基于plc的電梯群控的應(yīng)用研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制 線 路信 號(hào) 指 示控 制 線 路顯 示 輸 出圖 31 電氣控制系統(tǒng)框圖傳動(dòng)系統(tǒng)的控制 它是以速度給定曲線為依據(jù)，利用模擬或數(shù)字控制裝置，針對(duì)牽引機(jī)的不同調(diào)速方式構(gòu)成閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的速度控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。邏輯系統(tǒng)的控制它是指電梯控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地接受來(lái)自廳站、轎廂、井道、機(jī)房等不同位置、不同性質(zhì)的外部信號(hào)，將它們按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行綜合處理，并將其處理結(jié)果反映到傳動(dòng)控制系統(tǒng)中控制電梯的運(yùn)行。 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 系統(tǒng)功能需求電梯邏輯控制的性能決定著電梯操縱自動(dòng)化程度的高低。本系統(tǒng)的功能需求如下：? 基本功能? 轎內(nèi)指令功能 由司機(jī)或乘客在轎內(nèi)控制電梯的運(yùn)行方向和到達(dá)任一層站。? 廳外呼梯功能 由使用人員在廳外呼喚電梯前往該層執(zhí)行運(yùn)送任務(wù)。? 減速平層功能 電梯到達(dá)目的層站前的某一位置時(shí)，能自動(dòng)地使電梯開(kāi)始減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的層站平面時(shí)，能自動(dòng)使電梯停止。? 選層、定向功能 當(dāng)電梯接受到若干個(gè)轎內(nèi)、廳外指令時(shí)，能根據(jù)電梯目前的狀態(tài)選擇最合理的運(yùn)行方向及停靠層站。? 指示功能 能在各層廳站及轎內(nèi)內(nèi)指示電梯當(dāng)前所處位置，能在某按鈕信號(hào)被響應(yīng)時(shí)，消去其記憶。? 保護(hù)功能 當(dāng)電梯出現(xiàn)異常情況如超速、斷繩、越限、運(yùn)行中開(kāi)門(mén)、過(guò)載等現(xiàn)象時(shí)，控制電梯停車或不能開(kāi)動(dòng)。? 集選控制的特殊功能? 根據(jù)轎內(nèi)樓層指令或廳外召喚信號(hào)自動(dòng)定向，自動(dòng)保持最遠(yuǎn)層站決定的方向。? 實(shí)現(xiàn)順向截車及最遠(yuǎn)層站反向截車。? 實(shí)現(xiàn)轎內(nèi)指令和外召喚的各指令登記。? 自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)行，減速制動(dòng)及平層停靠。? 具備檢修功能。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖實(shí)現(xiàn)以上功能需求，首先進(jìn)行了硬件部分的設(shè)計(jì)，包括控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組建、電梯模型 I/O 點(diǎn)的分配和硬件連線等；圖 其次是軟件部分的設(shè)計(jì)，也即對(duì) ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 模塊和通訊模塊的組態(tài)、設(shè)備網(wǎng)地址的映射與梯形圖的編制等；最后在模型電梯上進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如上圖所示。由于實(shí)驗(yàn)室條件所限，本次畢設(shè)最后總調(diào)試只采用Rsview仿真。設(shè)計(jì)梯形圖程序?qū)懭搿z查程序模 擬 調(diào) 試設(shè)計(jì)制作控制柜現(xiàn)場(chǎng)安裝接線熟悉被控系統(tǒng)選擇 PLC 型號(hào)確定硬件配置分配 I/O 點(diǎn)，設(shè)計(jì)外部硬件接線圖交付使用YesNoNo滿 足 要 求 ？滿 足 要 求 ？系統(tǒng)總調(diào)試Yes4 電梯的硬件部分 電梯的模型概述本次設(shè)計(jì)中使用的模型電梯是在沈陽(yáng)北方電梯廠專門(mén)定做的，共有兩臺(tái)。模型電梯在設(shè)計(jì)中盡量遵照實(shí)際電梯，并簡(jiǎn)化了一些功能。在設(shè)計(jì)中力圖達(dá)到仿真，以反映真實(shí)的電梯的控制過(guò)程。? 模型電梯的主要數(shù)據(jù)如下: 樓層數(shù)：10 層。 提升高度：2m 線速度：5cm／s 噪聲：不大于 55db 曳引式升降。交流電機(jī)拖動(dòng)，機(jī)械齒輪傳動(dòng)。中分式轎門(mén)，直流電動(dòng)開(kāi)門(mén)機(jī)? 電梯的主要零部件如下: 曳引機(jī) 型號(hào)：D／DF 電機(jī)功率： 曳引輪直徑：60mm 產(chǎn)地：德國(guó) 額定轉(zhuǎn)速：16r／min； 轎廂．外型足寸：200x250x200(深 x 寬 x 高) 重量：7kg 開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)： 電機(jī)型號(hào)：PB35GM 電壓：12VDC 產(chǎn)地：日本 開(kāi)門(mén)寬度：130mm 對(duì)重： 接近開(kāi)關(guān) PK80461 Honeywell 磁雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān) KCB—1 瑞士 電梯位置指示器 24VDC 七段代碼管 自制103220170220*9=19802950300圖 41 模型電梯正面示意圖312456圖 42 模型電梯側(cè)視圖 網(wǎng)絡(luò)的組建由于這次的控制對(duì)象為模型電梯。電梯的轎內(nèi)指令、廳外呼叫指令按鈕都不具備。為了使電梯模型的控制更加形象逼真，設(shè)計(jì)中充分利用了羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)通訊能力。由于 ControlLogix 系統(tǒng)本地槽架上的 I/O 模塊很有限，所以 Logix5550 處理器與電梯模型的通訊的 I/O 交換使用了設(shè)備網(wǎng)上的柔性 I/O 適配器（Flex I/O）所帶的 I/O模塊。即，對(duì)模型電梯的I/O 點(diǎn)采集和命令的發(fā)送是通過(guò)設(shè)備網(wǎng)完成的。轎內(nèi)、廳外的呼梯采用了仿真的圖形界面控制，圖形界面顯示在羅克韋爾的人機(jī)交互顯示系統(tǒng)（Panel View600、900）上，而 Panel View 是通過(guò)掛接在 DH+網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。編程用的計(jì)算機(jī)與ControlLogix系統(tǒng)的處理器Logix5000的通訊采用了以太網(wǎng)（EtherNet）連接。 以太網(wǎng)（EtherNet） 控制網(wǎng)（CcontrolNet）帶有 Rslinx的個(gè)人計(jì)算機(jī)帶 有 DH+、 以 太 網(wǎng) 、 設(shè)備 網(wǎng) 通 訊 模 塊 的 ControlLogix 系統(tǒng)DH+網(wǎng) 上 的操 作 員 終 端 設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet）1305 變 頻 器 設(shè) 備 網(wǎng) Flex I/O電梯控制模型圖 43 電梯模型的網(wǎng)絡(luò)通訊示意圖5 電梯的軟件部分設(shè)計(jì) 編程與組態(tài)軟件 Rslogix5000羅克韋爾自動(dòng)化公司推出 PLC5 系列處理器的時(shí)候，相應(yīng)推出了與之配套的Rslogix5 軟件。推出 SLC500 系列處理器的同時(shí)，相應(yīng)的開(kāi)發(fā)了 Rslogix500。Rslogix5000 軟件是 Logix5550 系列處理器專用的編程開(kāi)發(fā)環(huán)境。利用Rslogix5000 編程軟件可以組態(tài) ControlLogix 系統(tǒng)的 I/O 和通訊模塊，以及對(duì) Logix5550處理器編程，包括對(duì)運(yùn)動(dòng)控制編程。Rslogix5000 繼承了 Rslogix500 及 Rslogix5 系列編程軟件的特點(diǎn)，用工程（Project）來(lái)管理每個(gè)工作項(xiàng)目,所有的梯形圖、數(shù)據(jù)標(biāo)簽等都要一起存放在以工程名命名的文件里。與 Rslogix 系列其他編程軟件相比，Logix5000 最大的不同在于它全新的數(shù)據(jù)組織形式——Tag（數(shù)據(jù)標(biāo)簽） ，這與 Rslogix500 及 Rslogix5 系列軟件的用來(lái)組織數(shù)據(jù)的N、B、 T 型等文件有著內(nèi)在聯(lián)系，但又有了重大的改進(jìn)。Tag 的使用不僅可以使編程人員隨意使用能反映自己編程思想的數(shù)據(jù)名稱，還為模擬量的傳輸帶來(lái)了很多方便，因?yàn)樗芡ㄟ^(guò)直接向模擬量型 Tag 寫(xiě)數(shù)據(jù)來(lái)避免以前 PlC、SLC 編程中為處理模擬量的傳輸而使用的塊傳送指令。在 Logix5000 出現(xiàn)之前，Tag 的用法還在羅克韋爾的人機(jī)交互組態(tài)軟件——Rsview32 中出現(xiàn)過(guò)。在 Logix5000 中直接使用數(shù)據(jù)標(biāo)簽 Tag 可以省略 PLC、SLC 的N、B、 T 等類型數(shù)據(jù)文件向 Tag 的轉(zhuǎn)化過(guò)程。使編程軟件與人機(jī)交互軟件結(jié)合更緊密，實(shí)現(xiàn)更迅速，使用更方便。 創(chuàng)建系統(tǒng)工程文件在開(kāi)始編程和組態(tài)控制器以前，必須先創(chuàng)建一個(gè)工程文件。工程文件是包含有梯形圖邏輯和組態(tài)信息的文件，文件保存在用戶工作站的硬盤(pán)中。 作為擴(kuò)展名。一 個(gè)新的工 程，需要 指定下列 信息：? 處 理器名稱，該名稱同時(shí)也將被用作工程名稱（ 為擴(kuò)展名） 。該名稱是必需的。? 框架類型：選擇包含有控制器的框架類型。可以使用下拉菜單從提供的框架中選擇。這里選擇了 1756A10A ,這是一個(gè)十槽框架。? 槽號(hào)：選擇安裝控制器的槽號(hào)，要注意第一槽定義為零槽，處理器可以安裝在任何一個(gè)空槽位上。? 處理器說(shuō)明：輸入有關(guān)該控制器的說(shuō)明，這是可選選項(xiàng)。? 工程創(chuàng)建位置：通過(guò)此選項(xiàng)可定義工程文件的保存路徑，用戶可使用默認(rèn)路徑（即安裝軟件是組態(tài)的路徑）或制定一個(gè)不同位置。控制器名稱及所有的數(shù)據(jù)標(biāo)簽（Tag）名稱、輸入輸出模塊名稱的命名都遵守國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC11313 標(biāo)識(shí)符規(guī)則，即：項(xiàng) 目管 理 器梯形圖編輯窗口圖 51 Rslogix5000 編程環(huán)境? 名稱必須以字母或下劃線（_）開(kāi)頭 ? 名稱中只能包含字母、數(shù)字字符及下劃線? 名稱最多可以使用 40 個(gè)字符? 不能使用連續(xù)下劃線或用下劃線作為后綴如果沒(méi)有針對(duì)某一控制器的工程文件，可以從控制器上載并創(chuàng)建此工程文件。但是，并非所有保存在工程文件中的內(nèi)容都可以從控制器獲取。如果從控制器上載，新的工程文件中將不包含下列內(nèi)容：? 梯級(jí)注釋? 有關(guān)標(biāo)簽、任務(wù)、程序、例程、模塊、或用戶自定義結(jié)構(gòu)體的說(shuō)明? 別名鏈（指向另一個(gè)別名的別名）如果用戶從控制器上載一個(gè)應(yīng)用程序，而該應(yīng)用程序與用戶工作站中存在的程序同名。則上載過(guò)程將不會(huì)重寫(xiě)當(dāng)前的應(yīng)用程序。上載過(guò)程將作為一個(gè)“upload as”過(guò)程來(lái)處理。來(lái)自控制器的邏輯程序和標(biāo)簽定義將保存在一個(gè)和原來(lái)應(yīng)用程序不同名的文件中。這樣就可以保持當(dāng)前儲(chǔ)存在工作站硬盤(pán)中的任何文件，防止重寫(xiě)存在的應(yīng)用程序。 CONTROLLOGIX 系統(tǒng)組態(tài) I/O 模塊的組態(tài)ControlLogix 系統(tǒng)的組態(tài)可以分為 I/O 模塊的組態(tài)和通訊模塊的組態(tài)。I/O 模塊的組態(tài)是在 Rslogix5000 的項(xiàng)目管理器中的 I/O Configuration 里完成的，組態(tài) I/O 模塊必須是離線狀態(tài)（Offline）狀態(tài)下。在添加新模塊時(shí)，需要確定模塊名稱，模塊所在槽號(hào)，通訊格式及電子鎖等的配置信息。 通訊模塊的組態(tài)ControlLogix 系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的通訊能力。除了 Logix5550 自帶的 RS232 串行通訊接口外，通過(guò)模塊化的通訊組件，ControlLogix 系統(tǒng)能使 Logix5550 處理器與以太網(wǎng)（Ether） 、控制網(wǎng)（Control） 、設(shè)備網(wǎng)（Device） 、DH+網(wǎng)、Remote I/O鏈路等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成連接。并能通過(guò)網(wǎng)橋的作用，使用戶一旦登陸到某一網(wǎng)絡(luò)上，便可以同時(shí)訪問(wèn)到其他多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次上的設(shè)備和處理器。在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)處理器的編程都是通過(guò)以太網(wǎng)通訊完成的，對(duì)模型電梯的 I/O點(diǎn)采集和命令的發(fā)送是通過(guò)設(shè)備網(wǎng)完成的，轎內(nèi)、廳外的呼梯仿真圖形控制是通過(guò) DH+網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。串行通訊的配置：最初的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)都是通過(guò) RS232 串行通訊接口實(shí)現(xiàn)的。用一根 RS232 串行通訊電纜將計(jì)算機(jī)上的串口與 Logix5550 處理器上的串口相連，再啟動(dòng)羅克韋爾的網(wǎng)絡(luò)連接軟件 Rslinx，配置響應(yīng)的串行通訊程序 ABDF1，便可以在計(jì)算機(jī)和處理器之間建立起串行連接。串 行 通 訊 驅(qū) 動(dòng)程 序ABDF1組 態(tài) 好 ControlLogix 系 統(tǒng)的 各 個(gè) 模 塊圖 52 Rslinx 串行通訊配置窗口串行通訊建立后才可以將離線時(shí)添加的各種模塊信息下載到處理器中使之被處理器識(shí)別，從而被系統(tǒng)使用。? 以太網(wǎng)通訊的配置因?yàn)榇型ㄓ嵥俣群苈谧畛鯇?ControlLogix 系統(tǒng)組態(tài)完成后就不再使用了，而是使用以太網(wǎng)通訊或控制網(wǎng)上的通訊。本設(shè)計(jì)中使用的是以太網(wǎng)通訊方式，編程中處理器所使用的以太網(wǎng)通訊地址定義為。? 設(shè)備網(wǎng)的配置由于 ControlLogix 系統(tǒng)本地槽架上的 I/O 模塊很有限，所以 Logix5550 處理器與電梯模型的通訊的 I/O 交換使用了設(shè)備網(wǎng)上的柔性 I/O 適配器（Flex I/O）所帶的 I/O模塊。圖 53 DeviceNet Manager 對(duì)設(shè)備網(wǎng)的掃描結(jié)果設(shè) 備 網(wǎng) 掃 描 模 塊1 7 5 6 – D N B設(shè) 計(jì) 中 使 用 的 設(shè) 備 網(wǎng) 柔 性 I / O 適 配 器 1 7 9 4 A D N設(shè) 計(jì) 中 使 用 的 1 3 0 5 變 頻 器 （ C 系 列 ）Logix5550 處理器與設(shè)備網(wǎng)的 Flex I/O 適配器通訊是通過(guò)設(shè)備網(wǎng)掃描模塊（DeviceNet Scanner ）1756DNB 來(lái)完成的。在 ControlLogix 系統(tǒng)的本地框架中添加設(shè)備網(wǎng)掃描模塊的過(guò)程與添加其他模塊的過(guò)程類似，這里就不再詳述。掃描模塊添加完成后，主要的任務(wù)是要完成設(shè)備網(wǎng)上的各個(gè) I/O 點(diǎn)在掃描模塊內(nèi)存中的映射。映射的目的是讓處理器能夠像存取本地的 I/O 點(diǎn)一樣來(lái)對(duì)遠(yuǎn)程的 I/O 點(diǎn)進(jìn)行操作。I/O 點(diǎn)的映射需要使用另一個(gè)專門(mén)對(duì)設(shè)備網(wǎng)進(jìn)行組態(tài)的軟件——DeviceNet Manager 和一個(gè)連接計(jì)算機(jī)和設(shè)備網(wǎng)的通訊模塊——1770KFD。1770 KFD 一端連在計(jì)算機(jī)的串口上，一端通過(guò) T 型頭連接在設(shè)備網(wǎng)上。啟動(dòng) DeviceNet Manager 并選擇相應(yīng)的 COM 口后，就可以對(duì)設(shè)備網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行掃描了。經(jīng)過(guò)掃描，設(shè)備網(wǎng)上的設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)在 DeviceNet Manager 的窗口中。如上頁(yè)圖所示。這時(shí)再雙擊設(shè)備的圖標(biāo)就會(huì)彈出相應(yīng)的設(shè)備配置畫(huà)面，在配置窗口里可以對(duì)該設(shè)備進(jìn)行各種組態(tài)和參數(shù)設(shè)定。對(duì)設(shè)備網(wǎng)上的 Flex I/O 來(lái)說(shuō)，主要進(jìn)行的配置是安排每個(gè)模塊的輸入輸出字節(jié)數(shù)。配置結(jié)果是：? 第 0 槽的輸入分配一個(gè)字；? 第 1 槽的輸出分配一個(gè)字；? 第 3 槽的輸出分配一個(gè)字；? 適配器本身分配一個(gè)狀態(tài)保留字，共兩個(gè)輸入字，兩個(gè)輸出字。0 槽 輸 入 模 塊 的 配 置點(diǎn)擊圖 54 Flex I/O 的模塊配置變頻器的控制比較復(fù)雜，所需要傳遞的參數(shù)也較多，通訊量自然增大。在這里為變頻器分配了輸入、輸出各