TJ01-028@吉林建筑工程学院某小区五层住宅楼客梯的PLC控制
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毕业设计
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TJ01-028@吉林建筑工程学院某小区五层住宅楼客梯的PLC控制,毕业设计
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目录 1 课程设计 的 性质、任务 1. 2 课程设计目的 1 3 课程设计内容与要求 1. 3.1 课程题目的选择 .1 3.2 课程设计的要求 .2 3.2.1 概述 2 3.2.2 控制要求 2 3.2.3 主电路的设计 3 3.2.4 可编程控制器的设计 4 3.2.5 原理分析 9 3.2.6 设备选择 11 3.3 设计心得 .13 3.4 参考文献 .13 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 1 - 1 课程设计的性质和任务 电气控制技术是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业课，该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强，因此除安排上完理论课时外，还安排了两周的的课程设计。通过课程设计一方面可巩固已学过的理论知识，更重要的是给学生一次独立设 计的实践机会，以培养其设计能力和实际工作能力 2 课程设计的目的 . 通过课程设计，使学生学生加深理解所学的理论知识，提高运用所学知识的能力，按照给定的设计资料和设计要求，使学生掌握电气控制系统设计的基本技能，增强独立分析与解决问题的能力 。 3 课 程设计内容与要求 3.1 设计题目的 选择 ： 1设计题目 ：某小区五层住宅楼客梯的 PLC 控制。 2题目的选择 ：对于电梯的控制，可选用继电 -接触nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 2 - 系统或可编程控制器来完成，但是二者有各自的特点 ： a:继电 -接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用 电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器 的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。 b:PLC 在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之， PLC 取代继电 -接触系统已经成为 大的趋势。 基于上述原因，我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。 3.2 设计的内容与要求 ： 3.2.1 概述： 随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高， PLC 行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用 PLC 来实 现对电梯的控制。其中包括对 PLC 硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行能有初步的了解。 3.2.2 控制要求 ： nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 3 - 1 电梯轿箱的控制要求： a： 选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。 b： 选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。 c： 楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由 于FX2N 系列已有内部计数 -译码驱动模块，所以只要外部加上 LED 七段显示管和电源就可以显示楼层了。 2电梯门的控制要求 ： 要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过 10 秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。 3补充要求 ： 出了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引惦记出故障而引发的不必要的麻烦。 3.2.3 主电路的设计 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 4 - 1拖动电机主电路的设计 ： 如图 1-1 图 2 为主电路的设计 a：拖动电机的选择及原理：电梯的种类多种多样，按拖动系统来分有交流单速 /交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等。在此次设计中，我将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，更重要的是舒适感好。 b：备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可。 2 门电机主电路的设计： 如图 1-1 图 1 所示为门电机主电路的设计 门电机的选择及原理 ：只要满足功率要求，门电机选用一般三相异步电动机即可。如图中所示 电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动， KS 为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏 3.2.4 可编程控制器的设计 1可编程控制的选择 ： a： 由于市面上三菱产品型号较多，种类齐全，技术先nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 5 - 进，加之本人对三菱产品的青睐，所以我选择较前沿的产品三菱 FX2N 系列产品。 硬件接线图如图 1-2 所示。 b: 可编程控制器的硬件设计： 输入输出点的估算： 首先列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输入输出点数进行统计，根据统计的数据，增加10% 20%的可扩展余量后就得到了输入输出 点数的估计数据。 以此为依据可以算出 I/O 总点数约为 100 点。 开关量输入、输出模块的选择： 根据 PLC 输入、输出量点数与性质，可确定 I/O 模块型号与数量，高密度模块如 32、 64 点，平均每点价较低，但受到工作电压、工作电流和环境温度的限制，同时应注意同时接通的点数不应超过总数的 60%。 I/O 点的分配 ： nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 6 - 输入： 名称 输入点 名称 输出点 关门极限开关 X000 轿内一层呼钮 X020 开门极限开关 X001 轿内二层呼钮 X021 上下平层干簧触点 X002 轿内三层呼钮 X022 轿子内关门按钮 X003 轿内四层呼钮 X023 轿子内开门按钮 X004 轿内五层呼钮 X024 一层上行召唤按钮 X005 一层上行干簧感应触点 X025 二层上行召唤按钮 X006 二层上行干簧感应触点 X026 二层下行召唤按钮 X007 二层下行干簧感应触点 X027 三层上行召唤按钮 X010 三层上行干簧感应触点 X030 三层下行召唤按钮 X011 三层下行干簧感应触点 X031 四层上行召唤按钮 X012 四层上行干簧感应触点 X032 四层下行召唤按钮 X013 四层下行 干簧感应触点 X033 五层下行召唤按钮 X014 五层下行干簧感应触点 X034 轿内开门开关 X015 上下行强迫换速开关 X035 轿内关门开关 X016 速度继电器感应触点 X036 门区感应开关 X017 光点感应触点 X037 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 7 - 输出： 名称 输入 点 名称 输出点 轿门开门接触器 Y003 四层轿内指示按钮 Y026 轿门关门接触器 Y007 五层轿内指示按钮 Y027 上行交流接触器 Y010 一层上行召唤指示灯 Y030 下行交流接触器 Y011 二层上行召唤指示灯 Y031 加速接触器 Y012 二层下行召唤指示灯 Y032 快速接触器 Y013 三层上行召唤指示灯 Y033 慢速接触器 Y014 三层下行召唤指示灯 Y034 第一慢速减速接触器 Y015 四层上行召唤指示等 Y035 第二慢速减速接触器 Y016 四层下行召唤指示等 Y036 空 Y017 五层上行召唤指示等 Y037 楼层显示器 Y020 楼层显示器 Y021 楼层显示器 Y022 一层轿内指示按钮 Y023 二层轿内指示按钮 Y024 三层轿内指示按钮 Y025 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 8 - 3可编程控制器的软件设计 ： 为了更好的阐述起原理现给出起内部说明： 内部继电器 名称 M100 M104 楼层感应中间继电器 M105 M101 层中间继电器 M130 上行中间继电器 M131 下行中间继电器 M134 换速中间继电器 M135 门锁中间继电器 M140 上平层中间继电器 M141 门区感应中间继电器 M142 下平层中间继电器 M143 运行中间继电器 M144 换速中间继电器 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 9 - 3.2.5 原理分析 1主电路图原理分析 ： a：拖动电机工作原理：如图 1-1 图 2，起动电机串如电抗 LQ、经一段时间后 KM1 接触器接通，电动机转入固有特性运转。减速时 KMK 断开 、 KMM 接通，慢速绕组串电抗 LM 和电阻 RM 运行，延时一段时间后， KM2 接通，短接RM，电动机串入电抗 LM 运行，在延时一段时间后， KM3接通，电动机在慢速固有特性上运行，直到 KMS 或 KMX断开，电动机停止运转。 b：门电机原理分析：如图 1-1 图 1，当电梯平层时，开门触点 KMK 闭合，电机正转，轿门打开；当定时继电器到时， KMG 闭合，电机反转，轿门关闭；当有人在门中间出 现时，光感触点闭合，电梯强迫正转，轿门打开；当轿门碰到开、关极限开关时， KMK 或 KMG 断开，并反向制动。 2 梯形图原理分析 a 楼层感应电路：当电梯在遗漏时 M104 接通、 M111接通并保持，电梯达到 2 楼是 M103 接通 M110 接通，并保持，同时切断 M111。 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 10 - b 轿内指令及门厅召唤电路：人在轿箱内，当按下第 3 层选层按钮时， M502 接通 M114 接通并自保当电梯到达 3 层时搂层信号 M102 断开指令信号。 C 门厅召唤电路：当电梯位于 1 楼，如果 3 楼有上呼信号， 2 楼有上下呼信号，即 M125、 M122、 M124 接 通，电梯到达楼时上呼信号消除。 d 电梯选向电路：当电梯位于 2 层楼，则 M110 接通，如果按下 3 楼指令按牛， M114 接通，赭石由于 M110的常闭触点断开，因此电梯向上方向继电器 M130由 M107、M106 和 M105 的常闭触点而接通，选择上行方向。反之，如果 1楼指令按钮按下， M116 接通，向下方向继电器 M131接通，选择方向向下。当上下方向均有指令时，如果电梯已经处于上行状态，则执行完 M113、 M112 向上指令后，在执行 M116 向下指令。 e 梯平层、换速电路：如 3 楼有有指令位号，即 M114接通。在电梯将大到 3 楼 时， M107 接通，使换速继电器M134 接通，发出换速信号，并保持；当电梯达到顶层或底层时，无论有无轿内指令都必须还俗。 M144 接通， M134，折市电梯高速运行。 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 11 - f 梯起动电路：当换速 M134 接通， M143 断开 Y012断开，接通慢速继电器 Y013，电机在固有特性上运行。 g 梯平层电路：如果电梯因不应有的原因，上行超越平层位置， SPG 离开隔磁板，使 X002 断开， M140 断开，这时 Y011 由 Y013、 M140、 M143 和 Y010 的常闭点和 M142的常开触点而接通，电梯反向平层，直到 M1140 接通。最后位于平层位 置， M140、 M141 和 M142 均接通， Y010和 Y011 均断开，进行抱闸。 T450 为延时断开时间继电器，用于快速运行断开的延时，以保护电动机绕组。 至此原理分析结束。 3.2.5 设备选择 1 主回路设备的选择 ： a 曳引电机 型号： YDDL160L-6/8 ，额定功率： 11KW ，额定电压： 380V ，额定电流： 23A ，功率因数： 0.83 b 备用曳引电机 选型通上 c 门机 型号： Y100L-2 ，额定功率： 3KW ， 额定电压：380V ，额定电流： 7A ，功率因数： 0.87 d 其他：曳引电机 交流接触器： TYC4-25 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 12 - 熔断器： BLR1-63/3P 分断能力： 50000A 热继电器： JR20-25 熔断式刀开关： HH4-30/3-25 门电机 交流接触器： TYC2-12-9 熔断器： BLR1-63/3P-14 热继电器： JR20-25-10 熔断式刀开关： HH3-15/2-10 计算说明 ：根据电梯最大载重量可算出电梯所需要的功率，约 11KW。因此选择 YKKL160L-6/8 型号的交流双速电机。然后根据此电机 的 额定电流选出接触器，熔断器和热继电器等数据，注意熔断器额定电流约为电机电流的1.8 2.1 倍。门电机根据拖动要求选择额定功率为 3KW的电机。 2 PLC 型号及其开关输入输出量的选择： 根据要求可以估计 I/O 总点数约为 90 点。所以我选择FX2N-128MR 主机。他的特点是 a 运算速度高： 0.08us/指令 b 内置 8000 步 RAM 存储器辅助继电器 3072 点。 nts吉林建筑工程学院设计计算书 - 13 - 干簧继电器： 光电继电器： 显示数码管：由于其内部计数 -译码及 A-D 转换模块已经置好，所以可直接选用 BS201A 型号的 LED 七段数码管。 3.3 体会心得： 通过这次设计使我对电梯的控制有了深入的了解，尤其是电梯的 PLC 控制。在这次设计中，我经历了 查资料做笔记思考定位选设备的过程，使我了解的不仅仅是电梯的控制，或是设备的选择，或浅或深，最重要的是我掌握了一种设计的方法，思维的方式，使受益非浅。在此次设计中，使我还体会到了要想飞快的进步就要有一盏明灯照路。感谢刘老师多次的指点迷津，使我突破了许多难关
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