小区改造电梯控制系统PLC设计

 小区改造电梯控制系统PLC设计

摘要
电梯是以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人和载运货物。有台阶式,踏步板装在履带上持续运行,也称自动扶梯或自动人行道。服务在规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯有一个轿厢,运行在最少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨间。轿厢尺寸和结构形式方便于乘客出入或装卸货物。习惯上不管其驱动方式如何,将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可以分为低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯(1~2米/秒)和高速电梯(2米/秒以上)。19世纪中期才开始出现液压电梯,到现在还在少量低层建筑物上应用。1852年,美国的E.G.奥蒂斯研究出利用钢丝绳提升的安全升降机。80年代,驱动装置进一步改进,如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末,采用了摩擦轮传动,大大增加电梯的提升高度。
本次设计内容背景源于实际应用,利用一个可编程序控制器(S7-200PLC)控制一个3层乘客电梯,主体部分是其电气控制部分。目的是解决目前电梯控制中的一些问题,更加合理地利用PLC的硬件资源和软件资源,提高电梯的操作的灵活性和安全可靠性,利用各种指令简化控制程序,做到控制程序尽量简单,更加便于理解,还有一定的规律性能方便适合于不同控制楼层的要求。对于外部控制电路应尽可能可靠简单,控制性能更好好。
因为PLC功能齐全、应用灵活,能够满足大部分电梯控制的要求,还具有抗干扰性能强、操作方便、维护简单等特点,提高了系统可靠性,当乘员进入电梯后,按下楼层按钮,电梯门会自动关闭并运行。主要完成以下功能:根据轿厢所在位置及乘员所在层数.判定轿厢运行方向并且保证轿厢平层时减速,将轿厢停在乘员选定的楼层上;同时,根据楼层的呼叫,顺路停车,自动开关门;在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。
PLC功能齐全、应用灵活,能够满足电梯控制的基本要求,而且具有抗干扰性能强、操作方便、维护简单等特点,使得系统可靠性大大提高。
本论文围绕小区设计电梯,但小区人流量大,用得多,所以加入变频器,变频器可以使电梯具有舒适性,变频器直接控制输出的频率电压来驱动电机,不存在额外的消耗可以更加省电。
 
关键词:PLC;电梯;舒适;
 
第1章  引言
在过去的20年里,自动化技术的应用领域迅速扩大,尤其是在工业控制领域广泛应用。处于提高生产效率的目的,工程师将PLC的自动化技术应用于电梯的控制上面,可以更好地对电梯进行控制,达到能源利用率最大化的目的,对电梯控制系统提出了更多更高的要求;引进微电子技术,推动电气高精度控制技术的发展,发展现代控制理论,特别是电梯的自动化控制,对设备高精度的控制要求更高。电梯自动控制系统,作为一个现代生活不可缺少的自动化设备,决定着人们生产的方方面面,目前国内外都在大力开发研究高性能电梯控制系统。
在我国特色社会主义进程不断发展的过程中,我们的生活风平也在有着质的变化,生产效率的需求同时也不断地提高,但是在电梯的调节处理等方面,依旧伴随着高能耗,低效率等世界性的问题。我国是一个发电大国,人口大国,具有关质料统计,我国年电力生产能力早已突破100亿千瓦时,但是与此同时,有些地区依旧面临着用电量不足的问题。根据前文的叙述,可想而知,每年的耗煤量是非常大的,并且燃煤产生的温室气体等,对环境的破坏同样也是不容乐观。通过上面的数据,我们可以看出,节能减排的必要性和紧迫性,利用先进的科学技术率先实现节能减排、提高生产效率的重任,起到表率作用。
在现代化社会中,人们早已经离不开高楼大厦有高楼的地方就需要电梯。传统的电梯控制都是由单片机来控制完成的,单片机在极端环境下,会出现技术上的问题。这样,依据我们国家的自身情况,可以通过智能控制来实现电梯的控制,从而做到运行稳定,控制简单的效果。
此次课题,我们主要围绕着电梯控制技术而展开,在整个电梯控制装置中,控制部分起着举足轻重的作用,通过PLC来控制电梯控制系统的上升,下降,电梯门开关等,自动判断电梯定当前位置,并且可以根据需要通过人工干预来实现这些装置的控制等,实现电梯的高精度控制,提高运行效率。设计中,利用可编程控制器为控制核心,结合外围保护、执行电路对电梯设备进行控制。
1.1电梯的研究现状
 早期的电梯采用继电器控制,利用三相交流异步电机的正反转来控制电梯的升降,打开门的操作手册,每个电梯都配备了一个工作人员,这时电梯,操作复杂,自动化程度低,运行不稳定,安全事故率高。随着电力电子技术的发展,PLC作为设备控制器的结构简单,编程容易故障率低可靠性抗干扰能力强,所以发展十分迅速,它在节能,维护量小, 自动控制具有良好性能等优点。 
电梯早在19世纪末已经得到应用,但是随后的很多年都没有得到良好的发展。我国电梯的生产在解放前是一个空白,新中国成立后才开始研制自己的电梯。电梯在国内从开始研制到今天已经走过六十年的发展历程,电梯作为运输人员,物料搬运机械在全国经济中处于非常重要的地位。 经过数百年的发展,中国电梯厂商和部门在设计,制造过程,设备,管理,运行和维护方面的使用,继电器控制阶段、电子电路配合常规电路阶段、专用控制器控制阶段。    
 
二十一世纪初,国外许多电梯制造公司将机械技术和电子技术相结合,先进的计算机技术,微电子技术,电力电子技术,光纤电缆技术,液压技术,模糊控制技术应用于机械驱动和控制系统,实现电梯的自动化和智能化。 
目录
 
摘要 4
第1章  引言 6
1.1 电梯的研究现状 6
1.2电梯的研究背景 7
1.3  电梯的研究意义 7
第2章  电梯的控制方案选择 9
2.1 基于单片机控制的设计方案 9
2.2基于PLC控制的设计方案 10
2.3基于继电器控制的设计方案 11
2.4控制的最终设计方案 12
第3章 电梯控制系统的硬件设计 13
3.1 PLC型号的选择 13
3.2  变频器的选择 14
3.3  PLC输入输出点的I/O分配 14
3.4  I/O接线图 15
3.4.1系统总控制电路图 15
3.4.2电源控制电路图 16
3.4.3控制器PLC的IO接线图 16
3.4.4轿厢电机的主电路图 17
第4章供料装置的程序设计 18
4.1  系统设计流程图 18
4.2 电梯的PLC控制程序 19
第5章 电梯控制系统调试 28
总结 33
致谢 34
参考文献 35
 
参考文献
[1]  鄂大辛.液压传动与气动传动.北京理工大学出版社,2007
[2]  孙开元,李长娜.机械制图新标准解读及画法示例.化学工业出版社,2006
[3]  郭洪江.工业机器人技术.西安电子科技大学出版社,2016
[4]  朱孝录.中国机械设计大典.江西科学技术出版社,2012
[5]  祁红志.机械制造基础.电子工业出版社,2015
[6]  韩鸿鸾.数控机床加工程序的编制.机械工业出版社,2015
[7]  袁锋.全国数控大赛试题精选.机械工业出版社,2015
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[9]  崔洪斌.中文版AutoCAD2005实用培训教材.清华大学出版社,2010
[10] 范次猛.可编程控制器原理与应用.北京:理工大学出版社,2006
[11] 徐灏.机械设计手册.北京机械工业出版社,2009
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