基于PLC的电梯控制系统设计样本.doc
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1、毕业设计 (论文)论文题目:基于PLC电梯控制系统设计 学 生: 王 余 指引教师: 花良浩 专 业: 电气工程与其自动化 摘 要当前电梯控制系统重要有三种控制方式:继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。PLC控制系统由于运营可靠性高,使用维修以便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等长处,倍受人们注重,已成为当前在电梯控制系统中使用最多控制方式。本文在阐述电梯构造和可编程控制器构造和工作原理基本上,针对4层电梯,使用西门子S7-200可编程控制器,设计了电梯控制系统,涉及轿内指令和厅外召唤信号登记与消除、电梯选层和定向、电梯开关门运营、电梯上下行控制、电梯指层控制等某些,实现了轿内与各层
2、呼梯指令记录、电梯运营方向和选层控制,电梯上下行和自动开关门、电梯指层控制等功能。核心词:四层电梯 控制系统 可编程控制器目 录摘要第1章 绪论11.1 课题研究背景及意义11.2 电梯简介21.2.1 电梯来源21.2.3 电梯定义与分类21.2.3 电梯电气控制发展31.2.4 电梯国内外发展状况31.3 PLC在电梯控制中应用以及发展前景51.4 课题研究内容6第2章 控制系统选取及简介72.1 控制系统选取72.2 PLC控制系统构成72.2.1 硬件构成72.2.2 软件构成82.3 PLC控制系统抗干扰办法92.3.1 硬件抗干扰办法92.3.2 软件抗干扰办法112.4 PLC控
3、制系统发展趋势12第3章 PLC选型133.1 输入输出(I/O)点数估算133.2 机型拟定错误!未定义书签。3.2.1 主控制器选取错误!未定义书签。3.2.2 扩展模块选取错误!未定义书签。第4章 四层楼电梯控制系统设计144.1 电梯控制模仿系统面板图错误!未定义书签。4.2 电动机控制电路图144.3 PLC外部接线图154.4 流程图174.5 操作原理简要阐明194.6 编程元件明细表204.7 梯形图及注释214.7.1 电梯初始控制214.7.2 报警器及超重控制224.7.3 内指令信号登记与消除224.7.4 电梯选层定向辅助234.7.5 外召唤信号登记与消除244.7
4、.6 电梯开关门274.7.7 电梯上下行错误!未定义书签。4.7.8 电梯指层控制284.8 程序仿真与调试30第5章 结论与展望315.1 结论315.2 展望电梯发展方向错误!未定义书签。致 谢32参照文献33第1章 绪论1.1 课题研究背景及意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少垂直方向交通工具。随着社会发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯调速精度、调速范畴等静态和动态特性提出了更高规定。电梯是集机电一体复杂系统,不但涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域,还要考虑可靠性、舒服感和美学等问题。而对当代电梯而言,应具备高度安全性。事实上,在电梯上已经采
5、用了多项安全保护办法。在设计电梯时候,对机械零部件和电器元件都采用了很大安全系数和保险系数。然而只有电梯制造,安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量,才干全面保证电梯最后高质量。在国外,已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化,实行由各制造公司承认、法规认证专业安装队伍维修单位,承担安装调试、定期维修和检查实验,从而为电梯运营可靠性和安全性提供了保证。因而,可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯安全性做过认真地调查和科学计算,其结论是:乘电梯比走楼梯安全5倍。据资料记录,在美国乘其她交通工具人数每年约为80亿人次,而乘电梯人数每年却有540亿人次之多。当前,由可编程序控制器(PLC)和
6、微机构成电梯运营逻辑控制系统,正以很迅速度发展着。采用PLC控制电梯可靠性高、维护以便、开发周期短,这种电梯运营更加可靠,并具备很大灵活性,可以完毕更为复杂控制任务,己成为电梯控制发展方向。可编程序控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合产物,是在顺序控制器和微机控制器基本上发展起来新型控制器,是一种以微解决器为核心用作数字控制专用计算机。自1969年针对工业自动控制特点和需要而开发第一台PLC问世以来,迄今己30近年,它发展虽然包括了前期控制技术继承和演变,但又不同于顺序控制器和通用微机控制装置。它不但充分运用微解决器长处来满足各种工业领域实时控制规定,同步也照顾到现场电气操作维护人员技
7、能和习惯,摒弃了微机惯用计算机编程语言表达方式,独具风格地形成一套以继电器梯形图为基本形象编程语言和模块化软件构造,使顾客程序编制清晰直观、以便易学,调试和查错都很容易。顾客买到所需PLC后,只需按阐明书或提示,做少量安装接线和顾客程序编制工作,就可灵活而以便地将PLC应用于生产实践。并且顾客程序编制、修改和调试不需要具备专门计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”神秘感,推动了计算机技术普遍应用。可编程序控制器PLC在当代工业自动化控制中是最值得注重先进控制技术。PLC现已成为当代工业控制三大支柱(PLC、CADCAM、ROBOT)之一,以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具
8、备远程通信联网功能,易与计算机接口、能对模仿量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优秀性能,同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等构成老式继电一接触控制系统,在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC应用深度和广度已经成为一种国家工业先进水平重要标志之一。总之,电梯控制是比较复杂,可编程控制器使用为电梯控制提供了辽阔空间。PLC是专门为工业过程控制而设计控制设备,随着PLC应用技术不断发展,将使得它体积大大减小,功能不断完善,过程控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一种设备内,把仪表、电子和计算机功能综合在一起。因
9、而,它已经成为电梯运营中核心技术。1.2 电梯简介1.2.1 电梯来源人类运用升降工具运送货品、人员历史非常悠久。早在公元前26,埃及人在建造金字塔时就使用了最原始升降系统,这套系统基本原理至今仍无变化:即一种平衡物下降同步,负载平台上升。初期升降工具基本以人力为动力。12,在法国海岸边一种修道院里安装了一台以驴子为动力起重机,这才结束了用人力运送重物历史。19世纪初,在欧美开始用蒸汽机作为升降工具动力。1845年,第一台液压驱动升降机研制成功,液压驱动介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神工程师们进行不断改进,然而被工业界普遍承认升降机仍未浮现,直到1852 年世界第一台安全升降机诞生。
10、1852年,美国纽约杨克斯机械工程师奥斯先生创造了世界第1台安全升降机。1857年3年23日,奥斯公司在纽约为一座专营法国瓷器和玻璃器皿商店安装了世界上第一台客运升降机。1862年,奥斯公司采用单独蒸汽机控制升降机问世。1878年,奥斯公司在纽约百老汇大街155号安装了第1台水压式乘客升降机。1889年12月,奥斯公司在纽约第玛瑞斯特大楼成功安装了1台直接连接式升降机。这是以直流电动机为动力世界第1台电力驱动升降机,从此诞生了名副其实电梯。 1.2.2 电梯定义与分类2月19日国务院颁布了特种设备安全监察条例,明确规定电梯是特种设备,并对电梯含义做了论述:“电梯是指动力驱动,运用沿刚性导轨运营
11、箱体或者沿固定线路运营梯级(踏板)进行升降或者平行运送人、货品机电设备”。这种对电梯阐述,被称作广义电梯概念,既涉及上下运送人、货品升降式电梯,也涉及用于水平或倾斜输送乘客自动人行道(英语Passenger Conveyor)和自动扶梯(英语Escalator)。当代电梯重要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等构成。这些某些分别安装在建筑物井道和机房中。普通采用钢丝绳摩擦传动,钢丝绳绕过曳引轮,两端分别连接轿厢和平衡重,电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯规定安全可靠、输送效率高、平层精确和乘坐舒服等。电梯基本参数重要有额定载重量、可
12、乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。当前,电梯行业及社会上对电梯分类大体有如下几种: (1)按用途分: 乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、其她专用电梯。(2)按额定速度分: 低速梯,常指低于1.00m/s速度电梯;中速梯,常指速度1.002.00m/s电梯。高速梯,常指速度不不大于2.00m/s电梯。超高速梯,速度超过5.00m/s电梯。(3)按拖动方式分:交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条式电梯、螺旋式电梯。(4)按控制方式分:手柄操纵控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、向下集选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯、智能控制电梯。其
13、她分类方式尚有:按电梯有无司机分类等。1.2.3 电梯电气控制发展1857年美国人OTIS创造出真正意义上电梯。从此后来,电梯电气控制技术越来越收到人们注重。电梯电气控制技术与否,重要体当前电梯电气控制系统设计上。电梯电气控制重要是对各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号进行管理,使电梯正常运营或处在保护状态,发出各种显示信号。电梯电气控制,过去采用继电器逻辑线路,普通称继电器控制。这种硬布线逻辑控制方式具备原理简朴、直观等特点。但通用性差,逻辑系统由许多触点构成,接线复杂、故障率高、设备庞大,国家已规定裁减。当前国内电梯重要由先进、可靠性高微型计算机或可编程控制器控制。PLC是可编程控制
14、器简称,它是一种用于自动控制专用微机,实质上属于微机控制方式,但可编程控制器具备其自身特点:PLC在设计和制造上采用了许多抗干扰办法,能在较恶劣各种环境里工作,可靠性高。PLC将CPU、存储器、1/0接口等做成一体,使用以便,扩展容易。当前在国产电梯及中低档客梯广泛采用了PLC控制系统,特别适合在用电梯技术改造和控制器开发。1.2.4 电梯国内外发展状况在经济不断发展,科学技术日新月异今天,楼高度已和经济发展同样速度成长起来。作为建筑中枢神经,电梯起着不可或缺作用,电梯作为建筑物内重要运送工具,像其她交通工具同样,已经成为咱们寻常生活一种不可缺少构成某些。一种国家电梯需求总量,重要受其经济增长
15、速度、都市化水平、人口密度及数量、国家产业构造等综合因素影响。在全球经济持续低迷状况下,国内国民经济依然以较高速度持续增长,都市化水平不断提高。这从客观上导致了国内电梯行业空前繁华景象,国内已经成为全球最大电梯市场。上世纪80年代以来,随着经济建设持续高速发展,国内电梯需求量越来越大。总趋势是上升,目自口进入了“第三次浪潮”,总产量超过了8万台,并且当前还没有减速迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此,国内电梯远未达到饱和限度。全世界平均1000人有l台电梯,国内如果要达到这个水准,还需要增长70万台。到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万
16、台。到,中华人民共和国电梯年产量达到135万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长178%。安装验收电梯124465台,截至底,国内在用电梯总数已达651794台。如此庞大市场需求为国内电梯行业发展创造了辽阔舞台!国内电梯行业已经具备了很强生产能力。兴旺电梯市场吸引了全世界所有知名电梯公司,美国奥斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、日立、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内市场份额达到了74%。先进技术和先进管理引进对国内电梯公司产生了强大推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、昌华、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批先进电梯品牌看清
17、了自己定位与出路。当前国内市场需要电梯产品,国内电梯行业几乎所有可以生产,不但大量代替了进口,并且有一定出口。国产电梯技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年国内参加了国际原则化组织ISOTCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际原则和先进国标。原则高起点使国内电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚浮现,国内就有许多公司可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本优势赢得了越来越多国内外客户,为逐渐进入国际市场创造了有利条件。中华人民共和国电梯在亚洲市场占有越来越重要位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲
18、市场1/50,某些合资公司在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界,电梯生产状况与使用数量已经成为衡量一种国家工业当代化限度标志之一。在某些发达工业国家,电梯使用相称普遍。世界上有名几家电梯公司,诸如:美国奥斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等,其电梯产量已占世界市场51。其中,奥斯公司和三菱公司是世界上最大电梯生产公司。当前,国外除了以交流电梯取代直流电梯以外,在低层楼房越来越多使用液压电梯。此外,家用小型电梯将成走电梯家族中新构成某些。1.3 PLC在电梯控制中应用以及发展前景当前,在电梯控制方式上,重要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC事实上是一种专用计算
19、机,它采用巡回扫描方式分时解决各项任务,并且依托程序运营,这就保证只有对的程序才干运营,否则电梯不会工作;又由于PLC中内部辅助继电器及保持继电器等事实上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运营,因而,它比继电器控制有着明显优越性,运营寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具备可靠性、实用性和灵活性控制方式,它更适合于用在电梯技术改造和控制系统更新换代,是电梯控制系统中抱负控制新技术。随着科技进步,电梯也更加安全、舒服。然而,人们追求并没有就此停止下来,仍在不断地进行研究改进。绿色是和平,绿色是天然,绿色是和谐。电梯是载人机电
20、设备,要实现“绿色”,也就是强调电梯更舒服、更安全地为人类生产和生活服务,强调电梯与环境协调与和谐。当前意义上“绿色”,普通是强调“天然”一面,强调与环境协调与和谐。电梯属于纯粹工业产品,其天然性应体现为对环境影响尽量小,与环境协调与平衡,以及电梯自身人性化。这也应是绿色电梯发展方向。(1)智能化。 咱们这罩所说智能化电梯是老式人工智能是无法胜任。老式智能控制是一种技术事先安排,说究竟是一种程序控制,是一种周期性系统自动控制,事实上还算不上智能。而真正智能电梯应更具人性化特点,不但具备老式人工智能所有长处,并且尚有老式人工智能无法比拟东西,具备动念和随机解决各种问题能力,诸如能依照轿厢内状况和
21、各层候梯信息,自动地制定每次最优运动速度和停车政策;自动选取运动方面;双向语音交流;到达目层语音提示等,让乘客有更多积极性,使大楼交通运送实现真正人机对话。智能化规定电梯有自动安全检测功能,让电梯自己可以检测到电梯故障所在,并及时报警予以排除。(2)安全。 运营安全是电梯主线和核心。可以说,电梯所有其她工作都是以此为中心展开,使电梯安全运营更有保障。运营安全不但要消除电梯启动时较强电磁辐射,使用安全材料和运营稳定,并且要有一种良好视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒服好心情。同步,电梯运营安全也规定电梯在运营中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,并且电梯自身应当能自动播放
22、让乘客感到放松音乐,彻底消除产生紧张不安情绪。(3)与环境协调和平衡,涉及如下几种方面:视觉协调。 有人曾经做过环境色彩与否对人有影响研究。该研究发展:视觉不协调环境色彩对人情绪、精神影响非常大。色彩宜人,格调高雅,制作精良电梯,乘客自然会有一种安全感觉,有一种视觉上舒服。用料低廉,款式陈旧,色彩沉闷,甚至破破烂烂电梯,乘客视觉协调无从谈起,乘坐电梯第一感觉就是不安全。国内许多电梯公司对此注重是远远不够,甚至不少通过引进国外技术国产化电梯也显露出一副土生土长容貌。消除电磁辐射。 如前所述,由于电梯是大楼里频繁起制动大容量电器是电磁干扰元凶,因此绿色电梯必要是一种达到自身对大楼电磁干扰最小,而又
23、不被其她电磁干扰影响建筑机电设备。这样不但可以保证乘客身心健康,并且也可以保证大楼、大厦中大楼办公自动化(0A)、楼宇自动化(BA)、通讯自动化(CA)正常运转。舒服感。 通过采用高载频波矢量静音变频器,可减少噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率持续变换方式,按人体生理适应规定,运用计算机优化设计而成抱负运营曲线,实现更稳定、更舒服运营。对当代化电梯性能衡量,重要着重于可靠性、安全性和乘坐舒服性。此外,对经济性、能耗、噪声级别和电磁干扰限度等方面也有相应规定。随着时代发展,对人在与外界隔离封闭电梯轿厢内,心理上压抑感和恐惊感也有所考虑。因而,倡导对电梯进行豪华性装修,例如:轿厢内用镜面不
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