毕业设计(论文)PLC控制电梯设计.doc
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1、摘要随着我国经济的高速发展,微电子技术、计算机技术和自动控制技术得到了迅速发展,PLC技术已经进入一个崭新的时代,其应用越来越广。PLC是一种用于自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制,PLC控制一般具有可靠性高、易操作、灵活性强、维修与编程简单等特点。电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具,与人们的生活紧密相关,随着人们对其要求的提高,电梯得到了快速发展,其逻辑控制已经发展到了由PLC代替原来的继电器控制。本文采用PLC对电梯进行控制,通过合理的选择和设计,提高了电梯的控制水平,并改善了电梯运行的舒适感,使电梯达到了较为理想的控制效果。电梯采用PLC控制,用软件实现对电梯运行的自动控制,可
2、靠性大大提高。控制系统结构简单,外部线路简化.另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。关键词:PLC控制电梯舒适感AbstractWith chinas high-speed economic development, micro-electronic technology, computer technology and automatic control technology has been developing rapidly. PLC technology has entered a new era, and their use m
3、ore widely. PLC is a dedicated computer for automatic control, essentially controlled by computer, PLC Control usually have high reliability, easy operation and flexibility, simple maintenance and programming features.As a modern high-rise building elevators, the vertical transport, and are closely
4、related to peoples life. With the requested increase, the elevators have been a period of rapid development, its logic control has been developed by the PLC to replace the relay. This paper PLC for control of the elevator, through the rational choice and design to improve the elevator control levels
5、. improved comfort and lift operations, lift control to achieve the ideal results.Lift PLC control software used to control the operation of elevators, reliability greatly improved. Control system is simple, streamlined external lines. Another control function can be conveniently added or changed. A
6、utomatic fault detection and alarm can also be shown to improve operational safety, and facilitate maintenance.Keywords : PLC elevator control comfort 绪论早期的电梯控制装置由继电器、接触器控制逻辑电路组成,存在功能弱、故障多、寿命短等缺点。目前,已经广泛采用可编程序控制器(PLC)来控制电梯,其性能有很大改善。在硬件上,PLC对元器件、电源、输入输出接口、结构设计等采取了严格措施;在软件上,采用循环扫描、程序语法检查、故障检测与诊断及出错报警、
7、保护数据、封锁输出及自动恢复等措施,使PLC的平均无故障时间达到了10万小时以上,非常适合于电梯的实际应用环境。电梯监控越来越广泛地用于各种环境中,它能使管理人员有效地对电梯设备进行自动检测、优化控制和集成管理,从而达到安全、高效、满足社会需求的目标。随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。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。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的,因此,电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的
8、控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高;而PLC可靠性高,程序设计方便灵活,抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点,所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。目录第一章 电梯的控制特点.4第一节 电梯继电器控制系统的特点及存在问题.4第二节 PLC及在电梯控制中的应用特点.4第
9、二章 电梯设备与电梯发展动态 .6第一节 电梯设备 .6第二节 电梯的发展动态 .6第三章 PLC在电梯控制中的应用.8第一节 电梯的构造及控制要求.8第二节 PLC在感应器定位电梯控制中的应用.10附录A:梯形图.17附录B:指令表.22附录C:PLC特殊软元件与功能指令.28小结.30致谢.31参考文献.32第一章 电梯的控制特点第一节 电梯继电器控制系统的特点及存在问题一电梯继电器控制系统的优点(1)所有控制功能及信号处理均由硬件实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握。(2)系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。(3)大部分电器均为常用控
10、制电器,更换方便,价格较便宜。(4)多年来我国一直生产这类电梯,技术成熟,已形成系列化产品,技术资料图纸齐全,熟悉、掌握的人员较多。二电梯继电器控制系统存在的问题(1)系统触点繁多、接线线路复杂,且触点容易烧坏磨损,造成接触不良,因而故障率较高。(2)普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能,使系统的控制功能不易增加,技术水平难以提高。(3)电磁机构及触点动作速度比较慢,机械和电磁惯性大,系统控制精度难以提高。(4)系统结构庞大,能耗较高,机械动作噪音大。(5)由于线路复杂,易出现故障,因而保养维修工作量大,费用高;而且检查故障困难,费时费工。电梯继电器控制系统故障率高,大大降低了电
11、梯的可靠性和安全性,经常造成停梯,给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底,不但会造成电梯机械部件损坏,还可能出现人身事故。第二节 PLC及在电梯控制中的应用特点一PLC的特点PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样,以通用或专用CPU作为字处理器,实现通道(字)的运算和数据存储,另外还有位处理器(布尔处理器),进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。(1)可靠性:对可维修的产品,可靠性包括产品的有效性和可维修性。A. PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件,它的接线大大减少,与此
12、同时,系统的维修简单,维修时间短。B. PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计,例如,冗余设计,断电保护,故障诊断和信息保护及恢复等,提高了MTBF,降低了ml TR使可靠性提高。C. PLC有较高的易操作性,它具有编程简单,操作方便,维修容易等特点,一般不易发生操作的错误。D. PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言,编程出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。E.在PLC的硬件方面,采用了一系列提高可靠性的措施。例如,采用可靠性的元件:采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽
13、、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。F. PLC的软件方面,也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如,采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。(2)易操作性,PLC的易操作性表现在下列几个方面:A、操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示,对大中型的PLC,编程器采用了CRT屏幕显示,因此,程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。B、编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术
14、人员来说,由于梯形图与电气原理图较为接近,容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时,十分有助于编程人员的编程。C、维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快的找到故障的部位,以便维修。(3)灵活性,PLC的灵活性表现在以下几个方面:A.编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。B.扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同,即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。C.操作的灵活性。操
15、作十分灵活方便,监视和控制变得十分容易。二PLC控制电梯的优点(1)在电梯控制中采用了PLC,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠性大大提高。(2)去掉了选层器及大部分继电器,控制系统结构简单,外部线路简化。(3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能。(4)PLC可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。(5)用于群控调配和管理,并提高电梯运行效率。(6)更改控制方案时不需改动硬件接线。第二章 电梯设备与电梯发展动态第一节 电梯设备一电梯的分类电梯的分类有各式各样:(1)按用途分类有客梯、货梯、医用梯等(2)按速度分类 低速电梯 1 m/s以下中速电梯 1
16、m/s-2m/s高速电梯 2m/s以上超高速电梯 4m/s以上(3)按驱动电源分类 交流电梯 速度一般小于2m/s直流电梯 速度一般大于2m/s(4)按控制方式分类 有/无司机控制、群控、有层间控制、简易集选控制、集选控制等第二节 电梯的发展动态随着现代建筑的发展,日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志,作为高层建筑的垂直运载工具电梯得到了快速发展。一电梯技术发展概况(1)电梯的速度要求越来越快,高速、超高速电梯的数量愈来愈多。(2)电梯的拖动技术有了较大的发展,直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代,液压电梯由于运行平稳,机房位置灵活等特点,使得在低楼层场合得到愈来愈广
17、泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展,己由以前的变级调速(AC-VP)发展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-VVV F),使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求,电梯的舒适感大为改善。(3)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制(PLC)和微机控制,控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等,电梯可靠性得到很大提高。(4)电梯的管理功能不断加强,电梯广泛采用微机控制技术,不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。(5)智能群控管理得到广泛应用。(6)机械传动方面,由于国际上机械加工水平
18、的不断提高,使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛,已使电梯的传动形式多样化。二电梯发展展望(1)结构不断紧凑化,体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展,电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时,无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。(2)技术含量更高,性能更好电梯行业技术发展非常迅速,几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VV VF电梯,如今已成为电梯行业的标准配置,因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点,所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性,将来很有可能取代VV
19、VF技术。另外,网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。(3)安装更方便、更快捷高效、安全、可重复使用的无脚手架安装,将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的开发、应用,电梯的硬件系统给安装带来更大的方便,使电梯安装更快、效率更高。此外,电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保安全、环保、节能、舒适,也将是未来电梯的重要发展方向。第三章 PLC在电梯控制中的应用第一节 电梯的构造及控制要求一、电梯的构造电梯是一种特殊的起重运输设备,由轿厢及配重、拖动电动机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货的部分,配重是为了
20、改变电梯电动机负载的特性以提高电梯安全性而设置的。图3-1是电梯拖动系统示意图,图中可见电梯的轿厢及配重分系在钢丝绳的两端,钢丝绳跨挂在曳引轮上,曳引轮经减速机构由电动机拖动,形成轿厢的上下运动。井道指建筑物中用于安装电梯并提供电梯运行的通道,轿厢及配重都是在井道中运行的。井道在各楼层都设有门厅几呼梯设备。门厅有门厅门,厅门顶部装有层楼指示器,用于指示电梯的运行方向及电梯所在的位置。厅门里还设有呼梯盒,用于在每层站召唤电梯,呼梯盒常安装在厅门外离地面1M左右的墙壁上,基站和顶站只有一个按钮中间层站有上呼下呼两个按钮,按钮下带有呼梯记忆灯。基站的呼梯盒上还设有钥匙开关,供司机开关电梯。为了实现轿
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