PLC課設(shè)預(yù)習(xí)報告之三層電梯的運(yùn)行

1、 電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告 項 目： 三層電梯PLC控制系統(tǒng) 班 級： 電132 姓 名： 學(xué) 號： 聯(lián)系方式： 學(xué) 期： 2015-2016-2 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?.實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)使同學(xué)了解PLC技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，基本掌握PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計及程序設(shè)計、調(diào)試方法，學(xué)會分析、解決生產(chǎn)實(shí)際過程中出現(xiàn)的問題，為畢業(yè)設(shè)計及今后從事相關(guān)的工作奠定一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。培養(yǎng)同學(xué)能夠運(yùn)用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具對復(fù)雜電氣工程問題進(jìn)行預(yù)測和模擬，并理解其局限性。2.實(shí)驗(yàn)要求（總結(jié)為以下7大原則）自動定向原則停車狀態(tài)下，電梯采集所有呼梯信號，按先來先到原則自動定向。順向截車原則電梯一旦按確

2、定方向運(yùn)行，只響應(yīng)同向呼梯信號停車，記憶反向呼梯信號等換向后響應(yīng)它。最遠(yuǎn)程反向截車原則電梯如果向上運(yùn)行時，對于有向下方向的呼梯信號，電梯先響應(yīng)最遠(yuǎn)的，換向后再按順向截車原則響應(yīng)向下方向的其他信號。順向消號，反向保號原則電梯滿足某層呼梯信號要求后，必須消掉同方向的呼梯信號，記憶反方向的呼梯信號。自動開關(guān)門原則電梯到達(dá)某層后，自動開門，延時一段時間后自動關(guān)門。但人為關(guān)門優(yōu)先于自動關(guān)門，而人為開門優(yōu)先于人為關(guān)門和自動關(guān)門，即人為開門的優(yōu)先級最高。本層呼叫重開門原則電梯在關(guān)門過程中，如果本層有同方向呼梯信號，電梯重新將門打開，響應(yīng)乘客要求。重按消號原則內(nèi)外呼梯按鈕，按一次產(chǎn)生呼梯信號，在電梯關(guān)門尚未結(jié)

3、束之前，再按一次消除該呼梯信號。二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與器件計算機(jī)組態(tài)軟件GX Developer 8編程軟件FX2N PLC三、實(shí)驗(yàn)原理分析 1.PLC發(fā)展概述 a.起源：1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程控制器PDP14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺PLC。 1969年，美國研制出世界第一臺PDP-14 1971年，日本研制出第一臺DCS-8 1973年，德國研制出第一臺PLC&

4、#160;1974年，中國研制出第一臺PLCb.發(fā)展：20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個人計算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC）。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是

5、PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。c.國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國從1974年也開始研制可編程序控制器，1977年開始工業(yè)應(yīng)用。目前它已經(jīng)大量地應(yīng)用在樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)

6、業(yè)等領(lǐng)域，并涌現(xiàn)出大批應(yīng)用可編程序控制器的新型設(shè)備。掌握可編程序控制器的工作原理，具備設(shè)計、調(diào)試和維護(hù)可編程序控制器控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。 作為離散控制的首選產(chǎn)品，PLC在我國的應(yīng)用已有30年的歷史，PLC自20世紀(jì)70年代后期進(jìn)入中國以來，應(yīng)用增長十分迅速。PLC進(jìn)入中國時最初是從成套設(shè)備引進(jìn)應(yīng)用，由于PLC價格昂貴，引進(jìn)的PLC主要用于冶金、電力、自動化生產(chǎn)線等大的設(shè)備和系統(tǒng)。 在引進(jìn)國外PLC產(chǎn)品的過程中，我國也曾組織了相關(guān)單位消化、吸收PLC的關(guān)鍵技術(shù)，試圖對PLC進(jìn)行國產(chǎn)化。到80年代在上海、北京、西安、廣州、長春等2

7、0多家科研單位、大專院校和工廠研制和生產(chǎn)PLC產(chǎn)品，但終因缺乏資金和后續(xù)研究力量、生產(chǎn)技術(shù)相對落后，都沒有成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，PLC產(chǎn)品運(yùn)作是否成功不是由簡單的一兩種因素決定的。近10年來，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制。 經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，國內(nèi)PLC應(yīng)用市場仍然以國外產(chǎn)品為主。國產(chǎn)PLC廠商主要集中于臺灣、北京，浙江、江蘇和深圳，臺灣的品牌有：永宏、臺達(dá)、盟立、士林、豐煒、智國、臺安。各個廠商規(guī)模也不一樣，北京和利時（其PLC生產(chǎn)基地在浙江杭州）和浙大中控都是在DCS系統(tǒng)具有優(yōu)勢之后，再滲透PLC市場，和利時已于2000年開始推廣PLC，現(xiàn)在在國內(nèi)

8、已經(jīng)有一定知名度，浙大中控從最近兩年開始推廣PLC，杭州還有浙大中自生產(chǎn)PLC。但是無論是從規(guī)模還是產(chǎn)品系列上都無法與國際大廠商抗衡，而且國產(chǎn)PLC生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的PLC主要集中于中小型PLC（大部分為小型），其中生產(chǎn)中型PLC的廠商主要有盟立、南大傲拓（剛剛進(jìn)入市場）等，深圳歐辰和億維都是做西門子PLC的配套IO模塊，黃石科威生產(chǎn)嵌入式PLC。因此國產(chǎn)PLC面向的大多是OEM行業(yè)，也有很多是貼牌生產(chǎn)或是仿造生產(chǎn)，真正自主研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)只是其中的一部分國產(chǎn)廠商中臺灣廠商比大陸廠商做得好。d.三菱PLC(本次設(shè)計用的plc)三菱PLC英文名又稱：MitsubishiPowerLineCommuni

9、cation，是三菱電機(jī)在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場常見的有以下型號：FR-FX1NFR-FX1SFR-FX2NFR-FX3UFR-FX2NCFR-AFR-Q 三菱PLC產(chǎn)品系列 FX1S系列：三菱PLC是一種集成型小型單元式PLC。且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。 FX1N系列：是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。 FX2N系列：是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單

10、個需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 FX3U系列：是三菱電機(jī)公司新近推出的新型第三代三菱PLC，可能稱得上是小型至尊產(chǎn)品?；拘阅艽蠓嵘w管輸出型的基本單元內(nèi)置了3軸獨(dú)立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，從而使得定位控制功能更加強(qiáng)大，使用更為方便。e.三菱PLC的主要特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)靈活 不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò)，同時可以靈活擴(kuò)展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美。 傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定 可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps

11、帶寬可以為很多應(yīng)用平臺提供保證。最新的電力線標(biāo)準(zhǔn)HomePlugAV傳輸速度已經(jīng)達(dá)到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlugAV采用了時分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測機(jī)能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合，能夠很好地傳輸流媒體。 范圍廣 無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢。雖然無線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻，但對于高層建筑來說，其必需布設(shè)N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避免信號盲區(qū)的存在。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。由此，運(yùn)營商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進(jìn)入商業(yè)化階

12、段，將給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視頻道接收節(jié)目，打電話或者是可視電話。 低成本 充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，節(jié)約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物、公用設(shè)施、家庭裝潢的破壞，同時也節(jié)省了人力。相對傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)，PLC成本更低，工期短，可擴(kuò)展性和可管理性更強(qiáng)。國內(nèi)已開通電力寬帶上網(wǎng)的地方，其包月使用費(fèi)用一般為50-80元/月左右，這樣的價格和很多地方的ADSL包月相持平。 適用面廣 PLC作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的解決方案，廣泛適用于

13、居民小區(qū)，酒店，辦公區(qū)，監(jiān)控安防等領(lǐng)域。 f.未來的發(fā)展PLC的未來發(fā)展不僅取決與產(chǎn)品本身的發(fā)展，還取決于PLC與其它控制系統(tǒng)和工廠管理設(shè)備的集成情況。PLC通過網(wǎng)絡(luò)，被集成到計算機(jī)集成制造（CIM）系統(tǒng)中，把他們的功能和資源與數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、個人計算機(jī)系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)以及分層軟件系統(tǒng)結(jié)合起來，在工廠的未來發(fā)展中，將占據(jù)重要的地位。新的PLC的技術(shù)進(jìn)展包括，更好的操作員界面，圖形用戶界面（GUI），人機(jī)界面，也包括與設(shè)備、硬件和軟件的接口，并支持人工智能比如邏輯I/O系統(tǒng)等。軟件進(jìn)展將采用廣泛使用的通訊標(biāo)準(zhǔn)提供不同設(shè)備的連接，新的PLC指令將立足于增加PLC的智能性

14、，基于知識的學(xué)習(xí)型的指令也將逐步被引入，以增加系統(tǒng)的能力?？梢钥隙ǖ氖?，未來的工廠自動化中，PLC將肯定占據(jù)重要的地位，控制策略將被智能地分布開來，而不是集中，超級PLC將在需要復(fù)雜運(yùn)算、網(wǎng)絡(luò)通信和對小型PLC和機(jī)器控制器的監(jiān)控的應(yīng)用中獲得使用。2.電梯原理概述a.電梯的實(shí)物圖b.電梯的工作原理電梯 一種以電動機(jī)為動力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動電梯。 服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨

15、物。 電梯主要是由控制部分、驅(qū)動部分及曳引部分組成。 電梯全部結(jié)構(gòu)的組成，區(qū)別于卷揚(yáng)機(jī)的是，它有交互性、有舒適且安全的乘坐空間。  電梯的結(jié)構(gòu)包括：四大空間，八大系統(tǒng)  四大空間   機(jī)房部分、井道及地坑部分、轎廂部分、層站部分。  八大系統(tǒng)   曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)大概的原理圖如下：功能   現(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、

16、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機(jī)驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。簡單使用方法（緊急情況下面有解決方法）    目前載人電梯都是微機(jī)控制的智能化、自動化設(shè)備，不需要專門的人員來操作駕駛，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作電梯即可。具體乘坐電梯流程如下：1）在乘梯樓層電梯入口處，根據(jù)自己上行或下行的需要，按上方

17、向或下方向箭頭按鈕，只要按鈕上的燈亮，就說明你的呼叫已被記錄，只要等待電梯到來即可。     2）電梯到達(dá)開門后，先讓轎廂內(nèi)人員走出電梯，然后呼梯者再進(jìn)入電梯轎廂。進(jìn)入轎廂后，根據(jù)你需要到達(dá)的樓層，按下轎廂內(nèi)操縱盤上相應(yīng)的數(shù)字按鈕。同樣，只要該按鈕燈亮，則說明你的選層已被記錄；此時不用進(jìn)行其他任何操作，只要等電梯到達(dá)你的目的層?？考纯?。  3）電梯行駛到你的目的層后會自動開門，此時按順序走出電梯即結(jié)束了一個乘梯過程。  電梯簡單理解是這樣工作的：它是將動力電能，通過某種變頻裝置或直接向驅(qū)動裝置供電，由驅(qū)動裝置拖動曳

18、引裝置，再通過曳引裝置上懸掛的鋼絲繩拉動井內(nèi)轎廂做上下運(yùn)行工作。所有這些動力驅(qū)動是由很多的電氣裝置、機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)整合工作的。電梯停候在上面某層，當(dāng)一樓按下外召喚時，實(shí)際上簡單的理解是一個觸點(diǎn)開關(guān)，按下去的一瞬間，指令通過井內(nèi)電線傳輸?shù)娇刂乒竦闹骺刂瓢澹ɑ蛐盘柨刂瓢寤騊C機(jī)控制板或最原始的電梯就是繼電器動作），我們以控制板為例，它收到瞬間信號以后再次觸動控制板內(nèi)的固有程序，同時由它輸出電梯準(zhǔn)備如何響應(yīng)的指令，分別至外呼燈亮及驅(qū)動裝置，最后電能直接或間接驅(qū)使電機(jī)帶動變速箱轉(zhuǎn)動，通過鋼絲繩與曳引輪的摩擦力帶動轎廂向下運(yùn)行，每一層都有一個平層裝置來采集電梯所處位置，當(dāng)電梯快到一樓時，控制板通過程序輸出

19、不同信號來控制驅(qū)動裝置，使電梯換速到1樓平層開門，實(shí)現(xiàn)電梯外召指令。3.PLC I/O與信號對照表：I/O點(diǎn)信號名稱信號用途X00下限位轎廂到達(dá)下限位X01一層認(rèn)址轎廂到達(dá)一層X02二層下認(rèn)址轎廂向下到達(dá)二層X03二層上認(rèn)址轎廂向上到達(dá)二層X04三層認(rèn)址轎廂到達(dá)三層X05上限位轎廂到達(dá)上限位X06一樓門廳按鈕一樓門廳召喚按鈕X07二樓門廳向下按鈕二樓門廳向下召喚按鈕X10二樓門廳向上按鈕二樓門廳向上召喚按鈕X11三樓門廳按鈕三樓門廳召喚按鈕X12開門按鈕廂內(nèi)開門按鈕X13關(guān)門按鈕廂內(nèi)關(guān)門按鈕X14廂內(nèi)一層按鈕廂內(nèi)要求去一層按鈕X15廂內(nèi)二層按鈕廂內(nèi)要求去二層按鈕X16廂內(nèi)三層按鈕廂內(nèi)要求去三層

20、按鈕Y10一層燈一層門廳按鈕燈Y11二層向下燈二層門廳向下按鈕燈Y12二層向上燈二層門廳向上按鈕燈Y13三層燈三層門廳按鈕燈Y14開門開門電機(jī)驅(qū)動信號Y15關(guān)門關(guān)門電機(jī)驅(qū)動信號Y16上升上升電機(jī)驅(qū)動信號Y17下降下降電機(jī)驅(qū)動信號Y20一層燈廂內(nèi)一層按鈕燈Y21二層燈廂內(nèi)二層按鈕燈Y22三層燈廂內(nèi)三層按鈕燈4.設(shè)計過程整個電梯的程序比較復(fù)雜，需要考慮的細(xì)節(jié)很多，一不小心就會出錯，所以要分模塊的研究，這樣才能有條不紊的進(jìn)行。a. 樓層感應(yīng)電路 作用：感應(yīng)樓層信號，用于指定樓層選向，召喚信號的消耗 要求：要求樓層感應(yīng)信號感應(yīng)出樓層信號，必須連續(xù)（在2樓，碰到3樓的感應(yīng)信號才消失） 電路：設(shè)M100、M101、M102為電梯到達(dá)3、2、1樓層產(chǎn)生的脈沖信號 M105、M106、M107為電梯3、2、1樓層的感應(yīng)信號電路圖如下圖：b.轎廂內(nèi)指令鎖存電路 作用：轎廂的召喚信號是按鈕信號，用于按鈕信號的鎖存 要求：在某樓層按召喚按