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乘客電梯的plc控制—畢業(yè)設(shè)計(論文(存儲版)

2024-12-27 22:24上一頁面

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【正文】 ???????????????????????? 6 PLC 的編程語言 ???????????????????????? 7 第三章 課題的 任務(wù)分析 ????????????????????????? 9 電梯控制的分析 ????????????????????????? 9 整體設(shè)計流程的確定???????????????????????? 9 第四章 可編程控制器的機(jī)型選擇 ???????????????????? 10 可編程控制器控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)估算 ??????????????? 10 內(nèi)存 的 估計???????????????????????????? 10 響應(yīng)時間 的分析 ?????????? ??????????????? 11 輸入輸出模塊的選擇 ??????????????????????? 11 機(jī)型 的 確定???????????????????????????? 11 第五章 硬件設(shè)計 ?????????????????????????? 12 硬件配置簡介 ?????????????????????????? 12 電梯控制系統(tǒng)的硬件面板圖 ???????????????????? 15 輸入 /輸出的分配????????????????????????? 16 第六章 軟件設(shè)計??????????????????????????? 17 畢業(yè)設(shè)計說明書 3 程序流程圖 ??????????????????????????? 17 程序語句 ???????????????????????????? 17 第七章 程序調(diào)試、運(yùn)行 ??????????????????????? 41 正常情況下程序調(diào)試 ??????????????????????? 41 過程分析 ??????????????????????????? 41 第八章 總結(jié) ?????? ????????????????????? 47 致謝 ???????????????????????????????? 48 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????? 49 畢業(yè)設(shè)計說明書 4 第一章 引 言 自 1889 年美國奧梯斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動機(jī)為動力的升降機(jī)以來,電梯在驅(qū)動方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動、牽引式驅(qū)動等歷程,逐漸形成了直流電機(jī)拖動和交流電機(jī)拖動兩種不同的拖動方式。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯 。 1858 年以蒸汽機(jī)為動力的客梯,在美國出現(xiàn) ,繼而有在英國出現(xiàn)水壓梯。 1971 年集成電路被應(yīng)用于電梯。 轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置,位置顯示裝置,控制屏 (柜 ),平層裝置,選層器等組成。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制,同時完成選層、平層、測速、照明工作。盡管控制器編程有些瑣碎,但它具有公共的工 廠標(biāo)準(zhǔn) — 梯形圖編程語言,這樣使得不熟悉計算機(jī)的人也能方便的使用它。在功能上, PLC 可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī) DDC 系統(tǒng)。 ( 2)運(yùn)動控制 PLC 制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen 1 12 系列,已將 CNC 控制畢業(yè)設(shè)計說明書 8 功能作為 PLC 的一部分。 在硬件設(shè)計方面,首先是選用優(yōu)質(zhì)器件,再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),加固,簡化安裝,使它易于抗振動沖擊,對印制電路板的設(shè)計、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施,而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。接線簡單、工作最少,省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩。 在大型安裝中,長距離輸入 /輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。 PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式。反之,若在本次 I/O 刷新之后,輸入變量才發(fā)生變化,則本次掃描輸出不變,即不響應(yīng),而要到下一次掃描期間輸出才會產(chǎn)生響應(yīng)。利用編程語言,按照不同的控制要求編制不同的控制程序,這相當(dāng)于設(shè)計和改變繼電器的硬接線線路,這就是所謂的“可編程序”。 PLC 的梯形圖使用的時內(nèi)部繼電器、定時器 /計數(shù)器,都是由軟件實現(xiàn)的,其主要特點(diǎn)為使用方便、修改靈活。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能,但也存在抗擾性差,系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜,一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。 整體設(shè)計流程的確定 綜上所述,本設(shè)計就以 PLC 作為工具對升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。十六個信號燈,需要十六個輸出點(diǎn)。 所需內(nèi)存字?jǐn)?shù) =開關(guān)量(輸入 +輸出)總點(diǎn)數(shù) *10 模擬量輸入輸出的總點(diǎn)數(shù) 的確定 只有模擬量輸入時: 內(nèi)存字?jǐn)?shù) =模擬量點(diǎn)數(shù) *100 模擬量輸入輸出同時存在: 內(nèi)存擬量字?jǐn)?shù) *200 程序編寫質(zhì)量 的計算 經(jīng)驗計算公式: 總存儲器字?jǐn)?shù) =(開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù) +開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù) )*10+模擬量點(diǎn)數(shù) *150。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。 技術(shù)性能分為:一般性能,功能特性(基本單元),輸入性能,輸出性能和其它性能。(2)一到二層呼叫 。>, =,<,等= 程序記憶 內(nèi)部配置 CMOSRAM,EPROM/EEPROM卡 輔助繼電器 無鎖存 128 點(diǎn) 鎖存 64 點(diǎn) 狀態(tài)(鎖存) 64 點(diǎn) 特殊 16 點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器 64 點(diǎn) 定時器 定時器 24 點(diǎn)(延時接通) ~999s 定時器 8 點(diǎn)(延時接通) ~ 計數(shù)器(鎖存) 30 點(diǎn),減法計數(shù)( 0~999) 高速計數(shù)器(鎖存) 1 點(diǎn),加 /減計數(shù)( 0~999999),最大 2KHz 電池保護(hù) 鋰電池,壽命約 5 年 診斷 程序檢查(和,語法,電路),定時監(jiān)視,電池電壓,電源電壓 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 輸出性能 (見下表 ) 表 輸出性能 輸出類型 繼電器輸出 絕緣 繼電器絕緣 輸出負(fù)荷 電阻負(fù)荷 2A/點(diǎn) 感性負(fù)荷 35V/A/300000 次接通斷開 燈泡負(fù)荷 100W 漏電流 0mA 響應(yīng)時間 OFFON 近似 10ms ONOFF 近似 10ms 其它功能 (見下表 ) 表 其它功能 型號 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 端子塊 功耗 輸入傳感器電源 F160MR 36 點(diǎn) 24點(diǎn) 可拆卸端子 40V/A 電梯控制系統(tǒng)的硬件面板圖(見 附圖 1) 從圖中可以看到 ,左邊是電梯的模擬圖 ,它的極限位置是由限位開關(guān) SQ1SQ4 控制 ,右邊和下面是 PLC 的模擬接線圖 ,給接線和理解都帶來了方便 . 畢業(yè)設(shè)計說明書 19 輸入 /輸出的分配 輸入 表 輸入 序號 名稱 輸入點(diǎn) 序號 名稱 輸 入 點(diǎn) 0 四層內(nèi)選按鈕 S4 X000 7 一層上呼按鈕 U1 X007 1 三層內(nèi)選按鈕 S3 X001 8 二層上呼按鈕 U2 X010 2 二層內(nèi)選按鈕 S2 X002 9 三層 上呼按鈕 U3 X011 3 一層內(nèi)選按鈕 S1 X003 10 一層行程開關(guān) SQ1 X012 4 四層下呼按鈕 D4 X004 11 二層行程開關(guān) SQ2 X013 5 三層下呼按鈕 D3 X005 12 三層行程開關(guān) SQ3 X014 6 二層下呼按鈕 D2 X006 13 四層行程開關(guān) SQ4 X015 輸出 表 輸出 序號 名稱 輸 出 點(diǎn) 序號 名稱 輸出點(diǎn) 0 四層指示 L4 Y000 8 二層內(nèi)選指示 SEL2 Y010 1 三層指示 L3 Y001 9 一層內(nèi)選指示 SEL1 Y011 2 二層指示 L2 Y002 10 一層上呼指示 UP1 Y012 3 一層指示 L1 Y003 11 二層上呼指示 UP2 Y013 4 轎 箱 下 降 指 示DOWN Y004 12 三層上呼指示 UP3 Y014 5 轎箱上升指示 UP Y005 13 二層下呼指示 DN2 Y015 畢業(yè)設(shè)計說明書 20 6 四層內(nèi)選指示 SL4 Y006 14 三層下呼指示 DN3 Y016 7 三層內(nèi)選指示 SL3 Y007 15 四層下呼指示 DN4 Y017 第六章 軟件設(shè)計 程序流程圖 流程圖分兩種情況來考慮 ,(一 )電梯的上升 。特別是中小容量 PLC 成功取代了傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng),使得控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。系統(tǒng)響應(yīng)時間 =輸入濾波時間 +輸出濾波時間 +掃描周期。 [5][7][8][9] 內(nèi)存 的 估計 用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個因素的影響:內(nèi)存利用率;開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù);模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù);用戶的編程水平。 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 第四章 可編 程控制器的機(jī)型選 可編程控制器控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)估算 控制電磁閥等所需的 I/O 點(diǎn)數(shù) 有電磁閥的動作原理可知,一個單線圈電磁閥用可編程控制器時需兩個輸入及一個輸出;一個雙線圈電磁閥需三個輸入及兩個輸出;一個比例式電磁閥需三個輸入及五個輸出。 PLC 作為新一代工業(yè)控制器,以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性,在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用,從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機(jī)控制的一個重要方向,成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 每一種編程方法都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),根據(jù)每一種特殊的控制要求,根據(jù)編程者的熟練程度正確合理應(yīng)用編程方法。它使用的最廣是因為它和以往的繼電器控制線路很接近。因為干擾常是脈沖式的、短時的,而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢,常常要幾個掃描周期才響應(yīng)一次,而多次掃描后,瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少,故增加了抗干擾能力。一個掃 描周期大致可分為 I/O 刷新和執(zhí)行指令兩個階段。 PLC 的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統(tǒng)的有益部分。 (4)可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 PLC 采用面向控制過程、面向問題的“自然 語言”編程,容易掌握。預(yù)計今后幾年 CNC 系統(tǒng)將變成以 PLC 為主體的控制和管理系統(tǒng)。 ( 3)閉環(huán)過程控制 PLC 能控制大量的物理參數(shù),如溫度、壓力、速度和流量等。 但近年來由于微處理器芯片及有關(guān)元件價格大大下降 ,使 PLC的成本下降 ,同時又由于 PLC的功能大大增強(qiáng) ,使 PLC 的應(yīng)用越來越廣泛 ,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上,增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)控制、提高了運(yùn)算速度,擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。當(dāng)時的目的是要求設(shè)計一種新的控制裝置以取代繼電器盤,在保留了繼 電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,同時具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動,防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動。 系統(tǒng)主要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。 曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩,導(dǎo)向輪,反繩輪組成。 1955 年出現(xiàn)了小型計算機(jī) (真空管 )控制電梯。據(jù)統(tǒng)計 ,美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。因此, PLC 在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用。先對四層電梯的硬件部分作分析,看需要什么樣的開關(guān),電機(jī),信號燈等。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點(diǎn) ,而且在層數(shù)增加時 ,配線變化給制造及安裝帶來諸多不變。如今電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的代步工具;而且作為載人工具,人們在運(yùn)行的平滑性、高速性、 準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動態(tài)性能方面對它提出了更高的要求。高層住宅需要有住宅梯 。 1889 年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機(jī)作為電梯動力 ,這才出現(xiàn)名副其實的電梯 ,并使電梯趨于實用化。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。 (4)門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。 (8)安全保護(hù)系統(tǒng) 保證電梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運(yùn)動方向和所在樓層位置。 在短時間內(nèi), PLC 在其他工業(yè)部門也得到應(yīng)用。 進(jìn)入八九十年代后, PLC 的軟硬件功能進(jìn)一步得到加強(qiáng), PLC 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng),能與其他設(shè)備通信,生成報表,調(diào)度產(chǎn)生,可診斷自身故障及機(jī)器故障。在多數(shù)情況下, PLC 把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊,其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。為了實現(xiàn) PLC 和 CNC 設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞,該公司采用 了窗口軟件。例如,在輸入 /輸出電路中都采用了光電隔離措施,做到電浮空,既方便接地,用提高了抗干擾性能;各個 I/O 端口都除采用了常規(guī)模擬
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