三菱PLC的三层电梯控制系统设计精编版.docx
《三菱PLC的三层电梯控制系统设计精编版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三菱PLC的三层电梯控制系统设计精编版.docx(69页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、基于PLC的三层电梯控制系统设计目录摘要1第1章电梯概述31.1引言31.2电梯的发展简史31.3电梯的基本结构 31.4电梯的分类5第2章 可编程控制器简介62.1 PLC的结构及各部分的作用62.2 PLC的工作原理72.3 PLC的编程语言82.4 PLC基本指令 82.5梯形图设计规则11第3章三层电梯PLC控制系统设计123.1电梯的控制要求123.2三层电梯主电路 123.3输入输出点数分配 123.4 PLC外围接线图133.5功能指令表概述 143.6程序分析153.7三层电梯梯形图程序 19结束语29参考文献摘 要电梯是高层建筑不可缺少的运输工具,用于垂直运送乘客和货物,传
2、统的电梯控制系统主要采用继电器-接触器进行控制,其缺点是触点 多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用PLC组成的控 制系统可以很好地解决上述问题。本论文通过讨论电梯控制系统的组成,阐述可编程控制器(PLC)在 电梯控制中的应用,采用三菱PLC编程的程序控制方式,提出了三 层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成,列出了具 体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成 框图和程序流程图,在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上,提出 了 PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案。采用本 方案实现电梯控制,能够解决继电器一一接触器触点多,故障率高、 可靠性差
3、、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。使电 梯运行更加安全、方便、舒适。关键词:电梯、PLC、梯形图AbstractElevator, the necessary transportation tool for tall buildings, is used for transferring passengers and commodities vertically. Most traditional elevator control system adopts relay- contacting machine as its central director. But this s
4、ystem has so many disadvantages such as too many contacting points, high fault rate, heavy repairing work and so on. So if it was replaced by the control system equipped with PLC, the problems will be solved much more easily.This essay explains the application of PLC (Mitsubushi PLC) on elevator, by
5、 discussing the construction of elevator control system. It also illustrates the general design project, the design process and construction of the PLC control system for three-story buildings, listing the specific main circuit, trapezia control chart of elevator and repertoires. It also shows the c
6、onstruction of frame chart of the system and process flow chart. Thus the programming method of PLC is brought forward on the basis of analyzing and dealing with the logic relationship of random signs. It also designed a complicated elevator control system. If the project can be accepted, it can sol
7、ve the problems which can be brought by relay, such as too many contacting points, high fault rate, low reliability, long installation and debugging time, heavy repairing work, complex connection and so on.第1章电梯概述1.1引言随着城市建设的不断发展,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增多, 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。它是采用电力拖动方式,将载有乘客或货
8、物的轿厢,运行于垂 直方向的两根刚性导轨之间,运送乘客和货物的固定式提升设备。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。但传统的电梯控制系统主要采用继电器-接触 器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大 等,而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题,使电梯 运行更加安全、方便、舒适。目前电梯的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 用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说
9、, 这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高,程序设计方便灵活。1.2电梯的发展简史据国外有关资料介绍,公元前2800年在古代埃及,为了建筑当时的 金字塔,曾使用过由人力驱动的升降机械。公元1765年瓦特发明了 蒸气机之后,1858年美国研制以蒸气为动力,并通过皮带传动和蜗 轮减速装置驱动的电梯,1878年英国的阿姆斯特发明了水压梯,并 随着水压梯的发展淘汰了蒸气梯,后来又出现了采用液压泵的控制阀 以及直接柱塞式和侧柱塞式结构的液压梯,这种液压梯至今仍为人们 所采用。18世纪末发明了电机,特别是交流双速电动机的出现,显 著改善了电梯的工作性能。在20世纪初,美国OTIS电梯公司首先 使用直流
10、电动机作为动力,生产出以槽轮式驱动的直流电梯。从此以 后,电梯这个产品,一直在日新月异的发展着。目前的电梯产品,不 但规格品种多,自动化程度高,而且安全可靠,乘坐舒适。1.3电梯是机电合一的大型复杂产品,机械部分相当于人的躯体,电器 部分相当于人的神经.机与电的高度合一,使电梯成了现代科学技术的 综和产品.对于电梯的结构而言,传统的方法是分为机械部分和电气部 分,但以功能系统来描述,则更能反映电梯的特点.下面简单介绍电梯 机械部分的结构,而我们的主要目的是怎样来控制它.1.3.1.曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力,使电梯运行.曳引系统主要由曳引钢丝绳,导向轮,反绳轮组成.1.3.2
11、.导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢 和对重只能沿着导轨作升降运动.导向系统主要由导轨,导靴和导轨架组成.1.3.3.轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件,是电梯的工作部分.轿厢由轿厢架和轿厢体组成.1.3.4门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口.门系统由轿厢门,层门,开门机,门锁装置组成.1.3.5重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中能使轿厢 与对重间的重量差保持在限额之内,保证电梯的曳引传动正常.系统主要由对重和重量补偿装置组成.1.3.6电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力,实行电梯速度控制.电力拖动系统由曳引电动机,供电系统
12、,速度反馈装置,电动机调 速装置等组成.1.3.7电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制.电气控制系统主要由操纵装置,位置显示装置,控制屏(柜),平层 装置,选层器等组成.1.3.8安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生.由限速器,安全钳,缓冲器,端站保护装置组成.1.4电梯的分类:1.41按用途分:(1) 客梯代号K为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置.(2) 货梯 代号H为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必 备的安全装置.(3) 客货梯 代号L主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与客 梯的区别在于轿厢内部装饰结构不同.(4) 病床电梯
13、代号B为运送病床而设计的电梯,具有轿厢长而窄的特点.(5) 住宅电梯代号Z供住宅楼使用的电梯,一般采用下集选控制 方式,轿厢内部装饰较简单.(6) 杂物电梯代号W供图书馆,办公楼,饭店运送图书,文件,食 品等.不容许人员进入电梯,结构简单,无乘人必备的安全装置.(7) 船舶电梯 代号C用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常 工作.(8) 观光电梯 代号G轿厢壁透明供乘客观光之用.(9) 还有一些专用电梯.(略)1.42按速度分:低速电梯 速度不大于1米/秒的电梯.(2) 快速电梯 速度大于1米/秒,低于2米/秒的电梯.(3) 高速电梯 速度在2米/秒以上的电梯.1.43按拖动方式分:(1) 交流
14、电梯 曳引电动机是交流电机.当电机是单速时,称为交流单速电梯当电机是双速时,称为交流双速电梯当电机具有调压调速装置时,称为交流调速电梯.当电机具有调压调频调速装置时,称为变频调速电梯.(2) 直流电梯 曳引电动机是直流电机分为直流有齿和直流无齿电梯.(3) 液压电梯 靠液压传动的电梯,分为柱塞直顶式和柱塞侧置式.(4) 齿轮齿条式电梯(一般为工程电梯).14.4按控制方式分:(1) 手柄操纵控制电梯由司机操纵轿厢内的手柄开关,实行轿厢 运行控制的电梯.(2) 按钮控制电梯具有简单的自动控制方式的电梯,具有自动平 层功能.(3) 信号控制电梯自动控制程度较高的有司机电梯.具有自动平 层,自动开门
15、,轿厢命令登记,厅外召唤登记,自动停层,顺向截停和自动 换向等功能.集选控制电梯 高度自动控制的电梯,可无司机驾驶,除信号 控制电梯的功能外,还具有自动掌握停站时间,自动应召服务,自动换 向应答反向厅外召唤等功能.(5) 下集选控制电梯 只有在电梯下行时才能被截停的集选控制 电梯.(6) 并联控制电梯 几台电梯被联在一起控制.共用厅门外召唤信 号的电梯.具有集选功能.(7) 梯群程序控制电梯 多台集中排列,共用厅外召唤按钮,按规 定程序集中调度和控制的电梯.(8) 梯群智能控制电梯由电脑根据客流情况,自动选择最佳运行 方式的集群控制电梯.第2章 可编程控制器简介2.1电梯PLC控制系统2.1.
16、1可编程控制器的结构及各部分的作用PLC内部主要由主机、输入/输出接口、电源、编程器、扩展接口 和外部设备接口等几部分组成。2.1.2主机主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和 用户程序及数据存储器CPU是PLC的核心,一切逻辑运算及判断都是由其完成的,并控 制所有其它部件的操作。它就是我们常说的电脑芯片。(1) 运行用户程序。(2) 监控输入/输出接口状态。(3) 作出逻辑判断和进行数据处理内部存储器有两类:一类是系统程序存储器,另一类是用户程序及数据存储器系统程序存储器:主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序。系统程序已由厂家固定,用户不能更改。用户程序及数据存
17、储器:主要存放用户编制的应用程序及各种 暂存数据、中间结果。2.1.3输入/输出(I/O)接口输入接口用于接收输入设备(如:按钮、行程开关、传感器等) 的控制信号。输出接口用于将经主机处理过的结果通过输出电路去驱动输出 设备(如:接触器、电磁阀、指示灯等)。2.1.4电源电源指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配 备的直流开关稳压电源2.1.5编程器编程器是PLC很重要的外部设备,它主要由键盘、显示器组 成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLC常用 简易编程器, 大、中型PLC多用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并 送入PLC程序存储器。利用编程 器可检查、修改、调试用户
18、程序 和在线监视PLC工作状 况。现在许多PLC采用和计算机联接, 并利用专用的工具软件进行编程或监控。2.1.5.输入输出扩展接口I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数扩展单元与基 本单元(即主机)联接在一起。2.1.6外部设备接口此接口可将编程器、打印机、条形码扫描仪等外部设备与主机相 连。2.2可编程控制器的工作原理PLC采用“顺序扫描、不断循环”的工作方式,这个过程可分为 输入采样,程序执行、输出刷新三个阶段,整个过程扫描并执行一 次所需的时间称为扫描周期。2.2.1输入采样阶段PLC在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状 态或输入数据,并将此状态存入输入状态寄存
19、器,即输入刷新。接着 转入程序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状态发生变化,输入 状态寄存器的内容也不会改变,只有在下一个扫描周期的输入处理阶 段才能被读入。2.2.2程序执行阶段PLC在执行阶段,按先左后右,先上后下的步序,执行程序指令。 其过程如下:从输入状态寄存器和其它元件 状态寄存器中读出有关 元件的通/断状态,并根据用户程序进行逻辑运算,运算结果再存 入有关的状态寄存器中。2.2.3输出刷新阶段在所有指令执行完毕后,将各物理继电器对应的输出状态寄存器的通 /断状态,在输出刷新阶段转存到输出寄存器,去 控制各物理继电 器的通/断,这才是PLC的实际输出。由PLC的工作过程可见,在PL
20、C的程序执行阶段,即使输入发 生了变化,输入状态寄存器的内容也不会立即改变,要 等到下一个 周期输入处理阶段才能改变。暂存在输出状态寄存器中的输出信号, 等到一个循环周期结束,CPU集中将这些输出信号全部输出给输 出锁存器,这才成为实际的CPU输出。因此全部输入、输出状态的 改变就需要一个扫描周期,换言之,输入、输出的状态保持一个扫 描周期。2.2.4可编程控制器的主要技术性能1. I/O点数 指PLC外部输入和输出端子数。2. 用户程序存储容量 用来衡量PLC所能存储用户程序的多少。3. 扫描速度 指扫描1000步用户程序所需的时间,以ms/千 步为单位。4. 指令系统条数指PLC具有的基本
21、指令和高级指令的种类和 数量。种类数量越多,软件功能越强。5. 编程元件的种类和数量 编程元件指:输入继电器、输出继电 器、辅助继电器、定时器、计数器、通用“字”寄存器、数据寄存 器及特殊功能继电器等。其种类和数量是衡量PLC的一个指标。图2.4 FP1C24编程元件的表示形 式编号范围2.3编程语言的形式本教材采用最常用的两种编程语言,一是梯形图,二是助记符语 言表。采用梯形图编程,因为它直观易懂,但需要一台个人计算机及 相应的编程软件;采用助记符形式便于实验,因为它只需要一台简易 编程器,而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。虽然一些高档的PLC还具有与计算机兼容的C语言BASIC语言、
22、 专用的高级语言(如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP), 还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样, 各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。编程指令:指令是PLC被告知要做什么,以及怎样去做的代码 或符号。从本质上讲,指令只是一些二进制代码,这点PLC与普通 的计算机是完全相同的。同时PLC也有编译系统,它可以把一些文 字符号或图形符号编译成机器码,所以用户看到的PLC指令一般不 是机器码而是文字代码,或图形符号。常用的助记符语句用英文文字 (可用多国文字)的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图,它类似于电气原理图是符号,易为电气工作人员所接受。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 三菱 PLC 三层 电梯 控制系统 设计 精编
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4931152.html