基于plc的电梯群控的应用研究毕业论文(编辑修改稿)

基于plc的电梯群控的应用研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

性大大提高。 了选层器及大部分中间继电器，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，便于检修，提高运行安全性。 ，重点可以放在程序的开发与调试上面。 6. PLC 较强的通信功能使得对双梯加并联功能或梯群加群控功能成为可能。 3 系统总体设计 电梯控制系统的模块化设计 模块化设计思想 模块化程序设计使人们在软件开发的长期实践中总结出来的一种设计策略。 模块是一个 具有独立功能的程序，可以单独地设计、调试与管理。 模块化就是按适当的原则把一个情况复杂、规模较大的程序系统划分为一个个较小、功能相关而又相对独立的模块。 系统设计中可以采用“自顶向下”和“自底向上”两种设计方法。 前者是从局部到整体，即先把某一部分（如最难的部分）设计好，然后再考虑其它部分；而后者则是从整体到局部，先考虑系统的总体结构，如整个系统由哪几部分组成，每一部分的功能怎样，它们之间又有什么联系等等，然后再以同样的方法来考虑各个局部的设计，直到所有的模块都便于管理为止。 本文中采用了后一种方法。 根据模块化 的思想，设计时应把整个系统化分成若干模块，一个模块描述一个功能，并能较好地体现模块的独立性，给编制与调试都带来方便。 全部模块以树状结构组成系统，这种结构层次清楚，各分支也可以自成系统，管理起来比较方便。 模块大小应该适中，因为模块过大不容易控制复杂性，模块过小又会增加模块间的联系。 电梯控制系统各模块间的关系 电梯的控制从性质上可以分为两个方面：传动系统的控制和逻辑系统的控制，它们之间的关系如下页图所示： 平层感应 器 平 层 控 制 线 路 主 拖 动 系 统 减 速 控 制 线 路 换 速 点 信 号 传动系统的控制 它是以速度给定曲 线为依据，利用模拟或数字控制装置，针对牵引机的不同调速方式构成闭环或开环的速度控制系统，从而实现电梯运动状态的控制。 逻辑系统的控制 它是指电梯控制系统能实时地接受来自厅站、轿厢、井道、机房等不同位置、不同性质的外部信号，将它们按一定的逻辑关系进行综合处理，并将其处理结果反映到传动控制系统中控制电梯的运行。 电梯控制系统设计流程图 系统功能需求 电梯逻辑控制的性能决定着电梯操纵自动化程度的高低。 本系统的功能需求如下：  基本功能  轿内指令功能 由司机或乘客在轿内控制电梯的运行方向和 到达任一层站。  厅外呼梯功能 由使用人员在厅外呼唤电梯前往该层执行运送任务。  减速平层功能 电梯到达目的层站前的某一位置时，能自动地使电梯开始减速，当到达目的层站平面时，能自动使电梯停止。  选层、定向功能 当电梯接受到若干个轿内、厅外指令时，能根据电梯目前的状态选择最合理的运行方向及停靠层站。  指示功能 能在各层厅站及轿内内指示电梯当前所处位置，能在某按钮信号被响应时，消去其记忆。  保护功能 当电梯出现异常情况如超速、断绳、越限、运行中开门、过载等现象时，控制电梯停车或不能开动。  集选控制的特 殊功能  根据轿内楼层指令或厅外召唤信号自动定向，自动保持最远层站决定的方向。  实现顺向截车及最远层站反向截车。  实现轿内指令和外召唤的各指令登记。  自动起动运行，减速制动及平层停靠。  具备检修功能。 系统设计流程图 实现以上功能需求，首先进行了硬件部分的设计，包括控制系统网络的组建、电梯模型 I/O 点的分配和硬件连线等； 图 其次是软件部分的设计，也即对 ControlLogix 系统的 I/O 模块和通讯模块的组态、设备网地址的映射与梯形图的编制等； 最后在模型电梯上进行系统调试。 本系统的 设计流程图如上图所示。 由于实验室条件所限，本次毕设最后总调试只采用 Rsview仿真。 设计梯形图程序 写入、检查程序 模 拟 调 试 设计制作控制柜 现场安装接线 熟悉被控系统 选择 PLC 型号 确定硬件配置 分配 I/O 点，设计外部硬件接线图 交付使用 Yes No No 满足要求。 满足要求。 系统总调试 Yes 4 电梯的硬件部分 电梯的模型概述 本次 设计中使用的模型电梯是在沈阳北方电梯厂专门定做的，共有两台。 模型电梯在设计中尽量遵照实际电梯，并简化了一些功能。 在设计中力图达到仿真，以反映真实的电梯的控制过程。  模型电梯的主要数据如下 : 楼层数： 10 层。 提升高度： 2m 线速度： 5cm／ s 噪声：不大于 55db 曳引式升降。 交流电机拖动，机械齿轮传动。 中分式轿门，直流电动开 门机  电梯的主要零部件如下 : 曳引机 型号： D／ DF 电机功率： 曳引轮直径： 60mm 产地：德国 额定转速： 16r／ min； 轿厢．外型足寸： 200x250x200(深 x宽 x 高 ) 重量： 7kg 开门机构： 电机型号： PB35GM 电压： 12VDC 产地：日本 开门宽度： 130mm 对重： 接近开关 PK80461 Honeywell 磁双稳态开关 KCB— 1 瑞士 电梯位置指示器 24VDC 七段代码管 自制 103 220 170 220*9=1980 2950 300 图 41 模型电梯正面示意图 3 1 2 4 5 6 图 42 模型电梯侧视图 网络的组建 由于这次的控制对象为模型电梯。 电梯的轿内指令、厅外呼叫指令按钮都不具备。 为了使电梯模型的控制更加形象逼真，设计中充分利用了罗克韦尔自动化产品的网络通讯能力。 由于 ControlLogix 系统本地槽架上的 I/O 模块很有限，所以 Logix5550 处理器与电梯模型的通讯的 I/O 交换使用了设备网上的柔性 I/O 适配器（ Flex I/O） 所带的 I/O模块。 即，对模型电梯的I/O 点采集和命令的发送是通过设备网完成的。 轿内、厅外的呼梯采用了仿真的图形界面控制，图 形界面显示在罗克韦尔的人机交互显示系统（ Panel View600、 900）上，而 Panel View 是通过挂接在 DH+网络实现的。 编程用的计算机与ControlLogix系统的处理器 Logix5000的通讯采用了以太网（ EtherNet）连接。 以太网（ EtherNet） 控制网（ CcontrolNet） 带有 Rslinx的个人计算机 带有 DH+、以太网、设备网通讯模块的 ControlLogix系统 DH+网上的操作员终端 设备网（ DeviceNet） 1305 变频器 设备网 Flex I/O 电梯控制模型 图 43 电梯模型的网络通讯示意图 5 电梯的软件部分设计 编程与组态软件 Rslogix5000 罗克韦尔自动化公司推出 PLC5 系列处理器的时候，相应推出了与之配套的Rslogix5 软件。 推出 SLC500 系列处理器的同时，相应的开发了 Rslogix500。 Rslogix5000 软件是 Logix5550 系列处理器专用的编程开发环境。 利用 Rslogix5000编程软件可以组态 ControlLogix 系统的 I/O 和通讯模块，以及对 Logix5550 处理器编程，包括对运动控制编程。 Rslogix5000 继承了 Rslogix500 及 Rslogix5 系列编程软件的特点，用工程（ Project）来管理每个工作项目 ,所有的梯形图、数据标签等都要一起存放在以工程名命名的文件里。 与 Rslogix 系列其他编程软件相比， Logix5000 最大的不同在于它全新的数据组织形式 —— Tag（数据标签），这与 Rslogix500 及 Rslogix5 系列软件的用来组织数据的 N、 B、T 型等文件有着内在联系，但又有了重大的改进。 Tag 的使用不仅可以使编程人员随意使用能反映自己编程思想的数据名称，还为模拟量的传输带来了很多方便，因为它能通过直接向模拟量型 Tag 写数据来避免以前 PlC、 SLC 编程中为处理模拟量的传输而使用的块传送指令。 在 Logix5000出现之前， Tag的用法还在罗克韦尔的人机交互组态软件 —— Rsview32中出现过。 在 Logix5000 中直接使用数据标签 Tag 可以省略 PLC、 SLC 的 N、 B、 T 等类型数据文件向 Tag 的转化过程。 使编程软件与人机交互软件结合更紧密，实现更迅速，使用更方便。 创建系统工程文件 在开始编程和组态控制器以前，必须先创建一个工程文件。 工程文件是包含有梯形图逻辑和组态信息的文件，文件保存在用户工作站的硬盘中。 工程文件使用 .ACD 作为扩展名。 一个新的工程，需要指定下列信息：  处理器名称，该名称同时也将被用作工程名称（使用 .ACD 为扩展名）。 该名称是必需的。  框架类型：选择包含有控制器的框架类型。 可以使用下拉菜单从提供的框架中选择。 这里选择了 1756A10A ,这是一个十槽框架。  槽号：选择安装控制器的槽号，要注意第一槽定义为零槽，处理器可以安装在任何一个空槽位上。  处理器说明：输入有关该控制器的说明，这是可选选项。  工程创建位置：通过此选项可定义工程文件的保存路径，用户可使用默认路径（即安装软件是组态的路径）或制定一个不同位置。 控制器名称及所有的数据标签（ Tag） 名称、输入输出模块名称的命名都遵守国际项目 管理器 梯形图 编辑窗口 图 51 Rslogix5000 编程环境 标准 IEC11313标识符规则，即：  名称必须以字母或下划线（ _）开头  名称中只能包含字母、数字字符及下划线  名称最多可以使用 40 个字符  不能使用连续下划线或用下划线作为后缀 如 果没有针对某一控制器的工程文件，可以从控制器上载并创建此工程文件。 但是，并非所有保存在工程文件中的内容都可以从控制器获取。 如果从控制器上载，新的工程文件中将不包含下列内容：  梯级注释  有关标签、任务、程序、例程、模块、或用户自定义结构体的说明  别名链（指向另一个别名的别名） 如果用户从控制器上载一个应用程序，而该应用程序与用户工作站中存在的程序同名。 则上载过程将不会重写当前的应用程序。 上载过程将作为一个“ upload as”过程来处理。 来自控制器的逻辑程序和标签定义将保存在一个和原来应用程序不同名的文件中。 这样就可以保持当前储存在工作站硬盘中的任何文件，防止重写存在的应用程序。 CONTROLLOGIX 系统组态 I/O 模块的组态 ControlLogix 系统的组态可以分为 I/O 模块的组态和通讯模块的组态。 I/O 模块的组态是 在 Rslogix5000 的项目管理器中的 I/O Configuration 里完成的，组态 I/O 模块必须是离线状态（ Offline）状态下。 在添加新模块时，需要确定模块名称，模块所在槽号，通讯格式及电子锁等的配置信息。 通讯模块的组态 ControlLogix 系统具有非常强大的通讯能力。 除了 Logix5550 自带的 RS232 串行通讯接口外，通过模块化的通讯组件， ControlLogix 系统能使 Logix5550 处理器与以太网（ Ether）、控制网（ Control）、设备网（ Device）、 DH+网、 Remote I/O 链路等网络构成连接。 并能通过网桥的作用，使用户一旦登陆到某一网络上，便可以同时访问到其他多个网络层次上的设备和处理器。 在本次设计中，对处理器的编程都是通过以太网通讯完成的，对模型电梯的 I/O 点采集和命令的发送是通过设备网完 成的，轿内、厅外的呼梯仿真图形控制是通过 DH+网络实现的。 串行通讯的配置： 最初的网络组态都是通过 RS232 串行通讯接口实现的。 用一根 RS232 串行通讯电缆将计算机上的串口与 Logix5550 处理器上的串口相连，再启动罗克韦尔的网络连接软件 Rslinx，配置响应的串行通讯程序 ABDF1，便可以在计算机和处理器之间建立起串行连接。 串行通讯驱动程序 ABDF1 组态好 ControlLogix系统的各。