【基于PLC的电梯控制系统的硬件设计2400字】

基于PLC的电梯控制系统的硬件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u31466基于PLC的电梯控制系统的硬件设计案例 157121.1硬件选型 1143211.1.1PLC选型 176201.1.2变频器选型 4229411.1.3三相异步电动机 4137701.1.4显示输出模块 5110131.2外围电路PLC接线 5172111.3输入输出分配表 61.1硬件选型根据系统的分析，对硬件PLC、变频器、电动机、显示器、传感器、限位开关进行了选择搭配。具体型号如表1.1所示。表1.1硬件选型名称选型PLC三菱FX2N变频器施耐德ATV312三相异步电动机YVP81-6-110W显示器LED二进制显示屏传感器917A61-AC传感器限位开关S3-13711.1.1PLC选型PLC选型：使用的是可编程控制器FX2N—48MR，本型号PLC的优点是小巧简洁，PLC相较于其它型号配置较多。搭配起来灵活便捷。编程相比起来简单易懂，容易上手，具备令人放心的高性能。且具有高运行速度的PLC，功能拓展种类多，具有高速运算，可以实现多种控制功能。可以用于多种工作场景实现不同的用处。以下是对于控制器的构造简介。输入继电器输入继电器的序号为X0～X7；X10～X17；X20～X27。共计二十四个输入点。输出继电器输出继电器的序号为Y0～Y7；Y10～Y17；Y20～Y21。共计二十一个输出点。辅助继电器M辅助继电器是一种程序继电器，它的接收不到来自机器外面的输入信号，它是基于软件来实现功能的，当机器失去电力的时候，然后在通上电，通用辅助继电器不会使PLC恢复为失去电力之前的状态。掉电保持辅助继电器：M500～M1023，当失去电源再进行重启模式之后，可以使PLC保护为断电之前的状态，另外在PLC没电的时候它的锂电池也可以保护PLC不会因为没有电力而导致断电。如图1.2所示是PLC扫描过程。图1.2PLC的扫描过程当状态为开启时候的可编程程序控制器，会进入到重复扫描的方式进行工作。当程序开启时，从第一条指令到最后一条指令，在中间没有停顿或中断的情况下，按照顺序一条一条指令执行，直到程序终止结束。然后继续从开头运行程序，一直循环下去，扫描过程都是按照一步一步扫描，在PLC内部进行。输入端子，输入影像，输入扫描，程序执行，输出处理这五个环节为PLC的扫描过程，每个机器都有每个机器的特性，它们的扫描速度各有不同，也就意味着扫描的周期不同。PLC运行程序一般分为三个过程：第一阶段：输入处理阶段，PLC会先进行程序的读取，然后把读取的信息保存到所在的寄存器当中第二阶段：程序执行阶段，PLC会根据读取的数据，一段段执行，然后把结果存储到寄存器里。第三阶段：输出刷新阶段：通过一定方式输出，然后驱动机器。图1.3PLC的程序执行过程在PLC的真实工作环境中，PLC不仅要扫描，同时还要增加自我诊断的功能来实现机器的自我维护。这样可以使工作人员第一时间获取到机器的问题。还要增加外部连接的处理，这样更有利于PLC与其他设备的连接，所以输入、执行、输出不是PLC的全部，还要有自我修复和外部机器连接和信息处理的过程。PLC的I/O的刷新方式大多都大同小异，程序启动时刷新阶段，即使输入程序的信号发生了变化，输入到存储器的存储信息也不能因为信号的改变而改变，输出时候刷新阶段也同样如此。因此要采用集中的方式。但是本次的输出扫描结果将会受到输入信号的影响而改变。PLC也会出现另外一种现象，滞后现象。这种情况的出现是因为输入内容影响输出的结果。PLC的扫描周期也会因此受到影响。最大影响长达二到三个扫描周期。PLC的编程语言是多样化的。包括：1.梯形图语言：它是PLC中比较广泛的一种语言。由于它比较大众化，与继电器有相同之处，受到了普遍的应用。2.指令表语言：这种语言的特点就是，内容精简，比较通用。1.结构化文本语言：主要用于其他编程语言难以做到的编程语言以及实现不了的程序编译，可以完成其他语言完成不了的运算。但需要懂得高级的知识和语言技巧。在一些特定的场合，顺序功能图语言也被采用，本课题采用的是相对普遍且大众化的梯形图语言。1.1.2变频器选型本文采用了施耐德ATV312变频器，使用此变频器价格低廉，另外它的应用广泛，可以很快的融入环境。且运用灵活，使用周期较长，不易损坏，线路较其它变频器简便。且性能较强，对于其他的控制器适应性强，可以很好的连接。如图1.4所示是电梯速度图。图1.4VVVF电梯速度图通过控制器与选用的变频器和曳引机相结合，采取逐步控制的方法，控制器对变频器发送指令，变频器对曳引机发送指令，这样的控制系统精巧简单，线路相对易懂，且消耗的能量相对于其他的控制系统小，且空间利用率高，不易造成过多的空间损失。又因为适应性强，不容易造成机器故障，且编程简便。1.1.3三相异步电动机本文使用的是YVP81-6-110W三相异步电动机，此电机的性价高，可以在电梯系统中有良好的表现，且操作相对简单，调试方便，可以很好的搭配使用。适用于低速，可以非常平稳，运行过程中很大程度的减少机器的晃动，适合于低楼层电梯。电梯专门使用的电动机，功率更大，在电梯启动的时候变频器会启动调速给电动机一个加速度，在即将到达下一楼层的时候会使速度降低从而平稳的到达楼层。1.1.4显示输出模块电梯内部信号显示（LED）因为PLC是可编程的控制器，只能识别二进制，因此对于输出的显示信号也采用二进制编码，所以对于LED显示屏采用二进制显示器。（当然在此为了节省成本可以采用共阳或者共阴的数码管进行显示，原理也是PLC能够实现二进制编码。）1.2外围电路PLC接线如图1.5所示是三菱FX2N系列PLC两台电梯控制系统的硬件接线图。图1.5接线图1.3输入输出分配表具体输入、输出点分配表的设计如表1.6所示。表1.6PLC输入输出点的分配序号名称输入点序号名称输出点0一层触发X000一层触发上指示Y001二层触发X011二层触发下指示Y012三层触发X022二层触发上指示Y023A下降极限位X033三层触发下指示Y034B下降极限位X044上升指示Y045解除报警开关X055下降指示Y056开门开关X066A开门Y067关门开关X077A关门Y078A报警X108B开门Y109B报警X119B关门Y1110A开门限位X1210A上行Y1211A关门限位X1311A下行Y1312B开门限位X1412B上行Y1413B关门限位X1513B下行Y1514