20xx年最新畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁

【導(dǎo)讀】是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容。外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。（論文）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有。本人遵循北華航天工業(yè)學(xué)院有關(guān)。畢業(yè)設(shè)計（論文）的相關(guān)規(guī)定，提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本。務(wù)；可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容。PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強,設(shè)計和調(diào)試周期較。短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。本文在闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，針對4層電梯，和自動開關(guān)門、電梯的指層控制等功能。

　　

【正文】 用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子 (LG)是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當(dāng)電磁干擾比較嚴重時，這個端子需與接大地的端子 (GR)連接。 PLC 的輸入、輸出設(shè)備 輸入電路是 PLC 接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機械限位開關(guān)是容易產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計時，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機械限位開關(guān) 。此外，按鈕觸點的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設(shè)計電路時，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信號來說，常用的有 4～ 20mA、 0～ 20mA 直流電流信號； 0～ 5V、 0～10V 直流電壓信號，電源為直流 24V。 對于開關(guān)量輸出來說， PLC 的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負載要求來決定，選擇不當(dāng)會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴重時導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負載，晶體管輸出只能用于直流負載。此外， PLC 的輸出端子帶負載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最 大限值，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機械故障造成觸點不動或接觸不良。這一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點部位進行診斷，當(dāng)檢測到異常信號時，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若 PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施，以保護 PLC 的輸出觸點。 為了防止或減少外部配線的干 擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應(yīng)分別使用北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 各自的電纜；對于集成電路或晶體管設(shè)備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側(cè)懸空，而在控制側(cè)接地， 其處理方式如圖 25。 圖 25 屏蔽電纜的處理 軟件抗干擾措施 硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 利用 “ 看門狗 ” 方法對系統(tǒng)的 運動狀態(tài)進行監(jiān)控 PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯誤信號，防止輸出元件的誤動作。在設(shè)計應(yīng)用程序時，可以利用 看門狗 方法實現(xiàn)對系統(tǒng)各組成部分運行狀態(tài)的監(jiān)控。如用 PLC 控制某一運動部件時，編程時可定義一個定時器作 “ 看門狗 ” 用，對運動部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視。定時器的設(shè)定值，為運動部件所需要的最大可能時間。在發(fā)出該部件的動作指令時，同時啟動 看門狗 定時器。若運動部件在規(guī)定時間內(nèi)達到指定位置，發(fā)出一個動作完成信號，使定時器清零，說明監(jiān)控對象工 作正常；否則，說明監(jiān)控對象工作不正常，發(fā)出報警或停止工作信號。 消抖 在振動環(huán)境中，行程開關(guān)或按鈕常常會因為抖動而發(fā)出誤信號，一般的抖動時間都比較短，針對抖動時間短的特點，可用 PLC 內(nèi)部計時器經(jīng)過一定時間的延時，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達到抗干擾的目的。 用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠遠大于其它幾次采樣的幅值，那 么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動，則采用算術(shù)平均法。即用 n次采樣的平均值來代替當(dāng)前值。一般認為：流量 n= 12，壓力 n=4 最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 分器 A/D 轉(zhuǎn)換來說，采樣時間應(yīng)取工頻周期 (20ms)的整數(shù)倍。實踐證明其抑制工頻干擾能力超過單純積分器的效果。 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 PLC 當(dāng)初是針對工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過 30幾年的迅速發(fā)展， PLC 已不僅能進行開關(guān)量控制，而且還能進行模擬 量控制，位置控制。特別是 PLC 的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得 PLC 如虎添翼，由單機控制向多機控制，由集中控制向多層次分布式控制系統(tǒng)發(fā)展?，F(xiàn)在 PLC 的足跡已遍布了國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，形成了滿足各種需要的 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)。 今后 PLC 控制系統(tǒng)將朝什么方向發(fā)展呢？在市場經(jīng)濟發(fā)達的今天，產(chǎn)品的發(fā)展取決于市場的需求。 PLC 的主要應(yīng)用領(lǐng)域是自動化。不同的企業(yè)對自動化的要求，規(guī)模以及投資數(shù)額都不相同，存在著不同的層次需求。從我國目前正在開展的以高新技術(shù)帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形式來看，我們不僅要大力發(fā)展適合于大，中型企業(yè)的高水準的 PLC 網(wǎng)絡(luò)，而且也要發(fā)展合適小型企業(yè)該找的性能價格比高的小型 PLC 控制系統(tǒng)。所以今后 PLC 控制系統(tǒng)將朝著兩個方向發(fā)展：一是向小型化，微型化系統(tǒng)方向發(fā)展。作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備， PLC將朝著體積更小，速度更快，功能更強，價格更低的方向發(fā)展。二是向大型化，網(wǎng)絡(luò)化，多功能的方向發(fā)展。 (1)小型化、高性能、低成本、簡單使用 。 近年來，小型 PLC 應(yīng)用十分普遍，超小型 PLC 的需求日趨增多。據(jù)統(tǒng)計，美國機床行業(yè)應(yīng)用超小型 PLC 幾乎占據(jù)了市場的 1/4，國外許多 PLC 廠家正在積極地研制開發(fā)出各種超小型微型的 PLC。例如德國西門 子公司的 S7200 既可以單機運行也可以聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)復(fù)雜的控制。 S7200 的最小配置是 8 個數(shù)字量輸入和 6 個數(shù)字量輸出，還可以根據(jù)實際情況擴展 2～ 7個模塊，最多可達到 128個輸入和 120輸出，此外 S7200 還可以進行模擬量控制，是一種性能價格比較好的微型 PLC (2)大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能 。 多層次分布式控制系統(tǒng)與集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計，組態(tài)也更為靈活方便，地域分布也廣，是當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。為了適應(yīng)這種發(fā)展，實現(xiàn)工廠自動化，世界上各 PLC 生產(chǎn)廠家不斷地研制開發(fā)功能更強的 PLC 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種PLC 網(wǎng)絡(luò)一般是多級的，網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場執(zhí)行級，網(wǎng)絡(luò)的最上層為組織管理級。現(xiàn)場執(zhí)行級可以由多個 PLC 或遠程 I/O 工作站所組成，中間一級由 PLC 或計算機構(gòu)成。最高一級一般由高性能的計算機組成。它們之間采用工業(yè)以太網(wǎng)， MAP 網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線相連構(gòu)成一個多級分布式 PLC。 (3)PLC 控制系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)更進一步地相互滲透和結(jié)合 。 目前， PLC 與計算機已成為地結(jié)合并廣泛應(yīng)用， PLC 不再是單獨的一個控制裝置，它成為控制系統(tǒng)中的一個重要的組成部分和環(huán)節(jié)。隨著集成電路和計算機技術(shù)的進一步發(fā)北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 展，今后的 PLC 將更加注重它與智能控制系統(tǒng)的結(jié)合。許多 PLC 開發(fā)商已經(jīng)注意到了 PLC的兼容性，不僅是 PLC 與 PLC 的兼容，而且還注意到 PLC 與計算機的兼容，使之可以充分地利用計算機現(xiàn)有的軟件資源。今后 PLC 將采用速度更快，功能更強的 CPU，容量更大的存儲器。并將更充分地利用計算機資源。 PLC 與工業(yè)控制計算機，集散控制系統(tǒng)，嵌入式計算機等系統(tǒng)還將進一步滲透與結(jié)合，這必將更進一步拓寬 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域和空間。 (4)實現(xiàn)軟，硬件的標準化 。 長期以來， PLC 走的是專門化的道路，使其在獲得成功的同時也帶來諸多的不便。例如各個公 司的 PLC 都有通信聯(lián)網(wǎng)的能力，但各個公司的 PLC 之間還無法通信聯(lián)網(wǎng)，因此制定 PLC 國際標準已是今后的發(fā)展趨勢。從 1978 年起國際電工委員會 IEC 在其下設(shè) TC65的 SC65B 中轉(zhuǎn)設(shè) WGT工作組制定 PLC 的國際標準。 北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 第 3 章 PLC 的選型 輸入輸出（ I/O）點數(shù)的估算 本系統(tǒng) 控制 四層電梯 ,采用集選控制方式。為了完成設(shè)定的控制任務(wù) ,主要根據(jù)電梯輸入 /輸出點數(shù)確定 PLC 的機型。 根據(jù)電梯控制的要求， 電梯應(yīng)具有內(nèi)呼和 外呼按鈕、行程開關(guān)、開關(guān)門按鈕，以及相應(yīng)的指示燈， 估算所需 I/O 口的數(shù)量， 并 繪制 I/O 口分配表 ，見 表 31。 表 31 I/O口分配表 序號 名 稱 輸入點 序號 名 稱 輸出點 0 一層內(nèi)呼 0 一層內(nèi)呼指示 1 二層內(nèi)呼 1 二層內(nèi)呼指示 2 三層內(nèi)呼 2 三層內(nèi)呼指示 3 四層內(nèi)呼 3 四層內(nèi)呼指示 4 一層外呼上 4 一層外呼上指示 5 二層外呼下 5 二層外呼下指示 6 二層外呼上 6 二層外呼上指示 7 三層外呼下 7 三層外呼下指示 8 三層外呼上 8 三層外呼上指示 9 四層外呼下 9 四層外聽下指示 10 開門開關(guān) 10 電梯上行 門 11 關(guān)門開關(guān) 11 電梯下行 門 12 一層平層 12 門電機開 13 二層平層 13 門電機關(guān) 14 三層平層 14 電梯上行指示 15 四層平層 15 電梯下行指示 16 開門限位 16 超重指示 17 關(guān)門限位 17 警報 器 18 電梯上升極限位 18 一層指示 19 電梯下降極限位 19 二層指示 20 超重 20 三層指示 21 警報 器 按鈕 21 四層指示 22 激光傳感器 22 北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 機型 的 確定 主控制器 的選擇 目前比較多用的 PLC主要有西門子系列， OMRON 系列，三菱系列，松下系列等等，各類型有缺點分別如下： OMRON系列 的 PLC程序 代號太繁瑣 ； PLC編程器結(jié)構(gòu)太大 (帶 24V變壓 ),像個箱子一樣 ,遠沒有松下 ,KEYENCE 的小巧 ； 數(shù)據(jù)線因針孔相插的原因 ,容易損壞 ； OMRON PLC 實在是比較貴 ,除了一些重要的設(shè)備上使用外 ,真的不如用其它 PLC。 OMRON 一般只能使用在重型機械的控制及要求穩(wěn)點性能高的設(shè)備上 。 三菱 PLC 有自帶 24V變壓和外置 24V 變壓兩種 。 外置變壓的結(jié)構(gòu)與 KEYENCE 的較為相似 ,比較矮 ， 內(nèi)置變壓的比較高 。 三菱 PLC 性能比較穩(wěn)定 ,燒點的現(xiàn)象沒有 KEYENCE 那么嚴重 ， 但也 有發(fā)生 。 三菱 PLC 程序代號較為簡單 (如 :輸入點 1 用 X1,輸出點 1用 Y1,內(nèi)部斷電器有 M1等 )成本方面較 OMRON， KEYENCE 便宜 . 松 下系列 老型號的 PLC 體積很小 ,輸入輸出的點都是積中在一起與 OMRON 的擴展口有點相似 ， 新型號的在模仿 KEYENCE 及三菱等 PLC 的輸入輸出用一個一個的接線點表示 。 松下 PLC優(yōu)缺 點 并存 ,優(yōu)點在于體積小 ,價格低 ； 缺點在于 ,容易燒點 ,這種 PLC 有時 ,你接到設(shè) 備 上閑置一段時間都有可能燒點 。 西門子 PLC與之上各 PLC相比 ， 西門子 PLC 有如下優(yōu)點： (1)配置簡單。各種機型均可采用 相同配置，簡化設(shè)備采購和倉庫庫存管理。 (2)編程方便。用戶可根據(jù)不同機型的流程要求編制程序，程序調(diào)試和修改都非常簡便，能根據(jù)客戶需求進行變化；程序可采用密碼保護，保護自己的勞動成果。而且 PLC采用的梯形圖語言簡單易學(xué)，容易上手，不 像 單片機控制系統(tǒng)那樣復(fù)雜而且一旦定型不易修改，不能根據(jù)客戶需求變化。 (3)系統(tǒng)能非常方便地連接到 PC 機監(jiān)控系統(tǒng)或其他系統(tǒng)如樓宇自控系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用情況，有時可無須增加額外硬件就能實現(xiàn)；增加適當(dāng)硬件可連接到互聯(lián)網(wǎng)上。 (4)系統(tǒng)外觀高檔，控制靈活，精確度高；故障率極低，節(jié)省維護成 本。 綜上所述，在本次設(shè)計中選用西門子 PLC 進行過程控制。 再結(jié)合學(xué)院的實驗條件以及編程的可操作性和簡易型 ， 選用 S7200CN 進行編程和仿真調(diào)試。 S7200CNCPU 型號 包括CPU222CN， CPU224CN,CPU226CN 等 。 S7200CN 針對低性能要求的小型 PLC， 它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動化控制需求 ， 緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強大的指令集使 S7200 成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。 根據(jù)電梯控制的要求，需要 22個輸入 21 個輸出點，可選用 CPU224CN 作為主控制器。它 集成 14輸入 /10 輸出 ， 共 24 個數(shù)字量 I/O 點； 可連接 7 個擴展模塊，最大擴展 168路數(shù)字量 I/O點或 35路模擬量 I/O 點 ；具有 12K 字節(jié)程序和 8K 字節(jié) 數(shù)據(jù)存儲空間和 6個獨北華航 天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 立的 30KHZ 高速計數(shù)器，兩路獨立的 20KHZ 高速脈沖輸出，具有 PDF 控制， 1 個 RS485 通訊 /編程口。是具有較強控制力的控制器， 用于控制電梯的運行。 圖 41為 CPU224CN 的外觀 圖 。 圖 3