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1、郑州工业应用技术学院课程设计任务书题目专业、班级14级电气自动化 学号1402030109姓名 黄腾腾主要内容:利用三菱FX系列PLC系统,进行三层电梯控制系统的设计,编写PLC的 梯形图程序。在FX系列PLC综合实验面板上,进行实验电路的熟悉和连接。应用组态设计软件进行 三层电梯的监控程序设计,要求与PLC程序实现同步。基本要求: 电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵,其操纵 内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S3,用以选择需停靠的楼层。L1 为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示,SQ1SQ3为到位行程开关。电梯上升途中 只响应上升呼叫,下降途中只响
2、应下降呼叫,任何反方向的呼叫均无效。例如,电梯停在 一层,在二层轿箱外呼叫时,必须按二层上升呼叫按钮,电梯才响应呼叫(从一层运行到 二层),按二层下降呼叫按钮无效;反之,若电梯停在三层,在二层轿箱外呼叫时,必须按 二层下降呼叫按钮,电梯才响应呼叫(从三层运行到二层),按二层上升呼叫按钮无效。参考资料1 王玮.电气工程实验教程.北京:北京交通大学出版社, 20062 胡学林.可编程控制器教程.北京:电子工业出版社, 20053 刘美俊电气控制与PLC工程应用北京:机械工业出版社,2011完成期限:指导教师签名:课程负责人签名:2016 年 11 月 28 日郑州工业应用技术学院课程设计说明书题目
3、:基于PLC的三层电梯控制系统设计名:院(系)机电工程学院专业班级:14级电气自动化学 号: 指导教师:赵娟萍陈静成 绩:时间:2016年11月28日至 2016年12月9日目录第1 章 绪论11.1 研究背景11.2 研究意义11.3 电梯的发展历史11.4 电梯的基本结构21.5 电梯的分类21.5.1 按用途分类 21.5.2 按速度分类 31.5.3 按控制方式分类 3第2章PLC可编程控制器.42.1 可编程控制器简介42.2 PLC 的结构及各部分的作用 42.3 PLC 的结构组成 52.4 PLC 的工作原理 62.5 PLC 的编程语言 72.5.1 梯形图编辑语言 72.5
4、.2 语句表编程语言 7第 3 章 设计内容83.1 基本要求83.2 输入/输出信号编址93.3 PLC 外部接线 93.4 程序设计10第 4 章 程序调试144.1 程序输入144.2 外部连线144.3 PLC 的通信及下载 15第 5 章 调试结果及分析165.1 调试结果165.2 调试结果分析16总结19参考文献20附录21梯形图21语句表24第 1 章 绪论1.1 研究背景随着城市进步而不断发展,城市快速的崛起,高层建筑不断增多,电梯成为 高层建筑中垂直运行的工具已与人们的日常生活息息相关的一部分。它是采用电 力拖动,把载有物品与乘客的轿厢,在刚性导轨之间垂直的运行,运送乘客与
5、货 物的升降设备。所以,电梯是作为高层运输的服务的设施。电梯具有安全可靠性 高、运送速度快,操作简易的优点。而传统的电梯控制方式主要采用继电器的接 触器进行控制,其缺点有触点多,故障高、可靠差、维修工作大等,但是采用 PLC 控制电梯可以很好地解决哪些问题,使电梯运转更加安全、方便、舒适。眼下电梯的控制方式一般采用这两种方式,一是运用微机当作信号控制系统 单元,完成电梯的信号的采集工作、运转状态和性能的设定,完成它的自动调度 和选择运行功能,电梯拖动控制是由变频器去完成;第二种方式则是用可编程控 制器代替微机来实现控制。从控制方式与性能上比较,这两种方式并没有过大的 区别。PLC可靠性强,设计
6、程序也比较方便简单。1.2 研究意义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, 而不需要想继电器控制系统那样改变硬件和接线。因而利用 PLC 进行控制大大 提高了电梯系统的安全性和可靠性同时也降低了成本。由可编控制器(PLC )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,可以完成更加复杂的控制任务,已成为电 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。1.3 电梯的发展历史
7、电梯在汉语词典中的解释为:建筑物中用电作为动力的升降机,代替步行上下的楼梯。根据外国相关资料表示,在公元前 2800 年,古代的埃及,当时为了造那时 的金字塔,使用过是由人力来驱动升降装置的机械。公元1765 年,瓦特发明了 出来蒸气机后,1858 年美国的研究以蒸汽作动力,并且通过履带传动和一些减 速的配置来驱动电梯,1878 年阿姆斯特,创造了水压梯,后来水压梯的进一步 发展逐渐取代蒸汽梯,接下来又出现了由液压泵以及直接柱塞式和侧柱塞式结构 的液压梯,这种至今仍被人们采用。因为18 世纪后期发明了电机,尤其是交流 双速电动机的发明,明显改善了电梯的一些不足。然而真正能够称为电梯的产品应该是
8、在 20 世纪初期才出现的,美国 OTIS 电梯公司第一个用直流电动机当为动力,创造以槽轮式驱动的直流电梯。在此之 后,电梯这种产品,随着时间发展一直在跟新换代。现在的电梯,不仅规格多, 自动化水平高,并且安全性能高,乘坐舒适性也高。1.4 电梯的基本结构电梯一般由五部分组成:井道和机房、传动部分、升降部分、安全装置、控 制部分。1.5 电梯的分类1.5.1 按用途分类(1)客梯 代号 K 为运行乘客而设计的电梯,有完善的安全装置。(2)货梯 代号 H 为运送货物而设计的电梯,通常有人操作,有必备的安全 装置。(3)客货梯 代号 L 主要用作运送乘客,但也可运送货物,它与客梯的区别 在于轿厢内
9、部装饰结构不同。(4)病床电梯 代号 B 为运送病床而设计的电梯,具有轿厢长而窄的特点。(5)住宅电梯 代号 Z 住宅楼使用的电梯,一般采用下集选控制方式,轿厢 内部装饰较简单。(6)杂物电梯 代号 W 供图书馆,办公楼,饭店运送图书,文件,食品等。不 容许人员进入电梯,结构简单,无乘人必备的安全装置。(7)船舶电梯 代号 C 用于船舶上的电梯,能在船舶摇晃中正常工作。(8)观光电梯 代号 G 轿厢壁透明供乘客观光之用。(9)还有一些专用电梯。1.5.2 按速度分类(1)低速电梯 速度不大于 1 米/秒的电梯(2)快速电梯 速度大于 1 米/秒,低于 2 米/秒的电梯(3)高速电梯 速度在 2
10、 米/秒以上的电梯1.5.3 按控制方式分类(1)手柄操纵控制电梯 由司机操纵轿厢内的手柄开关,实行轿厢运行控制 的电梯。(2)按钮控制电梯 具有简单的自动控制方式的电梯,具有自动平层功能。(3)信号控制电梯 自动控制程度较高的有司机电梯 .基友自动平层,自动 开门。(4)集选控制电梯 高度自动控制的电梯,可无司机驾驶,初信号控制的电 梯功能外,还具有自动掌握停站时间,自动应召服务,自动换向应答反向厅外召 唤等功能。(5)下集选控制电梯 只有在电梯下行时才能被截停的集选控制电梯。(6)并联控制电梯 几台电梯被连在一起控制,共用厅门外召唤信号的电梯, 具有集选功能。(7)梯群程序控制电梯 多台集
11、中排列,共用厅外召唤按钮,按规定程序集 中调度和控制的电梯。(8)梯群智能控制电梯 由电脑根据客流情况,自动选择最佳运行方式的集 群控制电梯。第 2 章 PLC 可编程控制器2.1 可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现,当时叫可编程控制器PLC,为 了用来代替继电器,来执行判断、计数、等顺序功能控制OPLC的基本设计思想 是反映计算机功能灵活、完善、通用等优点和继电器控制系统的操作方便、简单 易懂、价格便宜等优点统一的结合起来,控制器的那些硬件是通用的、标准的。 依据实际对象,将控制内容写成软件输入到控制器的程序存储器中。被控对象与 控制器连接方便。随着技术的发展,特别是微型
12、计算机和微处理器的发展,到 70 年代以后, PLC 已普遍地使用微处理器当作中央处理器。的输入输出模块和外接电路全部都 运用了大、中规模乃至于超大规模的集成电路,现在的 PLC 已经不再是只具有 判断功能,它还同时有PID调节、数据处理、和数据通信等功能。可编程控制它是一种用数字运算来操作的电子系统,专门为在工业条件下应 用而去设计,它克服了继电器接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、 功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用微处理器的优点。可编程控制器对 用户来说,是一种无触点设备,改变程序即可改变生产工艺,因此可在初步设计 阶段选用可编程控制器,在实施阶段再确定工艺过程。另一方面,
13、从制造生产可 编程控制器的厂商角度看,在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制 器,适合批量生产。由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界 的欢迎,并得到迅速的发展。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工 具,得到了广泛的应用。2.2 PLC 的结构及各部分的作用可以编程控制器的结构各式各样,但是它们所组成的原理一般基本相同,全 部是用微处理器作为核心结构。一般是由中央处理单元(CPU)、存储器(ROM、 RAM)、输入输出单元(I/O)、编程器和电源等几个部分所组成。PLC的结构如 图 2.2-1 所示。厅程开关按钮继电器触虫输入单亓CPU存储器电源部分输出单元接触器
14、-电磁阀邈指于灯编程器或其他设备图 2.2 -1 PLC 的结构图2.3 PLC 的结构组成(1) 中央处理单元(CPU)CPU作为整个PLC的核心,充当总指挥作用。CPU由控制电路、运算器和 寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。 CPU 通过地址 总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。 CPU 的功能 有以下一些:从存储器中读取指令,执行指令,取下一条指令,处理中断。( 2)存储器( ROM、 RAM) 存储器一般用于存放系统的程序、用户的程序及工作的数据。存放系统软件 的存储器叫做系统程序存储器;存放应用软件的存储器叫做用户程序存储器;存 放工作数据
15、的存储器叫做数据存储器。常用的存储器有 RAM、 EPROM 和 EEPROM。 RAM 是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序,生成用户 数据区,存放在RAM中的用户程序可方便地修改。RAM存储器是一种高密度、 低功耗、价格便宜的半导体存储器,可用锂电池做备用电源。掉电时,可有效地 保持存储的信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化 系统管理程序和应用程序。( 3) 输入输出单元( I/O 单元)I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单 元有良好的电隔离和滤波作用。接到 PLC 输入接口的输入器件是各种开关、按 钮、传感器等。 PLC 的各输出控制器往往是电磁阀、接触器、继电器。(4)电源电源是指为CPU、I/O存储器接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳 压电源,通常也是输入设备提供直流电源。(5)编程器编程器是PLC的最主要外围设备。用编辑器把用户程序写入PLC的存储器, 还可以有用编辑器检查程序,修改程序,监视 PLC 运行状态。除此,