机电一体化技术专业专科实习报告.doc

东北大学继续教育学院专科毕业实习报告专科毕业实习报告学 生 周岩岩 学习中心 苏州奥鹏 专 业 机电一体化技术 层 次 高起专 提交日期 2015年8月3日机电一体化技术专业实习报告前言 电梯的出现大大方便了现代人的生活。随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济生活中有越来越广泛的应用，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，在电梯控制系统中，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，具有可靠性高、易操作、维修编程简单、灵活性强等特点。选择五层电梯PLC自动控制作为本次实习内容。1.实习目的 通过本次实习，了解了PLC电梯控制的特点及优点，从具体实践中学到了电梯的结构组成、控制系统硬件和软件设计过程，实现电梯自动控制的目标。2.研究内容1.1 电梯的结构组成 按照功能划分，一个完整的电梯系统可分为电梯的曳引系统、导向系统、门系统、轿箱系统、电力拖动系统、重量平衡系统、安全保护系统以及电气控制装置八部分，如图2.1所示。图2.1电梯结构组成1.1.1 电梯曳引系统电梯曳引系统主要由曳引机、钢丝绳、导向轮及反向轮组成。曳引机作为牵引动力源，用钢丝绳将曳引轮和轿厢与对重连接，实现轿箱的上升与下降。并采用导向轮来避免轿厢与对重之间的碰撞。1.1.2 电梯导向系统电梯导向系统由导轨、导轨架和导靴组成。电梯导向的作用是限制轿厢和对重的活动空间，使其在导向系统作用下只能垂直升降运动。1.1.3 电梯的门系统电梯的门系统由厅门、轿门和开门联动机构等组成。轿门设置在轿箱进出口，厅门设置在楼层站进出口。门机位于轿箱上，为轿门和厅门开关提供动力，紧急时候可以通过厅门处的三角钥匙来打开电梯门。1.1.4 电梯的轿箱系统客用电梯的轿箱用来运送乘客，货用电梯用来运输货物，由轿架和轿体两部分组成。轿架作为箱体的承重机构,由横梁、底梁、立柱、斜拉杆等构成。轿箱由轿底、轿壁、轿顶包括箱内通风与照明设备、轿内操控盘等部件组成。轿箱的空间大小取决于额定载客量或载货重量，一般来说一吨客梯，载客14人，轿箱面积为2.24。1.1.5 电梯的电力拖动系统电梯机房内有电梯专用电箱，为电机提供三相电源。电梯速度控制采用速度反馈系统。测速装置一般采用测速发电机，将其与电机同轴连接，通过测出的电压读数可以得到此时的电机速度。曳引电机的速度由调速装置控制。1.1.6 电梯重量平衡系统曳引电机为电梯运行提供动力，电机额定功率由电梯额定负载决定，还可以根据电梯的配置情况来选择交流电动机或者直流电动机。1.1.7 电梯的安全保护系统电梯运行安全至关重要，包括机械设备安全保护系统和电气安全保护系统。机械安全保护有：限速器、行程开关、安全钳、底坑缓冲器等，他们主要用来防止电梯超速和超行程。电气安全保护包括光幕门保护功能、极限开关保护装置、电源短路保护开关等。1.1.8 电梯的电气控制装置电梯的电气控制系统由操纵装置、电子控制装置、位置显示设备、平层设备等组成。操纵装置包括轿厢内操作盘，厅门外按钮盘。控制装置位于电梯机房控制箱内，进行电梯运行的逻辑控制。平层装置发出平层控制信号，确保电梯轿箱平层的准确性。位置显示装置，是指通过轿厢内和门厅外操作盘上的数码显示管，显示电梯所处层数和上行下行方向。下图2.2为电机控制回路系统图。曳引电机和门电机电源引自机房内电源箱，控制回路由控制箱内PLC模块来完成，通过给定控制信号，控制电机运行状态、正反转，便可实现电梯启动、暂停、垂直升降、以及电梯门开关的要求。图2.2 电机控制回路系统图1.2 电梯控制系统电梯控制系统主要由变频调速主回路、PLC单元以及输入输出单元等构成，如图2.3所示。PLC用来实现对电梯曳引电机以及开关门机的起动、停止、加减速、楼层显示、运行方向控制、楼层召唤、轿箱内操作，以及安全保护等指令信号的管理和控制的功能。图2.3 电梯控制系统结构图图中变频器作为电梯调速控制器，PLC完成逻辑控制部分，负责处理各类信号的逻辑关系，然后向变频器发出起停信号，同时变频器把自身的工作状态反馈给PLC，构成双向联络。控制系统还配备了和电动机同轴连接的旋转编码器以及PG 卡，来完成电机速度的检测及反馈，构成速度闭环反馈系统和位置闭环反馈系统。1.3 系统控制要求1） 选向：根据电梯所在楼层的位置以及轿厢内选和电梯间外呼楼层信号决定电梯运行方向。2）选层换速：电梯根据轿厢内所选楼层决定运行方向，并且遵守直上直下的原则。在每次平层时能够平滑换速。3） 楼层位置及上行下行方向的指示：采用BCD编码的方式，利用数码管显示楼层位置及电梯上行下行方向。由于三菱FX2N系列内置计数-译码驱动模块，只要外加LED七段显示管以及电源就可以显示楼层位置。4） 电梯门的控制要求：当电梯平层时，门会自动打开，5秒钟后无人电梯门自动关闭。如有人进入电梯，光电传感器检测到有人进入的信号，电梯门立即打开。5）电机变频调速：实习期间采用MM440变频器与PLC采用串行通信方式连接。由于变频器上安装了编码器模块，使变频器可以连接成闭环速度反馈控制方式。1.4 控制系统硬件、软件设计根据电梯工作原理和功能绘制运行流程图，如图2.4所示。图2.4 电梯运行流程图确定输入单元与输出单元：（1） 输入单元包括：轿箱内选层按钮与门厅外选择方向按钮；开门关门方向按钮；平层感应器；上下限位开关；门锁装置。 （2） 输出单元有包括：楼层指示表盘及方向指示灯；开关门控制接触器；电梯启停及调速接触器。 根据输入输出单元确定输入输出点分配，如表 2.5。表2.5 I/O分配表输入信号输出信号名称代号编号名称代号编号安全回路K6X000电梯上行UPY000零速输入K0X001电梯下行DOWNY001脉冲输入K1X002电梯快行FASTY002轿内电锁K2X003电梯慢行SLOWY003红外传感器K3X004检修速度JXY004关门力限开关K4X005七段码AY005超重K5X006BY006上限强制减速SQ0X007CY007一楼指令SB1X010DY010二楼指令SB2X011EY011三楼指令SB3X012FY012四楼指令SB4X013GY013五楼指令SB5X014关门催促铃声KE1Y014基站到位开关SQ4X015厅门关KM2Y015一楼上呼SB6X016厅门开KM3Y016一楼下呼SB7X017厅内指示灯E1Y017二楼上呼SB8X020厅内指示灯E2Y020二楼下呼SB9X021厅内指示灯E3Y021三楼上呼SB10X022厅内指示灯E4Y022三楼下呼SB11X023厅内指示灯E5Y023四楼上呼SB12X024上呼灯E6Y024四楼下呼SB13X025上呼灯E7Y025五楼上呼SB14X026上呼灯E8Y026五楼下呼SB15X027上呼灯E9Y027厅门开SB16X030下呼灯E10Y030厅门关SB17X031下呼灯E11Y031厅门开到位SQ1X032下呼灯E12Y032厅门关到位SQ2X033下呼灯E13Y033检修开关SB18X034超重铃声KM4Y034检修上SB19X035抱闸信号KM5Y035检修下SB20X036上行指示灯E14Y036下限强制减速SQ3X037下行指示灯E15Y037本实验选用西门子公司的s7-300型PLC，MM440型变频器以及三相交流电机作为实验设备。其接线原理如图2.6所示。图2.6 PLC模块、变频器、电动机接线原理图根据电梯运行流程图，编写电梯程序梯形图。梯形图包括以下模块：电梯初始化、楼层指示控制、开关门控制、轿厢内选层与标记控制、厅门外呼叫与标记控制、电梯上行下行与指示控制、电梯运行状态与速度控制。梯形图编写完成后，还要进行运行调试。3.实习结果或研究结果本实验选用西门子公司的s7-300型PLC作为实验设备。首先打开step7_v5.5软件，如图2.7。输入写好的梯形图程序，变换后写入PLC中。打开菜单栏仿真软件，将程序导入到软件中，导入完毕后运行软件，实现PLC运行过程监控。动作相应开关，对电梯控制过程进行模拟，观察相应动作情况。仿真结果表明，所输入的程序是正确的。