【《基于PLC的四层电梯控制系统设计》9900字（论文）】.docx

《【《基于PLC的四层电梯控制系统设计》9900字（论文）】.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【《基于PLC的四层电梯控制系统设计》9900字（论文）】.docx（40页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、基于P1.C的四层电梯控制系统设计目前,电梯控制分为继电器控制、P1.C控制和匏机控制三种。本论文采用P1.C进行控制,其工作可靠、抗干扰境力强、故障率小、操作和维护容易、设计与调试周期短。是当前的一种主流的市场管理模式。本文若里介绍了利用可编程控制器来设计电梯四层电梯的控制系统，采用三菱FX-2NP1.C,实现电梯的方向、上客顺序、电梯停车、楼层显示、呼叫、显示内选信号灯、电梯开关门时间、自动开门、手动开门、行车安全等功能。利用组态王6.55.实现了四层升降平台的实时监测，并实现了系统的组态仿真。关键诩电梯控制：FX-2NP1.C;组态王摘要错谀书签。Abstract错误!未定义书签。第1章

2、绪论I1.1 电悌的诞生与结构I1.2 电梯控制系统的选择41.3 可编程控制器简介51.4 电梯的工作原理61.5 控制要求7第2章电梯控制系统设计82总体设计82.2 P1.C通讯网络82.3 可编程控制器的选择92.3.1 1/0点的计算92.3.2 可编程控制器型号的选择92.4 逻辑流程图IO2.5 电梯位着的检测11第3章控制系统的硬件设计123.1 I/O的分配123.2 P1.C外部接线图133.3 电机控制电路133.4 电梯控制功能及操隹说明143.5 变频器的介绍15第4受控制系统的软件设计174.1 组态软件介绍174.2 组态画面的设计194.3 组态的调试224.4

3、 程序及注释25第5节结论37参考文献38第1章结论1.1 电梯的诞生与结构电梯有升降机和自动扶梯,早在公元前I1.oOO年,我们的古人就发明了“电梯”,它是用来实现旋转的。早在236年前,希腊著名数学家阿基米德就发明了以人为动力的吊车，并将其安装于三台在尼罗国王的黄金宫殿内。并为以后的改进与创新提供了依据和模式。十九世纪初期，欧荚有一位叫威廉汤姆逊的人发明了一种水力升降机,蒸汽取代了人类的力圣.开始了一种新的发展,其中我有名的就是圣彼得堡的蒸汽升降机。一名奥的斯,他发明了一种类似于蒸汽驱动的电梯,他发明了一种安全的电梯,并用自己的工作展现给了所有人。在升降机中安装了一组限速装芭和一把安全夹具

4、.以防电梯掉下来。1870年.格拉斓发明了直流电动机.1889年,直流电动机与电梯混合使用.创造了世界上首个电动电梯,自此，真正意义上的电梯诞生了。一年后，一项改变了人类历史的发明一一交流电动机。1888年,一名南斯拉夫人.特斯拉发明了一种交流电动机。这种电动机又被称为异步电动机,一般都是由三相交流电驱动,1900年，这种电动机的发明者发明了这种电动机，然后就有了交流电O当功率达到一定程度后，他们的研究重心就转移到了电力和速度的调整上。因此，后来的升降机发展主要在控制技术上,如：AC变频调速器的驱动控制、直流有无齿轮、无齿轮控制等。在电梯的结抱上面从最早的鼓轮式电槎到拽引式电梯.如图I.I0坡

5、梏蚊轮式电梯曳弓I式电梯图1电梯结构类型那时候的升降机采用的是滚轮,升降机的高度有限,安全性也不是很好.1903年的时候,美国就开始采用牵引式的升降机，这种升降机比起重轮的升降机要节省大量的人力物力,提高了升降机的安全性。牵引绳的一端与吊车、配重相连.并与拖轮、导轮上部相连。减速齿轮换档后,由牵引马达驱动拖轮转动。吊车和平衡车的起升运动是由绳索与车轮的摩擦力引起的，起吊作用主要是为了节省人力,提高升降机的平稳性。后来的升降机结构与零件的发展也是基于鼓轮升降机的原形。下面是现代升降机的主要硬件均造。图I2电梯结沟图由上图可以清晰的观察到电梯的结沟图，这是一个现代的电梯结构图。(1)动力装置牵引器

6、的功率来自于牵引器,具功率可分为直流牵引器和交流牵引器,一般情况下，直流牵引器和交流牵引器都是不带齿轮的。马达：作为最后的执行器.它为动力。刹车：在断电和停车期间，为了防止发生意外的安全事故,通常使用电施制动。减速器：主要由帼鸵纲杆来控制升降机的转速。拖引轮：牵引轮是将吊车与配重之间的一个重要组成部分，通过钢丝绳将电机的动力传输给吊车，再进行配重,从而带动升降机的移动。导轮：这一部分很重要.是保证电梯平稳运转不摇晃的一个硬件手段。由于吊车与配重的中点处的实际间距比设计值要大.会使升降机在运行过程中失去平衡.左右摆动,甚至发生安全事故。此导轮是用来保证两根制索之间的中间距圈。限速：它的主要作用是

7、在升降机运转时,对转速进行一种探测和限速.在升降机达到一定的限速时,它就会发出信号.使之工作。控制台：是电梯的大脑,它的作用就是储存电子设备,通过逻瑁计算.然后给出指令。底盘：发动机的底座是钢铁和钢铁.有相应的支架。（2）电梯井道部件电梯的动力安全问题得到了解决，在电梯的实际操作中，由唾些部件（井道）构成。导轨：是升降机在并道中的一个关键部件，它决定了升降机的运动方向和蹙径。配重：由钢索与轿厢相连,其最大的作用就是在升降机的运转过程中保持平蜘性。升降限位开美：此功能是升降机的定位功能,当到达时会自动发出断电信号。减震器：安装在井下，起到减震作用，起到臧震作用,减震作用，让行车感觉更顺畅。安全担

8、：这是一种安全装置,当升降机和失重时,可以作为应急刹车.当启动时,它会把升降机固定在轨道上,保护乘客的生命。1.2 电梯控制系统的选择电梯的控制系统在升降机发展史上也经历了一次又一次的演变，现在的升降机控制方式有三种：D继电器控制（当前仅有少数升降机停运）：（2）可编程控制器（PIC）控制（适用于恶劣的环境条件下）；3.微型计算机（最流行的）。（1）继电器控制后来的电梯控制系统也是从继电控制发展而来。由于是用最简单、最简单的变化来进行逻辑操作.因此,它通常是用电的方式,而其他的则是用来迸行操作的。其特色就是所有的逻辑功能都是通过硬件来实现，因此非常直观.普通的技术人员可以迅速地掌握；它使用的电

9、子控制元件一般都很便宜，可以买到所有的元器件：元器件的维修,维修,组装,无需专门的设备进行维修；这个体系是很成熟的,而且有很多种。但也有许多缺陷,如果所有的逻痘都是由硬件构成，那么硬件本身的缺陷就会变成控制系统的缺陷。继电器更容易损坏，接触不良需要频繁维修；构成一部电梯的逻辑运算回路,所需的继电器教量巨大,连接方式也比较复杂,因此在这种情况下,很难改进其他的升降机功能；元器件在进行逻辑操作时,由于是机械式操作,会有反应不一致、延迟等现受；各种机器同时工作，难免会发出巨大的声音,会让人感觉到不适。通过对上述分析,我们可以看出.传统的继电器控制有许多问题，这些问题将导致频繁的维护C电梯在运行过程中

10、,经常会发生异响.维修工作至大.簟碍清除困难,会让人产生不舒服的感觉。(2) PIC控制事实上,P1.c控制可以被称为微型计算机，其可靠性和抗干扰性很强。在p1.c的制造过程中,采用了抗干扰技术,本文所取样的三菱FX-2NP1.C可以实现300.00()个小时的无故障运行。另外,P1.C有自动报警和显示功能,可以节省后期维护的时间和精力.在GX开发器上也可以清楚的看到问题所在。与继电器拴制Pc相比.把所有的逻辑操作都集中在软件上，可以减少单元数目,节省电子元器件和电线。P1.c在很多行业都有广泛的应用,比如温度测量、液位测量、速度测量、流量测量等.还可以和其他仪器进行接口,方便用户操作。使用P

11、1.c可以大大节约能源,节约工程时间和电量,而且体积非常小节省空间。(3)微机控制采用单片机进行计算机控制,将一部电梯分成若干部分,各部分由一台单片机来实现。通过计算机的基本原理，实现了对电梯的自动控制。在这样的情况下，微型计算机也能迸行群控,目的就是为了让多个梯队进行统一的数据交换。比如一个人在五楼喊“向上”.A在四楼往上,B在二楼往上,A在五楼接取任务.然后通知其他的电梯，让他们不要停车。这极大地增加了电梯的使用效率,减少了人们的等候时间。(4)控制系统选择本又通过对三种教学模式的利弊迸行了分析.并结合本课程的研究现状,对其进行了研究。PIC是高中时候学习最多,实践最多的一个,也是CPC二

12、级考试，然后在老师的指导下拿到了C级C证书。因此,我选择了第二种方案,即PIC控制。13可编程控制器简介可编程控制器的缩写是p+1.+C=P1.C,其英文苜字母构成。该系统是一种以救机处理,计算机技术.自动化控制,通讯为一体的自动化装苦。一开始,美国的一家汽车公司，就是因为继电器的故障,电路太复杂，维修难度太大，元器件的错误率太高,无法继续改进。于是通用公司开始竞标，要求研制一种新的控制系统,并于1969年由BEC研制成功。其结构包括如下内容.见图1.3。图1.3可编程控制器结构组成如上图所示,一个PIC主要由以下6个部件构成：电源,中央处理器,IM.信号，FM功能，CPPS:主要是把外接电源

13、转换成PIC内所能调节的电压，并目具有电压保护功能。CPU:CPU是P1.C的大脑，它负贡将6个主要模块的信息集中起来,进行逻辑操作、数据传输、算式操作以及把结果放在一个寄存器中以供其他模块执行。同时，在出厂的时候,也被厂商写进了程序,具有故障检测，程序自诊断,监控，管理程序等的功能。FM:主要功能模块是有计数，温度.PID等多种应用。它既是指令的输入和输出的接口,也被称为1.g的输入和输出,同时也可以与外部的设备进行连接。IM：可以扩展界面的和专用的。CP：是一种用来建立多个设备（变频器、温控等）的接口,它具有很强的实用价值。1.4电梯的工作原理升降机采用牵引式,采用钢丝绳、配重、导向轮、电

14、机、减速器、制动等组成，利用摩黑力使升降机上下移动。电梯通过一定的安全措施来保证电梯的正常工作，比如导轨就是为了保证电梯在运行时不会发生倾斜和晃动。电梯的配重是为了降低电动机的动力，同时也是为了保证电槎在运行和断电时的稳定。本文简要介绍了电梯的工作原理，介绍了本课题中的电梯控制系统满足了普通电梯的需求。15控制要求本项目共七项控制需求：行驶方向按内选信号确定.收行优先；在行驶的过程中,如果遇到呼叫的信号,可以顺势拦截,而不是逆向拦截；内选信号、呼叫信号具有存储器功能.在完成后行动释放：通过信号灯显示内选信号、呼叫信号、行车方向和行车楼层位置；在停机时.可以延迟自动开门和手动开门（关门时.该楼层

15、的呼梯开门）；延迟时自动关闭、关闭后延迟等待、内部选择、自动驾驶；不能在驾驶时用手打开车门,也不能在此楼层打电话开门,不能开门。第2章电梯控制系统设计2.1 总体设计P1.C控制主要由时考虑到梯人的舒适性添加了变频器,所以主要由控制系统、动力系统、门开美组成。如图2.1：图2.1P1.C电梯控制系统总体电珞如图所示是本次课题电梯的结沟框图，以及各个设备主要的连接信号类型。2.2 P1.C通讯网络在P1.C的通讯方式中主体是有三种方式:利用开发者提供的系统协议和网卡与PC进行通信,缺点是开发人员所便用的协议不能被公布，因此通信时仅限于开发者的配者及其所支持的外部设备。可以利用目前常用的配置，MC

16、GS,力拴等，与PC进行通信。配置的设计很有创意,因为配置不需要通过研议来访问P1.C的寄存器和智能仪器,只要从P1.e输人/输出端口接收输出信号,就可以在自己的数据中创建一个新的数据链接C然后利用P1.C进行计算.将计算出来的数据显示在显示器上，从而达到了人机交互的目的。根据厂商的标准通信接口,用户自行定义了与PC的自由接口通信。通过这种方法来定义自己的协议并不适用于大军的应用,但可以节省资源。三菱FX系列P1.C有四种通信模式,通常采用串行通信（仅适用于不需要大量数据的情况）,通信接口通常采用RS232。而对于远距离、高功率的，则可以采用RS485的方法。RS232的485通信与图2.2相同。