自動五層電梯的plc控制系統設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 頻器是安川電機公司面向世界推出的21世紀通用型變頻器。隨著電力電子技術、微電子技術和計算機控制技術的飛速發展，交流變頻調速技術的發展也十分迅速。矢量控制是一種新的傳動控制技術，是交流傳動控制理論上的一個質的飛躍。它是先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續可調的交流電。其主要任務是完成對逆變器的開關控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護功能等。逆變器負載側的變流器Ⅱ為逆變器。80年代初通用變頻器實現了商品化。較高檔次的可編程控制器都有位置控制模塊，用于控制步進電動機或伺服電動機，實現對各種機械的位置控制。工作環境一般都能在下列環境條件下工作：溫度055攝氏度，濕度小于85%(無結露)。用戶程序存貯容量：用戶程序存貯器存貯通過編程輸入的用戶程序，存貯量通常是以字為單位來計算。上述過程執行完后，又重新開始，反復地執行。PLC的外部設備還有盒式錄音機、打印機、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監控設備等。由于輸入—內部電路—輸出在電器上完全隔離，從而有效地防止了現場的強電干擾。（1）輸入接口電路一般由光電耦合電路與微機輸入接口電路組成。中央處理單元CPU與通用微機CPU一樣，CPU在PC系統中的作用類似于人體的神經中樞。所以在冶金、交通、電力、機械和化工等領域獲得了廣泛的應用，是現代工業控制的三大支柱之一[8]。圖31電梯控制系統原理框圖系統由開、關門機構，曳引機構，轎廂、控制系統組成，如圖32所示。計算機控制的優點：主機一般采用能夠在惡劣工業環境下工作的可靠工控機。電梯繼電器控制系統的缺點：系統觸點繁多、接線線路復雜以及故障率高；靠性和安全性不佳，控制功能不高，技術水平難以提高；電磁機構及觸點動作速度較慢，機械和電磁慣性較大，系統控制精度難提高；系統結構龐大，能耗高，機械動作噪音較大；而且檢查故障困難，耗費人力物力。 停車裝置電梯的井道內每層站裝有一只磁鐵板，當轎廂運行到相應層站時，磁鐵板插入平層感應器內，以此檢測電梯所處位置和平層信號。 呼梯盒用以在每層召喚電梯。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統等。PLC的應用廣、功能強大、使用方便，是現代工業自動化的主要設備之一。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙?格雷夫斯?奧的斯第一次向全世界展示人類歷史上第一部安全升降梯。采用此案實現電梯的控制，可以解決傳統電梯控制系統的缺點，因而使運行更加安全、方便、舒適。同時給出了系統組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機信號的邏輯關系的基礎上，提出了具體的PLC編程方法，設計了一套完善的方案關于電梯控制系統。設計內容主要由電梯的控制技術，電梯控制系統的軟件設計（梯形圖程序設計）和電梯的監控等部分組成。目前國內，電梯技術己趨成熟，微機控制電梯是電梯技術的方向，一些生產企業與科研單位相結合，相繼推出了微機控制的電梯新機型。國際電工委員會（IEC）先后頒布了PLC 標準的草案第一稿，第二稿，而且在1987 年2 月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。當前用于工業控制的計算機可以分為幾類，類如可編程序控制器、基于PC總線的工業控制計算機、基于單片機的測控裝置、用于模擬量閉環控制的可編程調節器、集散控制系統（DCS）和現場總線控制系統（FCS）等。 (4)電梯的管理功能不斷得以加強，并廣泛采用微機控制技術，以不斷滿足用戶的使用要求。 層樓指示層樓指示又叫層顯，過去常由低壓燈泡構成，安裝在每層站廳和轎門的上方；現多由LED點陣結或數碼管構組成，與運行方向指示、呼梯盒做成一體結構。 平層及開門裝置平層及開門裝置由磁鐵板和上、下平層感應器組成，上行時，上層首先插入隔磁鐵板，發出減速信號，電梯開始減速，至下層插入隔磁鐵板時，發出停車及開門信號，電機停轉，機械抱閘；下行時，下層首先插入隔磁鐵板，發出減速信號至上層插入隔磁鐵板時，發出停車及開門的信號。 PLC控制與其它控制方式的比較電梯繼電器控制系統的優點：所有控制功能及信號處理由硬件實現，線路直觀，易于理解，適合于一般技術人員，絕大部分電器為常用控制電器，經濟，易換；多年來我國一直生產這類電梯、技術成已熟，技術資料圖紙等齊全?？刂品桨父臅r不需要改動硬件接線。平層信號安全保護系統拖動系統門鎖保護減速點信號定向、選層樓層信號樓層信號取得轎內指令廳外召喚樓層指示平層減速啟動控制系統原理框圖如圖31所示，由轎箱內指令電路、主拖動電機電路、門廳呼叫電路、開門電路、按鈕記憶燈電路、檔層顯示電路、樓層檢測與平層檢測傳感器及PLC電路等組成[7]。特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環境的能力，受到用戶的歡迎。（PLC）的基本結構主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成。其與微機的I/O接口工作在弱電的情況下不同，PLC的I/O接口是按工作在強電情況下的要求而設計的，即輸入接口能接受強電信號，輸出接口能直接和強電設備相連接。功率放大電路一般采用繼電器、可控硅即晶閘管或晶體管輸出。內部電源和其他設備PLC的內部電源是指將外部輸入的交流信號經過整流、濾波、穩壓等處理后轉換成滿足內部電路工作需要的直流電源或電源模塊。PLC的基本工作（1）輸入現場信息：在系統軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態；（2）執行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據輸入狀態和指令內容進行邏輯運算；（3）輸出控制信號：根據邏輯運算的結果，輸出狀態寄存器向各輸出點并行發出相應的 控制信號，實現所要求的邏輯控制功能。不同的PLC可能采用不同的編程語言。而每種繼電器點數也不一樣。用PLC可以構成監控系統，進行數據采集和處理，監控生產過程。因此，用戶可根據所需的I/O點數進行選件配置，使用靈活、方便[13]。整流器電網側的變流器Ⅰ是整流器，它的作用是把三相(也可以是單相)交流電整流成直流電?？刂齐娐房刂齐娐烦Ｓ蛇\算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅動電路等構成。（2）交—直—交變頻器又稱為間接式變頻器。（2）電壓型：直流環節的儲能元件是電容器CF。即如果在電機調速過程中始終維持定子電流的磁場電流分量I1M不變，而控制轉矩電流分量I1T，它就相當于直流電動機中維持磁場電流不變，而通過控制電樞電流來控制電機的轉矩一樣，能夠使系統具有較好的動態特性。因此，本設計沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過合理的配置、設計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。（6）功能較強，使用靈活。如按下X34是五層樓內呼，若此時電梯不在五層，則對應輸出指示燈亮，然后控制接近開關按鈕，到第五層時輸出指示燈滅，其它層樓的模擬運行調試同上。尤其是隨著微電子技術、計算機技術等的發展，可編程控制器的功能已遠超繼電器控制系統，因而被廣泛應用于開關量控制、模擬量控制等各種工業控制場合。最后，對各位專家、老師審閱我的論文深表感謝！并渴望給予批評指正。除此之外，倆位老師不論是在學習上還是在日常生活中，都給予了我無微不至的關懷，特別是在設計制作中，給予了我很大的幫助和支持，因而才順利完成了論文的撰寫工作。輸出信號檢修：觀察主板的各輸出點與之相應的輸入聯系是否正確，工作是否正常，其控制的信號與接觸器的工作是否正常。（3）能自動辯別貨梯運行方向，并發出響應的指示信號。（2）有豐富的內藏與選擇功能。電梯變頻調速使用的是異步電動機，比同容量的直流電動機具有體積小、占空間小、結構簡單、維護方便、可靠性高、價格低等優點。直流電動機轉矩表達式為M=CM￠Ia，可以分別控制電樞電流Ia和磁通￠兩個參數，它們之間互成90176。在中小容量變頻器中，這種方式已經很少采用。由于軟件的靈活性，數字控制方式常可以完成模擬控制方式難以完成的控制[15]。中間直流環節由于逆變器的負載為異步電動機，屬于感性負載。因此可以說在電氣調速傳動領域內，以變頻器應用技術為代表的交流調速傳動已經成為電氣調速傳動的主流。由于PLC的品種、型號、規格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設計選擇了德國西門子公司生產的S7—200型機。目前典型的PLC應用主要有幾個方面（1）順序控制：這是可編程控制器最廣泛應用的領域，PLC取代了傳統的繼電器順序控制，例如裝配生產線、數控機床及電梯控制等。對于開關量I/O，其I/O總數用最大I/O點數表示；對于模擬量I/O，其中I/O總數用最大I/O通道路數表示[10]。自診斷程序每次掃描開始，先執行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和CPU等進行診斷，診斷通常是測試出各部分的當前狀態，并與標準狀態進行比較，診斷結束后，如無故障，PLC繼續掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。由于CPU的運算處理速度較快，因而外部出現的結果從宏觀來看幾乎是同步進行的，這種操作的過程叫做CPU對程序的掃描。一般的小型PLC主要采用的是便攜式編程器。而且二極管正向阻抗值比較低，外界干擾源內阻較高，干擾源饋送到輸入端的干擾噪聲很小，增強了抗干擾能力。用戶程序存儲器——存放用戶程序。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現邏輯運算、順序運算、計數計時和算術運算等功能，用來對各種機械或生產過程進行控制。拽引電路變頻器PLC電源門機顯示現場信號PG32電梯控制系統硬件結構第四章 控制系統的硬件設計隨著社會的迅速發展，電梯的應用也越來越廣泛和重要。PLC對此進行改進，變通用為專用，有利于縮小體積，降低成本，提高可靠性等特性，更適應過程控制的要求[6]?？刂葡到y結構簡單，線路簡化?？删幊炭刂破?PLC)處理各種信號的邏輯關系，進而向變頻器發出起、停等信號，與此同時變頻器將工作狀態信號送給PLC，從而形成雙向聯絡關系,它是整個系統的核心。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮時表示呼梯號已被接收并被記憶；當電梯滿足呼梯要求而停層開門時，呼梯記憶燈熄滅。電梯是機電合一的大型復雜產品,機械部分相當于人的軀體,傳統的方法是分為機械部分和電氣部分,但以功能系統來描述,而我們的主要目的是怎樣來控制它。 (2)電梯的拖動技術已有較大的發展，由于直流電梯能耗大、維修量大等缺點。為了使其生產和發展統一化，美國電氣制