六层电梯的PLC控制系统设计 - 毕业论文

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1.3电梯的发展趋势

1969年,出现了可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller),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[1]。

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2 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。

2.1 THBCDT-2型多层电梯实验模型

2.1.1 概述

THBCDT-2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。

1 组成与特点

(1).多层电梯层数为六层,楼层号标为“-1、1~5”,高度188cm,实验装置结构和电气线路布线合理,做工精致,美观大方。

(2).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

(3).机械部分有框架、导轨、轿厢、配重及电梯呼盒组成。

(4).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。

(5).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

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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。 (6).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。

2 通过编程和操作,可实现如下实验功能

(1).变频调速控制 (2).传感器检测和调整 (3).电机传动 (4).旋转编码器定位

(5).电梯控制系统的程序设计

(6).变频调速、PLC编程、传感器调整等方面的综合训练 (7).电梯检修训练 (8).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。

2.1.2 技术性能

1.输入电源:单相三线220V±10% 50Hz

2.工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m 3.绝缘电阻:大于3MΩ

4.外形尺寸:80 cm×50 cm×188cm

2.1.3 操作、使用说明

1.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00,变频器得电。

2.本实验装置上带有开关电源提供DC24V、DC5V,如显示不正常,请上电检查电源输出是否正常。

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3.用PC/PPI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。

4.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。 5.实验完毕,应及时关闭电源开关,并及时清理实验装置。 6.若发生不能上电,请检查空气开关边上保险丝是否完好。 7. 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。

8.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。

9.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0号通讯口,进行PPI通讯。

2.2 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

2.3 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S7-200、MM420,其控制系统结构如图2.1所示。

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