西門子plc電梯控制系統設計電氣工程及其自動化專業畢業設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統； PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 PLC控制電梯的邏輯關系電梯控制邏輯關系如下: 1)行車方向由內選信號決定,順向優先執行。 2)行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車。 3)內選信號、呼梯信號具有記憶功能,執行后解除。 4)內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示5)停層時可延時自動開門、手動開門、(關門過程中)本層順向呼梯開門。 6)有內選信號時延時自動關門,關門后延時自動行車。 7)無內選時延時5s自動關門，但不能自動行車。 8)行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車。 PLC控制電梯的優點 隨著社會的不斷發展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設備。電梯從手柄開關操縱電梯、按鈕控制電梯發展到了現在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。 PLC在電梯控制上的應用主要體現在它的邏輯開關控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數和定時以及數據輸入輸出的功能。在電梯控制過程中，各種邏輯開關控制與PLC很好的結合，很好的實現了對電梯的控制。 本文主要討論研究利用西門子公司可編程控制器對四層電梯的控制，形成電梯控制系統。電梯的電氣系統由拖動系統和控制系統兩部分組成。傳統的電氣控制系統采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養方便，節能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后．控制系統進行下列運作：根據轎廂所處位置及乘員所處層數．判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上；同時，根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數。 電梯變頻調速控制的特點MM440 是西門子公司生產的通用型矢量變頻器，它性能穩定，質量可靠，功能齊全，在電梯行業首次使用。 可編程序控制器PLC 和MM440 變頻器之間的通訊可有兩種方式，一種是串行通訊,采用串行通訊只需一根雙芯屏蔽電纜西門子專用，它大大減少了布線的數量，無須重新布線即可更改控制功能，可以通過串行接口設置和修改變頻器的參數，還可以連續對變頻器的特性進行監視和控制另一種是并行通訊,圖中所示為端子控制端子1_8 10 16 17 為輸入控制端子19_25 為輸出控制端子然后定義每個端子的功能并且通過操縱面板設定其參數如P701=2 為上行P702=1 為下行P1001=48 為正常運行頻率P1002=2 為爬行頻率等即PLC 通過邏輯分析后發出控制信號如正轉反轉高速中速點動爬行等信號給變頻器變頻器接受指令并且按照預先設定好的曲線拖動轎廂正常運行另外變頻器還發出信息如零速變頻器是否故障抱閘等信號給PLC 使其參加PLC 的邏輯運算以保證電梯的安全運行 另外變頻器上還安裝了編碼器模板這使得這種通用型MM440 可以接成閉環速度反饋控制方式與無傳感器矢量控制SLVC 和變壓/變頻V/F 相比這種控制方式具有以下優點： 1 零速時仍然具有額定轉矩的負載能力 2 速度控制的精度 3 速度控制和轉矩控制的動態性能得到改善 通過我們的現場試驗這種變頻器完全可以用到電梯控制系統中且運行良好而且它還有一個其它變頻器所沒有的優點就是進行電機參數自學習時電機的軸不轉動這樣曳引機可在帶負載的情況下也能進行自學習而不必像其它變頻器那樣必須把轎廂吊起使曳引機脫離負載后才能自學習這樣給電梯的安裝改造帶來很大方便。第2章PLC控制系統硬件設計 四層電梯主電路 四層電梯曳引電機及門電機電路圖根據設計要求，本次設計的電氣控制系統主回路原理圖如圖所示。圖中M1，M2為曳引電機和門電機，交流接觸器KM1~KM4通過控制兩臺電動機的運行來控制轎廂和廳門，從而進行對電梯的控制。FR1，FR2為起過載保護作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護作用。 plc外部接線圖(DC)可以輸出600mA電流，通過核算在本設計中PLC容量完全滿足要求，CPU226CN的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）。 plc外部接線圖 I/O點數的估算采用PLC構成四層簡易電梯電氣控制系統。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉為電梯上升，反轉為下降。一層有上升呼叫按鈕K