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plc电梯控制系统论文答辩

发布时间:2024-07-04 12:54:17

plc电梯控制系统论文答辩

回答老师 现实点吧 PLC时代过时了 现在连扶梯都是变频器的了 乘客电梯PLC都是古董级别了

电梯作为现代智能建筑内的代步工具。越来越显示出它的重要作用,为了适应电梯的迅速发展。由PLC控制代替传统继电器控制已成为发展定局PLC是集计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言!控制灵方便,抗干扰能力强,运行稳定可靠,本次设计对传统电梯控制方式加以更新,运用高性价比的现代PLC控制方式,力求以人性化、智能化方向推存出新!设计出一款高效、安全、价廉;能个性化组合且能在商业办公楼、行政大楼、中小型宾馆和居民公寓中发挥显著作用的普及型电梯控制系统。实际上电梯是根据外部呼叫信号和自身控制规律等运行的,而呼叫是随机的,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控制或逻辑控制都不能满足控制要求。因此,本系统采用经验设计法为主的设计方法,取得了良好的效果。237513901

(1)你设计的系统有多少个输入输出信号;(2)你的系统可以完成的功能;(3)你的系统有几种工作模式;(4)你设计的系统和以前的控制系统比有什么亮点;(5)通过做设计你有何心得体会:(6)你设计中涉及到的方方面面都有可能问到,多了解,尽量避免没得说,态度谦虚。

电梯继电器控制系统毕业论文

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四层电梯PLC控制 双恒压无塔供水的PLC电气控制 毕业论文 第一章:设计要求一、接收并登记电梯在楼层以外的所有指令信号,给予登记并输出登记信号。二、根据最早登记的信号,自动判断电梯是上行还是下行,这种逻辑判断称为电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信吃的性质可分为两种。一种是指令定向,指令定是把指令指出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如,电梯在二楼,指令为一楼则向下行;指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向,呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较,得出“上行”或“下行”结论。例如,电梯在二楼,三楼乘客要向下,则按AX3,此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客,所以电梯应向上。三、电梯接收到多个信号时,采用首个信号定向,同向信号定向,同向信号先执行,一个方向任务全部执行完后再换向。例如,电梯三楼,依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。如用信号排队方式,则电梯下行至二楼—上行至四楼—下行至一楼。而用同向先执行方式,则为电梯下行至二楼—上行至四楼。显然,第二种方式往返路程短,因而效率高。四、具有同向截车功能。例如,电梯在一楼,指令为四楼则上行,上行中三楼有呼梯信吃,如果该呼梯信号为呼梯向(K5),则当电梯到达三楼时停站顺路子载客;如果呼梯信号为呼梯向下(K4),则不能停站,而是先到四楼后再返回到三楼停站。五、一个方向的任务执行完要换向时,依据最远站换向原则。例如,电梯在一楼根据二楼指令向上,此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。电梯到达二楼停站,下客后继续向上。如果到三楼停站换向,则四楼的要求不能兼顾,如果到四楼停站换向,则到三楼可顺向截车。六.采用MCGS组态软件监控系统运行。实现监控功能。第二章:交流电梯的基本结构电梯的电气系统包括电力拖动系统和电气控制系统两大部分。电力拖动系统有各种交流的和直流调速系统。电气控制系统现在已逐渐采用可靠性更高、通用性更强的可编程控制器和微型计算机控制系统,但是,仍有大量正在使用的电梯采用继电器—接触器控制系统。本次毕业设计采用交流变极调速、继电器—接触器控制的XPM型四层四站客货两用电梯, XPM型 型号中X代表选层按钮控制,P代表自动选层,M代表自动门。电梯的基本结构按照位置,可分为机房、井道、轿厢和厅门四大部分。一:机房部分机房设在顶层,在井道的上方,机房部分包括拽引机、控制屏和限速器等。(1): 拽引机拽引机是电梯的驱动机构,它包括拽引电动机、电磁制动器减速器和拽引电动机为电梯专用YTD系列双速电动机。减速器采用蜗轮蜗杆减速。拽引轮是V型或轮挂着对重,当轿厢上升时同,对重下降,反之当轿厢下降时对重上升,轿厢与对重要在井道中各自的导轨内滑动。(2):控制屏控制屏上装有电梯电气控制系统的大部分电器,包括熔断器、接触器,各种继电器、变压器、整流器及各种阻容元件等。(3):限速器限速器是电梯专用的一种安全保护装置,通常使用离心甩块夹绳式限速器。二: 井道部分井道是电梯轿厢垂直运动的通道,在井道里安装有轿厢和对重的导轨,缓冲器,以及各种控制和保护用的电器。——极限开关,楼层感应器,平层隔磁板等。、三: 轿厢部分电梯的轿厢部分包括轿厢体,安全钳,轿厢门的自动开关装置,平层和层楼信号装置,以及轿厢渺无人烟操纵屏和指示灯。(1):轿厢体轿厢是指电梯用来载动运乘客或货物的装置。包括厢架、厢体、厢门。(2): 自动开关装置开关门及电机开关门控制装置轿厢门由电动机拖动,能自动开关,开关门电动机采用直流电动机。(3):平层和楼层信号感应器装置,从电力拖动自动控制的角度来看,电梯是垂直运行按行程位置进行控制的电气设备,而向控制电路发出楼层和平层的位置信号的装置是永磁感应器。平层感应器一般用永磁感应器,他和换速感应器结构相同,均由干簧管和永磁铁组成,干簧管是一个装有触点的真空管,其动触点2是用导磁的簧片制成,触点1—2之间相当于一组动断触点,2—3之间相当于一组动合触点。由于干簧管装在永久磁铁旁边,在磁场的作用下簧片动作,其动断触点1—2断开,而动合触点2—3断开。用永久磁感应器作位置控制的主令电器,不但具有动作迅速可靠的优点,而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。发出平层信号的平层感应器装在轿厢上,装在上面的是平层感应器,装在两者中间是开门感应器。三个感应器随轿厢上下运动,而平层隔磁板则固定在井道中,当轿厢到达停层位置时,平层隔磁板插入三个感应器中间,则轿厢的底版正好与楼面地板平齐。楼层信号感应器的原理与此相同,不同的是停层隔磁铁板装在轿厢顶上随轿厢运动,而楼层感应器则固定在井道中(每层一个)。(4):轿厢内操纵屏和指示灯在轿厢上装有操纵屏,上面装有选层按钮和各种控制按钮。在轿厢门上有指示灯,用以指示轿厢所在的楼层数。四: 厅门部分厅门部分主要有厅门,厅门外的召唤按钮和指示灯。上分以后在发全部

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单片机电梯控制系统毕业论文

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电梯控制系统设计论文开题报告

开题报告题目是毕业论文中心思想的高度概括,我为大家整理了一些机械设计开题报告范文,希望对你有用!

机械设计开题报告范文篇1

论文题目:左接头锻造工艺分析与模具设计

一、选题意义:

1、理论意义:(1)学习模具设计的一般方法,了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法,培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,特别是总体设计和计算的能力.

(2)综合运用热锻模课程和其它有关选修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题,并使所学专业知识得到进一步巩固和深化.

(3)通过计算和绘图,学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培养模具设计的基本技能

(4)可以掌握锻造工艺,熟悉各种锻造各种锻造设备,熟悉掌握计算机操作以及了解DEFORM软件的应用,并具有机械设计及制造等综合知识.

2、现实意义:随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术,新工艺,新设备,新材料不断涌现,进一步提高锻件的性能指标;同时缩短了生产周期,降低了成本,使之在竞争中处于优势地位.

锻造是一种借助工具或模具在冲击作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法.锻件的最大优势是韧性高、纤维组织合理,件与件之间性能变化小;锻件内部质量与加工历史有关,不会被任何一种金属加工工艺超过.

锻件的优势是由于金属材料通过塑性变形后,消除了内部缺陷,如锻(焊)合空洞,压实疏松,打碎碳化物,非金属夹杂并使之沿变形方向分布,改善或消除成分偏析等,得到了均匀、细小的低倍和高倍组织.而铸造工艺得到的锻件,尽管能获得较准确的尺寸和比锻件更为复杂的形状,但难以消除疏松、空洞、成分偏析、非金属夹杂等缺陷;机械加工方法获得的零件,尺寸精度较高,表面光滑,但金属内部流线往往被切断,容易造成应力腐蚀,承载拉压交变应力的能力较差.

这几年,我国火车不断提速,动车、高铁相继投入运营,这也代表着以后的发展方向,这要求我们必须保证火车导轨的安全可靠行,为保证高速列车运行的平稳性和旅客的舒适性,高速铁路的平顺性是很重要的指标,国外高速铁路采用断面尺寸公差和平直度要求很高的长定尺钢轨并焊接成超长无缝线路.接头作为连接导轨的关键部件起着至关重要的作用.

模具制造技术现代化是模具工业发展的基础,性能良好的锻造设备是提高锻造生产技术水平的基本条件,高精度、高寿命、高效率的锻模模需要高精度高自动化的锻造设备相匹配.为了满足大批量高速生产的需要,目前锻造设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,加之机械手乃至机器人的大量使用,使锻造生产效率得到大幅度的提高,各式各样的锻造自动线和高速自动压力机纷纷投入使用.

二、课题关键问题及难点

本课题以锻造工序的数目确定、预成形设计为重点,对比不同形状预制坯的成形过程,给出了合理的制坯工序布排和设计,实现了一火锻造.同时,开发了封闭飞边闭式锻造预锻工序,提高了材料利用率.最后,对锻造过程进行了三维有限元模拟,在40MN热模锻压力机上进行了试验和试生产,模拟和试验结果证明锻造设计符合生产要求.该锻件形状复杂,材料分布非常不均匀,其锻造工序编排和模具设计难度更大.

本课题的难点在于应用三维绘图软件和deform软件对其进行应力应变分析,通过软件规范初设数据并反复进行修改,直到得到最优的设计方案..

三、调研报告(或文献综述)

我国的经济体制发生了根本的变化,由过去的计划经济过度到现在的市场经济.锻压生产虽然生产效率高,节约原材料和机械加工工时;但生产周期较长,成本较高,处于不利的竞争地位.铸造、焊接、机械加工豆加入了竞争.锻造生产要跟上当代科学技术的发展,需不断改进技术,采用新工艺、新技术,进一步提高锻件的性能指标;同时要缩短生产周期,降低成本,使之在竞争中处于优势地位.模具的技术水平明显有了提高,一些国产优质模具的性能已接近国外同类产品的先进水平,但由于我国起步晚,许多模具不得不依赖进口,与发达国家相比差距还非常大.

当代科学技术的发展对锻压技术本身的完善和发展有着重大的影响,这主要表现在一下几个方面:

1. 对机械零件的性能要求更高.现代交通工具如汽车、飞机、机车的速度越来越高,负荷越来越大.出更换强度更高的材料外,研究和开发新的锻造技术.挖掘原有材料的潜力也是一条出路.

2 .模具计算辅助设计、制造与分析(CAD/CAM/CAE)的研究和应用将极大地提高模具制造效率,提高模具质量,使模具设计与制造技术实现一体化.

3. 模具的标准化、商品化、机械化及专业化自动生产.

4. 工艺分析计算的现代化.它将与现代数学、计算机技术联姻,对加工零件进行计算机模拟和有限元分析,达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中可能会发生的问题,供设计人员修改和选择.

目前锻造业面临的问题大概可以归纳为一下几个方面:

1.装备水平低,其主要表现是设备老化、精确度低.

2.管理体制亟待理顺,生产厂点过多,力量分散.

3.机械制造厂家封闭式经营生产,是产品缺乏竞争力.

4.科学研究投入少,接受新技术新工艺迟缓,其结果导致搞科研也搞生产,生产厂家的问题无人去解决.

四、参考文献

【1】姚泽坤主编. 锻造工艺学与模具设计 西北工业大学出版社

【2】卢秉恒. 机械制造技术基础. 北京: 机械工业出版社,

【3】王先奎. 机械制造工艺学. 北京:机械工业出版社,2002

【4】吴宗泽 机械零件设计手册. 北京:机械工业出版社,

【5】郑家骧 刘永田. 画法几何与机械制图. 内蒙古科技出版社,

【6】锻压手册(设备) 北京:机械工业出版社,2002

【7】锻模设计手册 北京:机械工业出版社,1991

五、研究内容及确定方案各步骤

1、研究内容:

(1)模具整体方案设计,包括零件的工艺分析、设计绘制锻件图、模具类型的确定、确定变形工步及中间坯料尺寸,压力中心计算、压力机选择、计算原坯料尺寸的确定等;

(2)模具整装配图和模具主要零件的设计;

(3)编写设计毕业论文

2、基本设计方案

本零件是属于大型锻件,首先根据相关尺寸确定其锻造工步,通过计算/r以及H/d的相关数值, 基本步骤设计如下:

1、计算毛坯尺寸

2、选择成型设备及其参数

3、用DEFORM模拟软件进行有限元模拟并分析缺陷并加以改进

4、模具工作部分尺寸的计算

5、模具的总体设计

6、下料

7、加热

8、弯曲

9、预锻

10、终锻

11、切边

六、进度安排

第5-6周 毕业实习,撰写实习报告

第7-8周 写出不少于3000字的文献综述;根据参考文献和课题要求,提出自己拟定的可行方案;

第9-10周 写出开题报告,开题;进行总体设计

第11-12周 外文文献翻译,完成详细方案设计

第13-14周 完成结构优化设计

第15-16周 绘制图纸,列出论文编写大纲,设计计算说明书的编写

第17周,整理设计资料,进行毕业答辩

机械设计开题报告范文篇2

课题名称:浅谈盒盖注塑模设计

专业:机械设计制造及其自动化

班级:xxx

姓名:yjbys

学号:xxx

指导老师:黄xx

一、选题的目的与意义

塑料相对金属,密度小,但强度比较高,绝缘性能优良,具有非常好的抗化学腐蚀性,在机械、化工、汽车、航空航天等领域,塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件在工业、日常生活各领域几乎无处不在。所以掌握模具设计这一门技巧,对于未来从事相关行业的我们极其重要。在本课题的制做过程中,我们还锻炼使用UG、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件的技巧。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造,以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练,为未来工作适应期奠定坚实的基础。

二、我国模具工业的研究现状及发展趋势

80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2002年我国模具总产值约为360亿元,其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。

我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。

在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

目前,国内市场对中高档模具的需求量很大,但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外,随着近年来工业发达国家的人工费用增加,其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此,只要国产模具的质量能够有提高,交货期能够保证,模具出口的前景是十分乐观的。

未来我国的模具将呈现十大发展趋势:一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六、是标准件的应用将日渐广泛。七、是快速经济模具的前景十分广阔。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展,压铸模的比例将不断提高,同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快,塑料模具的比例将不断增大。十、是模具技术含量将不断提高,中、高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。

三、课题关键问题及难点

1.明确塑件设计要求

仔细阅读塑件制品零件图,从制品的塑料品种,塑件形状,尺寸精度,表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性,必要时,要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。

2、运用UG及CAD软件完成模具设计。

分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹,因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处。其中分模是最重要的一环。

3、模具结构设计

1).塑件成型位置及分型面选择;

2).模具型腔数的确定,型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置;

3).模具工作零件的结构设计;

4).顶出机构设计;

5).拉料杆的形式选择;

6).排气方式设计。

4、模具总体尺寸的确定,选购模架

模架已逐渐标准化,根据生产厂家提供的模架图册,选定模架在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。

5、模具结构总装图和零件工作图的绘制

模具总图绘制必须符合机械制图国家标准,其画法与一般机械图画法原则上没有区别,只是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状,浇口位置的设置,在模具总图的俯视图上,可将定模拿掉,而只画动模部分的俯视图。

模具总装图应该包括必要尺寸,如模具闭合尺寸,外形尺寸,特征尺寸(与注塑机配合的定位环尺寸),装配尺寸,极限尺寸(活动零件移动起止点)及技术条件,编写零件明细表等。

通常主要工作零件加工周期较长,加工精度较高,因此应首先认真绘制,而其余零部件应尽量采用标准件。

四、课题研究进程规划

1、支座三维模型的设计:根据盒盖零件的尺寸,设计出它的三维模型,并分析模型的具体特征,确定注塑模的基本结构。

2、分型面的设计:根据盒盖零件的结构进行拆模,设计型芯、模及定模的分型面。

3、创建塑模模具元件:生成型芯、动模、定模等模具的成型零件。

4、模具的充模、开模仿真:通过充模仿真,检查该模具注塑出的具有单一实体特征的塑件是否符合设计要求;通过开模仿真,检查开模是否能够顺利进行,开模是否发生干涉,从而确定模具设计的合理性。

五、参考文献:

1.张维合编著,注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社,

2.屈华昌主编,塑料成型工艺与模具设计[M],机械工业出版社,

3.屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业出版社,1996,1-3

4.刘际泽.塑料制品内与模具设计提案.北京:中国轻工业出版社,2001,4

5.李得群.国外注射模CAD/CAM/CAE发展概况.模具工业,1994,(9):47-53

6.刘跃军,翟金平.聚合物注射成型的过程控制[[J].工程塑料应用,2001,29(9):41-42

7.益小苏.高分子材料的制备与加工.杭州:浙江大学出版社,1997,4-8

8.刑海涛.精品模具申城展风采高水平设备荟萃上海[[J].机械工人/冷加工,2002,(4):1

六、指导教师意见

指导教师签名:

机械设计开题报告范文篇3

院(系)名称:机电工程系

专业名称:机电一体化

年级:09机电三班

学生姓名:夏**

学号:******

指导教师姓名:袁**

设计题目:电梯控制系统的PLC原理图及梯形图设计

电梯的国内外研究动向及意义

从1887年美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯,到中国最早的一部电梯在上海出现,电梯行业在中国迅速发展,由此电梯变成了高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展,建筑物规模越来越大,楼层越来越多,对电梯也提出了更高的要求。

随着科技的进步,电梯也更加安全、舒适。然而,人们的追求并没有就此停止下来,仍在不断地进行研究改进。21世纪开始国际开始强调“绿色”,绿色和平,绿色天然,绿色和谐。电梯是载人的机电设备,要实现绿色,也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务,强调电梯与环境的协调与和谐。

目前意义上的“绿色”,一般是强调“天然”的一面,强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品,其天然性应表现为对环境影响的尽可能小,与环境的协调与平衡,以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。

(1)智能化。我们这所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排,说到底是一种程序控制,是一种周期性的系统自动控制,实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点,不仅具有传统的人工智能的所有优点,而且还有传统的人工智能无法比拟的东西,具有动念和随机处理各种问题的能力,诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息,自动地制定每次最优的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等,让乘客有更多的主动性,使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能,让电梯自己能够检测到电梯的故障所在,并及时报警予以排除。

(2)安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说,电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的,使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射,使用安全材料和运行稳定,而且要有一种良好的视觉效果,让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时,电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时,不但要使乘客容易与外界沟通联系,而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐,彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时,电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾,不但让老人和孩子感到方便和舒适,而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能,使电梯在保证运行效率最高的同时,使电梯能最大限度地得到休眠。

(3)与环境的协调和平衡,包括以下几个方面:

①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展:视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人,格调高雅,制作精良的电梯,乘客自然会有一种安全的感觉,有一种视觉上的舒适。用料低廉,款式陈旧,色彩沉闷,甚至破破烂烂的电梯,乘客视觉协调无从谈起,乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的,甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。

②消除电磁辐射。如前所述,由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶,所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰最小,而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康,而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。

③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器,可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式,按人体生理适应要求,利用计算机优化设计而成的理想运行曲线,实现更稳定、更舒适的运行。

对现代化电梯性能的衡量,主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外,对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展,相信电梯行业会越来越贴近生活。

研究的主要内容及所解决的问题

目前,在电梯的控制方式上,主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机,它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务,而且依靠程序运行,这就保证只有正确的程序才能运行,否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元,即无线圈又无触点,使用次数不受限制,属无触点运行,因此,它比继电器控制有着明显的优越性,运行寿命更长,工作更加可靠安全,自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式,它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代,是电梯控制系统中理想的控制新技术。

电梯的控制是比较复杂的,可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间,随着PLC应用技术的不断发展,将使得它的体积大大减小,功能不断完善,过程的控制更平稳、可靠,抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此,研究plc技术更具有了战略性的意义。

Plc的研究内容及措施

对于电梯的控制,可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成,但是二者有各自的特点:

a:继电-接触系统:它的优点是线路直观,大部分电器均为常用电器,更换方便,价格较便宜。但是他触点繁多,线路复杂,电器的电磁机构及触点动作较慢,能耗高,机械动作噪音大,而且可靠性差。

b:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施,使用方便,扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令,易于掌握。总之,PLC取代继电-接触系统已经成为大的趋势。

基于上述原因,我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。

设计的内容与要求:

概述:

随着时代的发展,工业自动化程度的不断提高,PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中,我将利用PLC来实现对电梯的控制。其中包括对PLC硬件的设计,软件设计,驻点路的设计,控制柜的设计,以及电梯惦记和其他设备的选择,还有原理分析等。相信此次设计后,我对电梯的实际运行能有初步的了解。

控制要求:

1.电梯轿箱的控制要求:

a:选向:根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。

b:选层换速:指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向,而且遵守或一直向上,或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。

c:楼层位置的指示:选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块,所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。

2.电梯门的控制要求:

要求当电梯平层的时候,电梯门自动打开,经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况,电梯会因为光电开关的作用而自动开门。

3.补充要求:

除了上述两个要求以外,还要注意的一点就是备用电梯电机的使用,一但曳引电机出现故障,备用电机将手动控制转入运行状态,避免因曳引电机出故障而引发的不必要的麻烦。

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电梯plc的开题报告

所有控制功能及信号处理均由硬件实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握是PLC控制电梯的优点之一,那么知道优点之后又该怎样去写电梯plc开题报告的开题报告呢?下面是我带来的电梯plc的开题报告,希望对你有帮助。

一、 课题来源

老师命题

二、 选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义(包括应用前景、科学意义、理论价值)以及主要参考文献

1、国内外研究现状及水平:

在经济不断发展,科学技术R新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活中一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.。上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的,已经进入了“第三次浪潮”,而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台。到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台。到2005年,中国电梯的年产量达到万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长。2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了 74%”.

(1)先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有多企业可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件。随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小,节省能源、可靠性提高。可编程使灵活性增大。更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态”微机控制电梯是电梯技术的方向,~些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型,使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性。除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺”

(2)总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距,但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。

(3)随着时代的发展,对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内,心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此,提倡对电梯进行豪华性装修,比如:轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象:进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调,在扶梯的周围种植花草;在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案,并且在色彩调配上要令人赏心悦目;在轿厢内播放优美的音乐,用以减少烦躁;在轿厢内播放电视节目,乘客可收看天气预报、新闻等,同时绿色电梯也是将来发展的一个放心方向,要求电梯的智能化、安全水平、视觉协调、消除电磁辐射、舒适感等都要达到一定的要求。

2、研究的目的及意义:

电梯是垂直运行的电梯,通常简称电梯;倾斜方向运行的自动扶梯;倾斜或水平方向运行的自动人行道德总称。电梯已成为现代生活中广泛使用的运输工具,对电梯的安全性,舒适性,高效性等的不断追求推动了电梯技术的进步。目前,有可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用PLC 控制的电梯可靠性高,维护方便,开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并且有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,已成为电梯控制的发展方向,,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。

可编程控制(Progremmable Controller)系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程,通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且最主要的是可编程控制器“可编程”功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,而不需要像继电器一样需要更改硬件和接线。

3、主要参考文献:

(1)何衍庆,《可编程序控制器原理及应用技巧》[M].北京:北京工业出版社,1998、皮壮行,《可编程序控制器的系统设计与应用实例》[M].机械工业出

(2)版社,2000

(3)陈家盛,《电梯结构原理及安装维修》,北京:机械工业出版社,2000

、《电梯维修与操作》,中国劳动社会保障出版社 (4)

三、 研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题(注:本部分内容必须详细填写)

主要研究内容:

本课题的目的是在全面了解国内外电梯发展现状的基础之上,以江西长林电梯公司的一个三层电梯本体为控制对象,开发出以EMERSON公司

型PLC为电梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用变频器的电梯控制系统,重点解决目前VVVF电梯发展过程中所存在的控制器性价比低、速度曲线实现难的问题,围绕这一主题,所开展的工作如下:

(1)根据长林公司提出的三层梯的控制的性能指标,确定一种新型的、以通用变频器、光电编码器组成的实现大闭环调速的控制方案,按该种方案 组建的控制系统价格将大幅下降。

(2)采用EMERsON公司型PLc的编程开发软件Controlst开发出本控制器软件,实现了本电梯逻辑信号的控制、速度的PID大闭环的控制,满足所要求的性能的控制。

(3)采用国内使用最广的工业控制组态软件组态王,开发出本电梯的上位机组态程序,实现了上位机对电梯系统的监测控制,可以使用该组态程序对电梯进行调试运行和实时监控。

(4)对电梯系统进行数学分析,实现控制机理的建模,在此基础上,从而对曳引电梯系统特性进行了分析,为控制策略实现和改进提供理论依据。

研究方案及准备采取的技术路线:

1、 查阅资料,选定设计方案;

2、 确定设计方案;

3、 确定工艺流程;

4、 PLC的选择;

5、 绘制程序图;

6、 实验室调制程序;

7、 比较得出结论;

8、 撰写设计论文。

拟解决主要研究内容:

(1)原有的电梯控制系统工作不稳定,故障率高,日常保养和故障检修工作十分繁重。

(2)原有的电梯依靠井道内的位置传感器获取楼层的信息,控制精度不高,平层精确度无法达到国家标准的相关规定。

(3)原有的电梯为双速电梯,起动和制动时的加速度和减速度比较大,乘客乘坐时不舒服,舒适感差。

四、 已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件(包括已经

取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等),以及可行性分析

五、 课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果

六、指导教师审查意见

指导老师签字:

年 月 日

摘要:电梯作为垂直运输的工具,其作用在建筑物中至关重要。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠、操作方便,可采用可编程控制器(PLC)来控制电梯系统。本文介绍了基于PLC的电梯控制系统的研究和设计。主要涉及两台11层住宅区居民楼电梯的PLC控制系统的基本结构、工作原理以及总体设计方案,并且分析了采用PLC在电梯控制系统中应用的优势。

关键词:PLC,电梯,控制系统,基本结构

1 文献综述

随着现代经济的发展,人们的物质文化生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起[1]。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备,建筑的发展必然带来了电梯行业的快速发展[2]。如今电梯已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相组合的机电一体化产品。电梯的应用日益广泛和普及,保证电梯的运行既高效节能又安全可靠,已越来越多地引起了电梯业界人士的关注[3]。

自 1889 年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来,已经历了一百多年,现在电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具,而且作为载人工具[4],人们对电梯在可靠性、舒适性、低噪音、低能耗、操作方便性等性能方面的要求也愈来愈高,电梯群控系统应运而生,两台电梯的并联优化控制又是电梯群控较简单、也是最常见的情况[5]。两台电梯并联控制或是多台电梯群控,其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个楼层的厅外呼梯信号,并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制[6]。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在抗干扰性差、系统设计较复杂、一般维修人员难以掌控其维修技术等缺陷;而PLC控制系统由于运行可靠,使用维修方便,抗干扰性强等优点[7],使得系统可靠性大大提高[8],从而PLC控制系统已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。

2 选题背景及其意义

随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为高层建筑主要的垂直交通运输工具[9],必然要做到高效、安全、可靠、方便等。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、仓库、码头、甚至是大型的货轮等都离不开它。电梯已完全融入我们的生活、生产中,满足人们生活、工作以及学习上的需要[10]。

据统计,我国在用电梯已达40多万台,每年还以约5万~6万台的速度增长[11]。并

且在实现电梯群控系统后,据一些资料数据显示,电梯并联后的运送能力提高了20%-30%左右,减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间,因而在上、下班客流量的高峰时段,乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后,电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗[12]。如果两电梯各自独立运行,容易发生电梯响应呼梯信号而运行到站后,乘客已被另一台电梯接走而空运行的现象,长期这样必然造成很大的能源浪费,给电梯的集中管理造成较大的困难[13],而且使得电梯系统处于非最佳运行状态,难以提高运行效率,乘客的需求也不能得到最好的响应和最好的满足。

可编程控制器(PLC: Programmable Logic Controller)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[14]。在电梯控制系统中,PLC控制可以降低因专门设计和制造微机控制装置的成本,且 PLC 具有编程简单、控制运行可靠性高、抗干扰能力强、通用性好、功能强大、开发周期短、体积小、使用方便、可扩展性强、成本低、维护方便以及强大的网络通讯功能等优点,因此成为现代楼宇电梯控制系统的主流[15],同时在我国电梯行业有着广泛运用。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。

现有的电梯控制技术仍存在缺点和不足之处,如何把更为先进的技术应用于电梯群控之中,以进一步改善运输的效果、提高运行的效率、满足乘客的需求[17],仍然需要更深入的探索和研究。因此运用可编程控制器(PLC)对电梯控制系统、特别是电梯群控系统进行研究与设计具有十分重大的意义。

[16]

3 研究内容

电梯的主要组成部分

电梯是由机械系统和电气系统两部分组成。

电梯的机械系统部分由曳引系统、轿厢和门机系统、平衡系统、导向系统以及机械安全保护装置等部分组成,如图3-1所示。

电气系统又由电力驱动系统、电气控制系统和安全保护系统三部分组成。

1一减速箱

2一曳引轮

3一曳引机底座

4一导向轮

5一限速器

6一机座

7一导轨架

8一曳引钢丝绳

9一开关碰铁

10一紧急终端开关

11一导靴

12一轿架

13一轿门

14一安全钳

15一导轨

16一绳头组合

17一对重

18一补偿链

19一补偿链导轮

20一张紧装置

21一缓冲器

22一底坑

23一层门

24一呼梯盒

25一层楼指示灯

26一随行电缆

27一轿壁

28一轿内操纵箱

29一开门机

30一井道传感器

31一电源开关

32一控制柜

33一曳引电机

34一制动器

图3-1 电梯机械部分结构示意图

系统整体方案设计

本次设计对象是某住宅区内居民楼的两台11层并联电梯,电梯轿厢可上下运行,轿厢门具有开关和限位等保护功能。轿厢内可提供上行信号、下行信号、平层检测信号、开关门限位信号、门安全信号等。

2.系统整体设计框图

PLC电梯控制系统的硬件设计

在设计中两台电梯的硬件完全相同,在设计程序之前,首先通过进行PLC的I/O点的估算,进行PLC选型,在综合考虑各方面的因素后,本课题采用西门子公司生产的S7-200型号的PLC作为电梯的控制器。

PLC电梯控制系统的软件设计。

图3-3 电梯运行流程图

电梯的启、停控制 电梯的开、关门控制

图3-4 开关门流程图

双电梯的并联调度

正常情况下,1台梯在底层待命,另1台梯停留在最后停靠层,称自由梯或忙梯。某层有召唤信号,则忙梯立即定向运行去接某层的客人。

2台梯因轿内指令而到达基站后关门待命时,则应执行“先到先行”原则。如A梯先于B梯到基站,则A梯立即起动运行至事先指定的中间层楼待命,并成为自由梯而B梯则成为基站梯。

当A梯上行时,如上方出现任何方向的召唤信号,或下方出现向下的召唤信号,均在A梯的一周行程中完成,而B梯留在基站不予应答运行。但如在A梯下方出现向上召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,此时B梯为忙梯。

如果当A梯正在向下运行时,其上方出现任何向上或向下的召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,但如A梯下方出现任何方向的召唤信号,则B梯不予应答而由A梯去完成。

如当A梯正在运行,其他各层楼的厅外召唤信号又很多,但在基站的B梯又不具备发车条件,而在30~60s后,召唤信号仍存在,尚未消除,则通过延误时间继电器,令B梯发车运行。同理,如本应A梯应答厅外召唤信号而运行的,但由于电梯门锁等故障而不能运行时,则也经30~60s的延误时间后,令B梯(基站梯)发车运行。

召梯信号的登记和响应 电梯运行的方向

识别井道层间距离,实现准确的平层 故障报警控制

通过这几个程序模块以及其他控制程序的模块组成电梯运行时所需功能的总框架。 对系统进行仿真。

这次的设计中,由于要对电梯控制系统进行仿真,所以我选用了北京亚控公司的组态王软件,并且结合计算机以及S7-200型的PLC对系统进行仿真。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的`组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。PLC为控制装置,在组态软件的画面中生成的虚拟电梯为被控对象,可以通过计算机屏幕观察虚拟电梯的运行情况。PLC的输入信号可以从PLC的开关量输入端输入,也可以在组态软件的画面中用鼠标点击按钮来产生。

在系统仿真过程中,运用到的一些参数可能会有所偏差,所以要通过多次仿真调试才能更接近实际,做到更完善。

4 工作特色及其难点,拟采取的解决措施

工作特色及其难点

工作特色:随着电梯事业的快速发展,人们对电梯在运行中的可靠性、平滑性、高效性、准确性等都有了更为严格的要求,从而使电梯从故障率高、可靠性差、接线复杂等的继电器控制方式发展为如今安全高效的PLC控制方式。因此PLC电梯控制已然成为电梯行业中互相竞争的资本,所以想要突破现有的技术有一定的成就是十分困难的。

难点:

(1)了解电梯的全部运作方式,以及充分理解并且能运用PLC基本及功能的指令。 (2)通过PLC设计电梯的电梯的厅呼叫控制、电梯的到站指示控制以为电梯的自动平层控制、停留时间等功能,并实现。

(3)用PLC程序设计来实现电梯的并联控制系统。

(4)本次的设计电梯是通过系统仿真,虽然基本结构与实际的电梯能做到完全一样,但是设计中运用到的参数总会与现实稍有偏差,导致最终仿真的结果会有些不符合实际。

拟采取的解决措施

在进行设计之前,必须先将所学的可编程控制器(PLC)的基本知识、功能指令熟悉掌握,再通过图书馆、上网等方式认真查阅有关技术资料、并且分析此类资料的内容,和所学PLC知识相结合。

熟悉并联电梯的运行过程,并记录,了解其中两条电梯运作的规律以及电梯自动开关门、到站指示、显示电路等。之后选择恰当的可编程控制器的型号,以满足电梯并联控制系统的要求。参考关于电梯并联控制的书籍,对电梯运行过程更进一步的了解和掌握,通过自己的研究以及老师给出的资料进行设计,减少误差,成功完成最后电梯控制系统的仿真。本文中的电梯并联系统仿真较简单,还需要不断的改进和加强。 5 论文工作量及预期进度

2011年12月根据所选课题,完成毕业设计的资料收集工作,并进行汇总整理,研究所收集的资料,定出设计大纲,并撰写开题报告,在指导老师审阅通过后上交,进行开题答辩。

2012年1-3月:完成科技论文翻译工作;进一步了解系统工作原理,确定系统设计方案,完成系统硬件电路设计;准备中期检查。

2012年4月:完成系统各功能部分的软件设计。

2012年5月:写毕业论文,检查全部内容,进行排版整理、定稿,准备答辩。 6 预期成果及其可能的创新点

预期成果:使用可编程控制器(PLC)实现对两台11层住宅区内的民居电梯的并联控制,准确无误的实现电梯的运行过程,并通过组态软件做出仿真。最终完成一篇关于PLC电梯控制系统的论文。

参考文献

[1] 张聚丽.PLC在电梯控制中的应用[J].科技资讯,2009,(36):3.

[2] 周亚军.电气控制与PLC原理及应用[M].西安电子科技大学出版社,2008.

[3] 魏伟.PLC控制技术与应用[M].中国轻工业出版社,2010.

[4] 丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备,2010,(4):33-35.

[5] 李柏树.PLC在双电梯并联控制系统中的应用[J].机电产品开发与创新,2007,(6):173-175.

[6] 李晓霞.PLC在电梯控制系统的应用设计[J]. 数字技术与应用,2010,(3):21.

[7] 唐勇奇,赵葵银.PLC在变频调速电梯控制系统中的应用[J].工业自动控制,2001,(9):26-27.

[8] 滕慧绒.PLC在电梯控制系统中的应用[J].太原城市职业技术学院学报,2007,(5):139-140.

[9] 张学锋,苏兰涛,李相荣.电梯限速器检测[J].中国电梯,2003,(22):15-16.

[10] 芮静康.电梯电气控制技术[M].中国建筑工业出版社,2005.

[11] 刘培尧.电梯原理与维修[M].电子工业出版社,1999.

[12] 王凤杰.电梯并联控制的研究[D].青岛大学,2007.

[13] 钟肇新.可编程控制器原理及应用[M].华南理工大学出版社,2004.

[14] 陈美谦.基于PLC/MCGS的电梯系统研究[D].厦门大学,2007.

[15] 胡国良.基于PLC网络的双电梯并联控制技术[J].机械制造与自动化,2010,(3):177-186.

[16] 李涛.基于PLC的电梯控制系统的设计与实现[J].仪器仪表用户,2010,(3):74-75.

[17] 周万珍,高鸿斌.PLC分析与设计应用[M].电子工业出版社,2004.

[18] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计[M].电子工业出版社,2004.

[19] Siemens and Installation:CPU 312 IFM-318-2DP,2003.

[20] Siemens Hardware and Communication Connections STEP Manual,2002.

plc控制电机论文

PLC在行车电气控制回路改造中的应用作 者 :李林静,江月新,胡杰嘉,关键词: 电力拖动 变频调速 可编程控制器 1 引言 某厂抓矿行车采用绕线式异步电动机转子串接频敏电阻器进行启动和调速,这种继电器-接触器控制方式在实际运行中存在着以下问题:(1) 行车工作环境恶劣,工作任务繁重,电动机所串频敏电阻器烧损、断裂和接地故障时有发生,造成电动机频繁烧损;(2) 由于机体震动及导电性粉尘环境,继电器-接触器控制系统的可靠性差、故障率高、维护困难、维护费用高、检修工人疲于维护;(3) 转子串频敏电阻器调速,机械特性软,负载变化时,运行不平稳,且运行中频敏电阻器长期发热,电能浪费严重;(4) 各接触器在大电流状态下频繁分断、吸合,造成电网高次谐波污染严重,电网功率因数低。于是该厂采用了PLC代替了继电器-接触器控制,将变频器代替电动机转子串频敏电阻器的调速方式,改造后,运行效果显著,解决了以上问题。2 PLC控制的行车变频拖动系统组成 系统组成 行车的大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机都需独立运行,大车有两台电机同时驱动,小车、抓斗提升、抓斗开闭各为一台电机驱动,整个系统有5台电机。为了保证各部分安全运行互不影响,采用了4台变频器拖动,并用4台PLC分别加以控制,系统组成如图1所示: 图1 PLC控制变频拖动系统组成 PLC接收主令控制器的速度控制信号,该信号为数字量控制信号,信号电平为AC220V。这些信号包括:主令控制器发出的正、反转信号、电机过热保护信号、安全限位信号及启动、急停、复位、零锁等信号,全部信号采用汇点式输入。PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能,并向变频器发出起、停、正、反转及调速等控制信号,使电动机处于所需的工作状态。 变频器接收PLC提供的控制信号,并按设定向电机输出可变频、变压的电源,从而实现电机的调速。操作人员按实际需要通过主令控制器向PLC发出各种控制信号。 提升电机在下放重物时,电机反转,由于重力加速度的原因,电机处于再生制动状态,拖动系统的机械能转化为电能,并存储在电压型变频器的滤波电容器的两端,使直流电压不断上升,甚至能够击穿电器绝缘,当电压上升到设定值时,接入泄能电阻来消耗直流电路的这部分能量,保证变频器安全运行。 变频器与PLC通信 系统采用现场总线方式代替传统的模拟量或开关量方式控制变频器。系统中,小车及提升变频器通过选件模块连接至Profibus-DP总线上,综合考虑数据传输的实时性及稳定性,系统选用PPC-3作为数据传输格式,波特率选择。采用总线结构后,系统进一步优化,具体表现如下:(1) 布线简单 只需1根两芯的屏蔽双绞线,而采用别的方式至少要4根电缆,从而减少了维护工作。(2) 给定稳定 避免了因信号的漂移、电磁干扰等诸多因素而引起模拟量给定抖动,因此系统速度给定更加可靠。(3) 速度连续 相对于采用开关量作为速度给定的系统,速度给定由离散量变成了连续量,使得变频器可以接受来自PLC的速度微调指令,以实现抬吊作业平衡。 备用应急系统 当总线干缆或总线上某点出现损坏时,有可能使系统无法正常工作。因此,系统中设有一套备用的系统,以防止紧急情况下总线不能正常使用,但又不能停止作业的工况。变频器设有两套控制方式,一套采用总线通信,用于正常控制;一套采用开关量控制,用于应急状况。通过PLC切换两套参数,两套参数在手柄档位的速度给定上完全一致,因此从使用角度感觉不出两套参数的切换。 同步与纠偏 行车在抓斗提升抬吊作业时,系统进入自动纠偏模式,以保证吊钩在抬吊时钢丝位置同步。由于机械安装时磨擦阻转矩,机械抱闸的调整不可能完全一致,因此系统不采用动态实时纠偏,而采用一种折衷方案,其工作原理为:首先,系统在PLC中设置2个阈值,阈值1用于启动吊钩的自动纠偏,阈值2用于结束自动纠偏;其次,PLC读入安装在起升卷筒上编码器的数据并实时计算起升高度;再次,PLC比较所读入的2个起升高度,当2个高度之差大于阈值1时,PLC将一个微小的速度偏差量叠加在由手柄确定的基准速度上,当两个高度之差小于阈值2时,取消该偏差量,通过惯性进一步减少起升高差;最后,PLC将计算合成后的速度值能过Profibus-DP下载至变频器中,作为抓斗提升电机的速度给定。3 PLC软硬件设计及应用 PLC的硬件设计 行车大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机分别由不同的PLC控制,大车、小车、提升、开闭电机都运行在电动工作状态,变频器及PLC的控制结构及软、硬件实现基本相同。提升电机运行状态有电动、反接制动、再生制动等状态,变频器及PLC之间的控制结构较大车、小车复杂。以提升电机为例,其PLC的I/O接线如图2所示,变频器接线图如图3所示。 车的工作过程 图2 PLC系统的I/O接线图 图3 变频器接线图 当行车的驾驶室及横梁拦杆的门关好后,1#、2#安全开关的常闭接点打开,急停开关断开,主令控制器置于零位,此时才能按下启动按钮,接通电源。当主令控制器置于上升档位,电机正转,通过调节速度档位,控制变频器输出不同的电压,达到调节抓斗提升电机的转速。当主令控制器置于下降3挡且满负荷时,电机正转,此时电机处于反接制动状态。当主令控制器置于下降2挡且负荷较重时,为强制下降阶段,电机反转,在重力加速度的作用下,电机进入再生制动状态。另外,当电机由稳定高速向低速换档极快时,电机也会进入再生制动状态。当主令控制器置于下降1挡时,电机反转,处于电动状态。运行中,不论何种原因电机停止运转,为防止重物急速下降,保留了原来的三相液压制动器。 在紧急状态下,可按下急停按钮,一方面机械制动器动作,另一方面,将变频器紧急停机控制端EMS接通,变频器停止工作。当抓斗提升电机因故障跳闸,热继电器动作,电机过载等动作,在故障排除后,可按下复位按钮,接通变频器复位控制端RST,使变频器恢复到运行状态。 PLC的软件设计 选用FXON系列PLC,采用摸块式编程,具体模块如下:(1) 高度换算功能块。用于将格雷码转换成二进制码,二进制码转换成起升高度及起升高度偏差调整;(2) 变频器开关量控制功能块。用于大车、小车及抓斗起升变频器起动、停止和速度给定的开关量控制;(3) 变频器的通信控制功能块。用于大车、小车、提升电机变频器的启动、停止、速度给定。还用于变频器的控制字与状态字的读取。图4为大车的软件控制流程图,小车、提升电机、开闭电机的软件流程图和大车的相似。 安全保护措施(1) 配电部分:除设有缺相、过流、短路等保护外,还在行车两侧端梁及平台处设置2只安全开关,只有开关均闭合时,才允许行车运行。在行车上还设有登机请求及应答按钮,用于行车工作中其它工作人员的安全登机。(2) 变频器部分:选用的ACS600系列变频器具有电机过载、缺相、接地、过流、直流母线过压等保护,抓斗提升电机及小车变频器当切换至总线控制方式时具有通信故障监视功能。(3) 行程开关保护:各机构均设有行程限位保护。单动工况时,小车及抓斗提升限位开关各自独立;联动工况时,小车1后限位及小车2前限位作为联动工况允许条件,小车1前限位及小车2后限位做为小车限位,起升1及起升2只要有一个限位动作,则视为起升限位。(4) 其它保护:所有机构均有零位保护、过流保护。抓斗提升机构还有超载保护及超速保护。当超速开关动作时,断开变频器主接触器电源。4 结束语 PLC控制的变频拖动系统应用到行车,各电机各档速度、加速时间、制动时间都可根据实际工况条件设定,而且十分方便。从运行结果来看,负载变化时,电机速度运行平稳。设备的故障率大幅度降低,电机烧毁明显减少,同时减少了到电网高次谐波的影响。设备检修时排除故障的速度明显加快,设备维护量大大减少。

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第一篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

引言

随着高新技术的发展,自动化系统逐渐应用到工业生产领域。PLC技术的应用,不仅解决了传统电气控制系统内部结构复杂,可靠性低,能耗高等问题,而且节省了大量的人力物力,保证了控制系统的工作质量。推动了我国工业转型和健康发展,受到越来越多专业人士的关注和重视。

1、PLC概述

(1)PLC的概念。在国际电工委员会(IEC)的标准中,可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)的定义为:可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计。在系统运行过程中按照用户的实际需要在系统软件支持下,保证系统功能的正常发挥,其工作原理是按照“串行”的工作方式,扫描各个输入点数据,并发送给输出点相应的信号和数据,中央处理器会直接显示在执行的程序命令,一直到整个程序全部运行结束。结束后会周而复始的重复这一过程。PLC硬件构成一般分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模组式PLC,有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。电源对于PLC的系统运行有重大意义,一旦电源出现了问题,PLC将无法正常运转。所以PLC的生产厂家非常重视电源的质量,电源自身的特性决定了所提供的电压只能在小范围内波动,并且需要注意电源在运行过程中要和交流电网形成协调配合,这样才能保证持续供电[1]。CPU在PLC系统运行中的作用也至关重要,如果PLC是一个人,那么CPU就是这个人的大脑,没有大脑就无法处理信息和存储数据,就无法工作。在系统运行中它最大的作用就是判定PLC控制系统的状态,之后将存储好的数据发送到对应的输出设备当中,这样可以确保PLC始终处于良好的运行状态当中。(2)PLC的特点。首先,PLC的性价比高,这主要体现在功能上,有些功能只有通过PLC系统才能实现,因为系统中有许多编程元件,具有非常强大的控制功能,可以有效的调整和控制整个电气自动化系统,并且进行集中化处理,提升工作效率。其次,PLC的操作便捷,不需要有非常专业的计算机知识,程序简单,易于操作是PLC最显著的特点。只要懂得编程语言即可,也不需要较长的系统开发周期,这就减少了操作量,提升了工作效率和工作质量。最后就是对硬件条件有很强的适应能力。PLC有完善的自我检测功能,故障率低,即使发生故障,检修和维护也非常简单,可以在短时间内处理好,保证了系统的稳定[2]。

2、PLC在电气自动化控制中的实践应用

随着PLC技术的更新和完善,此技术已经广泛应用于电气化控制的实践中。其中有:顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面。(1)顺序控制。随着环境污染的加剧,国家越来越重视节能减排和工业可持续发展,在工业生产中降低能耗增加效率是我们一直在追求的目标。PLC技术的应用,实现了对单独工艺的流程和对全长生产工作的协调与控制。例如在煤炭系统中,一个好的煤炭自控系统设计可以使生产更加平稳的进行,同时使用过程中显著提高生产效率。煤炭控制系统采用的是分层式网络结构,这种结构可以有效的监督和控制相关设备,现在煤炭系统基本实现了PLC控制,提高了生产稳定性,减少了工作人员工作量,减少人力和物力的资源浪费[3]。(2)开关量控制。在应用PLC系统的过程中,就是把虚拟继电器当做机械继电器,所以在运行过程中不考虑反应时间,也不需要考虑返回量,在这样的情况下,系统运行过程中开关量控制方面做得很好。由于PLC不需要大量实物元件和软继电器,提高其稳定性。没有多余元件干扰,维修更简便,功能仍全面。在电气自动化工作中,这项技术应用到了自动切换系统,显著提升了运行速度。同时,PLC技术可以使系统备用电源自动投入装置,在火力发电系统中增强了系统的可靠性,被广泛应用于电业局生产中。PLC控制系统不仅可以减少辅助开关数目,也可以集中显示和控制多台断路器的信号,这样系统就有了逻辑判断能力,提升了系统的抗干扰力,实现了系统高效可靠运行。(3)闭环控制。电气自动化系统有多种电机启动方式,如现场控制手动启用、自动启用,机旁屏手动启用等。与其他控制手段先比,闭环控制保持了系统设备的相对独立性,能够保证系统设备在没有其他控制量来源的时候,能够维持系统社会的正常运行.闭环控制是基于系统人机交互实现的,以机旁屏手动控制为例,在系统设备运转的过程中,系统各项参数会以数据的形式出现在机旁屏上,而操作人员可以通过这些数据对系统设备运行的状态进行及时的了解,并基于系统运行的需要,对相应的运行参数进行调整,进而保证系统设备生产活动的顺利进行。

3、结论

PLC系统在应用的过程中能够体现出强大的功能,不仅克服了传统系统的缺点,更提升了工作效率。随着科学技术的进一步发展,PLC系统会更加优化和完善,应用范围会更加广泛,应用程度会更加深入。

第二篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

1、PLC实践应用主要优点

在PLC系统应用实践中,我们对其主要技术应用内容进行了技术分析,发现这一技术在实践应用中具有以下的优点。一是自动控制过程反应较快。在PLC系统应用实践中我们发现,技术人员使用了新型的自动化管理辅助继电器完成控制工作。较之传统的机械式继电器,这种继电控制技术在应用中使用了内部逻辑关系进行控制处理。所以在实际控制过程中,其控制的节点变位时间几乎为零,极大的提高了自动控制的反应速度。二是控制过程的可靠性高。在PLC系统控制技术应用实践中我们发现,这一控制系统在实际技术应用中具有良好的抗干扰能力。特别是在使用情况较为复杂的工业生产环境中,PLC系统的较之传统控制系统而言,其抗干扰高特点保证了生产系统控制可靠性的提高。三是控制操作方法简单。在PLC系统控制实际过程中,控制指令是通过较为简单控制过程完成的。这些较为直观地操作方式,即使是初学者也可以较快的掌握。这种操作简单地特点,对于控制管理的开展具有极大的实际作用。

2、PLC系统控制主要应用探析

完成对电气系统的顺序整体控制

在实际的电气系统控制过程中,利用控制技术完成系统工作顺序控制,是控制系统的重要内容。这一技术控制系统在实际控制过程中可很好的提高控制系统的工作质量与效率。在PLC控制系统实践应用中,我们发现这一控制系统在顺序控制管理中具有良好的工作方式,所以在实践应用中,可以很好地代替传统的继电控制系统,完成工业生产的电气控制工作。在实际应用中,我们对PLC控制系统的顺序开关模式进行了实践考察,发现其主要功能包括了以下内容。一是在当前的PLC控制系统实际应用中,顺序控制系统不仅可以完成单独控制过程,还可以利用信息模块与通信总线连接的方式实现整体系统,乃至生产车间的整体控制。二是在PLC控制系统中,控制主要过程是通过集控室管理完成的。这种独立集中地控制管理模式可以很好地保证自动化管理效率的提升。正是因为PLC控制系统在电气顺序控制过程中具有以上优势,所以其在自动化控制研究中的作用得到了极大的提升。

完成对电气控制系统的稳定化控制

在传统的电气系统的控制过程中,电气系统的控制过程主要是通过电磁型继电器控制系统完成的。在实际工作中,由于这一系统主要采用电磁元件进行控制。但是在实际控制过程中,这种控制系统的可靠性性较低,并存在接线复杂、维修困难等诸多问题,影响了其使用质量。而在PLC控制系统的实际应用中,因为其在实际运行中采用了软继电器进行控制操作,起高了其控制的可靠性。同时在操作过程中,工作人员可以利用简单的操作过程完成控制工作。正是因为PLC控制系统具有以上的优势,保证了其在电气控制系统的开关量控制,可以发挥出良好的作用。特别是其具有的稳定性强的特点,在实际电气控制过程中可以发挥出以下作用。一是稳定性较强的特点,可以保证电气控制过程的质量与效率的提升,确保生产产量的提升。二是稳定性强的控制过程,可以避免安全事故的产生。在实际的电气控制过程中,良好的开关量控制可以很好地保证系统稳定运行,是安全生产的必要技术支持手段。在实践过程中我们发现,PLC系统良好的稳定性特点保证了系统开关量控制的稳定,是自动控制系统的重要技术支持手段。

完成对电气控制系统的自动化管理控制

在实际的电气控制控制管理中,PLC系统的自动管理控制状态在系统控制运行发挥着重要作用。在实际中我们发现PLC自动控制系统在实际控制过程中,包括了以下工作。一是快速反应的自动化控制处理。与传统的继电器系统相比较,PLC控制系统在实践中因为其对控制反映的时间几乎为零,这就使得其控制过程中的整体反应速度高于传统的控制方法。这种高速反应的控制过程是实现自动化控制的重要保证。二是稳定的连锁化控制过程。在电气控制过程中,自动化处理中连锁控制中时间差的控制极为重要。在PLC控制系统中,由于其控制的稳定性较高,保证了连锁控制的顺利完成。

3、技术应用未来发展趋势研究

在PLC控制系统的技术发展中,我们结合系统技术应用与生产实际情况,开展了技术应用发展未来趋势的研究。在研究中我们发现,PLC控制系统技术的未来发展趋势主要包括了以下内容。

提高系统整体的抗干扰性

在PLC控制系统实际应用中,其良好的.抗干扰性特点为自动控制的完成提供了保障。所以在PLC控制技术的研究中,我们必须加强对系统整体抗干扰性的技术研究工作,特别是在高温高湿等较为恶劣的生产环境,以及生产过程中电磁干扰严重的生产环境中,提高系统整体的抗干扰性,对于技术的进一步应用具有极大的作用。

系统控制管理的网络化、数字化趋势

随着PLC控制系统的应用的推广,如何更好地提高其自动化过程就成为了我们研究的重要内容。在这一过程中,控制系统的网络化、数字化的应用就成为了我们研究的重要内容。在实际研究过程中,数字化、智能化控制技术在PLC控制技术应用得到了广泛应用。

4、结束语

随着现代化工业生产中自动化控制技术的不断发展,传统的继电器控制系统因其技术中的缺陷影响了自动化控制技术的发展。正因如此,我们在自动化控制技术研究中广泛采用了PLC控制系统技术。在实践应用中,这一技术因其稳定性好、控制简便等优势,得到了广泛应用。我们做好这一控制系统的技术发展研究,可以为工业生产技术的发展提供更好的理论支持。

第三篇:PLC对电气自动化控制的应用论文

随着时代发展,工业已经逐步实现了电气自动化,这种技术的应用极大的推动了工业的发展。近年来,PLC作为一种新型的、高科技手段被广泛的应用到工业电气自动化当中去,以期能够进一步提高工业生产的效率,从而促进整个工业的发展。

1、工业电气自动化

工业电气自动化指的是在工业企业当中的电气自动化,其中涉及到技术方面的主要包括电子、电机电器、信息、网络和机电一体化等这几种技术,随着互联网和计算机的迅速兴起,电气自动化也适时的得到了广泛的提高[1]。目前,电气自动化已经逐步的完成了信息化与开放化,在很大程度上促进了工业的发展,与此同时也就带动了整个社会经济的发展。

2、PLC概述、工作原理及其特点

PLC,即可编程控制器,这是专门为了对工业进行控制而设计的一种自动控制装置,用于控制工业生产当中的电气设备。可编程控制器之所以能够使得操作简便,是因为它融合了电气控制技术、通信技术以及计算机技术等多种技术。PLC工作的原理,主要根据工作的阶段进行分析,在不同的阶段的工作原理也不尽相同。输入采样阶段时,PLC主要是进行数据的采样,通常用到的方式是扫描,之后对采集到的数据进行读取、存储并且输入到单元格中[2]。在这个阶段中要注意输入数据状态的改变不会影响到单元数据的处理,因此应当对读取数据的信号形式进行选择以保证数据信息在任何情况下都能够被读入;程序执行阶段,PLC主要是对用户程序进行自上而下的扫描,并且按照一定的顺序、录像运算得到结果;系统输出的阶段,PLC将刷新执行中的用户程序,并且根据相应状态在刷新过程中对前一阶段数据锁存,以便能够对其他的外设装置进行更好的驱动。PLC的特点对于其在整个工作当中有着一定的影响,为了保证PLC能够发挥其作用,本文将对其特点做简要分析。PLC的特点包括其可靠性、抗干扰能力强、自诊能力强、通信性强以及能够进行故障检测和相应的信息保护及恢复。它的自侦能力可以对工作中出现的错误进行及时的过滤和硬件方面的保护;其通用性强使得PLC操作起来非常简便。除此之外,PLC能够对生产机械和生产线进行控制,甚至可以控制一整个生产的过程。它的操作简便而且易于掌握,所以对于相关人员的培训时间也较短,能够快速的投入到工作当中去。以上诸多的PLC的特点,使得其在电气自动化当中被广泛的应用。

3、PLC在工业电气自动化中的应用

在传统机床系统当中的应用

传统的机床系统有着耗能、效率低等明显的不足,很容易在工业生产过程当中出现故障而影响质量和进度,而且这些故障一旦出现,维修的难度非常大。除此之外,传统机床一直沿用继电器控制的系统,这种系统常常出现接线老化及接触不良等各种问题,严重的影响了工业的发展。PLC被应用到传统机床系统之后,根据PLC的特点能够将传统机床中所使用的软、硬件进行合理的改造和完善,并且通过编程对其进行合理控制,对机床的使用状态进行及时的了解,从而提高了机床运行的稳定性,增强了传统机床的安全性,进一步的促进了企业的发展。PLC在传统机床当中的应用主要是解决故障、提高效率。

在火电系统中的应用

火电系统中涉及到很多方面,水处理、输煤系统、排渣系统以及除灰系统等都是火电系统的辅助系统,PLC可以根据自身的工作原理对这些系统进行合理控制,与此同时应用PLC中的通讯模块实现数据的信息化、开放化,促进了各系统的相互协调。其中输煤系统和除灰系统中应用的主要是PLC的顺序控制功能,输煤系统当中主要是分层时的网络结构,纵向分为主站层、远程10站以及现场传感器三个层。可编程控制器与人机接口的设备两部分组成了主站层,OLC的CPU通常配置双机。输煤程控紫铜的控制方式采用的是控制室集中控制,并且就地设置了事故紧急停机的开关和检修用启停的按钮。除灰系统中需要进行控制的主要有输送风机、气化风机、收灰风机和管道压力,通常有PLC的传感器、主控柜和二次仪表三部分组成,有时按照网络结构时也可以疯操作员站和下位机控制器[3]。对于断路器的控制和系统的自动切换需要用到PLC的开关量控制功能。通过对PLC型号的合理选择,并且编制可行的控制程序,实现在变电所当中对于多台断路器的控制和信号的显示。

4、结束语

随着工业电气自动化的不断发展,它对于技术的要求也越来越高,使得PLC系统的产生和应用顺其自然。PLC应用在工业电气自动化中,不仅使得自身的诸多功能得到了充分的发挥,而且有效的解决了工业发展中存在的很多问题与不足。PLC的控制系统有着十分强的环境适应力,加之它变成简单,使用便捷,耗能小,在工业电气自动化中得到了广泛的应用,已经逐步的称谓了工业电气自动化的标志。

摘要:通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 关键词:PLC 应急发电机 方案 配电系统 通过对应急发电机自启动要求的分析,结合装备现状、配电系统的设计要求,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计思路和方案以供参考。 通常传统发电机控制采用落后继电接触器控制方式,中间继电器和时间继电器太多,体积大,功能少,寿命短,线路复杂,接点多,造成故障多可靠性差,维修困难;而采用微电子技术由于集成电路(IC)的系统芯片种类繁多,体积大,设计周期长,费用低,工艺复杂,抗干扰性差,可靠性差;而可编程控制器(PLC)是以微处理器为核心,综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置,具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点,近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。 应急发电机组用PLC控制有很多优点,它主要通过软件控制,从而省去了硬件开发工作,外围电路很少,大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能,无须改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,使系统的“柔性”大大提高。 主要设计功能 在生产过程中突然停电,应急发电机立即给设备继续供电。应急电源原动机一般采用一台独立冷却和供油系统的柴油机,并设有自启动装置,保证在主站失电后0-50秒内启动,应急电网通常为主电网的一部分,在正常情况下,这些用电设备由总配电板供电,只是在应急情况下由应急发电机组供电,因此在应急配电板上的应急发电机主开关与主开关向应急配电板供电的开关之间设有电气联锁,以保证安全。 应急发电机组作为一个应急电源,应具备以下基本要求: 1、自动启动 当正常供电出现故障(断电)时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,向应急负载供电。 2、自动停机 当正常供电恢复,经判断正常后,控制切换开关,完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。 3、自动保护 机组在运行过程中,如果出现油压过低(小于)、冷却水温过高(大于95度)、电压异常故障,则紧急停机,同时发出声光报警信号,如果出现水温高(大于90度)、油温高等故障。则发出声光报警信号,提醒维护人员进行干预。 4、三次启动功能 机组有三次启动功能,若第一次启动不成功,经10秒延时后再次启动,若第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功,就按预先设置的程序往下运行;若连续三次启动均不成功,则视为启动失败,发出声光报警信号(也可以同时控制另一台机组起动)。 5、自动维持准启动状态 机组能自动维持准启动状态。此时,机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。 6、具备手动、自动两种操作模式。 控制系统的硬件设计 应急电源多采用135系列的柴油机组,下面就以此为例用PLC实现对柴油机自启动的控制。 电路分析 设计说明:控制面板上有“手动/自动”选择旋钮, “启动”、“加速” 、 “减速、”“合闸”、“分闸”按钮,柴油机上加装接近开关(旋转编码器),用于测速度,加装油门电机用于控制柴油机转速,加装电磁铁用于停机熄火,电压检测、水温、油压都是外部开关信号。 一次启动过程:正常电失电后,经5秒确认,“启动电机”启动4秒钟,如柴油机发火运行,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达到启动转速,PLC立即停止“启动电机”。柴油机怠速30S后开始根据接近开关的信号加速,直到稳定转速,发电机开始发电,电压正常后合上主开关向负载供电。运行中PLC自动稳定转速。 三次启动过程:若一次启动未成功,则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达不到启动转速速度,并在5秒后测不到柴油机转速,由PLC内部的定时器来进行控制进行再次启动,以10秒作为一个周期,三次启动时间约30秒,32秒后输出报警,如启动中接近开关(旋转编码器)测不到柴油机达转速,则直接启动失败。 启动失败及柴油机组停机:启动失败后,电磁电把油门拉回到“停机”位置,当正常电恢复时,PLC发出分闸信号并由油门电机减速到怠速60S后,电磁电将油门拉回“停机”位置,柴油机缺油熄火。 并可根据用户需要增加小型人机界面,以文字、指示灯、图案等形式显示柴油机的各种数值及状态。并可通过其面板的按钮改变柴油机的数值及状态。可修改有与时间有关的参数,对输入的数据进行范围设定,超出范围的数据拒绝输入。可以对柴油机的各种故障以文字形式显示以便于查找故障,如三次起动失败,转速高,缸温高,市电供电等等。带密码保护功能,可以防止非授权用户更改重要数据和开关量。机组--自控的特点(1)机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成,可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制(无人值守)。(2)控制柜的核心是可编程序控制器(PLC),通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,运行可靠,质量稳定。(3)充分利用PLC的指令和功能编制程序,尽量减少外围控制元器件和接口,电路简单,操作方便,便于维护。(4)利用PLC的高速计数器功能,准确测出机组转速,不采用原来的测速发电机、转速表,避免了安装困难并提高了可靠性。(5)控制器采用直流24V供电,并配备先进的高频开关式直流充电设备,可对蓄电池进行浮充电,保证控制柜直流供电。(6)PLC中的EPROM(只读存储器)可固化程序,使原程序长期不丢失。(7)利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。技术要求:采用旋转编码器比接近开关性能效果更好。接近开关技术要求:螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型:10-30VDC 三线型响应频率400Hz 接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。根据所需的输入/输出点数选择PLC机型 根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,可靠性高,体积小,输入点数为14个,输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。分配PLC输入输出 根据自动化机组的控制要求和电气原理图,PLC输入、输出信号分配表见表1。表1输入/输出分配表 停市电信号 油门加速 接近开关 (旋转编码器) 油门减速 接近开关** (旋转编码器)** 启动电机 电压正常 合闸 油压低 分闸 水温高 停机电磁铁 手动/自动 故障信号 启动按钮 加速按钮 减速按钮 停机按钮 合闸按钮 分闸按钮 合闸输出信号注: I全为直流24V输入Q为无源触点输出(24V3A)1表示接通0表示断开 电路设计见附录1所示:(Autocad2004打开) 发电机时序图见附录2所示:(Autocad2004打开) 发电机PLC源程序见附件:(从北京凯迪恩自动化技术有限公司网站下载最新版EasyProg软件打开)源程序是加装接近开关,柴油机每转发出6个脉冲信号,柴油机每分钟1000转,秒一个周期测速,如采用旋转编码器则秒一个周期测速,效果更佳。结论 采用PLC控制的自动化柴油发电机组,硬件结构简单,成本低廉,响应速度快,性能、价格比很高,和单片机系统相比具有极高的可靠性。经现场使用考验,性能稳定,运行可靠。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。程序稍作修改,就可以满足用户不同的控制要求,对于现代智能楼宇,控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中,体现出极大的灵活性和适应性,具有极高的实际推广价值。

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