PLC可编程控制技术 课程设计

PLC课程设计
第一章绪论
第二章PLC控制系统
第三章软件系统设计
第四章I/O口分配
第五章总结
电自自动化6-2班
马丹
32号
第一章绪论
随着电力电子技检测与术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速摘要。

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。

而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。

本文在已有的通变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

1.
课题的必要性与发展概况：进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。

可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。

鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。

同时，由于电机交流变频调速技术的发展电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。

因此，PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。

PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。

电梯采用了PLC控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。

控制系统结构简单，外部线路简化.另外可方便地增加或改变控制功能。

也可进行故障自动技术的发展也十分迅速。

电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

变频调速电梯使用了先进的SPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美。

同时明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著
第二章PLC控制系统
一、PLC系统设计的基本原理
任何一个电气控制系统要完成的控制任务都是为满足被控对象提出的各项性能指标。

最大限度地提高劳动生产率保证产品品质量。

减轻劳动轻度和危害程度提高自动化水平
1；最大限度满足被控制对象提出的各项性能指标。

为明确控制任务和控制系统应有的功能/设计人员在进行设计前，就应深入现场进行调查研究，收集资料，与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气方案，以便协同解决在设计过程中出现的各种问题
2：确保控制系统安全可靠。

电气控制系统的可靠性就是生命线不能安全可靠工作的电控系统，是不可能长期投入生产运行的的。

尤其是在以提高数量和质量的同时保证生产安全为目的的应用场合必须将可靠性方在首位。

3：力求控制系统简单；在能满足控制要求和保证可靠工作的前提下，应力求控制系统结构简单。

结构简单了具有经济性和实用性才能做到使用方便和维护容易
4：留有适当的余量：要考虑到生产的扩大或者是生产工艺的改进控制任务的增加充分利用PLCd的容易扩充的特点
二、PLC的特点
PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。

PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。

PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。

(1)可靠性:对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。

A. PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。

B. PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提高。

C. PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。

D. PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。

采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。

E.在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。

例如，采用可靠性的元件:采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。

F. PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。

例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。

(2)易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面:
A、操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。

大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。

编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。

更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。

更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。

B、编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。

对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。

采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编
程。

C、维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。

当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。

(3)灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:
A.编程的灵活性。

PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。

编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。

B.扩展的灵活性。

PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。

它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。

C.操作的灵活性。

操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。

三、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。

第三章软件系统设计
一、电梯变频调速控制的特点:
随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。

电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

(1)变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格低等优点。

(2)变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电机调速。

(3)变频调速电梯使用先进的SPWM和SVPWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能明显。

二、变频器的选择
参数设置
积分时间常数宜大些:(2)为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车参数设置的原则:(1)为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其速度环的比例系数宜小些，而冲击;(3)零速一般设置为OHz，速抱闸功能将影响舒适感;(4)变频器其他常用参数可根据电网电压和电机铭牌数据直接输入，具体的设置见表4.2
轿厢楼层位置检测方法:
主要方法有如下几种:
(1)用干簧管磁感应器或其它位置开关:这种方法直观、简单，但由于每层需使用一个磁感应器，当楼层较高时，会占用PLC太多的输入点。

(2)利用稳态磁保开关:这种方法需对磁保开关的不同状态进行编码，在各种编码方式中适合电梯控制的只有格雷变形码，但它是无权代码，进行运算时需采用PLC指令译码，比较麻烦，软件译码也使程序变的庞大。

(3)利用旋转编码器:目前，PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元，计数准确，使用方便，因而在电梯PLC控制系统中，可用编码器测取电梯运行过程中的准确位置，编码器可直接与PLC高速脉冲输入端相连，电源也可利用PLC内置24V直流电源，硬件连接可谓简单方便。

由以上分析可见，用旋转编码器检测轿厢位置优于其他方法，故本设计采用此法。

三、PLC的选型
根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法，要求可编程控制器必须具有高数计数器。

又因为电梯是双向运行的，所以PLC还需具有可逆计数器。

综合考虑后，本设计选择了日本三菱公司生产的FX系列机。

FX系列机具有以下优点:
1 体积极小
2 先进美观的外部结构
3 提供多种子系列供用户选用
4 灵活多变的系统配置
第四章I/O口分配
楼道控制：呼梯按钮（4下）X000 平层信号LS1 X006 呼梯按钮（3下）X001 平层信号LS2 X007
呼梯按钮（3下）X002 平层信号LS3 X010
呼梯按钮（2下）X003 平层信号LS4 X011
呼梯按钮（2下）X004
呼梯按钮（1下）X005
电梯内控：4层按钮X024 开门到位X026 3层按钮X023 关门到位X027
2层按钮X022 开门按钮X020
1层按钮X021 关门按钮X025
楼道输出：呼梯指示（4下）Y005 呼梯指示（2下）Y002 呼梯指示（3下）Y004 呼梯指示（2上）Y001
呼梯指示（3上）Y003 呼梯指示（1上）Y000 电梯内输出：1层按钮指示Y011 上行指示Y016
2层按钮指示Y012 下行指示Y017
3层按钮指示Y013 1层指示Y020
4层按钮指示Y014 2层指示Y021
开门按钮指示Y010 3层指示Y022
关门按钮指示Y015 4层指示Y023
电梯控制：电梯正向运行Y006 开门控制Y025
电梯反向运行Y007 关门控制Y026
辅助寄存器：开门M100 电梯到达一层M110 关门M101 电梯到达二层M111
上行、下行禁止开关门M102 电梯到达三层M112
电梯上行M103 电梯到达四层M113
电梯停在一层M150
电梯停在二层M151
电梯停在三层M152
电梯停在四层M153
第五章总结
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。

既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。

在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。

我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。

有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。

自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。

为以后的工作积累了经验，增强了信心。