基于PLC的三层电梯控制系统设计毕业论文.doc
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基于PLC的三层电梯控制系统设计毕业论文.doc
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毕业设计(论文)
基于PLC的三层电梯控制系统设计
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DESIGNOFTHREE-TIERELEVATORCONTROLSYSTEMBASEDONPLC
毕业设计(论文)
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II
摘要
现代社会电梯已经随处可见,但随着高层建筑的快速发展,人们对电梯的要求也越来越高,如:
安全可靠、低耗节能、舒适等。
如此高要求促使可编程控制器取代了传统的继电器控制,促进着电梯行业的快速发展。
本设计主要对PLC三层电梯控制系统进行了设计,实现了三层电梯的楼层指示、选层定向、自动运行、呼梯指令等控制。
具有可靠性、灵活性和可维护性等特点。
本文不仅介绍了电梯的基本结构而且对电梯的工作原理做了深入的分析,阐述了PLC的优点,先后介绍了控制系统软硬件设计方案,并利用“组态王”进行了仿真模拟实验。
关键词三层电梯;控制系统;西门子PLC;组态王
Abstract
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Modernsocialelevatorhasbeeneverywhere,butwiththerapiddevelopmentofhigh-risebuildings,peopledemandmoreandmoreelevators,suchas:
safe,reliable,lowenergy,comfortandsoon.SuchhighdemandsforthePLCtoreplacethetraditionalrelaycontrol,andpromotetherapiddevelopmentoftheelevatorindustry.
ThispaperfocusesonthreeelevatorPLCcontrolsystemisdesignedtoachieveathree-floorelevatorinstructions,chooselayerorientation,automaticoperation,thecallinstructionandothercontrols.Reliability,flexibility,andmaintainabilitycharacteristics.
Thisarticlenotonlydescribesthebasicstructureoftheelevatorandtheelevatorworksdonein-depthanalysistoexplaintheadvantagesofPLC,hasintroducedthecontrolsystemhardwareandsoftwaredesign,andtheuseof"configurationking"forthesimulationexperiment.
KeywordsthreeelevatorcontrolsystemsiemensPLCkingview
毕业设计(论文)
目录
摘要 I
Abstract II
目录 I
1绪论 1
1.1设计的背景 1
1.2设计的意义 1
1.3设计的内容 2
2电梯设备与电梯的发展动态 3
2.1电梯的诞生 3
2.2电梯设备简介 3
2.2.1电梯的分类 3
2.2.2电梯的主要参数 3
2.2.3电梯的安全保护装置 4
2.3电梯的发展概况 5
2.4电梯技术发展概况 5
2.5交流曳引电梯调速方式发展 6
2.6电梯变频调速控制的特点 6
2.7电梯发展展望 7
3电梯的传动系统 8
3.1轿厢的组成 8
3.2曳引系统 9
3.2.1绕绳方式 9
3.2.2曳引力的计算 10
3.2.3电机的选择 11
4调速变频器类型选择 13
4.1变频器的分类以及选择 13
4.2通用变频器简介 14
4.3VS一616G5型通用变频器 15
4.4VS-616G5型通用变频器电梯调速系统 17
5PLC的选型及其控制系统的设计 18
5.1PLC的简介 18
5.2PLC控制电梯的优点 20
5.3电梯控制系统的设计 20
5.4可编程控制器(PLC)的选型 21
5.5电机调速系统的设计 21
5.6设计思路 22
5.6.1电梯控制设计的要求 22
5.6.2I/O点数的分配及型号的选择 22
5.6.3PLC外部接线图 25
6系统软件开发 27
6.1系统的软件开发过程 27
6.1.2停层信号的登记与消除 27
6.1.3外呼信号的登记与消除 28
6.1.4开关门 30
6.1.5电梯的定向 31
6.1.6电梯的上升与下降 32
6.1.7电梯位置的确定以及显示 34
6.1.8轿厢的平层与停车 34
6.2程序框图设计:
34
7仿真软件的调试 36
7.1组态软件简介 36
7.2“组态王”简介 37
7.3组态软件的设置 38
7.3.1创建工程 38
7.3.2设置组态王的通信参数 39
7.3.3在数据词典中创建变量 40
7.3.4组态虚拟电梯画面 42
7.3.5动画连接 42
7.3.6用命令语言编写用户程序 44
7.3.7实验运行 45
结论 45
致谢 46
参考文献 47
附录 48
20
1绪论
1.1设计的背景
自从19世纪50年代人类发明出真正意义上的电梯以来,电梯控制系统部分的设计越发的显现出它在电梯中的重要地位。
这几年来,我国经济不断的发展,各种高楼大厦平地而起,这使得电梯的使用更加的频繁,所以电梯正是大家生活中必不可少的代步工具。
而且如今的建筑物都是越来越高大,楼层当然也是越来越多,对电梯的要求自然也就越来越苛刻。
对电梯的要求就包括电梯的调速精度、调速范围等,当然在满足这些要求的同时同样要确保电梯节能运行且安全可靠。
以往的电梯只能保证人员到达指定楼层,并没有满足乘客的舒适感。
因为它是采用接触器来改变电动机的工作状态,调速是运用双速异步电动机在定子回路中串电抗与电阻来实现[1]。
它的缺陷不仅仅于此,还有一个重要原因是他的控制系统让继电器逻辑控制组成。
继电器逻辑控制使系统使用的电气元件过多,继而一再出现电气故障,造成功能较弱、不可靠、使用寿命低等弊端。
与之相比较可编程控制器(PLC:
ProgrammableLogicController)就明显要好太多。
可编程控制器的发展就是为了满足顺序逻辑控制的需要,同时这种数字计算运行的电子装置是专门为了工业环境使用而安排的。
它具有相当多的优点,例如体积小、可靠性高、逻辑性能强、可在线修正控制程序、具有远程通讯联网功能,具备高速记数和位控等高性能模块等。
得益于如此多的优点,使得它在交通、机械、纺织、电子、化工等行业得到广泛运用。
正因为如此,电梯使用PLC控制系统已经逐步的取代了传统电梯使用继电器控制的时代。
与之同样兴盛的还有电梯的调速方式。
传统的电梯拖动采用直流调速,这种方式不仅不能确保乘客的舒适度和平层的精度,而且动力消耗大,运转花费高。
电机交流变频调速技术的兴盛正好解决了这一问题,代替了电梯调速的方法。
所以,现代电梯设计的热点就是PLC控制技术与变频调速。
1.2设计的意义
电梯行业中,在国内70~80年代装配的电梯都还是继电器控制。
正因为如此,这些电梯的线路复杂,接线也繁琐,故障率也高。
以往的电梯调速方式一般有变极调速、调压调速、直流调速[2]。
正是因为大部分老式电梯的电控系统存在的各式各样的缺陷,性能也欠佳,各个公司以及用户都希望寻求更加可靠,更加节能以及节约资金的设计。
由于市场以及人们的迫切需求,我们对电梯控制技术更加要努力的探讨,寻找出一条崭新的顺应国内老式电梯的改革之路,这对于提升我国的经济以及电梯技术水平和质量有着非常重大的价值。
在不断的探索与发现之后,人们提出了选取可编程控制器(PLC)来控制电梯。
采用可编程控制器(PLC)有着功能强、故障率低、可靠性高等方面的优点,解决了老式电梯采用继电器逻辑控制存在的功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺点[3]。
仅仅将控制系统改成可编程控制器设计还远远不够,调速系统也必须加以改进。
为了能让乘客更加的舒适和保证平层精确(准确停车),还要保证在各种负载下能够具有良好的调速性能,本设计的调速系统将采用交流变频调速。
这些设计相对于以往的老式电梯,在能源方面能大大减少能耗,对之后的长久发展有着不可估量的影响。
1.3设计的内容
主要的设计内容如下:
首先查阅相关书籍了解电梯的工作原理,确定电梯的主要组成和结构,对电梯的传动方面的设计做出一定的设计。
接着对电梯系统进行一定的了解,总结且介绍下可编程控制器(PLC)和变频器的特点与功能。
本次设计主要是对电梯控制系统方面的设计,了解电梯控制系统的特点与分类。
确定了系统的总体结构,采用PLC来控制信号传递,变频器来控制调速。
根据要求来选取相应合适的变频器以及可编程控制器(PLC)的型号,设计I/O分配图、外部接线图。
设计完成后,结合实际硬件电路,利用西门子PLC编辑软件STEP7绘制出梯形图,最后使用“组态王”软件进行仿真模拟。
2电梯设备与电梯的发展动态
2.1电梯的诞生
历史上第一部安全升降梯在1854年诞生的。
那是美国人格雷夫斯在纽约水晶宫举办的世界博览会上,第一次向世人展示了他的发明。
至此以后,全世界都广泛地使用了升降梯。
那时,在中国最为领先的公司就是奥的斯电梯公司。
在这过去的150年内,这家公司迅速崛起,成为了亚洲乃至世界闻名的电梯公司。
虽然当时中国的高层建筑并不多,但伴随改革开放,我国的经济不断地发展。
伴随着发展,全国各地的高层建筑平地而起,电梯这个作为高层建筑中不可或缺的交通工具,其重要性不言而喻。
随着楼层的不断增加,人们对电梯的需求以及要求自然提高。
在电梯的发展过程中,它的类型、规格越来越多。
面对如此多的电梯类型,我们的选择就变的艰难,所以我们必须要了解电梯、熟悉电梯,这样才
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