基于PLC网络控制的电梯控制系统毕业设计论文Word文件下载.docx
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PLC程序设计采用模块化编程思想,即根据各功能实现的条件及原则设计各个功能模块。
设计的程序要求完成电梯自动运行功能如:
内选外召唤信号的登记、消号、到层自动开门、延时自动运行等。
合理分配轿厢内指令的执行和厅外召唤的应答。
关于PLC控制系统的基本结构及电梯控制系统的安装与调试重点介绍如下。
电梯控制系统
第一章电梯控制系统的组成
电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。
1.1电力拖动
电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。
由于所设计的只是一个教学模型,梯速低于1.5m/s,所以只要能实现电机的正反转即可,而不必考虑电机的机械特性。
制动时为满足准确停层的需要,定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。
故在制动过程中采用了三档延时切换控制。
1.2电气控制
电气控制部分又称控制电路,它是电梯控制系统的核心。
它包含两部分:
拖动控制电路和信号控制电路。
拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。
可以是接触器线圈及其相关的控制电路,也可以是电力电子器件的门极控制电路,对于有速度闭环控制的系统,还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。
信号控制电路与拖动的方式关系不大,主要与程序能够实现的功能有直接的关系。
因此,不同的拖动方式的电梯可以采用同一信号控制电路。
PLC系统部分
完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入,{禽出点的需求量和控制过程的难易程度。
(1)I/O点的估算:
系统的输入点有:
门厅召唤按钮6个输入点;
轿内指令按钮4个点;
楼层感应器4个点;
门区感应l点;
手动开门l点:
共计输入点16点。
而输出点有:
快慢速接触器2点;
上下行接触器2点;
楼层指示灯4点;
门锁1个点;
共计输出点9点。
总计I/O点数为16/9.综上所述,根据具体情况,我们选择三菱的FX系列。
输入输出点数为34点,电机20点,考虑10%到15%的I/O裕量,我们选择FX2n-48MR这种型号。
第二章电梯PLC控制系统的基本结构
系统控制核心为plc主机,通过plc输入接口送入plc.由存储器的plc软件运算处理,然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号,向主拖动系统发出控制信号。
具体的电梯控制信号原理如图所示。
电梯PLC信号控制系统框图
2.1楼层状态指示设计
当电梯运行至某层有指令发出时.指示位置及指令。
以二层为例:
LD
二层内选掸
,1
二层内选择指示
LD
二层上呼
二层上呼指示
二层下呼
Stwodownq,1
二层下呼指示
LDtwoseat
二层位置
=twoeeatq
二层位置指示
2.2电梯下行程序设计
以电梯在三层下行情况为例。
当电梯的一或二层有指令时,将三层下行位置1,同时无上行,驱动电梯下行。
程序说明如下:
电棒在三晨时下行情况
LDoneseletq
一层内选择
0twmeletq
或二层内选择
Ooneupq
或一层上呼
0twodownq
或二层下呼
OtWoup_q
或二层上呼
Aeseatq
在三层位置时
SV0.1.1
置三层下行位
电梯下行
LDV0.0
有四层下行位
OV0.1
或有三层下行位
OV0.2
或有二层下行位
ANup
同时无上行
=down
2.3电梯上行程序设计
以电梯在二层上行情况为例。
电梯在二层时上行情况
LDfourseletq
四层选择
Othreeseletq
或三层选择
Ofourdownq
或四层下呼
Ohreedownq
或三层下呼
Othreeupq
或三层上呼
Atwoseatq
在二层位置时
SV0.4.1
置二层上行位
电梯上行
LDV0.3
有一层上行位
OV0.4
或有二层上行位
OV0.5
或有三层上行位
ANdown
同时电梯无下行
=UP
2.4电梯到达时程序设计
电梯到达某层时。
将已完成的指令信号复位。
以电梯到达三层为例。
程序ig明如下:
电梯到达三层
LDthreesearq
Rthreeseletq.1
复位三层内选择
RV0.0.1
复位四层下行
RV0.3.1
复位一层上行
RV0.4.1
复位二层上行
LDthreesceatq
同时无下行
Rthreeupq.1
复位三层上行
LDthreeseatq
Rhreedownq.1
复位三层下行
组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计
MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。
实时性强,有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。
MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。
同时。
提供良好的安全机制,为多个不同级别用户设定不同的操作权限。
MCGS组态软件支持多种硬件设备,实现“设备无关”,用户不必因外部设备的局部改动,而影响整个系统。
MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。
两部分互相独立。
又紧密相关。
本文利用MCGS组态软件设计。
在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备.添加FX2年-48MR。
正确设置其属性。
正确设置组态软件中数据变量设备
通道的连接,即可实现PLC与组态软件的通讯。
将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合,使电脑对PLC发出的信号有响应。
在MCGS组态软件的用户窗口中,制作一个动画界面。
在界面上设置各个控件的属性,使设置的控件按照真实的情况动作,检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。
MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面.组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。
可以对实时数据进行可视化处理。
第三章系统设计
电梯PLC控制方案
电梯PLC控制系统的控制核心是PLC。
哪些信号需要输入PLC,PLC要驱动哪些负载,以及采用何种编程方式。
输入输出点的确定,是设计整个控制系统的首要问题,决定系统的程序及线路设计方案。
3.1PLC输入信号的确定方法
PC输入信号的确定方法
在保证电梯运行安全的前提下,各种控制信号尽量直接输入PLC,如图:
内外呼信号及层楼感应信号、急停按钮及开关门信号等。
本模块输入信号主要由楼层呼叫信号(6个)和平层号(4个)组成#楼层呼叫信号用带指示灯的按钮直接控制plc的输入端子就可实现。
平层信号需提供的是开关信号,由于霍尔元件具有结构牢固、体积小、重量轻、安装方便、功率小、耐震动、不怕灰尘等优点,我选择了桥厢下安装磁铁,通过非接触的霍尔元件产生开关信号的方法。
开关霍尔集成传感器与plc的输入端子连接示意图如图所示
霍尔集成与plc连接示意图
可用梯形图或顺序功能图SFC来编程#梯形图编出的程序简短,但可读性差,而且需要长期的编程技巧积累才能完成。
建议学生用SFC来编,根据呼叫信号和平层信号的变化控制PLC的输出端Y13,Y14,Y15产生升、降、停信号来进
一步控制单片机的工作。
要求学生编程时,Y13、Y14要互锁,避免同时接通,损坏步进电机。
3.2PLC输出信号的确定方法
PLC通过软件对输入控制信号进行处理后,由输出接口发出控制信号及各种指示信号。
3.3PLC控制程序的编制方法
PLC梯形图软件的设计采用模块化设计。
模块化程序结构清晰、便于调试。
如分为开关门、内选、外召唤、层楼数指示、定向、换速、到层延时等模块。
模块间不完全独立,它们之间存在着有机联系。
且在编程时要注意各条指令间的逻辑关系,梯形图中的内部辅助继电器和定时器统一分配编号,除了列I/O分配表外,还应列出内辅功能分配表。
充分利用PLC提供的指令。
输出部分(步进电机的控制与驱动)
模拟电梯桥厢需根据呼叫和平层信号在短距离内(约25cm)不停上下移动和启停,尝试了用多种控制方法去控制直流和交流电机都不能满足要求,最后选用步进电机满足了设计的要求.通过对PLC进行编程,能直接控制步进电机,但这样同一PLC完成两种任务,就会运行两种不同的程序和有两种接口,本模块的设计会很复杂,这也偏离了设计的原意,为此设计了通过单片机控制步进电机的方法实现.
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构.当步进驱动器接收到一个脉冲信号,他就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),他的旋转是以固定的角度一步一步运行的,步进电机具有瞬间起动与急速停止的优越性,速度可以控制得很慢,方便演示。
控制步进电机必须由环形脉冲、信号分配、功率放大等组成的控制系统,方框图如图所示
控制步进电机方框图
步进电机的驱动电路如图所示
步进电机驱动电路
脉冲信号的产生
脉冲信号由程序控制单片机产生,如果给步进电机发一个控制脉冲,他就转一步,再发一个脉冲,他会再转一步,没有脉冲,就停止。
两个脉冲的间隔越短,步进电机就
转得越快,调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
为方便演示,速度要较慢,单片机程序设计电机转速为20ms对单片机进行编程,当PLC的Y13
Y14,Y15分别有信号时,使电机分别完成正转、反转、停止动作,
4层电梯仿真模块的控制原理方框图如图所示
4层电梯仿真模块的控制原理方框图
由信号输入、控制电梯的PLC编程、步进电机控制3大部分组成。
模块的面板如图所示
4层电梯模块面板
基本控制原理:
编制PLC控制程序#对楼层的呼叫信号、平层信号作出停止、升/降判断,然后将信号传送到单片机,调用单片