機電一體化技術(shù)專業(yè)?？茖嵙?xí)報告

1、?？飘厴I(yè)實習(xí)報告學(xué) 生周巖巖學(xué)習(xí)中心蘇州奧鵬專業(yè)機電一體化技術(shù)層次局起專提交日期2015 年8月3日機電一體化技術(shù)專業(yè)實習(xí)報告前言電梯的出現(xiàn)大大方便了現(xiàn)代人的生活。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高 層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟生活中有越來越廣泛的應(yīng)用，電梯作為 高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。電梯實際 上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，在電梯控制系統(tǒng)中，PLC是一種用于工 業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式，具有可靠性高、 易操作、維修編程簡單、靈活性強等特點。選擇五層電梯 PLC自動控制作 為本次實習(xí)內(nèi)容。1 .實習(xí)目的通過本次實習(xí)，了解了 PLC電梯控制的特

2、點及優(yōu)點，從具體實踐中學(xué) 到了電梯的結(jié)構(gòu)組成、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計過程，實現(xiàn)電梯自動控制 的目標(biāo)。2 .研究內(nèi)容1.1電梯的結(jié)構(gòu)組成按照功能劃分，一個完整的電梯系統(tǒng)可分為電梯的曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系 統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎箱系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)以 及電氣控制裝置八部分，如圖2.1所示。圖2.1電梯結(jié)構(gòu)組成1.1.1 電梯曳引系統(tǒng)電梯曳引系統(tǒng)主要由曳引機、鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反向輪組成。曳引機作為 牽引動力源，用鋼絲繩將曳引輪和轎廂與對重連接，實現(xiàn)轎箱的上升與下降。 并采用導(dǎo)向輪來避免轎廂與對重之間的碰撞。1.1.2 電梯導(dǎo)向系統(tǒng)電梯導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)軌架和導(dǎo)靴組成。電梯導(dǎo)向的作用是限

3、制轎廂和 對重的活動空間，使其在導(dǎo)向系統(tǒng)作用下只能垂直升降運動。1.1.3 電梯的門系統(tǒng)電梯的門系統(tǒng)由廳門、轎門和開門聯(lián)動機構(gòu)等組成。轎門設(shè)置在轎箱進出 口，廳門設(shè)置在樓層站進出口。門機位于轎箱上，為轎門和廳門開關(guān)提供動力， 緊急時候可以通過廳門處的三角鑰匙來打開電梯門。1.1.4 電梯的轎箱系統(tǒng)客用電梯的轎箱用來運送乘客，貨用電梯用來運輸貨物，由轎架和轎體兩 部分組成。轎架作為箱體的承重機構(gòu)，由橫梁、底梁、立柱、斜拉桿等構(gòu)成。 轎箱由轎底、轎壁、轎頂包括箱內(nèi)通風(fēng)與照明設(shè)備、轎內(nèi)操控盤等部件組成。 轎箱的空間大小取決于額定載客量或載貨重量，一般來說一噸客梯，載客 14 人，轎箱面積為2.24

4、m2o1.1.5 電梯的電力拖動系統(tǒng)電梯機房內(nèi)有電梯專用電箱，為電機提供三相電源。電梯速度控制采用速 度反饋系統(tǒng)。測速裝置一般采用測速發(fā)電機，將其與電機同軸連接，通過測出 的電壓讀數(shù)可以得到此時的電機速度。曳引電機的速度由調(diào)速裝置控制。1.1.6 電梯重量平衡系統(tǒng)曳引電機為電梯運行提供動力，電機額定功率由電梯額定負載決定，還可 以根據(jù)電梯的配置情況來選擇交流電動機或者直流電動機。1.1.7 電梯的安全保護系統(tǒng)電梯運行安全至關(guān)重要，包括機械設(shè)備安全保護系統(tǒng)和電氣安全保護系 統(tǒng)。機械安全保護有：限速器、行程開關(guān)、安全鉗、底坑緩沖器等，他們主要 用來防止電梯超速和超行程。電氣安全保護包括光幕門保護功

5、能、極限開關(guān)保 護裝置、電源短路保護開關(guān)等。1.1.8 電梯的電氣控制裝置電梯的電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、電子控制裝置、位置顯示設(shè)備、平層設(shè) 備等組成。操縱裝置包括轎廂內(nèi)操作盤，廳門外按鈕盤。控制裝置位于電梯機 房控制箱內(nèi)，進行電梯運行的邏輯控制。平層裝置發(fā)出平層控制信號，確保電 梯轎箱平層的準(zhǔn)確性。位置顯示裝置，是指通過轎廂內(nèi)和門廳外操作盤上的數(shù) 碼顯示管，顯示電梯所處層數(shù)和上行下行方向。下圖2.2為電機控制回路系統(tǒng)圖。曳引電機和門電機電源引自機房內(nèi)電源 箱，控制回路由控制箱內(nèi)PLC莫塊來完成，通過給定控制信號，控制電機運行 狀態(tài)、正反轉(zhuǎn)，便可實現(xiàn)電梯啟動、暫停、垂直升降、以及電梯門開關(guān)的要求

6、。圖2.2電機控制回路系統(tǒng)圖1.2電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、PLC單元以及輸入輸出單元等構(gòu)成，如圖2.3所示。PLC用來實現(xiàn)對電梯曳引電機以及開關(guān)門機的起動、停止、加減 速、樓層顯示、運行方向控制、樓層召喚、轎箱內(nèi)操作，以及安全保護等指令信 號的管理和控制的功能。圖2.3電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖中變頻器作為電梯調(diào)速控制器，PLC完成邏輯控制部分，負責(zé)處理各類信 號的邏輯關(guān)系，然后向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器把自身的工作狀態(tài)反饋 給PLC構(gòu)成雙向聯(lián)絡(luò)。控制系統(tǒng)還配備了和電動機同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器以及 PG卡，來完成電機速度的檢測及反饋，構(gòu)成速度閉環(huán)反饋系統(tǒng)和位置閉環(huán)反饋系 統(tǒng)

7、。1.3系統(tǒng)控制要求1）選向：根據(jù)電梯所在樓層的位置以及轎廂內(nèi)選和電梯間外呼樓層信 號決定電梯運行方向。2）選層換速：電梯根據(jù)轎廂內(nèi)所選樓層決定運行方向，并且遵守直上 直下的原則。在每次平層時能夠平滑換速。3）樓層位置及上行下行方向的指示：采用BC編碼的方式，利用數(shù)碼 管顯示樓層位置及電梯上行下行方向。由于三菱 FX2N系列內(nèi)置計數(shù)-譯碼 驅(qū)動模塊，只要外加LED七段顯示管以及電源就可以顯示樓層位置。4）電梯門的控制要求：當(dāng)電梯平層時，門會自動打開，5秒鐘后無人 電梯門自動關(guān)閉。如有人進入電梯，光電傳感器檢測到有人進入的信號， 電梯門立即打開。5）電機變頻調(diào)速：實習(xí)期間采用MM44變頻器與PL

8、C采用串行通信方式連接。 由于變頻器上安裝了編碼器模塊，使變頻器可以連接成閉環(huán)速度反饋控制方式。1.4控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計根據(jù)電梯工作原理和功能繪制運行流程圖，如圖2.4所示。k 卡冷 位|旬1I I 和L J上山I |也梯門1泮讓二1 j j-k也即是速婁，/檢：則I f I J門 H 仁 iilff il;J圖2.4 電梯 運行 流程 圖定輸入單元與輸出單元：入單元包括：(1)輸轎箱內(nèi)選層按鈕與門廳外選擇方向按鈕；開門關(guān)門方向按鈕；平層感應(yīng)器;上下限位開關(guān)；門鎖裝置(2)輸出單元有包括：樓層指示表盤及方向指示燈；開關(guān)門控制接觸器；電梯啟停及調(diào)速接觸器。根據(jù)輸入輸出單元確定輸入輸出點分配，

9、如表2.5表2.5 I/O 分配表輸入信號輸出信號名稱代號編p名稱代號編，安全回路K6X000電梯上行UP丫000零速輸入K0X001電梯下行DOWN1Y001脈沖輸入K1X002電梯快行FASTY002轎內(nèi)電鎖K2X003電梯慢行SLOWY003紅外傳感器K3X004檢修速度JXY004關(guān)門力限開關(guān)K4X005七段碼AY005超重卜5X006BP Y006 ;上限強制減速SQ0X007CY007一樓指令SB1X010DY010FmSB2X011EY011三樓指令SB3X012FY012四樓指令SB4X013GY013五樓指令SB5X014關(guān)門催促鈴聲KE1Y014基站到位開關(guān)SQ4X015廳

10、門關(guān)KM2Y015一樓上呼:SB6X016廳門開KM3Y016一樓下呼SB7X017廳內(nèi)指示燈1E1Y017二樓上呼SB8X020廳內(nèi)指示燈2E2Y020二樓下呼SB9X021廳內(nèi)指示燈3E3Y021三樓上呼SB10X022廳內(nèi)指示燈4E4Y022三樓下呼SB11X023廳內(nèi)指示燈5E5Y023四樓上呼SB12X024上呼燈1E6Y024四樓下呼SB13X025上呼燈2E7Y025 |五樓上呼SB14X026上呼燈3E8Y026五樓下呼SB15X027上呼燈4E9Y027廳門開SB16X030下呼燈2E10Y030廳門關(guān)SB17X031下呼燈3E11Y031廳門開到位SQ1X032下呼燈4E1

11、2Y032廳門關(guān)到位SQ2X033下呼燈5E13Y033檢修開關(guān)SB18X034超重鈴聲KM4Y034檢修上SB19X035抱閘信號KM5Y035檢修下SB20X036上行指示燈E14Y036下限強制減速SQ3X037下行指示燈E15Y037PJ;tf擅牡踽行力|Tj+F?TWt輔內(nèi)H收打闔匕號n通曜護 功施人Q4 博蕭 *U蹄I槌地器 Lhi 電一福防駕 前解空旗器UMI，mm-14%0室作為實驗 設(shè)備。其 接線原理 如圖2.6 所示。圖 2.6 PLC 模塊、變頻 器、電動機接 線原理圖柏 n-本實驗選用西門子公司的S7-300型PLC MM44理變頻器以及三相交流電機根據(jù)電梯運行流程圖，編寫電梯程序梯形圖。梯形圖包括以下模塊：電梯初 始化、樓層指示控制、開關(guān)門控制、轎廂內(nèi)選層與標(biāo)記控制、廳門外呼叫與標(biāo)記 控制、電梯上行下行與指示控制、電梯運行狀態(tài)與速度控制。梯形圖編寫完成后， 還要進行運行調(diào)試。3 .實習(xí)結(jié)果或研究結(jié)果本實驗選用西門子公司的S7-300型PLC作為實驗設(shè)備。首先打開step7_v5.5軟件，如圖2.7。輸入寫好的梯形圖程序，變換后寫入 PLC中。打開菜單欄仿真軟件，將程序?qū)氲杰浖?，?dǎo)入完畢后運行軟件，實 現(xiàn)PLC運行過程監(jiān)控。動作相應(yīng)開關(guān)，對電梯控制過程進行模擬，觀察相應(yīng)動作 情況。仿真結(jié)果表明，所輸入的