機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)?？茖?shí)習(xí)報(bào)告材料

1、標(biāo)準(zhǔn)文檔索3匕頭嚟Northeastern University?？飘厴I(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)生pFt tJLr tJLr 周巖巖學(xué)習(xí)中心蘇州奧鵬專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)層次高起專提交日期2015年8月3日機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告刖言電梯的出現(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(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中有越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活 密不可分。電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)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(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬 于計(jì)算機(jī)控制方式，具有可靠性高、易操作、維修編程簡(jiǎn)單、靈活 性強(qiáng)等特點(diǎn)。選擇五層電梯

2、PLC自動(dòng)控制作為本次實(shí)習(xí)內(nèi)容。1. 實(shí)習(xí)目的通過(guò)本次實(shí)習(xí)，了解了 PLC電梯控制的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，從具體實(shí) 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(jì)過(guò)程，實(shí)現(xiàn) 電梯自動(dòng)控制的目標(biāo)。2. 研究?jī)?nèi)容1.1電梯的結(jié)構(gòu)組成按照功能劃分，一個(gè)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(mén)系統(tǒng)、轎箱系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、安 全保護(hù)系統(tǒng)以及電氣控制裝置八部分，如圖2.1所示。實(shí)用大全圖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(jī)、鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反向輪組成。曳 引機(jī)作為牽引動(dòng)力源，用鋼絲繩將曳引輪和轎廂與對(duì)重連接，實(shí)現(xiàn)轎 箱的上升與下降。并采用導(dǎo)向輪來(lái)避免轎廂與對(duì)重

3、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 制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)空間，使其在導(dǎo)向系統(tǒng)作用下只能垂直升降運(yùn)動(dòng)。1.1.3電梯的門(mén)系統(tǒng)電梯的門(mén)系統(tǒng)由廳門(mén)、轎門(mén)和開(kāi)門(mén)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎門(mén)設(shè)置在 轎箱進(jìn)出口，廳門(mén)設(shè)置在樓層站進(jìn)出口。門(mén)機(jī)位于轎箱上，為轎門(mén)和 廳門(mén)開(kāi)關(guān)提供動(dòng)力，緊急時(shí)候可以通過(guò)廳門(mén)處的三角鑰匙來(lái)打開(kāi)電梯 門(mén)。1.1.4電梯的轎箱系統(tǒng)客用電梯的轎箱用來(lái)運(yùn)送乘客，貨用電梯用來(lái)運(yùn)輸貨物，由轎架 和轎體兩部分組成。轎架作為箱體的承重機(jī)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(pán)等部件組成。轎箱的空

4、間大小取決于額定載客量或載貨重 量，一般來(lái)說(shuō)一噸客梯，載客14人，轎箱面積為2.24川。1.1.5電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)電梯機(jī)房?jī)?nèi)有電梯專用電箱，為電機(jī)提供三相電源。電梯速度控 制采用速度反饋系統(tǒng)。測(cè)速裝置一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)，將其與電機(jī)同 軸連接，通過(guò)測(cè)出的電壓讀數(shù)可以得到此時(shí)的電機(jī)速度。曳引電機(jī)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(jī)為電梯運(yùn)行提供動(dòng)力，電機(jī)額定功率由電梯額定負(fù)載決 定，還可以根據(jù)電梯的配置情況來(lái)選擇交流電動(dòng)機(jī)或者直流電動(dòng)機(jī)。1.1.7電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)電梯運(yùn)行安全至關(guān)重要，包括機(jī)械設(shè)備安全保護(hù)系統(tǒng)和電氣安全 保護(hù)系統(tǒng)。機(jī)械安全保護(hù)有：限速器、行程開(kāi)關(guān)、安全鉗、

5、底坑緩沖 器等，他們主要用來(lái)防止電梯超速和超行程。電氣安全保護(hù)包括光幕 門(mén)保護(hù)功能、極限開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置、電源短路保護(hù)開(kāi)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(pán)，廳門(mén)外按鈕盤(pán)?？刂?裝置位于電梯機(jī)房控制箱內(nèi)，進(jìn)行電梯運(yùn)行的邏輯控制。平層裝置發(fā) 出平層控制信號(hào)，確保電梯轎箱平層的準(zhǔn)確性。位置顯示裝置，是指 通過(guò)轎廂內(nèi)和門(mén)廳外操作盤(pán)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(jī)控制回路系統(tǒng)圖。曳引電機(jī)和門(mén)電機(jī)電源引自機(jī)房?jī)?nèi)電源箱，控制回路由控制箱內(nèi)PLC模塊來(lái)完成，通過(guò)給定控制信 號(hào)，控制

6、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、正反轉(zhuǎn)，便可實(shí)現(xiàn)電梯啟動(dòng)、暫停、垂直升 降、以及電梯門(mén)開(kāi)關(guān)的要求。KULKM1馭空KM2FR1匚匚匚曳引電機(jī)rErFR2門(mén)電機(jī)圖2.2電機(jī)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯曳引電機(jī)以及開(kāi) 關(guān)門(mén)機(jī)的起動(dòng)、停止、加減速、樓層顯示、運(yùn)行方向控制、樓層召喚、轎箱內(nèi)操作，以及安全保護(hù)等指令信號(hào)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(fù) 責(zé)處理各類信號(hào)的邏輯關(guān)系，然后向變頻器發(fā)出起停信號(hào)，同時(shí)變 頻器把自身的工作狀態(tài)反饋給PLC構(gòu)成雙

7、向聯(lián)絡(luò)?？刂葡到y(tǒng)還配 備了和電動(dòng)機(jī)同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器以及 PG卡，來(lái)完成電機(jī)速度 的檢測(cè)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)。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(hào)決定電梯運(yùn)行方向。2）選層換速：電梯根據(jù)轎廂內(nèi)所選樓層決定運(yùn)行方向，并且 遵守直上直下的原則。在每次平層時(shí)能夠平滑換速。3）樓層位置及上行下行方向的指示：采用 BCD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(jì)數(shù)-譯碼驅(qū)動(dòng)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(mén)的控制要求：當(dāng)電梯平層時(shí)，門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，5秒鐘

8、 后無(wú)人電梯門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。如有人進(jìn)入電梯，光電傳感器檢測(cè)到有人 進(jìn)入的信號(hào)，電梯門(mén)立即打開(kāi)。5）電機(jī)變頻調(diào)速：實(shí)習(xí)期間采用 MM44（變頻器與PLC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(jì)根據(jù)電梯工作原理和功能繪制運(yùn)行流程圖，如圖2.4所示。確定輸入單元與輸出單元:(1)輸入單元包括：轎箱內(nèi)選層按鈕與門(mén)廳外選擇方向按鈕;開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)方向按鈕；平層感應(yīng)器；上下限位開(kāi)關(guān)；門(mén)鎖裝置。(2)輸出單元有包括：樓層指示表盤(pán)及方向指示燈；開(kāi)關(guān)門(mén) 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(diǎn)分配，如表2.5。表2

9、.5 I/O 分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)編號(hào)名稱代號(hào)編號(hào)安全回路K6X000電梯上行UPY000零速輸入:K0：X001電梯下行DOWNJY001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(mén)力限開(kāi)關(guān)K4X005七段碼AY005超重K5X006BY006上限強(qiáng)制減速SQOX007CY007一樓指令SB1X010DY010二樓指令SB2X011EY011三樓指令SB3X012FY012四樓指令SB4X013GY013五樓指令SB5X014關(guān)門(mén)催促鈴聲KE1Y014基站到位開(kāi)關(guān)SQ4X015廳門(mén)關(guān)KM2Y0

10、15一樓上呼SB6X016廳門(mén)開(kāi)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SB12：X024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:SB15：X027上呼燈4E9Y027廳門(mén)開(kāi)SB16X030下呼燈2E10Y030廳門(mén)關(guān)SB17X031下呼燈3E11Y031廳門(mén)開(kāi)到位SQ1X032下呼燈4E12Y032廳門(mén)

11、關(guān)到位:SQ2：X033下呼燈5E13PY033檢修開(kāi)關(guān)SB18X034超重鈴聲KM4Y034檢修上SB19X035抱閘信號(hào)KM5Y035檢修下SB20X036上行指示燈E14Y036 下限強(qiáng)制減速SQ3X037下行指示燈E15Y037本實(shí)驗(yàn)選用西門(mén)子公司的S7-300型PLC MM44型變頻器以及三相交流電機(jī)作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備。其接線原理如圖2.6所示根據(jù)電梯運(yùn)行流程圖，編寫(xiě)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(kāi)關(guān)門(mén)控制、轎廂內(nèi)選層與標(biāo) 記控制、廳門(mén)外呼叫與標(biāo)記控制、電梯上行下行與指示控制、電梯 運(yùn)行狀態(tài)與速度控制。梯形圖編寫(xiě)完成后，還要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。3.實(shí)習(xí)結(jié)果或研究結(jié)果本實(shí)驗(yàn)選用西門(mén)子公司的S7-300型PLC作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備。首先打開(kāi)step7_v5.5軟件，如圖2.7。輸入寫(xiě)好的梯形圖程序, 變換后寫(xiě)入PLC中。打開(kāi)菜單欄仿真軟件，將程序?qū)氲杰浖校?導(dǎo)入完畢后運(yùn)行軟件，實(shí)現(xiàn)PLC運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控。動(dòng)作相應(yīng)開(kāi)關(guān)，對(duì) 電梯控制過(guò)程進(jìn)行模擬，觀察相應(yīng)動(dòng)作情況。仿真結(jié)果表明，所輸 入的程序是正確的。IPlfm Wk; Mm 21 iMUr- li-u 口存jQtf g養(yǎng)| 國(guó) Bf|工| M 1編l* 冠|t-T-l矗覽蘭 4扌4