【精品毕设】基于PLC的施工场地升降机控制系统设计
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简介:施工升降机是高层建筑施工中不可缺少的垂直运输工具,它主要担负着运送施工人员和施工设备及施工物料的任务。
本文对施工升降机自动控制系统的原理及硬、软件进行介绍,并对控制系统的特色部分作了进一步的分析。
关键字:施工升降机单片机编码器平层1.前言施工升降机是高层建筑施工中不可缺少的垂直运输工具。
它主要担负着运送施工人员的任务,也运输大量的施工设备及物料,工作速度大于34m/min。
施工升降机的运送能力及运输高度日益提高,但目前施工升降机自动化控制水平较低。
一般没有超载限制,只能靠控制人员数量或估计物料的重量来控制重量,没有楼层的呼叫及显示功能,没有自动选层及平层功能。
因此,目前施工升降机在工作中不能预知哪个楼层需要停站及吊笼的平层精度不高,不能预知载荷率,施工升降机的运行是被动的,运输效率低下。
本系统通过设置在各施工楼层的呼叫器,自动检测每个施工层的呼叫信号,判断呼叫信号的上、下行状态,并根据吊笼的运行位置及载荷情况,自动选层并控制吊笼停靠层站及准确平层。
当允许吊笼在指定楼层停靠时,系统在吊笼接近®到达指定楼层时自动发出减速®停靠指令,使吊笼准确停靠在指定楼层上,方便施工人员及施工物料的上、下。
2.系统控制原理系统根据同向优先、就近优先的原则处理呼叫信号。
即系统根据吊笼载荷情况,当呼叫信号方向与吊笼运行方向同向时,优先停靠且优先停靠离吊笼最近的楼层。
当吊笼处于满载状态时,则不理会一切呼叫信号,直达目的层。
3.系统硬件设计系统硬件框图如图1所示。
图1系统硬件结构图3.1 呼叫信号控制在高层建筑施工中,由于施工楼层多,楼高高,以33层为例,楼高近100米。
如果按传统方法在每一施工层上设置上/下行呼叫按钮,则信号线就需要66根,这势必造成信号线多,成本高,为尽可能减少信号线的数量,本系统采用二进制数字编码技术,即26=64,需6根信号线,再加2根电源线共需8根线就解决了问题。
这样大大的减少了信号线的数量。
基于PLC液压施工升降机控制系统设计摘要施工升降机为建筑施工中必不可少的一种运输工具,当前电机-机械传动式升降机为主要生产的一种升降机。
但是其采用接触器来进行控制,自动化水平较低,且在施工过程中具有很多缺点,如速度比较单一、启动制动时冲击力较大、工作人员感觉不适等,无法符合中高层甚至超高层施工项目的需求。
所以对升降机控制系统的研究具有非常重要的意义,不仅可以提升工作效率,而且可以带来巨大的经济效益。
然而液压升降机具有较快的运行速度,能够实现无级调速,同时起动、制动冲击力较小,所以本文基于液压施工升降机,设计了升降机控制系统。
在对液压施工升降机的工作原理深入研究的基础下,对30层的液压升降机控制系统进行设计。
该控制系统分为PLC控制系统及监控系统。
通过串口通讯的方式实现PLC 控制系统与监控系统之间进行通信,实现升降机的控制。
PLC控制系统的主CPU选取三菱FX2N-48MR-001PLC,模拟量输出模块选取FX2N-2DA。
PLC控制系统实现了接收所有输入/输出信号以及触摸屏串口通讯信号,通过其内部的程序进行处理,完成液压升降机的逻辑信号和速度的控制。
按照升降机控制系统的需要,对控制系统的主电路、电液比例控制电路,安全运行等电路进行设计。
监控系统选用昆仑通态触摸屏TPC1061Ti,通过MCGS软件设计选层参数输入以及监控运行状态界面。
本文所设计的升降机控制系统不仅提高了施工升降机的自动控制水平,而且提高了升降机的安全性和可操作性。
关键词:液压升降机,PLC,触摸屏目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2液压升降机国内外发展现状 (1)1.3本文主要研究内容 (2)2液压升降机简介 (3)2.1液压升降机的工作原理 (3)2.2液压升降机组成 (3)3液压升降机控制系统硬件设计 (4)3.1系统总体设计 (4)3.2控制系统硬件选型 (5)3.2.1比例变量泵的选型 (5)3.2.2 PLC及模块选型 (5)3.2.3触摸屏选型 (5)3.3控制电路设计 (6)3.3.1 PLC的I/O存储地址分配 (6)3.3.2 输入输出回路设计 (7)3.3.3 电液比例控制电路设计 (7)3.3.4主电路设计 (8)3.3.5抱闸、门锁、安全运行电路设计 (9)4液压升降机控制系统软件设计 (11)4.1PLC概述 (11)4.2PLC软件设计 (11)4.2.1楼层信号产生与清除设计 (12)4.2.2选层信号的登记、清除及显示设计 (13)4.2.3停层信号的产生与清除设计 (14)4.2.4停车制动设计 (14)4.2.5启动加速与稳定运行设计 (15)4.2.6速度曲线设计 (16)4.3触摸屏软件设计 (19)5液压升降机控制系统抗干扰设计 (22)5.1抑制电源系统引入的干扰 (22)5.2抑制输出端引入的干扰 (22)5.3安装与布线 (22)5.4选择正确的接地点,完善接地系统 (22)6总结 (24)参考文献 (25)1绪论1.1课题研究背景及意义施工升降机为一种通过平台或吊笼把人或物进行垂直运输的施工设备,其为工业、建筑、桥梁施工过程中很重要的运输设备。
三菱PLC在施工升降机控制系统中的应用与研究介绍三菱PLC和变频器在施工升降机控制系统中的应用,通过对五层施工升降机系统硬件设计方法和软件设计思路的分析,给出了其逻辑控制部分的方法,并通过仿真调试达到了预期的控制要求。
该系统安全可靠、节能、舒适感强,只要稍加变化就可以扩展为高层建筑施工升降机的控制以及多台升降机的控制,因此对建筑施工应用有很大的借鉴意义。
标签:PLC;施工升降机;变频器1 施工升降机的控制功能分析1.1 施工升降机的结构升降机主要由升降机轿厢、门系统、重量平衡系统、曳引机、导向系统、井道及导轨、电力拖动系统、电气控制系统等八个部分组成。
其各部分通过控制部分调度协同工作,保证升降机的稳定运行。
1.2 施工升降机控制系统功能介绍PLC升降机控制系统主要有有司机、无司机和消防三种工作方式。
由专门人员控制升降机运行是有司机方式;由施工人员根据自己需要控制升降机是无司机方式;建筑发生火灾时,升降机不再响应其他外召唤信号,升降机的一切控制操作只由消防员控制是消防方式。
1.3 施工升降机控制系统的工作流程当升降机检测到有轿外召唤或轿内呼叫信号,立即将召唤信号楼层与当前层比较进行选向。
为了舒适度考虑,升降机都会通过变频器来进行调速,轿厢运行起初先低速运行保证运行平稳,然后再中速高速运行。
当检测到目标层减速点信号时,立即减速,由中速到低速使轿厢平稳的停在平层位置。
此时需延时几秒再开门,开门延时几秒后再关门保证施工人员和货物进入轿厢,之后将施工人员和货物带到召唤楼层即可,此过程中运行显示实时显示轿厢当前层的位置,这样就完成了一个整个呼叫响应的过程。
另外控制系统还要实现消防功能。
2 硬件设计2.1 PLC的I/O分配由控制功能分析可知PLC I/O信号需23点输入和30点输出端口,I/O地址分配表如表1所示。
2.2 PLC和变频器的选择根据I/O点数与内存容量,选用三菱公司生产的FX2N系列FX2N-80M PLC。
毕业设计升降电梯PLC控制系统设计目录摘要: (3)第 1 章前言 (4)第 2 章电梯控制分析 (5)2.1设计内容 (5)2.2控制要求 (5)2.3控制面板示意图和电梯结构示意图 (5)2.4控制过程 (6)2.5电梯启动所需条件 (7)2.6电梯停车所需条件 (7)2.7电梯控制系统要求 (7)2.8电梯运行控制内容 (8)第 3 章方案设计 (8)3.1曳引 (8)3.2调速 (10)3.3安全 (12)3.4便利 (13)3.5舒适 (14)3.6布置 (15)3.7控制 (16)第 4 章硬件配置、 I/O接线图 (16)4.1 PLC的选型 (16)4.2外部设备 (17)4.3 PLC容量估计 (17)4.4 I/O模块的选择 (19)4.5 通道分配 (20)4.6 I/O配线 (21)第 5 章设计思想 (23)5.1 PLC中模块化设计思想 (23)5.2 电梯控制软件模块的划分 (25)第 6 章系统逻辑控制分析 (26)6.1电梯控制原理框图 (26)6.2电梯拖动控制系统 (27)6.3信号控制系统 (28)6.4电梯系统控制流程 (32)第 7 章电梯控制系统PLC软件设计 (33)7.1编程方法 (33)7.2编程语言 (34)7.3编程工具 (36)7.4程序编写 (38)第 8 章结束语 (44)参考文献 (45)附录一:电梯PLC控制系统梯形图 (47)附录二:指令语句表 (55)升降电梯PLC控制系统设计摘要:随着经济不断发展高层建筑随之增多,且朝着自动化和智能化的方向发展。
电梯作为高层建筑的垂直交通工具,是高层建筑内自动化层度最高的机电设备。
随着硬件技术的成熟电梯的价位不断下降,电梯设计开发的费用在电梯成本里占很大比重。
电梯控制系统设计与技术相对成熟的电梯结构设计相比,经费耗费较多。
因此对电梯控制系统进行研究有着很高的实用性和巨大的经济价值。
可编程控制器(PLC)经过几十年的发展,技术已基本成熟,价格也很便宜。
毕业设计(论文) 读书报告(读书笔记)学院: 机械与控制工程学院课题名称:基于PLC的施工升降机控制系统设计专业(方向):自动化(控制)班级:学生:指导教师:日期:读《基于PLC 的电梯群控系统N:N 网络设计》吴丽, 李小雄。
基于PLC 的电梯群控系统N:N 网络设计[J]. 煤炭技术, 2010, 29(8): 52—54。
在这篇期刊中对电梯群控系统按呼梯信号最小等待时间原则设计,为了保证 1 部或多部电梯检修时,系统内其他电梯还能正常运行,考虑为每部电梯配置 1 套可靠性较高的FX2N— 64MR可编程控制器(PLC)作为控制单元.各控制单元之间由三菱PLC 专用N:N 网络连成一个系统,这样每个控制单元均可以检测到其他单元的动态参数变化,当有呼梯信号发生时,控制程序依据这些参数判断他梯的运行状态、运行方向、轿厢与呼梯的距离,来决定本梯是否响应。
在N:N网络架构下,由于每个控制单元的动态数据区都唯一,且对其他控制单元透明,因此上位机可以与系统内任一控制单元通过RS- 485 总线连接,在上位机上安装kingview6。
5 工业系统组态监控软件,经系统组态完成群梯监控系统设计.在网络中的FX2N-485-BD 通信模板设计中,FX2N—485-BD通信模板是FX 系列可编程控制器的通用通信模板,可直接连接到FX2可编程控制器的基本单元。
通过该模板可在FX2N可编程控制器之间,或可编程控制器与PC之间进行无协议、专用协议(1:N)、并行连接(1:1)及N:N 网络连接等多种形式的通信.FX2N— 485—BD 连接其他RS485(422)单元时,要使用屏蔽双绞线,可选择双对子连接和单对子连接两种形式,在N:N 网络的应用中,必须采用单对子连接[3].单对子连接时,只使用 1 对屏蔽双绞线,在端子RDA 和RDB 之间连接终端电阻(110 Ω/0.5W)。
在设置网络协议中,目前PLC 网络多采用分级分布式复合结构时,一般分为三级(层):管理层(以太网)、控制层(开放式,标准的现场总线)、现场层(部件层)也就是指装置层和传感器层.N:N 网络的MAC(介质访问控制)协议采用令牌总线协议.N:N 网络在设计时采用了三级总线型结构的中间一级,即控制层,最低一层为远程I/O 链路,负责与现场设备通信,收集现场数据,驱动执行器,在远程I/O 链路中配置周期I/O通信机制,这一层也可配置AS—(I传感器-执行器接口)链路.读《基于PLC及触摸屏的液压施工升降机控制系统设计》黄雀群. 基于PLC及触摸屏的液压施工升降机控制系统设计[D]。
0 前言在当今的社会,科学技术的发展可谓日新月异,现代化的技术被广泛的运用于工况实践,升降机的发展经历了从原始的人力拖动,到现代的微处理器控制的以液压和机械为驱动单元的发展过程。
直到现在,大规模的集成电路在升降机中的投入使用,以及高运算速度的微处理器使得升降机的功能性、安全性以及智能化程度越来越高了。
它的应用人的智慧是无穷尽的,针对单一的动作系统,人们又提出是否能在构造成型的硬件系统不变的情况下,通过软件编程来实现硬件系统动作的多样化。
因此PLC(可编程序控制器)控制的机械设备在这种几乎是必然的情况下产生了。
可编程序控制器是在计算机技术,通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的,现在已经广泛的应用于工业控制的各个领域。
它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
随着科学技术的进步、大功率晶体管电子技术的迅速发展、大规模集成电路和微机技术的突飞猛进,交流电动机变频调速技术已日趋完善,变频调速用于交流异步电动机调速,其性能胜过以往任何一种交流调速方式,而且结构简单,因而成为交流电动机调速的最新潮流,由于笼型电动机占电动机总数的比例很大,故其调速方法和控制技术无疑将成为电动机控制的关键技术,而变频器与笼型电动机的结合则是交流电动机调速系统的最佳选择。
该系统具有显著的节能效果、较高的控制精度及较宽的调速范围,便于使用维护以及易于实现自动控制及远程控制等性能,因而受到普遍欢迎。
1 概述1.1 升降机发展历程与趋势升降机(Lifter)作为垂直的运输工具已经有一百多年历史了。
它是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种运输工具,其地位相当于“垂直运动的汽车”是现代生活必不可少的工具[1]。
升降机的发展经历了从原始的人力拖动,到现代的微处理器控制的以液压和机械为驱动单元的发展过程。
直到现在,大规模的集成电路在升降机中的投入使用,以及高运算速度的微处理器使得升降机的功能性、安全性以及智能化程度越来越高了。
基于PLC的生产线自动升降机设计摘要在社会生产技术不断进步的背景下,变频技术和PLC控制技术的应用范围不断的扩大,工厂自动化生产线不断的增多。
有些行业由于生产工艺要求或车间生产环境的限制,要求一些生产线配备相应的提升装置。
对于目前所出现的这种情况,这篇文章收集了大量的文献资料,首先阐述了可编程控制器的概念和特点,然后系统介绍了运输电梯系统的组成和控制原理,并对运输电梯自动控制系统的电机驱动系统和自动控制系统进行了研究,发现由西门子S7-200PLC和西门子MM420变频器组成的提升控制系统能够实现提升机械的自动化和智能化控制,也能够满足生产工艺要求和工厂生产需要。
调整起重机械的速度和方向。
也可以在变频器故障的情况下切换应急频率。
因此,在总的意义上来说,这个系统自动化水平较高,应用范围较广,可应用于国内外各类生产线。
关键词:升降机系统;PLC;自动化设计第一章绪论1.1可编程序控制器的特点及应用1.1.1PLC的应用在上世纪60年代末期,美国数字设备公司开发了世界上第一个可编程控制器,这个可编程控制器在当时非常的先进,而且是当时进行编程控制所必备的装置,主要由结构分离的元件和中小型规模的继承电路等部分组成,主要功能是通过继电器进行顺序控制、定时等..20世纪70年代初,成本更低、功能更全、体积更小的微处理器被广泛应用于PLC设备中,大大提高了其性能水平。
对于机械系统,除了转换模块的维护要求外,还添加了许多特殊功能模块,例如工程控制模块和模拟模块。
对于类似的软件,PLC允许用户使用传统的基于逻辑的操作以及使用简单语言编程语言(例如梯形图编程,自动化操作和许多其他思考任务)的数据处理。
在上世纪的80年代中期,随着集成电路技术的广泛发展和使用范围的不断扩大,微处理器的价格急剧下降,从而导致微处理器和PLC以及进一步的PLC的价格和等级增加。
大型制造商和芯片都已经开发出特殊的逻辑处理程序,从而大大提高了效率水平。
目录第一部分设计任务与调研 (2)1.1PLC的简介 (2)1.2可编程序控制器的设计任务 (3)1.2.1设计目标 (3)1.2.2设计任务的调研 (3)1.2.3设计思路(方法) (5)第二部分设计说明 (6)2.1升降机控制设计步骤 (6)2.2写入程序步骤 (6)2.3程序控制步骤 (7)2.4设计结构流程 (7)2.5硬件材料 (8)第三部分设计成果 (9)3.1基于PLC的升降机控制模拟图 (9)3.2基于PLC的升降机控制梯形图 (9)3.3/O分配表 (11)3.4硬件接线图 (12)第四部分结束语 (13)第五部分致谢 (14)第六部分参考文献 (15)第一部分设计任务与调研1.1PLC的简介PLC英文全称Programmable Logic Controller,中文全称为可编程逻辑控制器,定义:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境中而设计的。
它采用一类可编程的控制器,用于其内部存储程序执行逻辑运算,顺序控制,定时,技术与运算操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程20世纪60年代以前,对工业生产进行自动控制的最先进装置就是继电器控制盘,它对当时生产力的发展确实发挥了很大的作用。
但是当人类历史进入20世纪60年代以后,工业生产随着市场的转变,开始由大批量少品种的生产转变为小批量的多品种的生产。
在这种转变的过程中,继电器控制的许多固有弊端越发显得突出,成为了生产转变的一大障碍。
如继电器控制系统中,使用了大量的机械触点,系统的可靠性较差;功能局限性大、体积大、耗能多,特别是生产工艺要求变化时,控制柜内的原件和接线也必须作相应的变动,这种变动的工期长,费用高,有的用户宁愿扔掉旧的控制柜,另外再作一台新的控制柜。
总之,20世纪60年代后期,市场所需的“柔性”生产线呼唤新型控制系统的诞生。
PLC采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
摘要随着科学技术的的发展,近年来,我国的电梯生产技术得到了迅速的发展,一些电梯厂也在不断改进设计,修改工艺,更新换代生产更新型电梯,电梯主要分为机械系统和控制系统两大部分,随着自动控制理论与微电子技术的发展,电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化,交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。
目前电梯控制系统主要有三种控制方式:继电路控制系统,PLC控制系统,微机控制系统。
继电器控制由于故障率高,可靠性差,控制方式不灵活以及消费功率大等缺点,目前已经逐渐被淘汰。
微机控制系统虽在智能方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷,而PLC控制系统由于运行可靠性高,其维修方便,抗扰性强,设计和调试周期短等优点,已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式,目前也广泛用于传统继电器控制系统的技术改造。
关键字:PLC 电梯自动控制目录摘要 (1)第一章前言 (2)1.1电梯的起源 (2)1.2电梯继电器控制系统的特点及存在问题 (2)第二章电梯的机构 (3)第三章硬件的选择 (6)3.1.1PLC的定义 (6)3.1.2PLC的基本结构 (6)3.1.3PLC主要的特点 (7)3.1.4PLC的工作原理 (8)3.1.5PLC内部运作方式 (9)3.2.1PLC的系统硬件设计 (10)第四章电梯控制系统原理及硬件组成 (11)4.1电梯控制系统原理 (11)4.2电梯控制系统的硬件组成 (11)4.3电梯模型PLC控制系统设计 (12)第五章三层电梯升降PLC控制的设计 (13)5.1电梯控制的功能要求 (13)5.2PLC选型及输入、输出地址分配 (13)5.3梯形图程序设计 (13)5.4系统的调试与操作 (18)结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第一章前言1.1电梯的起源说到电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起,但这一类起重机的能源均为人力。