plc在电梯控制系统中的应用毕业设计(编辑修改稿)

plc在电梯控制系统中的应用毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

流电源。 小型 PLC 一般可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开关）提供 24V 直流电源，驱动 PLC 负载的直流电源一般由用户提供。 可编程控制器（ PLC）的工作原理 下面先看两个工作原理图 图 PLC的扫描过程图 9 图 PLC程序执行过程 当 PLC 运行时，用户程序中众多的操作需要执行。 但 CPU 是不能同时执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。 由于 CPU 的运算处理速度较高，使得外部出现的结果从宏观上来看几乎是同时进行的，这种分时操作的过程叫做 CPU 对程序的扫描。 扫描丛 0000 号存储地址所存放的第一条用户程序开始，再无中转或跳转的情况下，按存储地址递增的方向顺序逐条扫描用户程序即执行，直到程序结束。 每扫描完一次程序，就构成一个扫描周期。 然后再从头开始扫描，并周而复始地重复。 顺序扫描的工作方式简单，简化了程序 设计，并为 PLC 的可靠运行提供了可靠的保障。 一方面，所扫描的程序被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用；另一方面，还可以利用 CPU 设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于 CPU 内部故障使程序进入死循环而造成故障的影响。 一 .PLC 的基本工作如图（图 与 ） 1) 输入信息：在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态。 2) 执行程序：顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。 3) 输出控制信号：根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号 ，实现所要求的逻辑控制功能。 上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。 每执行一遍所需的时间称为扫描周期。 PLC 的扫描周期通常为几十毫秒。 二 .自诊断程序 每次扫描的开始，执行自诊断程序，以及其他的输入和输出点， CPU 和存储器诊断程序的诊断通常是在测试的每个部分的当前状态，并且在正常标准状态比较，如果这两个各部分的描述一致工作正常，如果是这样的观点，有一个故障不一致。 此时， PLC 将立即启动关机程序，保留现有的工作条件，并关闭所有输出，然后停止。 诊断结束后，如果没有故障， PLC 继续扫描检查编程和其他通 信请求。 如果您有相应的处理，例如，接受传送到烧录器的命令，要显示的状态数据，错误信息被发送到程序员的显示。 处理后的通信，PLC 继续向下扫描，进入信息产业领域，在用户程序执行，输出控制信号，顺序完成一个扫描周期。 以及从自诊断，然后开始第二轮扫描。 PLC 这样不断反复循环，实现本机的连续控制，直到接收到停止命令，或因停电等故障停止工作。 10 可编程控制器（ PLC）的特点与应用 PLC的特点 为适应工业环境使用，与一般控制装置相比较， PLC 机有以下特点： ，抗干扰能力强。 ，控制程序可变。 使用方便 ，适应面广。 ，容易掌握。 、重量轻、功。 、维护方便。 PLC的应用领域 目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 . PLC 的汇编语言 PLC的汇编语言的特点 PLC 的编程 语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也 不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。 目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。 如三菱公司的产品有它自己的编程语言， OMRON公司的产品也有它自己的语言。 但不管什么型号的 PLC，其编程语言都具有以下特点： 1．图形式指令结构。 2．明确的变量常数。 3． 简化的程序结构。 4．简化应用软件生成过程； 5．强化调试手段。 总之， PLC 的编程语言是面向用户的，对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。 本设计采用最常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。 采用梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件；采用助记符形式便于实 11 验，因为它只需要一台简易编程器，而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。 基本的 PLC 编程元件及其功能。 因为我们本设计选择的是三菱公司的 PLC 所以这里我们重点介绍三菱 FX2N 系列的一些编程元件及其功能。 FX 系列，其内部编程组件，该设备所支持的编程语言的模型中，被称为通过对继电器，计时器，计数器等的通用名，但它们是由实数分量，俗称它们非常不同作为 “软继电器”。 这些编程与继电器线圈不工作它的工作电压等级，功耗，尺寸和电磁惯性等问题。 接触没有限制，无机械磨损和电蚀等问题。 它是根据不同的命令操作，状态可以在他们的工作没有记忆，他们可以有一个记忆，你还可以利用脉冲数字元件。 一般情况下， X 代表输入继电器， Y 代表输出继电器， M 代表辅助继电器， SPM 代表专用辅助继电器， T 代表定时器， C 代表计数器， S 为状态继电器， D 代表数据寄存器， MOV代表传输。 下面是一个基本的四个继电器： 1． 输入继电器 （ X） 2． 输出继电器（ Y） 3． 辅助继电器（ M） 4． 定时器（ T） 12 第 3 章 变频器 变频器的基本构成 通用变频器的基本本构成主要由主电路 (包括整流器、中间直流环节、逆变器 )和控制电路组成。 Ⅰ是整流器，它的作用是把三相 (也可以是单相 )交流电整流成直流电。 Ⅱ为逆变器。 最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成三相桥式逆变电路。 只要有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断，就可以得到任意频率的三相交流电输出。 的负载为异步电动机，属于感性负载。 无论电动机处于电动状态或是发电制动状态，其功率因数总不会为 1。 因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。 这种无功能量要靠中间直流环节的储能组件 (电容器或电抗器 )来缓冲。 所以又称中间直流环节为中间直流储能环节。 、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。 控制方法可以采用模拟控制或数字控制。 高性能的变频器目前己经采用微型计算机进行全数字控制，尽可能简 化硬件电路，主要依靠软件来完成各种功能。 由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的控制。 变频器的分类 一 .按变换的环节分类： 可分为交 交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；交 直 交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。 二 .按直流电源性质分类： ①电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压 接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。 电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。 常选用于负载电流变化较大的场合。 ②电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压 13 型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。 三 .输出电压的调制方式分 : ① PAM(脉幅调制 ):变频器输出电压的大小通过改变直流电压的大小来进行调制。 在中小容量变频器中，这种方式已经很少采用。 ② PWM(脉 宽调制 ):变频器输出电压的大小通过改变输出脉冲的占空比来进行调制。 目前普通应用的是占空比按正弦规律安排的正弦波脉宽调制 (SPWM)方式。 此外，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。 变频器的工作原理 我们知道，交流电动机的同步转速表达 式 ： n＝ 60 f(1－ s)/p „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (1) 式中 n——— 异步电动机的转速； f——— 异步电动机的频率； s——— 电动机转差率； p——— 电动机极对数。 由式 (1)可知，转速 n 与频率 f 成正比，只要 改变频率 f 即可改变电动机的转速，当频率 f 在 0～ 50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。 变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 电梯 变频调速控制的特点 目前变频调速器已全部采用了数字化技术 ,并且日趋小型化、高可靠性和高精度。 从应用角度看，其不仅具有显著的节电性能，而且还具有如下的优良性能： 、低噪声、大范围、高精度平滑无级调速； 、重量轻、可挂墙安装，占地面积小； ，能自诊断显示故障所在，维护简便； 、简单； ，可满足不同工艺要求； ，可同计算机、 PLC 联机，便于实现自动控制； 、软停机，具有电流限定和转差补偿控制； ，起动转矩大，起动电流小，减小对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软起动装置； ，节省 电容补偿装置； ；转子电动机结合，使调速系统维护更加简单 经济。 变频器的选择 随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速已应用到许多领域，由于变频调速的诸 14 多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。 目前，有为电梯控制而设计的专用变频器，其功能较强，使用灵活，但其价格昂贵。 因此，本设计没有采用专用变频器，而是选用了通用变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。 目前，市场流行的通用变频器的种类繁多，而电梯行业中使用的变频器的品牌也不少，其控制系统的结构也不尽相同，但其总的控制思想却是大同小异。 电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。 本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行，以改善电梯运行的舒适感。 另外， 由于电梯在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的相当比例，因此，电梯节约用电日益受到重视。 考虑以上各种因素，本设计选用安川 VS一 616G5 型全数字变频器，它有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。 15 第 4 章 基于 PLC 控制的 5 层电梯系统的设计 PLC 控制的 5 层电。