基于plc控制的电梯大学本科方案设计书doc.docx
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基于plc控制的电梯大学本科方案设计书doc
基于plc控制的电梯大学本科方案设计书1
课题名称:
基于PLC的电梯控制系统设计
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一.概述:
1.电梯的发展简史:
在现代化城市的高速发展中,一幢幢高楼拔地而起,电梯的广泛应用已成为城市物质文明的一种标志。
电梯作为不可缺少的垂直运输设备,已与人们的日常生活密不可分。
在计算机技术、自动控制技术和电力电子技术飞速发展的今天,电梯也随之进入了新的发展时期。
因此我们需要更多的研究一种稳定可靠的电梯控制系统。
2.电梯的基本结构:
电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分甚至连露天的天桥也实施电梯模式。
实际上电梯是根据外部呼叫信号以及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是不能满足控制要求的,因此,电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。
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,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器即PLC控制系统取代微机实现信号集选控制。
从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。
国内厂家大多选择第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高;但PLC可靠性高,程序设计方便灵活简单,抗干扰能力强、运行稳定等特点,所以现在的电梯基本是采用PLC控制系统。
同时显示器又增加了触摸查询功能。
该装置缓解了陌生乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面,降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感。
电梯远程监控系统。
该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络(都需要使用调制解调器)传输到远程的能够提供可视界面的专业电梯服务中心的计算机,以便那里的服务人员掌握电梯运行情况,特别是故障情况。
该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能,还有的可实现远程调试与操作,便于维修人员迅速进行维修应答。
二.可编程控制器简介:
1.PLC能如此迅速发展的原因是由于它具有通用计算机所不及的一些下列特点:
a.可靠性高,抗干扰能力强
b.配套齐全,功能完善,适用性强
c.易学易用,深受工程技术人员欢迎
d.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造
e.体积小,重量轻,能耗低
2.PLC的结构
PLC的基本结构:
1.PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机,其硬件结构和微机是基本一致的。
如下图所示:
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。
当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。
这样,即CPU模块
I/O模块
编程器
电源
接口
使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
2、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
编程器
编程器除了用来输入和编辑程序外,还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。
编程器可以永久地连续在可编程序控制器上,将它取下来后可编程序控制器也可以运行。
一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用,一台编程器可供多台可编程序控制器公用。
PLC常用的存储器类型:
(1)RAM(RandomAssessMemory)这是一种读/写存储器(随机存储器),其存取速度最快,由锂电池支持。
(2)EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory)这是一种可擦除的只读存储器。
在断电情况下,存储器内的所有内容保持不变。
(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。
(3)EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory)这是一种电可擦除的只读存储器。
使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。
PLC存储空间的分配:
虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同,但是根据PLC的工作原理,其存储空间一般包括以下三个区域:
(1)系统程序存储区;
(2)系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等);(3)用户程序存储区系统程序存储区:
在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。
包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。
由制造厂商将其固化在EPROM中,用户不能直接存取。
它和硬件一起决定了该PLC的性能。
系统RAM存储区:
系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备,如:
逻辑线圈;数据寄存器;计时器;计数器;变址寄存器;累加器等存储器。
(1)I/O映象区:
由于PLC投入运行后,只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据,在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。
因此,它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据,这些单元称作I/O映象区。
一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit),一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。
因此整个I/O映象区可看作两个部分组成:
开关量I/O映象区;模拟量I/O映象区。
(2)系统软设备存储区:
除了I/O映象区区以外,系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区。
该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域,前者在PLC断电时,由内部的锂电池供电,数据不会遗失;后者当PLC断电时,数据被清零。
1.逻辑线圈与开关输出一样,每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位,但不能直接驱动外设,只供用户在编程中使用,其作用类似于电器控制线路中的继电器。
另外,不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈,具有不同的功能。
2.数据寄存器与模拟量I/O
一样,每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16bits)。
另外,PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器,具有不同的功能。
3.计时器4.计数器
用户程序存储区:
用户程序存储区存放用户编制的用户程序。
不同类型的PLC,其存储容量各不相同。
电源:
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的、可得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
2.PLC的工作原理
PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。
然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段:
首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。
随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段:
按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段:
当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。
三.电梯模型PLC控制系统设计
1电梯的类型
按使用性质分:
①客梯;②货梯;③消防电梯
按电梯行驶速度分:
①高速电梯。
速度大于2m/s。
②中速电梯。
速度在2m/s之内。
③低速电梯。
运送食物电梯常用低速,速度在1.5m/s以内。
观光电梯:
观光电梯是把竖向交通工具和登高流动观景相结合的电梯。
2电梯的构造
1)电梯由下列几部分组成:
①电梯井道;②电梯机房;③井道地坑:
井道地坑在最底层平面标高下≥1.4m,作为轿厢下降时所需的缓冲器的安装空间;④组成电梯的有关部件;2)轿厢;3)井壁导轨和导轨支架;4)牵引轮及其钢支架、钢丝绳、平衡锤、轿厢开关门、检修起重吊钩等;5)有关电器部件。
3电梯的控制要求
1)当电梯停于某层时,有一高层呼叫时,电梯上升到呼叫层停止。
2)当电梯停于某层时,有一低层呼叫时,电梯下降到呼叫层停止。
3)当电梯停于某层时,有多高层呼叫时,电梯先上升到较低的呼叫层,停3秒后继上升到高的呼叫层,响应完毕后停止。
4)当电梯停于某层时,有多低层呼叫时,电梯先下降到较高的呼叫层,停3秒后继续下降到低的呼叫层,响应完毕后停止。
5)当电梯处于上升或上降过程中,任何反向的呼叫均无效。
4PLC控制系统的设计分析
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。
因此,在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则:
(1).最大限度地满足被控对象的控制要求
(2).保证PLC控制系统安全可靠
(3).力求简单、经济、使用及维修方便
5电梯模型PLC控制系统设计
由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制,而楼层和轿厢的呼叫是随机的,因此,系统控制采用随机逻辑控制。
即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上,根据随机的输入信号,以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。
另外,轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定,并送PLC的计数器来进行控制。
同时,每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。
为便于观察,对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示,采用LED和发光管显示,而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示(开关上带有指示灯)。
为了提高电梯的运行效率和平层的精度,系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。
根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。
为了电梯的运行安全,系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。
采用PLC实现的电梯控制系统由以下几个主要部分构成如图4-1所示:
图4-1PLC实现的电梯控制系统主要构成部分
根据电梯所处的位置和运行方向,在编程中,采用了四个优先级队列,即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。
其中,上行优先级队列为电梯向上运行时,在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号,该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列。
上行次优先级队列为电梯向上运行时,在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号,该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。
控制系统在电梯运行中实时排列的四个优
基于RFID仓储物流管理系统解决方案7
基于RFID仓储物流管理系统解决方案
一项目概述
1.1现代仓储管理需要解决的问题
1.2仓储管理需要解决的核心问题
二基于RFID(射频芯片)的仓储管理带给企业的经济效益2.1传统仓储管理中心存在的问题
2.2仓储管理系统采用RFID射频芯片带来的效益
三基于RFID的仓储管理系统
3.1系统设计原则
3.2系统主要功能
3.3仓储管理
3.3.1仓库管理对象
3.3.2仓库管理的作业任务
3.4系统总体设计
3.4.1基本思路
3.4.2系统构成
3.5作业流程
3.5.1库位标签的制作与安装
3.5.2入库作业流程
3.5.3出库作业流程
3.5.4移库作业流程
3.5.5盘库作业流程
3.6数据传输方式
四产品介绍
4.1CY-RMP-203智能无源手持机
4.2创羿科技不干胶电子标签
五总结
项目概述
物流是指原材料、产成品从起点至终点及相关信息有效流动的过程。
现代物流运用全新的管理理念,通过对物流全过程多要素的计划、实施和控制,将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送、信息等环节有机地结合,形成完整的供应链,从而为用户提供高效率、多功能、一体化的综合性服务。
它对加速经济循环、降低成本、优化资源配置、促进企业结构调整、提高企业经济实力和提高企业竞争力有着十分重要的作用。
目前,国际上普遍把物流称为“降低成本的最后边界”,排在降低原材料消耗、提高劳动生产率之后的“第三利润源泉”。
随着经济全球化和信息化进程的不断加快,物流业作为具有广阔前景和增值功能的新兴服务业,正在全球范围内迅速发展,掀起“现代物流革命”。
我国已经加入世贸组织,中国经济要融入世界经济,必须加快营造现代物流发展的宏观环境。
中国企业要参与国内外市场竞争,必须加快采用先进的物流管理理念、技术和组织方式,不断提高企业的核心竞争力。
现代物流概念引入我国虽有数年,但由于受长期计划经济体制的影响和经济发展水平的制约,我们对现代物流的认识和实践,与发达国家相比还有较大的差距。
近年来,随着国民经济的持续发展,现代物流已经受到我国各级政府和企业的高度重视。
一些管理水平较高的企业把现代物流作为企业发展新的利润增长点,改善内部组织结构,优化企业物流资源,改造与提升物流系统。
.1现代仓储管理需要解决的问题
在物流系统设计方面,每个企业的物流都必须同时实现至少六个不同的作业目标。
这些作业目标构成了物流表现的主要方面,其中包括快速响应、最小变异、最低库存、整合运输、质量,以及生命周期支持等。
现代化的物流系统需要完成的工作很多,我们需要抓住物流的核心问题,从核心问题入手来提高物流的现代化水平,增加企业经济效益。
因此我们主要在两个方面入手:
仓储管理、物流定位。
仓储管理在物流管理中占据着核心的地位。
传统的仓储业是以收保管费为商业模式的,希望自己的仓库总是满满的,这种模式与物流的宗旨背道而驰。
现代物流以整合流程、协调上下游为己任,静态库存越少越好,其商业模式也建立在物流总成本的考核之上。
由于这两类仓储管理在商业模式上有着本质区别,但是在具体操作上如入库、出库、分拣、理货等又很难区别,所以在分析研究必须注意它们的异同之处,这
些异同也会体现在信息系统的结构上。
仓储管理的内容应该包括三个部分:
仓储系统的布局设计、库存最优控制、仓储作业操作。
这是三个层面的问题,彼此又有联系。
仓储系统布局是顶层设计,也是供应链设计的核心。
就是要把一个复杂纷乱的物流系统通过枢纽的布局设计改造成为“干线运输+区域配送”的模式,枢纽就是以仓库为基地的配送中心。
在相应的信息系统设计中,表现为“联库管理”的模式,分为集中式、分布式和混合式三类,其中配送中心的选择和设计是整个系统布局的关键。
.2仓储管理需要解决的核心问题
随着制造环境的改变,产品周期越来越短,多样少量的生产方式,对库存限制的要求越来越高,因而必须建立及执行供应链管理系统,借助电脑化、信息化将供应商、制造商、客户三者紧密联合,共担库存风险。
仓储管理可以简单概括为8个关键管理模式:
追:
仓储管理应具备资讯追溯能力,前伸至物流运输与供应
商生产出货状况,与供应商生产排配与实际出货状况相衔
接;
收:
仓库在收货时确认进料状况,包括在于供应商送货时,
仓库应及时找相关部门查明原因,确认此货物是否今日此时
该收进,并仔细清点,缺认无误,方可收进,收货扫描确认
时,如系统不接授,应及时找相关部门查明原因,确认此货
物是否收进;
查:
仓库应具备货物的查验能力,特别管制,严控数量,对
于物料储存时限进行分析并设定不良物料处理时限;
储:
物料进仓,每一种物料只能有一个散数箱或散数箱集中
在一个栈板上,暂存时限自动警示,尽量做到储位(Bin-
Location)管制;
拣:
拣料依据工令消耗顺序来做,能做到依信号指示拣料则
属上乘,拣料时最好做到自动扫描到扣帐动作,及时变更库
存信息告知中央调度补货;
发:
仓库发料依据工令备拣单发料、工令、备料单与拣料单
应三合一为佳,做到现场工令耗用一目了然,使用自动扫描
系统配合信息传递运作;
盘:
整理打盘始终遵循散板散箱散数原则,对于物料要进行
分级分类,从而确定各类物料盘点时间,定期盘点可分为日
盘/周盘/月盘;
退:
以整包装退换为处理原则,处理时限与处理数量应做到
达到整包装即退。
库存的最优控制部分是确定仓库的商业模式的,即要(根据上一层设计的要求)确定本仓库的管理目标和管理模式,如果是供应链上的一个执行环节,是成本中心,多以服务质量、运营成本为控制目标,追求合理库存甚至零库存。
因此精确了解仓库的物品信息对系统来说至关重要,所以我们提出要解决精确的仓储管理。
物流是指物资实体在空间位置和时间位置上的移动,精确物流是指物流系统依托以数字化网络为核心的信息技术,实现物资可视与动态模拟、准确预见、把握物资的流向和流量并以此为基础在物流各节点上实现高效合理的营运方式。
精确物流要想实现精确、快速就必须采用众多现代的信息技术。
“移动定位”是精确物流中必须应用的技术之一,使得物流在不同地方的运输设备变得透明而且可以控制。
通常,物流企业中所需的“移动定位”包含的功能有:
可实时获得监控车辆的地理位置、运行方向、运行速度以及各种状态信息,也可按设定时间间隙定时回报车辆位置信息,实现24小时连续监控,也可在监控屏幕上对某辆车进行连续跟踪。
附加功能还有:
车辆管理、车辆状态、区域查车、报警管理、历史记录管理、行驶路线分析等。
对车辆等移动目标的进行定位、监控和指挥调度,可以帮助物流企业对物流车辆进行科学管理、合理调度,减少车辆空载率,提高营运效率,并节约燃油,有效降低营运成本。
仓储管理及精确定位在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用,如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货,将会给企业带来巨大损失,这不仅表现为企业各项管理费用的增加,而且会导致客户服务质量难以得到保证,最终影响企业的市场竞争力。
所以我们提出了全新基于射频识别的物流系统方案来解决精确仓储管理和实时物流定位问题。
下面我们来分析采用射频识别技术后给企业带来的经济效益。
基于RFID(射频芯片)的仓储管理带给企业的经济效益
.3传统仓储管理中心存在的问题
消费者需要高水平的服务和具有竞争力的价格,因此需要设置配送
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