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基于PLC的五层电梯控制系统制作.rar

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    编号:20180915103146638    类型:共享资源    大小:623.86KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    基于 PLC 电梯 控制系统 制作
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    南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文目 录1 引言2 台达 DVP-EH 系列可编程控制器介绍2.1 可编程控制器的基础认识 ...............................22.2 PLC 的编程语言 .......................................23 立体车库系统硬件设计3.1 硬件系统总体设计 .....................................33.2 PLC 控制模块的设计 ....................................53.3 变频器模块的设计 .....................................53.4 触摸屏模块的设计 .....................................74 电梯系统软件方面的设计4.1 ISPSoft 2.04 的介绍 .................................104.2 编程语言介绍 ........................................104.3 PLC 程序 .............................................115 电梯模拟调试及安装5.1 电梯模拟调试 .........................................135.2 电梯安装调试 .........................................135.3 程序的调试与运行监控 .................................146 结论参考文献 ................................................18致 谢 ................................................18附录 1...................................................20附录 2...................................................24南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文0基于 PLC 的五层电梯的控制系统制作1 引言近年来我国的经济发展迅速,人民生活的水平提高,工作居住条件得到了巨大的提升。电梯作为建筑物内的垂直交通运输工具,与人们的生活息息相关。传统的电梯采用接触器来控制电动机的工作状态,另外,传统的电梯控制系统由继电器接触器控制逻辑组成,存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁,可靠性差和工作寿命短等缺陷。可编程控制器是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的电子装置。鉴于各种优点,目前,大部分电梯的控制方式都是 PLC 控制。同时,由于变频调速技术的发展,现在电梯的拖动方式已由原来直流调速慢慢过渡到了交流变频调速,这样不仅能满足乘客的舒适感,还可以降低能耗,减小运行费用。因此,现在电梯都为 PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行列。本课题的研究题目——“基于 PLC 的电梯控制系统的制作”做诠释如下 PLC 控制是指电梯的运行是由 PLC 及其软件来实现,控制系统的核心为 PLC。其次课题开发的主要任务和内容是:建立“PLC 控制的电梯系统”的总体框架;信号控制系统利用 PLC 集中处理电梯运行方式、向内信号、厢外信号、井道信号、开关门信号、开关门及限位信号等信号,并显示电梯所到楼层、运行方向,实现开关门控制;拖动控制系统中曳引机的启动、运行、制动停止,包括正反转信号及多种速度信号,经 PLC 运算、判断后通过电机来实现。达到的要求是:通过深入的理论研究和编程实践,全面认真的完成上述几个内容。本课题的核心问题有两个:一是运行效率、平层精度和安全性的要求;二是 PLC 实现电梯信号控制及其软件开发。对于第一个问题,通过选择合适的 PLC,进行合理的设计和编程便可以实现。本人选择的 PLC 是台达公司的 DVP-EH 型可编程控制器。第二个问题,根据电梯所要实现的功能以及 PLC 的顺序执行程序的特点,编写 PLC 程序主要是采取模块化编程思想,即根据各功能实现的条件及原则编写各个功能模块来实现。方案选择是通过多种方案的比较和对照,完成电梯控制系统中控制方法的选择。南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文12 台达 DVP-EH 系列可编程控制器介绍2.1 可编程控制器的基础认识台达 DVP-EH 系列 PLC 的主要特点:1)集成型高性能。CPU 、电源、输入输出三为一体。 2)安全、宽裕的存储器规格 内置 RAM 存贮器 3)丰富的软元件范围 辅助继电器:4100 点,定时器:260 点,计数:260 点 数据寄存器;9999 点 为大量实际应用而开发的特殊功能: 开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟 I/O,高速计数器。对每一个 DVP-EH 主单元可配置特殊功能模块。 PLC 的分类通常,PLC 产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同, 可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型 PLC 三种类型。2.2 PLC 的编程语言PLC 的编程语言有梯形图语言、助记符语言、顺序功能图语言等。其中前两种语言用得较多,顺序功能图语言也在许多场合被采用。本设计所采用的编程语言为梯形图语言。南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文23 立体车库系统硬件设计3.1 硬件系统总体设计3.1.1 电梯的基本结构图 3-1 电梯的装置示意图(1)牵引电动机 齿轮牵引机为电梯的提升机构。主要由驱动电动机,电磁制动器(也称电器包闸) ,减速器牵引轮组成。(2)自动门机 用来完成电梯的开门与关门。电梯的门分为厅门(每层站一个)与轿门(只有一个) 。只有当电梯停靠在某层站时,此层厅门才允许开启(由门机拖动轿门,轿门带动厅门完成) ;也只有当厅门,轿门全部关闭后才允许启动运行。(3)层楼指示灯 层楼指示灯也叫层显,安装在每层站厅门的上方和轿厢内轿门的上方,用以指示电梯的运行方向及电梯所处的位置。过去常由低压灯泡构成,现多由 LED 组成,且与呼梯盒做成一体结构。南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文3(4)操纵箱 操纵箱安装在轿厢内,供乘客对电梯发布动作命令。其上面设有与电梯层站数相同的内选层按钮。在本次设计中我们用触摸屏上的按键来代替传统按钮。(5)轿厢位置检测装置(选层器) ,它检测电梯轿厢运行状态,所处位置,及时向控制系统发出所需要的信号。其主要功能是:根据登记的内选与外呼信号和轿厢的位置关系,确定运行方向;当电梯将要到达所需楼层的前两层时,给曳引电动机减速信号,使其换速;当停车后,发出信号以消去已应答的选层、呼梯信号,并指示轿厢当前位置,选层器种类较多,通常分为三大类,即机械选层器、继电器选层器和微机选层器。其中机械选层器与继电器选层器将随着继电器控制电梯的逐步淘汰而淘汰。位置检测方法用干簧管磁感应器或其它位置开关。这种方法直观、简单,但由于每层需使用一个磁感应器,当楼层较高时,会占用 PLC 太多的输入点。3.1.2 输入输出设计为了便于对电梯的工作原理及 PLC 系统进行分析,现列出电梯所用电器元件表元件符号 名称及作用 元件符号 名称及作用KM1 电梯升降接触器 SB1 1楼上按钮KM2 开门电机接触器 SB2 2楼下按钮KM3 关门电机接触器 SB3 2楼上按钮1KA 电梯上升继电器 SB4 3楼下按钮2KA 电梯下降继电器 SB5 3楼上按钮3KA 电梯低速继电器 SB6 4楼下按钮4KA 电梯高速继电器 SB7 4楼上按钮5KA 开门继电器 SB8 5楼下按钮6KA 关门继电器 HL1 1楼上指示灯SQ1 开门到位开关 HL2 2楼下指示灯SQ2 关门到位开关 HL3 2楼上指示灯1KR 1楼到位开关 HL4 3楼下指示灯2KR 2楼到位开关 HL5 3楼上指示灯3KR 3楼到位开关 HL6 4楼下指示灯4KR 4楼到位开关 HL7 4楼上指示灯5KR 5楼到位开关 HL8 5楼下指示灯南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文4表 3-1 电梯电器元件表3.2 PLC 控制模块的设计3.2.1 可编程控制器的选型考虑到本次设计的电梯系统有五层,且开关量居多,模拟量较少;对于开关量控制为主的系统而言,一般 PLC 的响应速度足以满足控制的要求,在小型 PLC 中整体式比模块式的价格便宜,体积也小,综合考虑后,系统选择了台达公司生产的 DVP-EH 系列 PLC。DVP-EH 系统 PLC 具有以下几方面的优点:1)DVP-EH 配置灵活,除主机单元外,还可扩展 I/O 模块,A/D 模块,D/A模块和其它特殊功能模块。2)DVP-EH 指令功能丰富,且指令执行速度快。3)DVP-EH 可用内部辅助继电器 M,状态继电器 S,定时器 T,寄存器 D,计数器 C 的功能和数量满足了系统控制要求的需要。4)DVP-EH 的编程使用台达公司的专用编程软件包 ISPSof 来进行,也可以使用WPLSoft 来进行编程。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用 PC 机对系统 实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。3.2.2 I/O 口分配表电梯 I/O 分配表输入口 名称 输出口 名称 输出口 名称X0 重力检测 X13 3楼下按钮 Y6 蜂鸣器X1 开门到位信号 X14 3楼上按钮 Y10 1楼上指示灯X2 关门到位信号 X15 4楼下按钮 Y11 2楼下指示灯X3 1楼到位信号 X16 4楼上按钮 Y12 2楼上指示灯X4 2楼到位信号 X17 5楼下按钮 Y13 3楼下指示灯X5 3楼到位信号 Y0 正转或停止 Y14 3楼上指示灯X6 4楼到位信号 Y1 反转或停止 Y15 4楼下指示灯X7 5楼到位信号 Y2 1段速 Y16 4楼上指示灯X10 1楼上按钮 Y3 2段速 Y17 5楼下指示灯南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文5X11 2楼下按钮 Y4 开门X12 2楼上按钮 Y5 关门表 3-2 PLC I/O 分配表3.3 变频器模块的设计通过PLC来控制变频器 VFD007E21A端子的闭合与断开来控制电梯的正反转及调速。图 3-1 变频器的端口图本设计采用台达VFD007E21A变频器对电梯调速控制。南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文6端子 功能说明 出厂设定(NPN 模式)MI1 正转运转-停止指令 MI1-DCM导通(ON)表示正转运转;断路(OFF ) 表示减速停止MI2 反转运转-停止指令 MI2-DCM导通(ON) 表示反转运转;断路(OFF ) 表示减速停止端子 功能说明 出厂设定(NPN 模式)MI3 多功能输入选择三MI4 多功能输入选择四MI5 多功能输入选择五MI6 多功能输入选择六MI3~MI6功能选择可参考参数04.05~04.08多功能输入选择导通时(ON)时,动作电流为16mA;断路时(OFF),容许漏电流为10μA+24V 数字控制信号的共同端(Source)+24V 20mADCM 数字控制信号的共同端(Sink)多功能输入端子的共同端子表3-3 变频器控制回路端子说明3.3.1 变频器模块通过改变变频器参数来改变电梯的升降速度。从而达到平稳停止的运动的过程。参数代码 参数功能 设定值04.05 多功能输入指令三(MI3) 104.06 多功能输入指令四(MI4) 204.07 多功能输入指令五(MI5) 004.08 多功能输入指令六(MI6) 005.00 第一段速频率设定 20HZ05.01 第二段速频率设定 50Hz南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文7表 3-4 变频器参数3.4 触摸屏模块的设计电梯厢内部才用触摸屏显示和控制。这样能很好的显示电梯的运行状态。让用户很好的感受电梯的快捷。采用触摸屏也能省去很多歌 I/O 点,减少电气接线。而且有助于电梯升降改造,维护也相对方便许多。本系统采用的是台达 B 系列的人机界面,其强大的控制器支援性,支持多种厂牌的控制器,不需额外开发通信程式,大幅度节省系统设计;除了标准串口列通讯界面(RS485/RS232/RS422)外,DOP-B 人机还支援 USB、乙太网络、音效、 SD 卡界面,可满足各种不同应用的需求。选用 B 系列的型号是 DOP-B07S515。图 3-2 触摸屏面板正反面南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文8图 3-3 触摸屏界面设计输入电源为 DC24V,使用触摸屏时,请勿以尖锐物品碰触面板,否则可能导致面板凹陷,进而使人机界面无法正常运作。由于人机界面没有电源开关,为避免触电意外,请勿在开启电源情况下改变配线。3.5 电气原理图的设计电气线路原理图见附录 1。
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