PLC课程设计--基于PLC控制的四层电梯设计.doc
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1、 2009/2010学年第二学期PLC应用技术 课程设计任务书指导教师: 班级:自动化0741、2班 地点:课程设计题目: 基于PLC控制的四层电梯设计一、 课程设计目的本课程设计的目的在于培养学生运用已学的PLC控制技术的基础知识和基本理论,加以综合运用,进行PLC控制系统设计的初等训练,掌握运用PLC进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤,为从事PLC相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。二、 课程设计内容(包括技术指标)电梯是我们日常生活中经常看到用到的必不可少的工具,科技如此发达的今天,稍微高点的楼都需要装电梯,虽然很普遍,但是对于它的原理还需要我们的不断探索。下面简略介绍
2、下我们的设计方案:I/O分配表输入IO口输入地址输出IO口输出地址一楼行程开关0.02门电机开10.00二楼行程开关0.03门电机关10.01三楼行程开关0.04三层显示10.02四楼行程开关0.05四层显示10.03一层内呼0.06一层内呼显示10.04二层内呼0.07二层内呼显示10.05三层内呼0.08三层内呼显示10.06四层内呼0.09四层内呼显示10.07外部一层上呼1.00外部一层上呼显示11.00外部二层上呼1.01外部二层上呼显示11.01外部二层下呼1.02外部二层下呼显示11.02外部三层上呼1.03外部三层上呼显示11.03外部三层下呼1.04外部三层下呼显示11.04
3、外部四层下呼1.05外部四层下呼显示11.05开门开关1.06一层显示11.06关门开关1.07二层显示11.07开门限位1.08关门限位1.09总开1.10总关1.11电梯实现的功能:电梯外:1)一楼只有上行按钮,四楼只有下行按钮。二楼三楼既可以上行,也可以下行。2)在乘梯楼层电梯入口处,根据自己上行或下行的需要,按上方向或下方向箭头按钮,只要按钮上的灯亮,就说明你的呼叫已被记录,只要等待电梯到来即可。3)如果电梯在上行过程中,不立即响应下行的请求,当上行请求执行完后,才响应。在下行过程中,不立即响应上行请求,当执行完下行后,再回去执行上行.4)当超过1000千克时,电梯自动报警,门常开,直
4、到恢复到允许范围时门关上,电梯恢复正常。5) 当门在关上的过程中,防止夹到人。有两种方案:a)门上的感应器若是感应到有物体介入,门自动打开。b)门上装有相当灵敏的开关,当夹到物体是,门自动打开。6) 电梯到达顶层或底层时,自动停止并改变方向7) 每层楼都显示当前电梯的位置电梯内,:1) 电梯到达开门后,进入电梯后,根据你需要到达的楼层,按下电梯内操纵盘上相应的数字按钮。同样,只要该按钮灯亮,则说明你的选层已被记录;此时不用进行其他任何操作,只要等电梯到达你的目的层停靠即可。2) 当按下对应的楼层,如果还有大于一楼的行程,可以将它按灭。小于一层楼的行程则不能取消本操作。3) 当快达到目的地的时候
5、电机减速,平稳停住。4) 当电梯在空闲时,如果有多层同时被按下,则通过判断,按按下先后顺序执行,如果上行的有多个,按高低远近依次执行。5) 电梯运行过程中,电梯未到达某一楼层时,开门的按钮无效。6) 当没有人使用电梯时,半分钟内,电梯进入节能状态。7) 当电梯出现异常时,按报警按钮,可以请求帮助。8) 当按下关门按钮,延时5秒后响应。9) 电梯上行过程中,按下低于现楼层的按钮,电梯将延时执行,当将现行请求响应完后再予以判断执行。10) 电梯上行过程中,若刚到达某一楼层,而电梯外也正好有人在这一楼层按上行按钮,电梯不立即执行,当现行操作完成后再予以执行。11) 当电梯出现异常,电梯里的灯熄灭,可
6、按下应急灯提供照明。12) 可以为紧急情况设置电梯门保持一定延时开着优先级设置:1) 当电梯里有人的情况下,电梯人里人的要求处于最高优先级,根据电梯里人的要求顺路适当的满足电梯外等候执行的请求。2) 如果电梯在上行过程中,不立即响应下行的请求,当上行请求执行完后,才响应。在下行过程中,不立即响应上行请求,当执行完下行后,再回去执行上行3) 当电梯在空闲时,如果有多层同时被按下,则通过判断,上行下行按按下先后顺序执行,如果上行的有多个,按高低远近依次执行。三、 课程设计原则1、尽可能地满足被控对象的控制要求;2、在满足控制的前提下,力求使控制系统简单、经济;3、保证控制系统安全可靠;4、考虑到被
7、控对象的改进,在选择PLC的I/O数量时,应适当留有余量;四、 课程设计步骤1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究,明确设计任务:2、选择和确定I/O端口:3、确定系统整体设计方案,选择PLC型号;4、控制系统的硬件设计(1)主电路的设计;(2)确定出输入、输出信号,画出PLC的I/O接线图;5、控制系统的软件设计(1)首先分别设计出电梯各部分的控制软件梯形图;(2)整体控制软件梯形图设计;6、联机调试;7、完成课程设计报告。五、 时间安排1、布置任务、确定课题 2天2、查资料 1天3、设计程序 2天4、系统调试 3天5、调试验收 1天6、完成设计报告 2天六、 基本要求(一)课程设计报告1
8、控制流程图一张(A4)2控制系统硬件设计图一张;(A4)3控制系统软件梯形图一张;(A4)4设计说明书一份,包括以下内容1) 写出设计计划和基本步骤。2) 写出控制要求并画出设计流程图。3) 画出I/O分配表和I/O接线图。4) 画出具体设计的梯形图,并加以注释。5) 写出调试过程和结果。6) 写课程设计小结。(二)成绩评定标准对学生进行全面考核,重点考核设计图纸、说明书质量;独立思考、独立工作能力,综合运用知识的能力;平时的工作态度及表现;答辩情况。最后按平时表现、报告质量、答辩成绩,其权重分别为0.2、0.4、0.4综合评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级。组长:王璐遥组员:徐建成
9、吴斌辉 郑哲 周应彬 何奇飞 赵伟 王江涛 覃伯超任务分配: 第七组设计任务分配任务一1 查找资料,并做出实地考察,记录电梯实现的功能任务二2 编写程序,要求实现电梯的基本功能任务三3负责程序的输入和调试以及程序的基本修改摘要PLC(可编程控制器)作为一种工业控制微型计算机,它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点,在工业生产过程中得到了广泛的应用。电梯的设计最主要的方面就是曳引系统,以此拖动电梯的上行,下行。其动力提供设备选用电动机。其次优先级的设置方面也有很多方案,选择最合理的。PLC电梯程序设计中最主要的方面是逻辑开关的应用,利用开关的接通和闭合向PLC提出请求,然后PLC进行分
10、析,按优先级顺序响应先后请求。再通过输出控制电梯的升降,以满足需要,这就是电梯的主要构思。关键词PLC;电梯;升降控制 ;电动机;逻辑开关 Abstract PLC (programmable controller) as an industrial control computer programming, with its convenient, simple operation, especially its advantages, such as high controllable in industrial production process has been widely use
11、d. The design of the main elevator is tractive system to drag the uplink and downlink elevator. The power equipment selection motor. Second priority setting also has a lot of, choose the most reasonable. PLC program design of the main elevator is logic of the application, using switch switch to conn
12、ect and closed the request, and PLC PLC, according to analysis of priority order response has requested. Through the output control of elevator fluctuation, in order to meet the needs of the elevator, it is the main idea.key wordsProgrammable Logic Controller;Siemens;Lift control; Motor;Logic switch
13、; 目录1 绪论11.1 电梯的发明过程11.2 电梯的定义与简介11.3 电梯门机拖动系统方案21.4 电梯主拖动方案设计42 电梯控制系统方案设计52.1 电梯上下行请求响应设计72.2电梯门开关控制设计72.3 超重处理82.4 优先级设置83 电梯控制硬件设计83.1 I/O分配表83.2系统硬件选择103.3电梯控制系统硬件结构框图104 系统软件设计114.1系统软件流程图设计104.2系统软件程序设计115 基于CX-P软件调试系统155.1 新建文件155.2 调试环境16总结18参考文献19附录201 绪论电力拖动系统是电梯的动力来源,它驱动电梯部件完成相应的运动。在电梯中主
14、要有如下两个运动:轿厢的升降运动,轿门及厅门的开关运动。轿厢的运动由曳引电动机产生动力,经曳引传动系统进行减速、改变运动形式(将旋转运动改变为直线运动)来实现驱动,其功率在几千瓦到几十千瓦,是电梯的主驱动。轿门及厅门的开与关则由开门电动机产生动力,经开门机构进行减速、改变运动形式来实现驱动,其驱动功率较小(通常在200W以下),是电梯的辅助驱动。1.1 电梯的发明过程电梯进入人们的生活已经150年了。 1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上,命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度,然后发出信号,令助手用利
15、斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是,升降梯并没有坠毁,而是牢牢地固定在半空中奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。“一切安全,先生们。”站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会想到,这就是人类历史上第一部安全升降梯。1.2 电梯的定义与简介一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式,踏步板装在履带上连续运行,俗称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢,运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。如图1-1习惯上不论其驱动方式如何,将电梯作为建筑物内垂直交
16、通运输工具的总称。 近几年来,随着国际社会对环保认识的关注,各大电梯公司现在其电梯表面基本都采用了粉末涂料喷涂,这是一种新型环保无溶剂的涂料,并且各种性能皆优于油漆。 图1-1 电梯1.3 电梯门机拖动系统方案在电梯系统中,为了使其能够正常工作,也为了提高电梯系统的可靠性,一般在电梯系统中都有一些附属装置,电梯门机系统即是其中一个。舒适的电梯系统应该有较短的候梯时间,门运行快捷、安静,使乘客不会觉得候梯和运行时间过长,因此,高效的电梯应该有一个良好的门机驱动系统。 电梯门机系统简介在电梯中,门机系统的主要任务是接收来自上位管理与调度系发送的门机控制信号,驱动门电动机运行,以控制电梯轿厢门和厅门
17、的联动开关。电梯门机系统主要由控制门的电动机、门电动机控制器、门电动机驱动装置、门结构、安全检测系统、大厅内乘客监测系统等组成。下面简单介绍各个组成部分及其速度曲线和运行过程。如图1-2。图1-2 电梯门机运行速度曲线以上简要叙述了电梯门系统的组成和功能。在电梯门系统中,还有一个重要的问题就是门保持时间的选择。因为门的保持时间过长,会影响电梯的运行效率,而保持时间过短又不能保证乘客全部安全的进入轿厢。因此应对门保持时间进行很好的选择:在保证乘客全部安全进出电梯的情况下,尽可能的缩短电梯开关门时间。 门电机拖动设计电梯门机拖动系统作为一个子系统,相对整个电梯系统来说,是不容忽视的。它是电梯系统中
18、动作最频繁,也是直接面对乘客的部分。因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门机控制系统,其设计就显得尤为重要。 门机拖动系统从电流型式上分为直流调速拖动和交流调速拖动两大类,在交流调速拖动中,异步电动机门机调速拖动系统和同步电动机门机调速拖动系统已发展成为占有相当比例的两类调速拖动系统。在交流电网上,因异步电动机具有结构简单,工作可靠、寿命长、成本低,保养维护简单等优点,所以长期以来,在不要求调速的场合,异步电动机占有主导地位,例如风机、水泵、普通机床的驱动中,人们广泛使用交流异步电动机来拖动机械工作。但是,它调速性能差,起动转矩小,过载能力和效率低,并且在这类拖动中,其旋转磁场
19、的产生需从电网吸取无功功率,故功率因数低,轻载时尤甚,这大大增加了线路和电网的损耗,无形中损失了大量电能。当前,电梯门机控制系统主要有由交流电机及其VVVF调速系统构成的, 也有少数由直流电机及其调速系统构成的。这些系统均有其固有的缺陷。除整套系统的成本较高外,前者虽然体积小,寿命长,但控制较复杂,对控制系统中的处理器性能要求较高,而且如果为同步电机,在带载情况下还易出现失步现象。而后者尽管控制简单,但直流电机体积大,维护困难,寿命短,电刷结构带来电磁火花,易形成干扰。这些缺陷在电梯实际运行中就表现为电梯门开关不正常,维护工作量大等困扰操作人员的问题,进一步可造成严重经济损失甚至人身伤害。综上
20、所述,电梯门机是电梯的重要组成部分,是电梯系统中动作最频繁,也是直接面对乘客的部分。因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门机控制系统。为使门机拖动系统满足设计要求,并收到良好的效果,但是也必须适应现实情况,所以本次设计采用三相异步电动机的正转和反转来控制系统的电梯门开关控制。1.4 电梯主拖动方案设计电梯的电力拖动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用。拖动系统的优势直接影响电梯的上行,下行,电机的起动,制动以加减速度,平层精度,乘坐的舒适性等指标。 电梯主拖动系统简介电梯的主拖动系统就是通过三相异步电动机的正转和反转来控制电梯上行和下行的拖动系统。主拖动系统控制
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