基于plc的載貨電梯控制系統設計-資料下載頁

【導讀】與日俱增，樓層的增加，給人們的出行造成了很大的不便。電梯因為其方便、安全、快。能，保證電梯的運行既高效節能又安全可靠也成為了當下的一大研究課題。短，占地空間大，正逐步被淘汰。為了提高電梯控制系統的可靠性和設備的工作效。雜的繼電器—接觸器控制。系統的核心部分使用了日本三菱公司生產的。得了良好的預期效果。

　　

【正文】 自動斷開低速信號，從而達到平層的準確可靠。平層后，貨梯進行開，關門動作。 硬件結構設施 (1)電梯控制系統實現的功能： ① 電梯無司機人工駕駛，完全自動響應層站召喚和轎廂內指令。 ② 電梯起動后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號，則開門。 ③ 當電梯“懸停”時，若有呼梯信號且信號對應的樓層高于當前樓層時，則電梯處于上升狀態，反之則下降。 ④ 電梯運行時只響應順向呼梯信號，對反向呼梯信號只作記憶。 ⑤ 電梯在運行過程中應具有自動換速、指層顯示狀戈押示、極限位置保護等功能 (2)電梯操作方式： ① 單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚 :轎廂上行是答應轎廂召喚，直至最高層 。自動改變運行方向為下行，應答廳門下行召喚。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 21 ② 單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚 :上行時順應答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動反向應答下行召喚和轎廂召喚。本設計采用全集選操作方式。 (3)轎廂運行速度曲線 為了滿足舒適感提高運輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個關鍵環節。人們對于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。為了獲得良好的舒適感，將電梯的 起制動速度曲線設計成由兩段拋物線 (S 曲線 )及一段直線構成，而這一曲線形狀的構成及改變，則是由加速度斜率及 S 曲線變化率決定的。見下圖。 圖 33 速度運行曲線 加速斜率是以速度給定從 0加速到 1000轉 /分所需要的時間來定義的。其含義為加速度由 0 加速到 1000轉 /秒 2所需要的時間。因此通過改變起動加速時間可獲得不同的起動曲線斜率。增大加速時間值，起動曲線變緩。反之，起動曲線彎曲部分變急。而 S曲線變化率的變化，也可通過改變 S 曲線起始，終了加速時間來實現。 (4)根據以上信息，貨梯變頻調速的硬件結構設計圖如下 ： 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 22 圖 34 貨梯變頻調速的硬件結構設計圖 本章小結 本章主要介紹的是貨梯控制系統的硬件設計。硬件為 PLC和變頻器。 (1)可 編程序控制器的發展經歷了四個階段即初創階段、擴展階段、通信功能實現階段和開放階段。 PLC 是一種數字式的電子裝置。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。可編程控制器（ PLC）的基本結構主要由中央處理單元 CPU、存儲器、輸 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 23 入、輸出等部分組成。工作原理包括 ： 1)輸入現場信息； 2)執行程序； 3)輸出 控制信號。上述過程執行完后，又重新開始，反復地執行。 PLC 的性能指標有編程語言、用戶程序存貯容量、 I/0 總點數、掃描速度、指令種類數和總條數、 .內部繼電器的種類和點數等。可編程控制器除了具備繼電器控制系統和微型計算機系統的原有功能外，還有其自己的特點。目前典型的 PLC 應用主要有以下幾個方面： 1)順序控制 2)過程控制 3)數據處理 4)通信聯網。 (2)在 交流調速系統中，變頻器的作用是將頻率固定的交流電變換成 38 頻率連續可調的三相交流電。通用變頻器的基本構成主要由主電路 (包括整流器、中間直流環節、逆變器 )和控制電 路組成。變頻器的分類： ① 按變換環節分 ：① 交 —— 交變頻器又稱為直接式變頻器 ② 交 —— 直 —— 交變頻器又稱為間接式變頻器。通用變頻器就屬于這種形式。 ② 按輸出電壓的調制方式分 ：① P AM(脈幅調制 )② P WM(脈寬調制 )。變頻器的矢量控制原理是設法模擬直流電動機的控制特點來進行交流電動機的控制。電梯變頻調速控制的特點 :① 電梯變頻調速使用的是異步電動機； ② 變頻調速電源使用了先進的 SPWM 技術 SVPWM 技術，明顯改善了電梯運行質量和性能。 ③ 明顯改善了電動機供電電源的質量，減少了諧波，提高了效率和功率因數，節能明顯。本設計選用了通用變頻器，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。 (3)貨 梯控制系統的設計思想。貨梯控制系統可分為調速部分和邏輯控制部分。調速部分的性能對貨梯運行時乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運行的關鍵。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 24 第 4章 貨梯控制系統的軟件設計 貨梯運行時控制的主要指標 (1)貨梯運行到位后具有手動開門關門功能。 (2)利用指示燈顯示廂外召喚信號，廂內指令信號和貨梯到達信號。 (3)自動辯別貨梯運行方向，并發出響應的指示信號。 輸入信號與編排 輸入信號及地址編號如下表 41所示，輸出信號及地址編號如下表 42所示。 表 41 輸入 信號及地址編號 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 25 表 42 輸出 信號及地址編號 貨梯轎廂內、外控制按鈕的動作要求 當電梯運行時，轎門隨轎廂做升降運動，當行至某層站時，可由轎門上的門刀打開或關閉該層廳門。長時間無呼叫信號時，電梯自動回到一樓并且自動關斷照明、風扇。有內選和呼梯信號時延時自動關門，關門后自動行車。 控制程序流程圖 （ 1） 開門、關門梯形圖 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 26 圖 41 開門、關門梯 形圖 X0 是手動開門按鈕。當貨梯運行到位后， X0 閉和，開門繼電器 Y0 有效，貨梯門被打開。開門到位，開門行程開關 X2 動作， X2 常閉觸點斷開，開門過程才結束。 R1 貨梯啟動運行繼電器，關門繼電器 Y1，上行繼電器 Y2 都是常閉觸點，無效截止。關門過程也為手動，當按下關門按鈕 X1 時，關門繼電器 Y1 有效并自鎖，驅動關門繼電器 Y1，關門行程開關 X3 動作， X3 常開觸點閉和，關閉貨梯門。此時開門繼電器 Y0 是無效截止。 （ 2） 層呼叫指示梯形圖 當有工作人員在轎廂外某層按下呼叫按鈕（ X17， X20， X21， X22）中的任何一個 ，相應的指示燈亮說明有人呼叫。呼叫信號一直保持到貨梯到達該層，相應的接近開關動作時才被撤消。下圖是一層向上呼叫圖。手按一層上呼按鈕 X17，此時開門按 X0、一層接近開關 X11截止，一層指示燈開關截止，一層上召喚燈亮。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 27 42 層呼叫指示梯形圖 （ 3）啟動和運行梯形圖 啟動按下一層指令按鈕 X14，上行方向燈開關導通，輸入門鎖輸入信號 X10，關門繼電器 Y1動作。同時電動機反向繼電器 R5截止。貨梯開始啟動運行。 43 貨梯啟動梯形圖 上行按下一層向上招喚按鈕 X17，下行繼電器 Y二、三層指示燈 Y2 Y24 開關截止，向上運行開關 X4動作，電動機正轉繼電器 R4 導通，上行繼電器 Y2 導通。下行 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 28 方向燈 Y2二、三層指示燈 Y2 Y24截止，下行繼電器 Y3 截止，上行方向燈 Y20亮，貨梯上行。貨梯運行方向是由輸出繼電器 Y20和 Y21指示的，當電梯運行方向確定后，在關門信號和門鎖信號符合要求的情況下，貨梯開始啟動運行。貨梯啟動后快速運行， 2s 后加速，在接近目標樓層時，相應的接近開關動作，貨梯開始轉為慢速運行，直到貨梯到達目標樓層時停止。 圖 44 貨梯運行梯形圖 （ 4）貨梯整體運行梯形圖 鑒于一、二、三層到 層指示梯形圖相似，各層內指令梯形圖相似，各層呼叫指示梯形圖相似，貨梯上行和下行圖相似，因此，貨梯整體運行程序圖很容易便可畫出來，見下圖所示。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 29 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 30 圖 45 貨梯整體運行梯形圖 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 31 本章小結 通過 PLC 對貨梯運行的控制實現了自動回復、超重警報、消防警報、內外呼等信號的控制，使電梯運行更加平穩可靠，同時對電梯的風扇及照明采取了自動關閉的方法節省電能，使電梯運行經濟可靠。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 32 結 論 隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，貨梯作為高層建筑中垂直升降的運輸工具已和人們的日常生活密不可分，是機械電氣相結合的機電一體 化產品。載貨電梯是主要為運送貨物而設計的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機操作。 而然這些與 PLC是分不開的， 可編程序控制器是新一代的控制工具，因其核心是微處理器，接口電路、電源電路等具有很強的抗干擾能力，而梯形圖的編程語言極易為工程技術人員所接受等特點，被稱為真正的工業控制計算機 。 通過設計畢業設計，可以綜合運用自己所學的專業知識，是對三年所學的知識的一次運用，結合《電梯技術基礎》和《 PLC 編程及應用》等書。指導老師對我們進行了分組，每組成員分工。既要有團隊意識，又要自我獨立完成自己分配的工作。經過我們一組七 人的齊心協力，合理分配時間，收集 整理設計資料，做開題報告， 方案論證 ，和指導老師溝通，確定設計報告的思路，書寫設計報告，請指導老師審閱設計報告草稿，修改定稿設計報告，終于順利完成了設計報告。 通過此次設計，我成功完成三層貨梯的 PLC 控制和變頻啟動設計。貨梯控制系統可分為調速部分和邏輯控制部分。調速部分的性能對貨梯運行時乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運行的關鍵。 充分考慮了 貨梯的通訊與監控 ， 使用計算機與 PLC 的通訊，實現了用計算機對貨梯運行狀況的監視，也實現了通過計算機對貨梯的間接運行控 制。由此可以說明，用 PLC 實現樓宇間貨梯的自動控制以及貨梯、貨梯群的遠程、集中監控的可行性。 貨梯隨著經濟的快速發展得到廣泛應用，因此如何實現其電氣的合理優化控制成為當前研究的熱點問題。 查詢圖書，翻閱資料，在網上搜索資料，和老師、同組成員溝通，通過這些方法我完成畢業設計。在以后工作中遇到什么難題，也需要這么做。在設計報告中，我去貨梯實地考察，通過詢問貨梯維護人員，許多設計中遇到的問題都迎刃而解，這是我設計報告中感觸最深的，在以后的工作中，需要在實踐體驗真知。 本次設計充分對我專業知識進行考察， 如果有時間和 機會，我希望能繼續對本系統進行深入研究和探索。 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 33 致 謝 三年的大學生活已經快結束，在本專業的學習中使我掌握了不少專業知識，鍛煉了自己。畢業設計可以說是三年學習的總結和體現，在指導老師的指導和幫助下，我完成了畢業設計。她熱心的幫助和循循善誘的指導深深感動了我。 本 設計和三年中所有教育過我的老師也是分不開的，沒有他們的傳授的知識我也不可能完成這個課題。我無論是在課程學習階段，還是在論文的選題，資料 查詢和撰寫的每一個環節，無不得到指導教師的悉心指導和幫助。我為這 幾個月來靜心學習，并取得較好成績而感到欣慰， 欣慰之余，我要感謝母校，向關心和支持我學習的所有老師和同學們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關心和支持！ 基于 PLC的載貨電梯控制系統設計 34 參 考 文 獻 [1] 汪曉光，孫曉瑛，王艷丹等 .可編程控制器原理及應用 .機械工業出版社， 2021 [2] 袁任光 .可編程序控制器 (PLC)應用技術與實例 .華南理工大學出版社， 2021 [3] 陳家盛 .電梯結構原理及安裝維修 .機械工業出版社， 1990 [4] 陳宇，段鑫 .可編程控制器基礎及編程技巧 .華南理工大學出版社， 2021 [5] 王紅王艷玲 .可編程控制器使用教程電子工業出版社， 2021 [6] 李惠升 .電梯控制技術 .機械工業出版社， 2021 [7] 阮礽忠 .常用機械電氣控制手冊 .福建科學技術出版社， 2021 [8] 國家石油和化學工業局 .HG/T .國家石油和化學工業局， 2021 [9] 朱曉東曾慶山馮冬青 .虛擬電梯系統中的 PLC 通訊技術設計，中文核心期刊 .微機算機信息 .（測控自動化） 2021 年第 22 卷第 7 期 [10] 郭宗仁等 .可編程控制器應用系統設計及通信網絡技術 .人民郵電出版社， 2021 [11] 陳在平 .可編程控制器技術與應用 系統設計 .機械工業出版社， 2021