电梯可编程PLC控制器控制系统设计.docx
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1、摘 要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靠性等优点,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,超大要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
2、梯升降过程中,各种逻辑开关控制与PLC很好的结合,很好的实现了对升降的控制。本文主要讨论研究利用C系列P型机对电梯的升降进行控制,形成电梯控制系统。关键词:PLC;电梯控制。ABSTRACTPLC (Programmable Logical Controller) took one kind most important, the application situation most industries control microcomputer, it is convenient, operation simple in particular by its programming meri
3、t and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the communication technology development achievement, gradually formed had the many kinds of merits and min
4、iature, medium, large-scale, ultra large-scale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the computer from the control system many controls domain. Along with societys unceasing development, the building is more and more high, but the elevator became the high l
5、evel building to have the equipment. After humanitys more than centuries unremitting endeavors, the elevator already from the handle switch operation elevator, the push-button control elevator develops to the present group control elevator, has made the indelible contribution for the high level tran
6、sportation. PLC in the control in the elevator the application mainly to manifest in its logical switch control function. This function enable PLC to have the logic operation, counts with fixed time as well as the data feeds output function. Rises and falls in the process in the elevator, each logic
7、al switch control and PLC very good union, very good realization to fluctuation control. This article main discussion studies using OMRON on the control to the elevator fluctuation, forms the elevator control systemKey words: PLC;elevator control.目录1123334444556678889991011131414141516171921222223第1
8、章 绪论1.1 引言随着科学技术的发展、近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速发展一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。更新换代生产更新型的电梯,电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份,随着自动控制理论与微电子技术的发展,电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化,交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统(“早期安装的电梯多位继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员
9、难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC 控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,倍受人们重视等优点,已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。目前国内七八十年代安装的许多电梯电气部分用继电器接触器控制系统,线路复杂,接线多,故障率高,维修保养难,许多已处于闲置状态,其拽引系统多采用交流双速电机系统换速,效率低,调速性能指标较差,严重影响电梯运行质量。由于这些电梯交流调压调速系统,交流双速电机拖动系统性能及乘坐舒适感较差,交流调压调速系统属能耗型调速的机械部分无大问题,为节约资金,大部分老式电梯用户希望对电梯的电气
10、控制系统进行改造,提高电梯的运行性能。因此对电梯控制技术进行研究,寻找适合我国老式电梯的改造方法具有十分重要的意义。电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC 作为新一代工业控制器,以其高可靠性和技术先进性,在电梯控制中得到广泛应用,从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向,成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。PLC 是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统。由于PLC 具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛应用。自80 年代后期PLC 引入我国电梯行业以来,由PLC 组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普
11、遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中,PLC 系统一直是主流控制系统。电梯控制系统分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行是乘的舒适感有着重要影响,而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性,现在都改为用PLC 来控制电梯的运行,这样大大提高了电梯的性能。可编程控制器(Programmable Logic controller,简称PLC)是以微处理器为基础,综合了计算机技术与自动化技术而开发的新一代工业控制器。它具有可靠性高、适应工业现场的高温、冲击和振动等恶劣环境的特点,已成为解决自动控制问题的最有效工具,是当前先进工
12、业自动化的三大支柱之一。所以,综上所述,本设计就以PLC 作为工具对升降电梯的各种操作进行控制。1.2 可编程控制器的由来与发展第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要求设计一种新的控制装置以取代继电器盘,在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上,同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质与功能。这一设想提出后,美国数字设备公司(DEC)于1969 年研制成第一台PLC,型号为PDP-14,投入通用汽车公司的生产线控制中,取得了令人满意的效果,从此开创了PLC的新
13、纪元。第一台PLC 具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些控制器易于安装,占用空间小,可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎,但它具有公共的工厂标准梯形图编程语言,这样使得不熟悉计算机的人也能方便的使用它。在短时间内,PLC 在其他工业部门也得到应用。到70 年代初,食品、金属和制造等工业部门相继使用PLC 代替继电器控制设备,迈出了其实用化阶段的第一步。70 年代中期,由于大规模集成电路的出现,使8 位微处理器和位片处理器相继问世,使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上,增加了数值运算、闭环控制、提高了运算速度,扩大了输入输出规模。在这个时期,日本、西德(原)和法国相
14、继研制出了自己的PLC,我国在1974 年也开始研制。70 年代由于超大规模集成电路的出现,使PLC 向大规模、高速性能方向发展,形成了多种系列化产品。这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟,出现了工艺人员使用的图形语言。在功能上,PLC 可以代替某些模拟控制装置和小型机DDC 系统。进入八九十年代后,PLC 的软硬件功能进一步得到加强,PLC 已发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统,能与其他设备通信,生成报表,调度产生,可诊断自身故障及机器故障。这些改进使PLC 符合今天对高质量高产出的要求。尽管PLC 功能越来越强,但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点。随着PLC的应用,经过了近
15、年的发展,它对提高设备的运转率起到了重要的作用。它在工业领域的应用非常广泛,既有单片机作为继电器逻辑电路的替代品,又有作为控制设备的核心部件。随着自动化程序的提高,它既可以作为现场控制的部件,又可以作为现场更高一级管理的控制部件。随着网络技术的发展,作为成熟技术,可编程序控制器已被广泛应用到机械,冶金,化工,石化,水泥,食品饮料,制药等各个领域,极大地提高了劳动生产率和自动化程度。随着时间的推移,PLC已经不再局限于最初设计的逻辑和顺序控制领域,越来越多的PLC产品向着满足更多更复杂的控制需求迈进。随着现场总线和工业以太网技术出现和推广,更加有力地促进了PLC产品在工业领域的广泛应用。1.3
16、电梯继电器控制系统简介1.3.1电梯继电器控制系统的优点1.3.2电梯继电器控制系统存在的问题1.系统触点繁多、接线线路复杂,且触点容易烧坏磨损,造成接触不良,因而故障率较高。 2.普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能,使系统的控制功能不易增加,技术水平难以提高。 3.电磁机构及触点动作速度比较慢,机械和电磁惯性大,系统控制精度难以提高。 4.系统结构庞大,能耗较高,机械动作噪音大。5.由于线路复杂,易出现故障,因而保养维修工作量大,费用高;而且检查故障困难,费时费工。电梯继电器控制系统故障率高,大大降低了电梯的可靠性和安全性,经常造成停梯,给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发
17、生冲顶或蹲底,不但会造成电梯机械部件损坏,还可能出现人身事故。1.4 可编程控制器(PLC)的特点1.4.1 硬件的可靠性1.4.2 编程简单,使用方便1.4.3 接线简单,通用性好1.4.4 易于安装,便于维护1.5 PLC 的工作原理PLC 具有微机的许多特点,但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式。PLC 则采用循环扫描工作方式。在PLC 中,用户程序按先后顺序存放,CPU 从第一条指令开始执行程序,直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为I/O 刷新和执行指令两个阶段。所谓I/O 刷新即对PLC 的输入
18、进行一次读取,将输入端各变量的状态重新读入PLC中存入内部寄存器,同时将新的运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态的寄存器内容进行了一次更新,故称为“I(输入)/O(输出) 刷新”。由此可见,若输入变量在I/O 刷新期间状态发生变化,则本次扫描期间输出端也会相应的发生变化,或者说输出队输入产生了响应。反之,若在本次I/O 刷新之后,输入变量才发生变化,则本次扫描输出不变,即不响应,而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。由于PLC 采用循环扫描的工作方式,所以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响。扫描周期的长短主要取决于这几个因数:一是CPU 执行指令的速度,二是每条指令占用的时
19、间,三是指令条数的多少,即程序的长短。对于慢速控制系统,响应速度常常不是主要的,故这种方式不但没有坏处反而可以增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式的、短时的,而由于系统响应较慢,常常要几个扫描周期才响应一次,而多次扫描后,瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少,故增加了抗干扰能力。但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统,这一问题就需慎重考虑。应对响应时间作出精确的计算,精心编排程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少周期造成的响应延时等的不良影响。1.6 采用PLC控制电梯的优点(1)在电梯控制中采用了PLC,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠性大大提高。 (2)去掉了选层器及大部分继电
20、器,控制系统结构简单,外部线路简化。 (3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能。(4)PLC可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。 (5)用于群控调配和管理,并提高电梯运行效率。 (6)更改控制方案时不需改动硬件接线。1.7 PLC 的编程语言PLC 提供了较完整的编程语言,以适应PLC 在工业环境中的应用。利用编程语言,按照不同的控制要求编制不同的控制程序,这相当于设计和改变继电器的硬接线线路,这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送到PLC 内部的存储器中,它也能方便地读出、检查与修改。PLC 提供的编程语言通常由三种:梯形图、功能图、及布尔逻辑编
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