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济源职业技术学院毕业设计题目基于PLC三层模拟电梯控制系别机电系专业机电一体化技术班级姓名学号指导教师赵小霞日期2009年12月济源职业技术学院毕业设计I设计任务书设计题目:三层模拟电梯控制设计要求:1、电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵,其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿厢内设有楼层内选按钮SB1~SB3,用以选择需到的楼层。L1~L3为各层指示灯,SQ1~SQ3为到位行程开关。2、电梯上升途中只响应上升呼叫,下降途中只响应下降呼叫,任何反方向的呼叫均无效。例如,电梯停在一层,在三层轿厢外呼叫时,必须按三层上升呼叫按钮,电梯才响应呼叫(从一层运行到三层),按三层下降呼叫按钮无效;反之,若电梯停在三层,在一层轿厢外呼叫时,必须按一层下降呼叫按钮,电梯才响应呼叫,按三层上升呼叫按钮无效,依此类推。设计进度要求:第一周:确定题目,查阅相关资料第二周:根据设计要求,确定思路第三周:收集设计的资料,对硬件进行设计第四周:对三层模拟电梯程序进行设计第五周:进行程序设计与调试第六周:进行三层模拟电梯的调试第七周:撰写论文第八周:完成论文进行答辩指导教师(签名):济源职业技术学院毕业设计II摘要近年来随着科技的飞速发展,PLC的应用不断的深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新,可编程控制器由于其优良的控制性能,极高的可靠性,在各行各业中应用日益广泛普及,对于电梯在我们的现实生活中得到广泛使用。PLC是以微机技术为基础发展起来的新一代控制装置,在控制领域中得到了广泛应用,若采用PLC制作电梯,则比用别的制作电梯具有更多的优点,其结构简单,抗干扰能力强,运行稳定可靠,定时准确,可方便地设置定时时间,编程容易,功能扩展方便,修改灵活。本设计利用定时器进行定时,利用软件STEP7-Micro/WIN32配合计算机编程,输入三层电梯的梯形图,启动软件,通过对常开常闭开关的控制来实现对可编程序控制器的控制,从而实现了对电梯的控制。关键词:PLC,软件,编程,显示,定时器济源职业技术学院毕业设计III目录摘要................................................................II1PLC的概述............................................................11.1PLC的定义........................................................11.2PLC的发展........................................................12PLC的基本组成........................................................32.1PLC的硬件系统....................................................32.2PLC的基本工作原理................................................33电梯的简介...........................................................43.1电梯发展史.......................................................43.2电梯的结构、分类和功能...........................................43.3电梯的工作原理...................................................64系统硬件设计.........................................................84.1控制系统选取.....................................................84.2系统控制要求.....................................................94.3控制系统I/O分配表...............................................94.4系统硬件连接图...................................................105系统软件设计........................................................115.1电梯PLC控制系统.................................................115.2PLC控制程序.....................................................126模拟运行与调试过程..................................................186.1程序的模拟运行..................................................186.2程序的现场调试..................................................20结论..............................................................21致谢..............................................................22参考文献..............................................................23济源职业技术学院毕业设计11PLC的概述1.1PLC的定义可编程控制器(PLC)是一种新型的通用自动化控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制功能强,可靠性高,使用灵活方便,易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(ProgrammableLogicController)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心,用编写的程序不仅可以进行逻辑控制,还可以定时,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。美国电气制造商协会经过4年调查,与1980年将其正式命名为可编程控制器(ProgrammableController),简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑(PersonalComputer),为了区别,现在也把可编程控制器称为PLC。PLC一直在快速发展中,因此到现在为止,还未能对其下一个十分确切的定义。1987年2月,国际电工委员会(IEC)对可编程控制器(PLC)的定义是:可编程控制器是一种数学运算操作的电子系统,专为在工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程序的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等指令,并通过数字式和模块式输入/输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关外部设备,都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计。1.2PLC的发展可编程控制器(ProgrammableLogicController)简称PLC或PC.它是在20世纪70年代以来,在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制设备。它以微处理器为核心,集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体。PLC发展至今大体经历了3个主要阶段:(1)从20世纪60年代PLC产生到70年代,占支配地位的PLC技术是处在序列发生器状态机和基于CPU的位片(bit-slice)技术之间。AMD2902和2903在施奈德公司的(公司的)A-BPLC中非常流行。传统的微处理器主要用于小型的济源职业技术学院毕业设计2PLC,但缺乏快速处理的能力。PLC的主要功能基本局限在逻辑控制阶段,各个生产公司都是以单机为主发展硬件技术,为各类继电器—接触器控制系统设计开发各种基本型号和具有基本逻辑控制功能的PLC。(2)1973年,PLC具有了通信能力,PLC之间可以进行相互对话,使得它们可以远离工业控制现场。PLC之间也可以发送和接收各种电平,从而进入模拟控制的世界。但由于缺乏统一的标准,使得协议和物理网络均无法兼容,在某种程度上影响了PLC的通信联网能力。到了80年代末期,随着工业电器自动化程度的不断提高,在开发研制PLC单机功能的同时,还着重加强了软件技术的开发,提高PLC的联网和通信功能,并且许多公司还加强了特殊功能模块的研制。(3)20世纪90年代以来,由于大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展,同时为了适应计算机集成制造系统(CIMS)和现代网络技术,PLC由单CPU转向多CPU,16位和32位微处理器被大量应用于PLC中,使其运算速度、通信联网、图像显示和数据处理功能都大大增强。同时随着通信联网技术的发展,新通信协议不断产生。PLC是在继电器控制技术、计算机技术和现代通信技术的基础上逐步发展起来的一项先进的控制技术。在现代工业发展中PLC技术、CAD/CAM技术和机器人技术并称为现代工业自动化的三大支柱。它主要以微处理器为核心,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(I/O)来控制各种生产过程。事实上,PLC已广泛应用于工业生产的各个领域。从行业看,冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等,几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它,一些非工业过程,如楼宇自动化、电梯控制也用到它。农业的大棚环境参数调控,水利灌溉也用到它。济源职业技术学院毕业设计32PLC的基本组成2.1PLC的硬件系统图2.1PLC硬件结构PLC硬件结构中CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。2.2PLC的基本工作原理PLC采用循环扫描的工作方式,包括内部处理、通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。下面为扫描特点:1、输入映像寄存器的内容是由设备驱动的,在程序执行过程中的一个周期内输入映像寄存器的值保持不变,CPU采用集中输入的控制思想,只能使用输入映像寄存器的值来控制程序的执行。2、扫描周期周而复始地进行,读输入、输出和用户程序是否执行是可控的。3、对同一个输出单元的多次使用、修改次序会造成不同的执行结果。4、各个电路和不同扫描阶段会造成输入和输出延迟,这是PLC的主要缺点。在读输入阶段,CPU对各个输入端子进行扫描,通过输入电路将各输入点的状态锁入映像寄存器中。济源职业技术学院毕业设计43电梯的简介3.1电梯发展史1887年,美国奥梯斯公司制造出世界上第一台电梯,这是一台以直流电动机传动的电梯。它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。这座古老的电梯,每分钟只能走0.01㎞左右。当初设计的电梯纯粹是为了省力。1900年,以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年,瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯,采用全自动的控制方式,提高了电梯的输送能力和安全性。随着超高层建筑的出现,电梯的设计、工艺不断得到提高,电梯的品种也逐渐增多。1900年,美国奥梯斯公司制成了世界上第一台电动扶梯。1950年又制成了安装在高层建筑外面的观光电梯,使乘客能在电梯运行中清楚地眺望四周的景色。中国最早的一部电梯出现在上海,是由美国奥的斯公司于1901年安装的。十一届三中全会后,沐浴着改革开放的春风,我国电梯业进入了高速发展的时期。如今,在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制
本文标题:三层电梯的设计
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