基于PLC电梯调速控制系统的设计毕业设计.doc

毕业设计论文 设计（论文）题目：基于PLC电梯调速控制系统的设计下达日期：2013年12月3日开始日期：2013年12月9日完成日期：2013年1月10日指导教师： 学生专业：电气自动化技术班 级: 自动化1102班学生姓名： 教研主任： 电气工程学院摘要 虽着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。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。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器(PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。 关键词：电梯； 控制系统； PLC控制； 电气工程学院2 目录 摘要.2 一、四层电梯自动控制系统任务书41. 控制要求4 2. 设计任务4 二、四层电梯控制系统组成.5 1、电梯硬件系统5 2、电梯控制系统5 三、四层电梯PLC自动控制系统设计过程.61、控制程序工艺流程图设计.62、输入/输出分析.7 3、I/O分配.74、绘制电器控制原理图.85、控制程序设计.126、控制系统程序调试.13 四、总结13五、参考文献.13 电气工程学院3一、 设计（论文）内容及要求：（一） 设计（论文）内容1、 方案论证：该装置系统实现电梯的自动控制，主要有主电路装置、电器控制装置、PLC控制装置三部分组成。主电路 电气控制 PLC控制装置 2、 方案实现（1） 设计调试电气控制装置（2） 完成电气控制整体安装调试装置（3） 设计调试PLC程序（4） 调试系统电气信号控制和机械控制信号的传感器装置（5） 整体系统调试（二） 要求1、 准备资料：电气与拖动基础、可编程序控制器、工厂电气控制设备、自动检测与转换技术、电气CAD、电梯控制技术、接口技术、交流调试系统2、 原理分析：（1） 了解电梯的类型、规格型号，熟悉电梯的结构与工作原理，设计硬件电路（2） 要求设计PLC软件程序（3） 查阅资料进行原理分析3、 整机安装4、 整体系统调试 二、技术指标： 1、设计一个四层楼的电梯装置控制系统。 2、掌握PLC与电控元件、执行元件的连接。 3、熟悉机械和电气部件的整体安装和调试。 电气工程学院4 二、 四层电梯控制系统组成1、电梯硬件系统电梯硬件系统主要由曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保 护系统组成。(1)曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。(2)导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。(3)轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。(4)门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。(5)重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。(6)电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。(7)电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。 (8)安全保护系统 保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。2、电梯控制系统电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。(1) 电力拖动电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。(2) 电气控制电气控制部分又称控制电路，它是电梯控制系统的核心。它包含两部分:拖动控制电路和信号控制电路。拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。可以是接触器线圈及其相关的控制电路，也可以是电力电子器件的门极控制电路，对于有速度闭环控制的系统，还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。信号控制电路与拖动的方式关系不大，主要与程序能够实现的功能有直接的关系。因此，不同的拖动方式的电梯可以采用同一信号控制电路。(3) PLC系统部分完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入，输出点的需求量和控制过程的难易程度 电气工程学院5I/0点的估算:输入信号有:内呼信号4个，外呼信号6个，开关门信号2个，轿厢平层限位信号4个，检修信号1个，超限检测信号1个，过载保护信号1个，关门限位1个，共计20个。输出信号有:内呼信号指示4个，外呼信号指示6个，轿厢上下行2个，门电机开关2个，报警电铃1 个，共计15个。综上所述，根据具体情况，选择FX2N-48MR001型PLC。 三、四层电梯PLC自动控制系统设计过程 1、控制程序工艺流程图设计 开始一层二层三层四层本层呼叫本层呼叫本层呼叫开关门Y上呼叫电梯上升清除呼叫YNYY开关门上升状态下降状态停止状态上呼叫电梯上升清除呼叫电梯下降清除呼叫Y下呼叫YNY下呼叫电梯上升清除呼叫电梯下降清除呼叫Y开关门上升状态下降状态停止状态电梯上升清除呼叫电梯下降清除呼叫Y下呼叫上呼叫下呼叫电梯上升清除呼叫YYNN上呼叫电梯下降清除呼叫Y本层呼叫开关门Y上呼叫电梯上升清除呼叫YNN上呼叫 电气工程学院62、输入/输出分析输入:内呼按钮4个，外呼按钮6个，开关门按钮2个，轿厢平层限位开关4个，检修开关1个，超限检测开关1个，过载保护继电器1个，关门限位开关1个，共计20个。输出:内呼指示灯4个，外呼指示灯6个，电动机接触器2个，门电机开关2个，报警电铃1个，共计15个。3、I/O分配根据选择的PLC和输入/输出点分析，进行系统的I/O口分配，输入/输出口分配如表3-1所示。表3-1 输入/输出口分配表符号输 入符号输 出SB1电梯内一层按钮 X000H1电梯内一层按钮指示灯Y000SB2电梯内二层按钮 X001H2电梯内二层按钮指示灯Y001SB3电梯内三层按钮 X002H3电梯内三层按钮指示灯Y002SB4电梯内四层按钮 X003H4电梯内四层按钮指示灯Y003SB11一层上升呼叫按钮 X004H11一层上升呼叫按钮指示灯Y004SB21二层上升呼叫按钮 X005H21二层上升呼叫按钮指示灯Y005SB22二层下降呼叫按钮X006H22二层下降呼叫按钮指示灯Y006SB31三层上升呼叫按钮X007H31三层上升呼叫按钮指示灯Y007SB32三层下降呼叫按钮X010H32三层下降呼叫按钮指示灯Y010SB41四层下降呼叫按钮X011H41四层下降呼叫按钮指示灯Y011SB5电梯开门按钮X012KM1电动机正转接触器Y012SB6电梯关门按钮X013KM2电动机反转接触器Y013SB7检修开关X014YA1电梯开门电磁铁Y014ST1电梯一层到位限位开关X015YA2电梯关门电磁铁Y015ST2电梯二层到位限位开关X016HA电梯故障报警电铃Y016ST3电梯三层到位限位开关X017ST4电梯四层到位限位开关X020ST5电梯关门到位限位开关X021SP电梯载重超限检测X022FR电动机过载保护热继电器X0234、绘制电器控制原理图根据系统的输入/输出分析和所选择的PLC，绘制电器控制原理图，如图3-2所示。 电气工程学院7图3-2 PLC输入/输出接线图PLCX000X001X002X003X004X005X006X007X010X011X012X013X014X015X016X017X020X021X022X023COM0Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016COMSB1SB2SB3SB4SB11SB21SB22SB31SB32SB41SB5SB6SB7ST1ST2ST3ST4ST5SPFRH1H2H3H4H11H21H22H31H32H41KM1KM2YA1YA2HA电梯内一层按钮电梯内二层按钮电梯内三层按钮电梯内四层按钮一层上升呼叫按钮二层上升呼叫按钮二层下降呼叫按钮三层上升呼叫按钮三层下降呼叫按钮四层下降呼叫按钮电梯开门按钮电梯关门按钮检修开关电梯一层到位限位开关电梯二层到位限位开关电梯三层到位限位开关电梯四层到位限位开关电梯关门到位限位开关电梯载重超限检测电动机过载保护热继电器电梯内一层按钮指示灯电梯内二层按钮指示灯电梯内三层按钮指示灯电梯内四层按钮指示灯一层上升呼叫按钮指示灯二层上升呼叫按钮指示灯二层下降呼叫按钮指示灯三层上升呼叫按钮指示灯三层下降呼叫按钮指示灯四层下降呼叫按钮指示灯电动机正转接触器电动机反转接触器电梯开门电磁铁电梯关门电磁铁电梯故障报警电铃DC24V5、 控制程序设计 电气工程学院8 电气工程学院9 电气工程学院10 电气工程学院11 电气工程学院126、控制系统程序调试系统调试首先要验证I/O连接是否正确，通常可通过指示灯观察输入点的连接情况，通过设定或简单的测试程序观察输出点的连接情况，然后按梯形图输入控制程序，检查程序的实验运行效果。经调试，模拟运行结果符合本次设计所有控制要求。四、总结通过本次对这个系统的设计，让我理解了很多指令的功能，以及理论与实际结合的应用，和两者间的差距，其实设计并不难，难的是一些细节的问题，在设计过程中，大部分都是在思考及解决一些细节问题。我学到了很多，了解到一些课本上没有的东西。自己要学习的东西还太多，通过这次课程设计，我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在设计的过程中需认真思考和对每个系统的控制及其所要实现的功能都要很细心的注意到，在答辩中也要熟练对系统的操作，和对课本知识的理解，因此，也对PLC进行了更进一步的理