基于plc的电梯联锁控制系统毕业论文-文库吧

【正文】 叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及 PLC 电路等组成的。平 层 感 应 器 平 层 拖 动 减 速 信 号减 速启 动定 向 平 层轿 内 指 令厅 内 召 唤楼 层 信 号 位 置 信 号指 层 图31 电梯控制原理图 电梯控制要求电梯的安全运行有以下一些主要控制要求：武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书6 电梯位置的确定与显示轿厢中的乘客及门厅中等待电梯的人都需要知道电梯的位置，因而轿厢及门厅中都设有以楼层标志的电梯位置。但这还不够，电梯的运行还需要更加准确的电梯位置信号，以满足制动停车等控制的需要。传统电梯的位置信号一般由设在井道中的位置开关，如磁感应器提供，当轿厢上设置的隔磁板插入感应器时，发出位置信号，并启动楼层指示(见图 32，右图)。 轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号司机及乘客可按下轿厢内操控盘上的选层按钮选定电梯运行的目的楼层，此为内选信号。按钮按下后，该信号应被记忆并使相应的指示灯点亮。在门厅等候电梯的乘客可以按门厅的上行或下行召唤信号，此为外唤信号。该信号也需记忆并点亮门厅的上行或下行指示灯，这些保持信号在要求得到满足时应能自动消号 [1]。 电梯自动运行时的信号响应电梯自动运行时应根据内选及外唤信号，决定电梯的运行方向及在哪些站点停站。一般情况下电梯按先上后下的原则安排运送乘客的次序，而且规定在运行方向确定之后，不响应中途的反向呼唤要求，直到到达本方向的最远站点才开始返程。 轿厢的启动与运行轿厢在运行方向确定，轿厢门已关好时启动运行，运行的初始阶段是加速运行阶段，其后是稳定运行阶段。 轿厢的平层与停车轿厢运行后需确定在哪一层站停车，平层即是指停车时，轿厢的底与门厅“地平面”应相平齐，一般有具体的平层误差规定，如平层时两平面相差不得超过5mm。平层停车过程需在轿厢底面与停车楼面相平之前开始，先是减速，再是制动，以满足平层的准确性及乘客的舒适感。传统电梯的平层开始信号由平武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书7层感应器发出。如图 32 所示，上平层感应器 KR6 及下平层感应器 KR7 装在轿厢顶部，隔磁板安装在井道壁上。上行时，KR6 首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至 KR7 插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号，电动机停转，抱闸抱死；下行时KR7 首先插入隔磁铁板，发出减速信号，电梯开始减速，至 KR6 插入隔磁铁板时，发出开门及停车信号。 安全保护电梯的安全保护很多，如前边提到的冲顶与蹲底，断钢丝绳，轿厢内人员的跌落、逃生等保护，还有消防运行等多项。除了控制要求以外，电梯常见的工程问题还涉及电梯的拖动设备及拖动控制方式:电梯的提升机构，齿轮曳引机主要由驱动电动机、电磁制动器（也称电磁抱闸）、减速器及曳引轮组成。驱动电机可以是直流电动机也可以是交流电动机。为了满足电梯运行过程中速度变化的要求，在应用变频器前，电梯交流拖动多使用多绕组变速电机，变频器诞生以来，已有越来越多的电梯采用变频驱动。采用变速电机时，电机的正反向运转使用接触器换相，启动调速采取改变电机绕组及切换电机绕组中所串电阻实现。采用变频调速时，电机换向及变速都通过变频器控制端子实现。在这两种拖动方式中，电磁抱闸都是很重要的，它是电机制动的主要设备，抱闸要求有足够的制动力，抱闸一般在通电时打开，断电时闸死。电梯还有一些高层次的性能指标，如电机加减速曲线控制及高准确度的平层控制要求等，前者涉及电梯运行过程中的加速度大小，关系到乘客的舒适感，后者涉及乘客数量变化对准确平层的影响。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯使用继电接触器控制的时代，很难生产出质量优良的电梯，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的幸间。随着 PLC 应用技术的不断发展，它已经成为电梯运行中的关键技术。 PLC 控制系统的设计分析为了应用 PLC 实现对系统的预期控制，就必须对控制系统进行深入的分析与研究，根据系统的控制要求提出有效的总体控制方案与设计，在本节中主要介绍 PLC 控制系统的设计原则与控制模式的确定，下面根据近年来 PLC 的应用与发展情况对此加以简单的介绍。 PLC控制系统的设计基本原则武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书8设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则：（1）PLC 的选择除了应满足技术指标的要求之外，特别应指出的是还应重点考虑该公司的产品的技术支持与售后服务的情况，一般应选择在国内特别是在所设计系统本地有着较为方便的技术服务机构或较有实力的代理机构的公司产品，同时应尽量选择主流机型。（2）最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（3）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。（4）保证控制系统的安全、可靠。（5）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择 PLC 容量时，应适当留有裕量 [2]。当然对于不同的用户要求的侧重点有所不同，设计的原则应有所区别，如果以提高产品产量和安全为目标，则应将系统可靠放在设计的重点，甚至考虑采用冗余控制系统：如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化。 PLC控制系统的设计的主要内容PLC 控制系统是由 PLC 与用户输入、输入设备连接而成的，用以完成预期的控制目的与相应的控制要求。因比，PLC 控制系统设计的基本内容应包括：（1）根据生产设备或生产过程的工艺要求，以及所提出的各项控制指标与经济预算，首先进行系统的总体设计。（2）根据控制要求基本确定数字 I/O 点和模拟量通道数，进行 I/O 点初步分配，绘制 I/O 使用资源图。（3）进行 PLC 系统配置设计，主要为 PLC 的选择。PLC 是 PLC 控制系统的核心部件，正确选择 PLC 对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC，应包括机型的选择、容量的选择、I/O 模块的选择、电源模块的选择等。（4）选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)，以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)，这些设备属于一般的电器元件。（5）设计控制程序。在深入了解与掌握控制要求与主要控制的基本方式以及应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书9和联锁等方面情况之后。对较复杂的控制系统，可用状态流程图的形式全面地表达出来。必要时还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。程序设计主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编制语句表程序清单。控制程序是控制整个系统工作的条件，是保证系统工作正常，安全、可靠的关键。因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止 [3]。 PLC控制系统程序设计的步骤在对一个控制系统进行设计之前，最重要的工作就是深入了解和分析系统的控制要求，只有这样才可能提出准确的、合理的系统总体设计方案，进而实现各个阶段的设计任务。 PLC 程序设计的主要步骤是：（1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，也可省去这一步。（2）设计梯形图。这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。（3）根据梯形图编制语句表程序清单。（4）用编程器将程序键入到 PLC 的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。（5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。（6）待控制台(柜) 及现场施工完成后，就可以进行联机调试。如不满足要求，再修改程序或检查接线，直到满足要求为止。（7）编制技术文件。（8）交付使用。 电梯 PLC 控制系统的设计电梯控制系统的硬件结构如下图（33）所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器、发光二极管记忆灯电路、调速电路、轿箱开关电路、显示电路及一些其他辅助电路等。武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书10P L C控制器按 钮 电 路 编 码 器楼 层 传 感 器电 梯 其 他 输 入 信 号发 光 二 极 管调 速 电 路显 示 电 路开 关 门 电 路图 33 硬件结构框图 PLC的选择PLC 容量包括两个方面：一是 I/O 的点数，二是用户存储器的容量。（1）I/O 点数的估算：根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后调整和扩充，一般应加上 10%15%的备用量。（2）用户存储器容量的估算：用户应用程序占用多少内存与许多因素(如 I/O。点数、控制要求、运算处理量、程序结构等)有关，存储器容量的选择一般有两种方法：：这种方法可精确地计算出存储器实际使用容量，缺点是要编完程序之后才能计算。：用户可根据控制规模和应用目的，按下面给出的公式进行估算。开关量输入：所需存储器字数=输入点数*10开关量输出：所需存储器字数二输出点 数*39。8武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)说明书11定时器/计数器：所需存储器字数=定时器了计数器数量*2模拟量：通信接口：所需存储器字数=接口个数*300根据存储器的总字数再加上一个备用量。生产企业通常为其每个产品提供一条经验法则公式，可用于对存储容量做近似的估计。这个公式是( 输入点数+ 输出点数)*(2010) 二指令语句数。 PLC规模的估算（1）输入、输出点的估算根据电梯运行系统的调查，电梯控制系统的输入有轿内指令选层按钮、上下行厅召唤指令按钮、上下行防超越开关、上下行换速开关、检修时轿顶轿内上下慢行按钮、轿顶轿内开关门按钮、门安全触板开关、超载开关、应急按钮、直驶按钮以及信号输入等。估计需要 47 个输入点，41 个输出点。考虑在实际安装、调试和应用中，还可能会发现一些估算中未预见的因素，故输出点增加 4 个。（2）存储容量的估算用户程序占用内存的多少与多种因素有关 [4]。例如：输入、输出点的数量和类型，输入、输出量之间关系的复杂程度，需要进行运算的次数，处理量的多少，程序结构的优劣等，都与内存容量有关。因此，在用户程序编写、调试好以前，很难估算出 PLC 所应配置的存储容量。这里只对其进行简单估算即可