三菱PLC四层电梯控制系统设计(2)

2019-03-15 22:47

(1)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。

(2)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,使可靠性提高。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

1.易操作性,PLC的易操作性表现在下列几个方面:

(1)操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。 (2)编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。

(3)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。 2.灵活性,PLC的灵活性表现在以下几个方面: (1)编程的灵活性。 (2)扩展的灵活性。 (3)操作的灵活性。 2.2.2 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。

综上所述,PLC控制的优点远远多于传统的继电器控制方式,本设计主要采用了三菱PLC对四层电梯的控制。

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第三章 可编程控制器的机型选择

3.1 PLC的I/O点数估算

根据被控对象对PLC控制系统的技术指标和要求,确定用户所需的输入、输出设备,据此确定PLC的I/O点数。在估算系统的I/O点数和种类时,要全面考虑输入、输出信号的个数,I/O信号类型,电流、电压等级,是否有其他特殊控制要求等因素。以上统计的数据是一台PLC完成系统功能所必须满足的,但具体要确定I/0点数时则要按实际I/0点数,再向上附加20%~15%的备用量。根据机型的选择,再对被控对象进行I/0点数的估算,根据被控对象I/O信号的点数,考虑留有15%~20%的备用量以调整和扩充。估算出被控对象的I/0点总数,就可根据此点数选择相当的PLC。 3.2 响应时间

扫描周期和响应时间必须认真考虑。可编程序控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠的接收持续时间小于扫描周期的输入信号。例如:某PLC产品检测系统,其有效检测宽度为5cm,若产品传送速度为50m/min,为了确保不会漏检经过的产品,要求可编程控制器的扫描周期不能大于产品通过检测的时间间隔60ms。 3.3 输入输出模块的选择

来自现场的设备按钮、限位开关、行程开关等的电平信号并将其转换为机器内部电平信号,模块类型为直流和交流两种。根据设备与模块之间的远近程度选择电压的大小,一般5V、12V、24V属低电平,传输距离不宜太远,例如5V的输入模块最远不能超过l0m,也就是说,距离较远的设备选用较高电压的模拟比较可靠。另外,高密度的输入模块如32点、64点,同时接通点数取决于输入电压和环境温度。一般讲,同时接通点数不得超过60%。

系统的稳定性,必须考虑门槛电平(接通电平与关断电平之差)的大小。门槛电平值越大,抗干扰能力越强,传输距离也就越远。

输出模块的任务是将机器内部电平信号转换为外部的控制信号。频繁、电感性、低功率因数的负载,推荐使用晶闸管输出模块,但缺点是模块价格高,过载能力差。输出模块优点是适用电压范围宽,导通压降损失小,价格便宜,缺点是寿命短,响应速度慢。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。 3.4 机型的确定

3.4.1 FX2N-64MR技术指标

合计总数64点,32点输入,DC24V,32点继电器输出; 尺寸(mm):182×87×90。

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3.4.2 FX2N-64MR系列PLC的功能

1.高性能

CPU 电源 输入输出三为一体。对6种基本单元,可以以最小8点为单位连接输入输出扩展设备,最大可以扩展输入输出256点。

2.高速运算

基本指令:0.08μs/指令,应用指令:100μs/指令 3.安心、宽裕的存储器规格

内置8000步RAM存储器。安装存储盒后,最大可以扩展到16000步。 4.丰富的软元件范围

辅助继电器:3072点,定时器:256点,计数器:235点 数据寄存器:8000点

根据PLC机型选择的基本原则,及设计所需要的I/O点数,本毕业设计中选择了三菱公司FX2N-64MR系列的PLC。

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第四章 硬件设计

4.1四层电梯主电路设计

在三菱PLC控制系统中,电梯的所有动力均有电动机提供。上下行电动机为电梯上下行提供动力。开关门电动机控制电梯门的开与关。整个系统共需 M1、M2两台电动机。主电路如图4-1所示。

图4-1 主电路

在实际运行中,过负载、欠电压、断相等因素都可能造成电动机超 过其负载,即广义上的超载。电动机的短时超载是允许的,但如果长时间运行将会毁坏电动机。因此需采取保护措施,目前比较常用的是热继电器。在其工作过程中,可能出现短时间大电流的超载,热继电器无法起到有效的保护作用,可在电路中安装熔断器对其进行保护。 各电动机使用交流接触器控制。其中接触器 KM1、KM2、KM3、KM4分别控制电动机M1的上下行、电动机M2的门开关。FR1、FR2为 M1、M2提供过负载保护。FU1、FU2为 M1、M2提供短路保护。上下行电动机M1选用 Y100L2-4,容量为1.5kW。门电动机M1为Y100L-6,容量为1.5kW。两台电动机的电流分别为

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I1=P13U1cos?P23U2cos?=15kW3?380V?0.71.5kW=32.6 A I2==3?380V?0.7=3.26 A 接触器按实际电流的1.5倍到2倍选择,所以接触器的额定电流值为60A和6A,额定电压为380V。 4.2 输入输出分配表 表4-1为该课题的输入输出分配表。

输入信号有:内呼信号4个,外呼信号6个,开关门信号2个,轿厢平层信号4个,开关门限位2个,上下极限位2个,共计20个。

输出信号有:内呼信号指示4个,外呼信号指示6个,轿厢上下行2个,轿厢上下行指示2个,门电机开关2个,轿厢所在楼层指示6个,共计23个。

表4-1 输入输出分配表 输入 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

输出 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 - 10 -

1层内呼 X0 2层内呼 X1 3层内呼 X2 4层内呼 X3 1层外呼上 X4 2层外呼下 X5 2层外呼上 X6 3层外呼下 X7 3层外呼上 X10 4层外呼下 X11 开门开关 X12 关门开关 X13 1层平层 X14 2层平层 X15 3层平层 X16 4层平层 X17 开门限位 X20 1层内呼指示 Y0 2层内呼指示 Y1 3层内呼指示 Y2 4层内呼指示 Y3 1层外呼上指示 Y4 2层外呼下指示 Y5 2层外呼上指示 Y6 3层外呼下指示 Y7 3层外呼上指示 Y10 4层外呼上指示 Y11 电梯上行KM1 Y12 电梯下行KM2 Y13 门电机开KM3 Y14 门电机关KM4 Y15 电梯上行指示 Y16 电梯下行指示 Y17 楼层指示 Y20~Y26


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