plc在电梯控制中的应用 答辩书.docx
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plc在电梯控制中的应用答辩书
山西工程职业技术学院
毕业论文答辩书
系别:
电气工程系
专业:
电气自动化
班级:
电37
姓名:
学号:
10213093707
指导教师:
2012年5月10日
填写说明
一、毕业班学生在完成毕业论文后,需认真填写本答辩书,作为参加全院统一安排的毕业答辩所用。
二、“论文综述”一栏,必须由毕业生本人填写并签字。
三、“答辩情况记录”、“答辩成绩评定”栏,由答辩主持教师填写。
四、答辩时,学生必须填写好本答辩书,进行答辩。
教务处
姓名
性别
男
专业
电气自动化
毕业论文题目
PLC在电梯控制中的应用
论文综述
PLC(可编程控制器)作为一种工业控制微型计算机,它以其编程方便、操作简单尤其是它的高可控性等优点,在工业生产过程中得到了广泛的应用。
它应用大规模集成电路,微型机技术和通讯技术的发展成果,逐步形成了具有多种优点和微型,中型,大型,超大型等各种规格的系列产品,应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。
随着社会的不断发展,楼房越来越高,而电梯成为了高层楼房的必须设备。
电梯从手柄开关操纵电梯、按钮控制电梯发展到了现在的群控电梯,为高层运输做出了不可磨灭的贡献。
PLC在电梯升降控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。
由于PLC具有逻辑运算,计数和定时以及数据输入输出的功能。
在电梯升降过程中,各种逻辑开关控制与PLC很好的结合,很好的实现了对的控制。
一.PLC的特点主要有以下几个方面:
1.可靠性高,抗干扰能力强;
2.编程简单,易于掌握;
3.配套齐全,功能完善;
4.易学易用,深受工程技术人员欢迎;
5.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造;
6.体积小,重量轻,能耗低。
二.PLC的结构和工作方式。
a、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。
如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
b.中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。
这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
c、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
d、输入输出接口电路
1、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
2、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
e、功能模块
如计数、定位等功能模块。
f、通信模块
如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。
PLC采用“顺序扫描,不断循环”的工作方式。
每次扫描过程集中对输入信号进行采样,集中对输出信号进行刷新。
输入刷新过程。
当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状态,新状态不能被读入。
只有程序进行下一次扫描时,新状态才被读入。
一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。
扫描周期的长短由三条决定。
(1)CPU执行指令的速度
(2)指令本身占有的时间(3)指令条数。
由于集中采样,集中输出的方式,存在输入/输出滞后的现象,即输入/输出响应延迟。
三.PLC的元件及基本指令系统
1.PLC的元件有输入继电器(X),输出继电器(Y),辅助继电器(M),定时器(T),计数器(C),状态元件(S)。
2.PLC的基本指令系统
LD:
取指令;LDI:
去反指令;OUT:
线圈驱动指令;AND:
与指令;ANI:
与非指令;OR:
或指令;ORI:
或非指令;ORB:
块或指令;ANB:
块与指令;SET:
置位指令;RST:
复位指令;MPS:
进栈指令;MPP:
出栈指令;MRD:
读栈指令;NOP:
空操作指令;END:
结束指令。
四.电梯控制系统
电梯是一种特殊的起重运输设备,由轿厢及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全设置构成。
轿厢中设有自动门机,用来完成电梯的开门及关门任务。
电梯门分厅门及轿门,当电梯停靠某层时,此层的厅门在轿门的带动下开启及关闭。
电梯的操纵厢也安装在轿厢内,供司机及乘客对电梯发布动作命令。
上面设有与电梯层站数相同的内选按钮(带内选指示记忆灯),上下行启动按钮(带上下行指示记忆灯),开关门按钮,急停按钮,风扇、照明、层楼指示灯的控制开关,电梯运行状态选择钥匙开关(选择电梯时自动运行、司机状态下运行,还是检修状态)等。
电梯控制主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成,用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动,加减速,停止,运行方向,楼层显示,层站召唤,轿箱内操作,安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成,其具有良好的低速运行特性,适合在电梯控制系统中应用。
三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电,输出端U、V、W接电动机的快速绕组,外接制动单元减少了制动时间,加快制动过程。
旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向,变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较,从而调节变频器的输出频率及电压,使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度,达到调节电梯速度的目的。
电梯完成一个呼叫响应的步骤如下:
电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后将此楼层信号与轿箱所在楼层信号比较,通过选向模块进行运行选向。
电梯开始起动,通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。
轿箱运动速度由低速转变为中速再转变为高速,并以高速运行至目标层。
当电梯检测到目标层减速点后,电梯进入减速状态,由高速变为低速,并以低速运行至平层点停止。
平层后,经过一定延时开门,直至碰到开门到位行程开关;再经过一定延时后关门,直到安全触板开关动作。
五.电梯控制系统的设计
1.电梯的运行过程。
2.PLC的选择:
PLC容量的选择包括I/O的点数和用户存储器的容量。
3.PLC规模的估算:
包括输入输出点的估算和存储容量的估算。
4.PLC输入输出模块的选择。
六.技术要求和技术参数
1.技术要求:
该模拟电梯由模拟四层电梯装置、变频器及电梯控制系统等组成,其中模拟电梯高3m,每层高0.5m。
基于电梯实用性对该电梯控制系统提出以下要求①轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定,并送PLC的计数器来进行控制。
同时,每层楼设置一个接近开关以利平层。
②为便于观察,对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示,我们采用LED和发光管显示,而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。
③为了提高电梯的运行效率和平层的精度,系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。
根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。
④为了电梯的运行安全,系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。
2.技术参数:
外形尺寸:
高*长*宽=500*245*216;
净重量:
160kg;载
重量:
10kg;
调速器:
型号:
SJTB1;
输入电压:
380V;
输入频率:
50Hz;
额定电流:
2.5A
拖动电机:
型号:
JW524;
电压:
380v
控制方式:
PLC控制方式
基于对以上技术参数及技术要求得考虑,该系统选用具有逻辑运算、定时器、计数器等基本功能的小型PLC。
电梯采用SJTB1调速器进行半闭环调速控制,根据以上对PLC容量、输入/输出模块,以及输入端和输出端现场设备情况,决定本系统采用三菱FX系列PLC机,I/O点为20,输入12点,输出8点。
参考文献
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电子工业出版社,2009:
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机械工业出版,2003:
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化学工业出版社,2003:
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高等教育出版社,2009:
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[5]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例.第一版[M].北京:
人民邮电出版社,2004:
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[6]罗雪莲.交流双速电梯PLC控制.机电一体化,2001(4):
46-48
本人签名:
高旭晨
答辩时间
答辩地点
答辩小组成员
答辩情况记录
答辩成绩评定
评定与答辩项目
满分
评委1
评委2
评委3
评委4
均分
资料收集与调研分析
20
理论联系实际能力
20
专业知识与技能
20
综合分析与创新
20
答辩分析与创新
20
成绩
答辩小组评委签名
系主任审核
签名:
年月日
注:
答辩成绩为优(≥90分),良(89–80),中(79–70分),及格(69–60分),不及格(≤59分)
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