基于PLC的电梯控制系统设计

 2022-01-17 11:01

论文总字数:17067字

目 录

1 绪论 1

1.1 电梯控制技术的发展及方向 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 选题的目的与意义 2

2 电梯控制系统的总体设计 3

2.1 设计方案比较 3

2.2 PLC控制概述 3

2.3 电梯控制系统的方案确定 4

2.4 电梯的总体设计思路 5

3 电梯驱动控制系统设计 6

3.1 电梯硬件驱动构成 6

3.2 交流感应电动机的转速调节 6

3.3 交流调节电梯速度简介 7

3.4 交流双速电梯驱动系统简介 7

3.5 四层电梯电路设计 8

4 系统软件设计 11

4.1 I/O点数的估算 11

4.2 I/O点分配简介 11

4.3 四层电梯梯形图 12

5 组态软件仿真与调试 15

5.1 选层定向及反向演示 15

5.2 系统调试 15

总结 18

参考文献 18

附录 19

致谢 25

基于PLC的电梯控制系统设计

刘洋

,China

Abstract: Programmable logic controller (PLC) is the main control system of elevator operation now. It has remarkable advantages in the accuracy of elevator control and the stability of elevator maintenance. In this paper, based on the existing framework of knowledge system, a large number of Chinese and foreign literature related to PLC are carefully studied, and the design scheme of PLC elevator master control system is put forward. The whole scheme including hardware and software for the two modules, the interface circuit layout, which involves all aspects of hardware related to the allocation of resources; the software mainly includes the main system and subsystem in process design and programming etc.. Then, aiming at the main control system debugging and optimization, based on in-depth analysis of the various potential problems on the obtained satisfactory results, system performance indicators are good.

Key words: Elevator; PLC; Control System

1 绪论

1.1 电梯控制技术的发展及方向

(1)电梯技术的发展方向是:向高技术先进智能控制方向发展

可编程逻辑控制器,一种具有典型逻辑编程思想的小型电脑结构,它具有多种优点:编程简单直观,控制模块多样,控制性能稳定,受外界干扰少等,众多优点导致其运用于各大领域,从1980年起,看到国外的电梯开始应用这种可编程控制技术,国内的厂商看到了PLC在电梯控制设计上的巨大潜力,开始加大力度科研,最终推出了很多国产电梯产品,而PLC也逐步取代了物理触点的旧式控制,成为大众依赖的控制器,电梯在运行时,不光对呼梯信号进行分类和逻辑运算,同时要保证电梯运行的速度,电梯的逻辑关系与服务质量密切关联,PLC的优势体现出来,让电梯控制技术进入新的发展阶段。

(2) 驱动装置的发展趋势:是同步电动机无齿曳引驱动

永磁同步电机具有低功耗、反应灵敏、速度平滑、扭力稳定、环保节能等特点,所以它逐步取代异步电动机在电梯上的应用。无齿曳引机是电梯未来的发展方向,代替有齿曳引机只是时间问题,在政策、法规和标准的导向,加上我们的自身的努力,时间必定会缩短。稀土永磁同步电机被提出,用永磁材料代替传统电磁材料,是节能的关键所在。虽然,这项技术还在起步阶段,理论依据尚不成熟,也没有十分成功的案例,但是,永磁同步电机的优点必定会在电梯控制方面得到应用。

(3) 电梯控制数目的发展趋势:由单台到多台控制

高层建筑一般都有很多电梯,而电梯群控技术这一技术的提出正是响应这一需求。通过设立空中大厅,实现对整栋楼多台电梯的控制。智能控制的研究逐步成熟,其研究成果也渐渐应用到了电梯的控制中,专家控制,模糊控制,神经网络控制这些理论为电梯群控提供了新的策略,提高电梯的服务水平和效率,节省了电梯等待与电梯乘坐的时间。对整个高层建筑的电梯交通控制处于最优,能减缓乘客的焦虑,让乘客更加安心。高层建筑的不断建立将会使电梯群控技术更加完善。

1.2 国内外研究现状

随着城市化的进步,以及住房紧张的现实,多层和高层建筑建设的力度逐渐增大,电梯发挥的作用日渐提升,已成为人们在建筑物内出行的主要代步工具。而随着多类型现代化技术特别是电力电子类技术的快速发展,交流变频调速类型的电梯的发展越来越成熟,此类技术进入了快速发展的时代。对于电梯,结合其基本资料和现场实际经验知,其是一个随机工作的产品,是一个通过外部信号呼叫以及内部自身控制的集合,所以说整体的工作类型是随机的,另外还可以看出此类型设备是一个相互交互的系统,单单依靠一些简单的顺序控制已经不足以对其很好的控制,为此本文在对多种控制技术进行对比分析后,选择了随机逻辑的方式。

对于当今电梯的控制方式,在进行充分调查和分析后知,其主要包括两种方式,分别是以微机作为信号和以PLC作为控制信号,下面对两种方式进行简单的介绍。对于微机控制方式,其主要是在进行电梯信号采集、状态配置的基础上进行自我调度等多种功能,转动功能主要是由变频器来完成的。对于PLC控制而言,它本身属于控制系统,因而与其他控制方式如微机控制的基本属性或特征差异不大,所以此处无需赘言。但是由于如今PLC技术的发展成熟以及后续维护的方便性等众多特点,在我国大部分的生产厂家都选择PLC的控制方式。这主要的原因还包括此类技术形成的设备规模相对较小、成本相对较低等,另外利用此种技术生产设备的可靠性也相对较高,编制程序相对交单,并且受到外界环境干扰的能力也较小等,受到生产商的青睐,其开发与优化改进的速度一再加快。而且,物质的丰富与财富的积累促进了国民消费需求的提升,对电梯的舒适性、智能化程度等多方面的要求也逐年提高,而随着多类型技术的快速发展,人们要求的实现也就成为了可能,为此,文中在对电梯性能进行针对性改进的基础上,对电梯的外观设计以及其它相关方面也对应的提出了更多的要求。

1.3 选题的目的与意义

在对PLC基本特点进行简单描述的基础上,说明本文研究的主要意义,此种新型技术是集成了自动化控制以及可靠通信等多种技术的一个非常高效的系统,随着其快速的发展和性能的逐渐提高,其逐渐成为了一种非常全新的新型技术。早在1990年初,该技术就因其众多鲜明优势将继电器技术取代。尽管它还是新生事物,但已经融入到现代生产与生活的各个领域,地位重要,作用重大。其主要构成成分主要包括处理器以及存储器和供电部分等,另外,此种技术可以通过人自主的编写代码来对其进行针对性的控制。

还有就是使用此种技术不但能够最大限度的提高系统运行的可靠性,对日后的维护也带来了非常大的便利,从而也就非常高效的增强系统的整体性控制水平。为此,本文在对相关资料和文献进行查找和研究后,提出了整体的设计方案。整个方案包括硬件与软件两大模块,其中硬件涉及各环节的电路布局、各接口的相关资源分配等方面而对于软件,其主要包括的部分是款图的设计以及各种梯形图的形成和相关控制程序的设计等。在各自进行完软硬件的设计后,对总控系统作出调试优化与针对性的改进,以此形成一个可靠性较高的系统,所以说文中的研究具有一定的实际应用价值。

2 电梯控制系统的总体设计

2.1 设计方案比较

单片计算机是整个电子计算机的基本部分,比如CPU(也就是常说的中央处理器,包括计算器和操控器),内存设备,总连接线,输入输出接点等,通过应用集成电路将其集中于一片硅基片中。单片计算机占用空间小(体积等同于手指),具有强大的性能(具备一般计算机具有的全部性能),故其普遍应用到电子装置的操控设备中。当下,强如导弹火箭高科技国防装备,普通到电视机微波炉等一般家用电器,其操控装置都毫无悬念的会应用到单片计算机。故,就操控角度来说,我们也叫它单片控制器。软件也就是固定于内存装置内的已经设计完成的程序,在全部的单片微操控设备中发挥着举足轻重的作用。虽然各个装置单片微操控装置的电子装置的工作理论和所搭配的具体装置相关,单其基础工作原理是相通的,即:

1)通过输入端口接收外部的数据并存放到存储器。这些数据主要是两大类,一类是源自于像温度压力等的传感装置,还有一类是源自于人工操作的手动动作数据,比如按动开关等动作。

2)来自单片微操控装置的中央处理器,参照程序对接收的信息进行快速的计算分析。

3)通过输出端口把计算分析得出的结果传送至操控执行装置,例如继电器,电动机和指示灯等。这个过程在持续循环进行,也就是系统内的微电脑持续监管所有数据,并且根据数据种类进行相应的分析,以维持系统的正常工作。

PLC的批量生产主要是应用了单片机。也就是说,PLC属于单片机在继电操控体系内的类产品。与继电器的电路图相似,PLC应用的梯形图,操控简单,大部分的电气工程技术人员学起来也容易。故此次课题主要应用PLC进行设计。

2.2 PLC控制概述

可编程控制器属于一种引入了微处理器的工业操控设计,其与计算机技术,自动化理论和通讯手段进行了深入的结合。其构造简易,功能强大,拥有较强的稳定性其检修便利。故可编程控制器的应用范围十分广阔,以普遍应用到工业生产的各行各业。上个世纪60年代末,美国通用汽车公司通过研究数字操控体系,并对其进行改进,结合进了电路和电力性能,这样该设备就代替电气控制装置成为了第一代可编程逻辑操控设备,也就是可编程控制器(PC)软件。该设计不仅应用便捷,作为对个人电脑(PC)功能的扩展,其也具有可编程控制的性能,PLC也就叫做可编程序逻辑控制器。PLC的发展速度和应用之所以如此之快和广,主要是由于以下几个特性:

1.稳定性强,具有较强的防干扰性能。应用软件中设置很多逻辑开关和继电器触点,防止因接触不良初出现的故障现象;应用更加稳定和安全的低压直流电源;处于工业生产境况,运用了屏蔽和隔离方法以抵抗外部的干扰.相较于常见的计算机系统和一般的继电器体系,可编程控制器在低劣的工作情况中适应性更强.

剩余内容已隐藏,请支付后下载全文,论文总字数:17067字

相关图片展示:

您需要先支付 80元 才能查看全部内容!立即支付

该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找;