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1、电梯模型PLC控制系统设计毕业设计 .专业.专注. 目 录1、 绪论1 1.1选题的目的和意义1 1.2国外研究综述2 1.3本次设计主要任务22、PLC概述4 2.1PLC发展及特点4 2.1.1PLC简介4 2.1.2PLC的特点5 2.2PLC的工作方式与编程语言6 2.2.1PLC的扫描工作方式6 2.2.2PLC的编程语言83、六层电梯硬件电路设计9 3.1交流双速电梯的主电路9 3.2 PLC选型104、六层电梯PLC控制系统软件设计11 4.1PLC控制系统的基本结构11 4.2电梯PLC控制系统设计11总 结16致 谢17参考文献18附 录191. 三菱FX2NI/O接口电路连
2、接图19 2. 梯形图程序201、绪论1.1选题的目的和意义目前，由可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性可以完成更为复杂的的控制任务，以成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。 可编程序控制（Programmable Controller）系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生
3、产过程。通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可，而不需要像继电器控制系统那样改变硬件和接线。传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制，其缺点是触点比较多，故障高，可靠性差，体积大，维修工作量大等缺点，正逐步被淘汰。可编程序控制器（PLC）既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口和维修方便等诸多高品质性能又采用一种可编程运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。因
4、此，现在PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程序控制器更多的具有计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有数据处理、通信、网络等功能。由于它可以通过软件来改编控制过程，而且体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制器的出现，以其无可媲美的优越性，正在以惊人的速度取代继电器-接触器系统。1.2国外研究综述 当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。可编程序控制器已经广泛的应用在所有
5、的工业部门，随着可编程控制器的性能价格比不断提高。过去许多使用计算机的场合可以使用可编程控制器。可编程序控制器的应用围不断扩大，正在成为工业控制领域的关键设备。世界上有名的几家电梯公司，诸如:美国奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量己占世界市场的51%。其中，奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。 我国自改革开放以来，对电梯的需求量急剧上升。在通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术，产生了一支以中外合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、迅达公司和电梯工业公司等企业，就是通过合资和补偿贸易方式，引进发达
6、国家的先进管理和技术，不断改善现有产品结构和管理体制使企业素质和产品质量都提高到了一个新水平，推出一代电梯新产品。目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型，使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能。总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距，但国电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。1.3本次设计的主要
7、任务本课题的研究题目“电梯模型 PLC控制系统设计”做诠释如下 PLC 控制是指电梯信号控制由 PLC 及其软件来实现，控制系统的核心为 PLC。其次课题开发的主要任务和容是：建立“PLC 控制的电梯系统”的总体框架；信号控制系统利用 PLC 集中处理电梯运行方式、安全保护信号、指令信号、外召唤信号、井道信号、门区信号、开关门及限位信号等信号，并显示电梯所到楼层、运行方向及呼梯应答等，实现开关门控制；拖动控制系统中曳引机的启动、运行、制动停止，包括正反转信号及多种速度信号，经 PLC 运算、判断后通过电机来实现。本电梯控制要求：（1）电梯运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能。（2）利
8、用指示灯显示电梯轿厢外的呼唤信号、电梯轿厢的指令信号和电梯的到达信号。（3）能自动判断电梯的运行方向，并发出响应的指示信号。（4）电梯的上行下行有一台交流双速电机牵引。电机正传，电梯上升；电梯反转，电梯下降。（5）电梯轿厢门由另一台小功率电机驱动。电机正传，轿厢门打开；电机反转，轿厢门关闭。（6）每一层楼设有呼叫按钮；轿厢设有开关轿厢门按钮；轿厢的层面指令按电梯启动、运行、到站实现速度的调节。（7）行车时，厅门和轿厢都不能开门。开门之后不能行车，有门连锁保护。平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门。本课题的核心问题有两个：一是运行效率、平层精度和安全性的要求；二是 PLC 实现电梯信号控制
9、及其软件开发。对于第一个问题，通过选择合适的PLC，进行合理的设计和编程便可以实现。本人选择的PLC是日本三菱公司的 FX2N80 型可编程控制器。第二个问题，根据电梯所要实现的功能以及 PLC 的顺序执行程序的特点，编写 PLC 程序主要是采取模块化编程思想，即根据各功能实现的条件及原则编写各个功能模块来实现。方案选择是通过多种方案的比较和对照，完成电梯控制系统中控制方法的选择。 .专业.专注. .专业.专注. 2、PLC概述2.1 PLC的发展及特点2.1.1 PLC简介可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程的存储器,用来在其部存储执行逻辑运算、
10、顺存储执行逻辑运算、顺宇控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各类型的机械动作过程。可编程控制器及其相关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则设计。PLC已成为工业控制领域中最常见、最重要的控制装置,它代表着一个国家的工业水平。1.PLC通常以输入输出点(I/O)总数的多少进行分类。(I/O)点数在128点以下为小型机;(I/O)点数在129 -512点为中型机;(I/O)点数在5I3点以上为大型机。PLC的I/O点数越多,其存储容量也越大。2.PLC的常用编程工具有:1.手持式编程器.一般供现场调试及修改使用;2.个人电脑,利用
11、专用的编程软件进行编程。3.PLC的应用领域：PLC的应用非常广泛,例如:电梯控制、防盗系统的控制、交通分流信号灯控制、楼宇供水自动控制，消防系统自动控制、供电系统白动控制、喷水池自动控制及各种生产流水线的自动控制等。按PLC编程功能来分可为以下四大类: (1)开关量顺序控制这是PLC最早、最原始的控制功能.可以取代传统的继电器逻辑电路中的顺序控制系统。例如电梯自动控制、工厂装配流水线、交通分流信号灯的自动控制等。 (2)模拟量控制PLC利用PID(proportional lntegral derivative)算法可实现闭环控制功能。例如对温度、速度、压力及流量等的过程量控制。 (3)运动
12、控制目前PLC制造商已制造出能驱动机和伺服电动机的单轴或多轴的PLC和运动制特殊模块,可驱动单轴或多轴电动机按一定的速度、作用力到达拟定目标位置。随着PLC用量的增加, 其价格也达到相当低，其功能却不断地增强，现在用PLC实现运动控制比用其他方法更有优越佳:价格更低、速度更快、体积更小、操作更方便(4)通信功能为适应现代化工业自动化控制系统的需要集中及远程管理,PLC可实现与PLC、单片机，打印机及上级计算机之间的相互交换信息的通信功能。2.1.2 PLC 的特点PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC 与普通微机一样。以通用或专用 CPU 作为字处理器，
13、实现字运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、维修。编程简单、灵活性强等特点。1、可靠性对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。（1） PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。（2） PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTTF（平均无故障时间），使可靠性提高。（3） PLC 有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。（4） PLC 是为工业生
14、产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。（5） 在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的断电保护；对存储器容的保护等。（6） PLC 的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波等；软件自诊断；简化编程语言等。2、易操作性PLC 的易操作性表现在下列几个方面：（1） 操作方便PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数 PLC 采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT 屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号
