分析首先按住一层平层按钮，然后按下二层内呼按钮，此时二层内呼指示灯亮起。松开一层平层按钮，电梯上行指示灯亮起，按下二层平层按钮，则电梯开门指示灯亮起，二层内呼指示灯熄灭。再按下开门限位按钮，电梯开门指示灯熄灭，3秒之后电梯关门指示灯自动亮起。再按下关门限位按钮，整个运动过程结束。电梯在一层时（此时电梯门关着），一层外呼上（四层内呼），未到二层时，同时收到四层外呼下指令（一层内呼），二层外呼下指令，三层外呼上指令（四层内呼）。这是一个非常复杂的运动过程，包含了设计中要求的自动定向，顺向截梯，反向记忆，自动开门等所有功能。首先按住一层平层按钮，然后按下一层外呼按钮，一层上指示灯亮起，此时电梯开门指示灯亮起，一层外呼指示灯熄灭，接着按下开门限位按钮，电梯开门指示灯熄灭，过3秒后，电梯关门指示灯自动亮起，按下关门限位按钮，电梯关门指示灯熄灭。电梯上行指示灯亮起来。按下四层内呼按钮，四层内呼指示灯来亮起。然后连接按下四层外呼下，二层外呼下，三层外呼上按钮，相应指示灯亮起。接着按下二层平层按钮，电梯不做反应，按下三层平层按钮，电梯做开关门运动，并继续上行。按下四层平层按钮，电梯再次做开关门运动，四层内呼指示灯熄灭，上行指示灯熄灭。之后电梯自动下行，下行指示灯亮起，按下一层内呼按钮，一层内呼指示灯亮起，按下三层平层，电梯没有反应，按下二层平层，电梯做开关门，然后继续下行，到一层平层按钮按下，电梯最后做开关门运动，所有指示灯熄灭。整个运动过程结束。五、总结四年的大学生活已经快结束，在本专业的学习中，我掌握了不少的专业知识而且锻炼了自己。课程设计可以说是对该课程的总结和体现，在指导老师的指导和帮助下，我顺利完成了这次的课程设计。我无论是在课程学习阶段，还是在课程设计阶段，都努力查询资料和请教老师。我为我这两周来的静心学习并取得的成绩而感到欣慰，我相信这次课程设计会为我以后的工作打下坚实的基础。参考文献【1】李胜多、张环.可编程控制器原理与应用实训.中国电力出版社.2010【2】廖常初.可编程序控制器应用技术.重庆大学出版社.2007【3】王兆义.编程控制器实用技术.机械工业出版社.2006【4】齐丛谦、王士兰.PLC技术及应用.机械工业出版社.2010附录一步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件步序 指令 目标元件 步序 指令 目标元件