基于PLC的电梯控制系统设计.doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上成人高等学历教育毕业设计(论文)基于PLC的电梯控制系统设计学生姓名:xxx学 号:2xxx指导教师:xx年级专业:xx级电气工程及其自动化重庆大学继续教育学院二一六年五月专心-专注-专业摘 要随着城市化进程地不断加快,高层建筑己经越来越多。电梯作为垂直交通工具,发挥的作用也越来越大。电梯是为高层建筑运输服务的设备,它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。继电器控制是电梯产业中最为传统的一种控制方式。继电器控制系统存在很多缺点与不足,如:故障率高、维护不方便、耗能比较大、编程繁琐等缺点。从人们对电梯的需求出发,这种系统己经满足不了人们日常的需求,将逐渐被淘汰。本文
2、将可编程序控制器(PLC)应用于五层电梯控制系统,此种控制方式具有易编程、易维护、抗干扰性强、安全稳定性强等优点。大大提高了电梯安全性、舒适感、灵活性与可维护性,缩短了电梯的开发周期,同时降低了电梯的损耗。PLC控制系统作为电梯的控制方式能满足人们可靠性、安全性、舒适性等需求,己经成为当今电梯控制系统的一种发展潮流。PLC在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中,各种逻辑开关控制与PLC很好的结合,很好的实现了对电梯的控制。本设计在原有的电梯控制模式上,完善厅召唤、指层、选层、选向等功能,比原有控制系统可以更容
3、易的实现更为复杂的控制任务。从而降低了电梯的能耗,提高了电梯工作效率,进一步增强了市场竞争力。设计中首先了解五层电梯的构造与工作原理,对PLC的特性与功能进行了详细阐述。接着根据输入、输出点数和存储容量选择了合适的PLC机型,结合PLC机型与I/O分配表画出梯形图与接线图,设计出指令程序,以实现电梯的指层控制、选层选向等功能。最后选取选层选向功能的指令程序,输入实验台,通过实验结果可以验证本设计可行。关键词:可编程控制器,电梯,指令程序,控制系统AbstractWith the continuous acceleration of urbanization, high-rise buildin
4、gs have become more and more. Elevator as a vertical transport, the role is also growing. The elevator is the equipment for the high-rise building transportation service, it has the advantages of fast transportation, safe and reliable, simple operation. Relay control is one of the most traditional c
5、ontrol methods in the elevator industry. Relay control system has many shortcomings, such as: high failure rate, maintenance is not convenient, energy consumption is relatively large, programming and so on. From the demand of people to the elevator, this system has been met the needs of peoples dail
6、y, will gradually be eliminated.In this paper, programmable logic controller (PLC) is applied to the five layer elevator control system. This control method has the advantages of easy programming, Yi Weihu, strong anti-interference, strong security, and so on. Greatly improve the safety, comfort, fl
7、exibility and maintainability, shorten the development cycle of the elevator, while reducing the loss of the elevator. PLC control system as the control mode of the elevator can satisfy peoples reliability, safety, comfort, etc., has become a trend of the development of elevator control system.The a
8、pplication of PLC in the elevator control is mainly reflected in its logical switch control function. Because the PLC has a logic operation, counting and timing and data input and output functions. In the process of elevator control, all kinds of logic switch control and PLC very good combination, v
9、ery good to achieve the control of the elevator. This design in the original elevator control mode, improve the hall call, refers to the layer, layer selection, selection and other functions, than the original control system can be more easy to achieve more complex control tasks. So as to reduce the
10、 energy consumption, improve the efficiency of the elevator, and further enhance the competitiveness of the market.First of all, the design of the five layer of the structure and working principle, the characteristics and functions of the PLC are described in detail. Then according to the input, out
11、put points and storage capacity of the appropriate PLC model, combined with the PLC model and the I/O distribution table to draw the ladder diagram and the wiring diagram, design the instruction program, in order to achieve the elevator control, layer control, and so on. Finally, select the selected
12、 layer to select the function of the instruction program, enter the experimental platform, the experimental results can verify the design is feasible.Key words: programmable controller, elevator, instruction program, control syste目 录1 绪 论1.1 课题的背景、意义随着中国城市化进程的不断深化,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增多,安装电梯的场所越来越多,电梯在人们
13、日常生活中的作用也日趋重要。电梯设置在垂直的两根导轨之间,通过电力拖动的方式,将载有乘客或货物的轿厢做升降运动。所以,电梯是为高层建筑运输服务的设备,它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。继电器控制是电梯产业中最为传统的一种控制方式。继电器控制系统存在很多缺点与不足,如:故障率高、维护不方便、耗能比较大、编程繁琐等缺点。从人们对电梯的需求出发,这种系统己经不能满足人们日常的需求,将逐渐被淘汰。可编程序控制器(PLC)控制系统具有可靠性高、编程和维护方便等主要特性。自20世纪90年代以来,可编程序控制器(PLC)在电梯控制系统中的应用日渐普遍,特别是在我国中小型电梯企业的产品中得到广泛的应
14、用。近年来,在我国的电梯行业中,传统的继电器控制方式基本己经被淘汰,逐渐被PLC控制系统和微控制器数字控制系统所取代。其中,PLC由于编程简单、容易维护、设计和调试周期短、抗干扰能强、可靠性高等优点,被广泛地应用于电梯控制系统中。本课题将可编程序控制器(PLC)应用于五层电梯进行逻辑控制,通过PLC对程序设计,进一步改进了电梯控制功能。大大提高了电梯安全性、舒适感、灵活性与可维护性,缩短了电梯的开发周期,同时降低了电梯的损耗。在原有的电梯控制模式上,完善厅召唤、指层、选层、选向等功能,比原有控制系统可以更容易的实现更为复杂的控制任务。PLC在电梯控制系统中的应用非常广泛,非常有使用价值。1.2
15、 国内研究现状目前,我国电梯行业己经具备了很强的生产能力,不但可以生产出符合国内市场需求的产品,而且部分产品己经走出国门进入国际市场。经过多年的改革与发展,涌现出了江苏江南、巨人通力、苏州帝奥、申龙、宁波宏大等一大批国内优秀的电梯品牌。以国际先进技术为标准,国内电梯企业坚持“科学发展、科学创新”的原则,努力拼搏、顽强奋进,在无机房电梯、远程监控、绿色电梯等新技术和新产品中取得了卓越的成绩,部分技术己经达到了国际先进水平,得到了国内外广大用户的一致好评。目前,继电器控制、PLC控制和微型计算机控制是电梯主要的三种控制方式。电梯技术的飞速发展,主要取决于国内电梯企业对技术发展的重视程度,在电梯技术
16、的革新、电梯工艺的修善上投入了大量的人力、物力。继电器控制系统是以前电梯企业主要采用的一种电梯控制系统,随着技术的革新换代,人们对生活水平的要求越来越高,开始考虑电梯的安全性、舒适性、快速性,继电器控制己经不能满足人们的生活需求。随着电子技术不断发展提高,PLC控制系统作为一种可编辑的数字运算电子装置,开始出现在电梯控制系统中,由于此系统具有安全稳定、灵活实用、易操作、低能耗等一系列优点,得到大力推广与发展,己经逐渐开始替代继电器控制,成为电梯控制技术的主流。1.3论文的主要内容和章节安排本设计把握当今电梯控制系统的发展趋势,通过文献查阅、调查研究、实验论证等方式方法,对五层电梯PLC控制系统
17、进行了研究、分析、总结与设计。在设计的过程中,对五层电梯的硬件、PLC情况进行学习与研究,全面掌握电梯构造、PLC的特性与功能。然后,分析电梯的控制策略,根据设计计算出I/O点数,并确定所选PLC机型。接着进行程序设计,写出控制系统I/O分配表、输入输出端子接线图、梯形图、流程图等。最后编写出实验验证程序,并进行实验验证。本论文共分为七章:第一章,介绍本文的研究背景、研究意义与目的。第二章,从电梯的起源与发展、国内外现状、结构、分类、以及电梯控制相关要求出发进行阐述,对电梯知识进行全面了解。从PLC的起源与发展、结构、分类、特点、工作原理、发展趋势等方面全面介绍了PLC相关情况。第三章,从PL
18、C控制系统设计总体原则、设计步骤、主要内容、编程语言类型等方面出发,详细介绍了PLC控制系统的总体设计。第四章,主要阐述了电梯控制系统硬件的选型,选择并确定合适的PLC、变频器机型做为本次5层电梯控制系统的主要配件。第五章,根据电梯控制要求,对电梯PLC控制系统的设计与实现系统程序进行设计,编辑系统指令程序,并绘制安装图、梯形图等。第六章,主要介绍了电梯PLC控制系统的实现,并选取五层电梯中选层选向功能的指令程序在实验室进行调试,以验证设计的可行性。第七章,总结研究成果与本文存在的不足之处,并对未来电梯控制系统的发展趋势进行展望。2 电梯与PLC的概述2.1 电梯与PLC的起源与发展2.1.1
19、 电梯的起源与发展电梯作为垂直运输工具,被广泛的应用在人们的口常生活中。追溯到公元前2800年前,电梯的前身机械升降机作为一种运输设备便己经应用到金字塔的建造中。伟大科学家阿基米德于公元前236年,设计出了被人们称为现代电梯鼻祖的人力驱动的卷筒式卷扬机。亨利沃特曼于1850年,在美国纽约市设计出了世界上第一台以蒸汽机为动力的卷扬机。1952年,世界上第一台具有安全装置的升降梯由美国人奥的斯发明设计,并由此拉开了广泛使用升降梯的序幕。随着经济社会的迅猛发展,科学技术日新月异,在蒸汽电梯发明不久,水压梯、油压汞和控制阀的液压梯等升降梯新技术相继出现。直至1889年,世界上第一台以电力为动力的卷筒式
20、驱动梯由美国奥的斯公司在纽约发明。由此,电梯作为一种新颖的升降工具开始走进人类的生活,并得到了不断的发展。为了提高电梯的安全性、舒适性、高效性,人们通过不断技术改造与创新,开发出了日趋完善的电梯新技术。1892年,发明了用电动机励磁场来调速的电动机发电机电力驱动系统;1900年,交流感应电动机应用于电梯驱动,从而简化了传动系统;1903年,曳引驱动方式、有齿轮高速电梯得到运用,成为现代电梯的前身;1949年,电子技术开始运用到电梯控制技术中,使电梯发展得到了空前地发展。70年代,数字化电路开始运用于电梯控制中,从而进一步提高了电梯运行的稳定性与精确性。80年代,微机和数字调节技术日益完善,脉宽
21、调节技术开始使用,进而完善了速度调节功能。90年代,调压调频拖动系统大量运用于电梯控制系统。目前,PLC控制系统正成为一种潮流被广泛运用在电梯控制系统中,为电梯不断发展、进步继续谱写着新的历史篇章。2.1.2 PLC的起源与发展1968年,通用汽车公司(GM)提出要研制一种能集计算机、继电器控制系统各自的优点的新型控制设备的设想。1969年,美国数字设备公司(DEC)把设想转换为现实,把研制成功的可编程序控制器PDP一14试用在汽车自动装配线上14。1971年,日本从美国引进了这项新技术,并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器CS-8。1973 -1974年德国和法国也研制出了可编程序控制器
22、。1977年我国研制成功了自己的可编程序逻辑控制器。目前可编程序控制器己经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。这项新技术的成功使用,在工业界产生了巨大影响。从第一台PLC诞生以来,PLC的发展经历了五个重要时期。从1969年到20世纪70年代初期。CPU由小规模集成电路组成,存储器为磁芯存储器,控制功能比较简单,仅仅是继电接触器的替代产品。从20世纪70年代初期到20世纪70年代末期。采用CPU微处理器,存储器采用了半导体存储器,实现了模拟量控制,软件上开发自诊断程序,PLC的可靠性提高,产品实现了系列化,PLC的应用范围扩大。从20世纪70年代末期到20世纪80年代中期。大规模
23、集成电路推动了PLC的发展。CPU采用了8到16位微处理器,数据处理能力和速度提高,PLC开始具备了通讯能力,软件上开发了梯形图语言和语句表语言,发达国家多种工业控制开始使用PLC。20世纪80年代中期到20世纪90年代中期。超大规模集成电路使PLC完全计算机化。CPU开始采用32位微处理器,数学运算和数据处理能力大大提高,增加了运动控制,PID控制。联网能力加强,PLC向标准化,系列化发展。20世纪90年代中期至今。主要特点:CPU使用16位和32位微处理器,运算速度更快,具有大批量数据处理能力,出现了智能化模块,可以对各种复杂系统进行控制。编程语言除了梯形图和语句表语言之外,还增加了高级语
24、言。2.2 电梯的分类与构造2.2.1 电梯的分类电梯的品种繁多,根据电梯的不同用途设置了功能多样的电梯,主要分为以下几类:以电梯的速度作为分类标准:把低于1.00m/s速度的电梯称为低速电梯、把速度在1.002.00m/s的电梯称为中速电梯、把速度大于2.00m/s的电梯称为高速电梯、把速度超过2.00m/s的电梯称为超高速梯。以电梯的用途作为分类标准:客运电梯、货运电梯、观光电梯、矿井电梯、车辆电、船舶电梯、医用电梯等。以电梯的驱动方式作为分类标准:用交流感应电动机作为驱动力的交流电梯、用直流电动机作为驱动力的直流电梯、用螺母旋转作为驱动力的螺杆式电梯、用电动泵驱动液体流动作为驱动力的液压
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