畢業(yè)設(shè)計(jì)-載人電梯plc控制系統(tǒng)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 12 頁(yè) 并影響平均維修時(shí)間。 6)處理速度 PLC 采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則 PLC 將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶(hù)程序的長(zhǎng)度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前， PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約 ～ ，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿(mǎn)足：小型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 ；大中型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 。 機(jī)型的選擇 1)PLC 的類(lèi)型 PLC 按結(jié)構(gòu)分 為整體型和模塊型兩類(lèi)，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類(lèi)；按 CPU 字長(zhǎng)分為 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。 整體 型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶(hù)選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型 PLC 提供多種 I/O 卡件或插卡，因此用戶(hù)可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 2)輸入、輸出模塊的選擇 輸入 、輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供 電方式等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類(lèi)型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開(kāi)關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過(guò)載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。 可 根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程 I/O 機(jī)架等。 3)電源的選擇 PLC 的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) PLC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)和選用外，一般 PLC 的供電電源 應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC 電源，與國(guó)內(nèi)河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 13 頁(yè) 電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 如果 PLC 本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿(mǎn)足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。 4)存儲(chǔ)器的選擇 由于 計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求 PLC 的存儲(chǔ)器容量，按 256 個(gè) I/O 點(diǎn)至少選 8K 存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。 5)冗余功能的選擇 （ 1）控制單元的冗余 ? 重要的過(guò)程單元： CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng) 1： 1 冗余； ? 在需要時(shí)也可選用 PLC 硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、兩重化或三重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。 （ 2） I/O 接口單元的冗余 ? 控制回路的多點(diǎn) I/O 卡應(yīng)冗余配置； ? 重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn) I/O 卡可冗余配置； ? 根據(jù)需要對(duì)重要的 I/O 信號(hào)，可選用兩重化或三重化的 I/O 接口單元。 6)經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選 出較滿(mǎn)意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。 選層器的選擇 轎廂位置檢測(cè)裝置俗稱(chēng)選層器，它檢測(cè)電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)，所處位置，及時(shí)向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號(hào)。其主要功能是：根據(jù)登記的內(nèi)選與外河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 14 頁(yè) 呼信號(hào)和轎廂的位置關(guān)系，確定運(yùn)行方向；當(dāng)電梯將要到達(dá)所需停站的樓層時(shí)， 給曳引電動(dòng)機(jī)減速信號(hào)，使其換速；當(dāng)平層停車(chē)后，發(fā)出信號(hào)以消去已應(yīng)答的選層、呼梯信號(hào)，并指示轎廂當(dāng)前位置，選層器種類(lèi)較多，通常分為三大類(lèi)，即機(jī)械選層器、繼電器選層器和微機(jī)選層器。其中機(jī)械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。 位置檢測(cè)方法主要有如下幾種： ? 用于簧管磁感應(yīng)器或其它 位置開(kāi)關(guān)。這種方法直觀、簡(jiǎn)單，但由每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用 PLC 太多的輸入點(diǎn)。 ? 利用穩(wěn)態(tài)磁保開(kāi)關(guān)。這種方法需對(duì)磁保開(kāi)關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進(jìn)行 運(yùn)算時(shí)需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 15 頁(yè) 第 4 章 電梯 PLC 控制設(shè)計(jì) 電梯主電路設(shè)計(jì) 拖動(dòng)電機(jī)的主電路 拖 動(dòng)電機(jī)的選擇及原理：電梯的種類(lèi)多種多樣，按拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分有交流單速 /交流雙速拖動(dòng)電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯等等。在此次設(shè)計(jì)中，我將采用交流 單 速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，經(jīng) 濟(jì)，更重要的是舒適感好。拖動(dòng)電機(jī)工作原理：如圖 41， 由于主拖動(dòng)電機(jī)功率較大，所以電機(jī)啟動(dòng)時(shí)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng) 。 當(dāng)外部信號(hào)為使電梯上升時(shí) KM3閉合，主拖動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn) 帶動(dòng) 轎廂上升；當(dāng)外部信號(hào) 為使電梯下降時(shí) KM4 閉合 ，主拖動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)轎廂下降。 其主 電路圖如圖 41（拖動(dòng)電機(jī)主電路圖）所示 。 門(mén)電機(jī)的主電路 門(mén) 電機(jī)的選擇及原理：只要滿(mǎn)足功率要求，門(mén)電機(jī)選用一般三相異步電動(dòng)機(jī)即可。如圖 41 中所示電 動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)的開(kāi)關(guān) 。當(dāng)電梯平層時(shí)，開(kāi)門(mén)觸點(diǎn) KM1 閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎門(mén)打開(kāi)；當(dāng)定時(shí)繼電器到時(shí)， KM2閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎門(mén)關(guān)閉；當(dāng)有人在門(mén)中間出現(xiàn)時(shí)，光感觸點(diǎn)閉合，電梯強(qiáng)迫正轉(zhuǎn)，轎門(mén)打開(kāi)；當(dāng)轎門(mén)碰到開(kāi)、關(guān)極限開(kāi)關(guān)時(shí)， KM1 或 KM2 斷開(kāi)，并反向制動(dòng)。 具體主電 路如圖 41（門(mén)電機(jī)主電路圖 ）所 示。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 16 頁(yè) 圖 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 17 頁(yè) PLC 設(shè)計(jì) PLC 的硬件設(shè)計(jì) 1) 輸入輸出點(diǎn)的估算 根據(jù) 節(jié)可計(jì)算出所需 I/O 節(jié)點(diǎn)數(shù)約為 80 個(gè)。 2) 開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊的選擇 根據(jù) PLC 輸入、輸出量點(diǎn)數(shù)與性質(zhì)，可確定 I/O 模塊型號(hào)與數(shù)量，高密度模塊如 3 64 點(diǎn)，平均每點(diǎn)價(jià)較低，但受到工作電壓、工作電流和環(huán)境溫度的限制，同時(shí)應(yīng)注意同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)超過(guò)總數(shù)的 60%。 3) I/O 節(jié)點(diǎn)分配表（詳見(jiàn)表 41） 表 4 1. 輸 入 、 輸 出 點(diǎn) 分 配 表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) 名稱(chēng) 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào) 滿(mǎn)載開(kāi)關(guān) KZT X0 主電機(jī)正轉(zhuǎn) Y1 一樓平層感應(yīng)器 1YG X1 主電機(jī)反轉(zhuǎn) Y2 二樓平層感應(yīng)器 2YG X2 開(kāi)門(mén)指示 KA1 Y3 三樓平層感應(yīng)器 3YG X3 關(guān)門(mén)指示 KA2 Y4 四樓平層感應(yīng)器 4YG X4 星形啟動(dòng)繼電器 1 Y5 五樓平層感應(yīng)器 5YG X5 星形啟動(dòng)繼電器 2 Y6 六樓平層感應(yīng)器 6YG X6 上方向指示燈 HS Y7 七樓平層感應(yīng)器 7YG X7 下方向 指示燈 HX Y10 上限位開(kāi)關(guān) SQ1 X10 一層內(nèi)選燈 HA1 Y11 下限位開(kāi)關(guān) SQ2 X11 二層內(nèi)選燈 HA2 Y12 關(guān)門(mén)感應(yīng)器 YMG X12 三層內(nèi)選燈 HA3 Y13 開(kāi)門(mén)按鈕 AKM X13 四層內(nèi)選燈 HA4 Y14 關(guān)門(mén)按鈕 AGM X14 五層內(nèi)選燈 HA5 Y15 一層轎內(nèi)指令按鈕 AJ1 X15 六層內(nèi)選燈 HA6 Y16 二層轎內(nèi)指令按鈕 AJ2 X16 七層內(nèi)選燈 HA7 Y17 三層轎內(nèi)指令按鈕 AJ3 X17 一層上呼指示燈 HS1 Y20 四層轎 內(nèi)指令按鈕 AJ4 X20 二層上呼指示燈 HS2 Y21 五層轎內(nèi)指令按鈕 AJ5 X21 三層上呼指示燈 HS3 Y22 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 18 頁(yè) 六層轎內(nèi)指令按鈕 AJ6 X22 四層上呼指示燈 HS4 Y23 七層轎內(nèi)指令按鈕 AJ7 X23 五層上呼指示燈 HS5 Y24 一層向上呼按鈕 AS1 X24 六層上呼指示燈 HS6 Y25 二層向上呼按鈕 AS2 X25 二層下呼指示燈 HX2 Y26 三層向上呼按鈕 AS3 X26 三層下呼指示燈 HX3 Y27 四層向上呼按鈕 AS4 X27 四層下呼指示燈 HX4 Y30 五層向上呼按鈕 AS5 X30 五層下呼指示燈 HX5 Y31 六層向上呼按鈕 AS6 X31 六層下呼指示燈 HX6 Y32 二層向下呼按鈕 AX2 X32 七層下呼指示燈 HX7 Y33 三層向下呼按鈕 AX3 X33 a 七端碼層樓顯示 a Y40 四層向下呼按鈕 AX4 X34 b 七端碼層樓顯示 b Y41 五層向下呼按鈕 AX5 X35 c 七端碼層樓顯示 c Y42 六層向下呼按鈕 AX6 X36 d 七端碼層樓顯示 d Y43 七層向下呼按鈕 AX7 X37 e 七端碼 層樓顯示 e Y44 檢修開(kāi)關(guān) JX X40 f 七端碼層樓顯示 f Y45 報(bào)警按鈕 BJ X41 g 七端碼層樓顯示 g Y46 主拖動(dòng)電機(jī)過(guò)載保護(hù) X42 蜂鳴器 HA Y47 門(mén)電機(jī)過(guò)載保護(hù) X43 系統(tǒng)的硬件接線圖 由于市面上三菱產(chǎn)品型號(hào)較多，種類(lèi)齊全，技術(shù)先進(jìn)，所以選擇較前沿的產(chǎn)品三菱 FX2N 系列產(chǎn)品。通過(guò)輸入輸出選擇 PLC 具體型號(hào)為FX2N80MRD,其具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件接線圖如圖 42 所示。 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 19 頁(yè) FX2N80MRC O MX 0 0X 0 1一 樓 平 層 信 號(hào)X 0 2二 樓 平 層 信 號(hào)X 0 3三 樓 平 層 信 號(hào)X 0 4四 樓 平 層 信 號(hào)X 0 5五 樓 平 層 信 號(hào)X 0 6六 樓 平 層 信 號(hào)X 0 7七 樓 平 層 信 號(hào)滿(mǎn) 載 開(kāi) 關(guān)X 1 0X 1 1上 限 位 開(kāi) 關(guān)下 限 位 開(kāi) 關(guān)X 1 2開(kāi) 門(mén) 感 應(yīng) 器X 1 4關(guān) 門(mén) 按 鈕X 1 3開(kāi) 門(mén) 按 鈕X 1 5一 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 1 6二 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 1 7三 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 2 0四 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 2 1五 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 2 2六 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 2 3七 樓 轎 內(nèi) 按 鈕X 2 4一 層 上 呼 按 鈕X 2 5二 層 上 呼 按 鈕X 2 6三 層 上 呼 按 鈕X 2 7四 層 上 呼 按 鈕X 3 0五 層 上 呼 按 鈕X 3 1六 層 上 呼 按 鈕X 3 2二 層 下 呼 按 鈕X 3 3三 層 下 呼 按 鈕X 3 4四 層 下 呼 按 鈕X 3 5五 層 下 呼 按 鈕X 3 6六 層 下 呼 按 鈕X 3 7七 層 下 呼 按 鈕X 4 0檢 修 開(kāi) 關(guān)X 4 1報(bào) 警 按 鈕X 4 2X 4 7C O M 1Y 0Y 3Y 4Y 1Y 2上 方 向 燈Y 7Y 1 0下 方 向 燈ABCDEGFY 4 0Y 4 6數(shù) 碼 管 A 段數(shù) 碼 管 G 段一 樓 內(nèi) 選 燈Y 1 1七 樓 內(nèi) 選 燈Y 1 7一 樓 上 呼 燈Y 2 0六 樓 上 呼 燈Y 2 5二 樓 下 呼 燈Y 2 6七 樓 下 呼 燈Y 3 3Y 3 4Y 3 7主 電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)繼 電 器 K M 3主 電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)繼 電 器 K M 4開(kāi) 門(mén) 繼 電 器 K M 1關(guān) 門(mén) 繼 電 器 K M 2蜂 鳴 器Y 4 7C O M 2Y 5Y 6星 形 啟 動(dòng) K M 5星 形 啟 動(dòng) K M 6C O M 3K M 4 常 閉K M 3 常 閉K M 2 常 閉K M 1 常 閉K M 6 常 閉K M 5 常 閉C O M 4C O M 5C O M 6C O M 7C O M 8+ 5 V2 2 0 V主 電 機(jī) 過(guò) 載 保 護(hù)X 4 3門(mén) 電 機(jī) 過(guò) 載 保 護(hù)X 4 4 圖 硬件接線圖 河南大學(xué)本科畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位論文 第 20 頁(yè) PLC 的軟件設(shè)計(jì) 內(nèi)部 繼電 器配置 如 表 4 2 所示 。 表 4 部 繼 電 器 說(shuō) 明 M101 1樓上升 外呼按鈕