Курсовой проект разработка программы моделирующей работу САУ грузопассажирского лифта с автоматическими дверями в Tia Portal

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ
ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ
ГБПОУ «Тверской колледж им. А.Н.Коняева»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
На тему «Разработа программы моделирующей работу САУ грузопассажирского
лифта с автоматическими дверями и выбор устройств управления»
Студента (ки) группы
Ф.И.О.
Специальность 15.02.10 «Мехатроника и мобильная робототехника»
Руководитель:
Тверь
2023
МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ ТВЕРСКОЙ
ОБЛАСТИ
ГБПОУ «Тверской колледж им. А.Н.Коняева»
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Студенту (ке)
Тема: «Разработа программы моделирующей работу САУ грузопассажирского
лифта с автоматическими дверями и выбор устройств управления»
Содержание расчетно-пояснительной записки:
Введение.
1. Теоретический раздел (технологический раздел):
Глава
1.
Разработка
принципиальной
электрической
схемы
для
грузопассажирского лифта с автоматическими дверями.
Глава 2. Выбор элементов управления.
2. Практический раздел (конструкторский раздел):
Глава 3. Разработка программы для САУ грузопассажирского лифта с
автоматическими дверями.
Глава 4. Мероприятия по технике безопасности.
Заключение.
Срок окончания выполнения работы «__» ____________ 20__ г.
Руководитель курсового проекта: ______________
подпись
Заведующий отделением: _______________
подпись
Дата выдачи задания «__» ______________ 20__ г.
Студент: ______________
подпись
МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ
ГБПОУ «Тверской колледж им. А. Н. Коняева»
Отзыв на курсовой проект
По учебной дисциплине: МДК 02.01 «Организация работ по монтажу, ремонту и
наладке систем автоматизации, средств измерений и мехатронных систем»
Студента:
Группа:
Тема Курсового проекта: «Разработа программы моделирующей работу САУ
грузопассажирского лифта с автоматическими дверями и выбор устройств управления »
Вид КР: Курсовой проект
1 Работа соответствует требованиям, предъявленным к работам данного вида:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2 Отображение в плане основных вопросов темы, логичность и последовательность:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3 Содержание работы соответствует представленному плану:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7
8
9
10
8
9
10
8
9
10
4 Качество выполнения и оформления работы:
1
2
3
4
5
6
5 Использование новейших источников (2017-2023г. издания):
1
2
3
4
5
6
7
6 Наличие самостоятельных выводов и их обоснование:
1
2
3
4
5
6
7
7 Проявление самостоятельности и творчества в разработке темы:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Всего балов:
Примечание: 70-57 б. - «5», 56-45 б. – «4», 44-30 б. – «3», ниже 30 б. – «2»
Особое мнение по оценке работы: ___________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
В целом работа заслуживает оценки: (_____________)
Дата: __________
Руководитель: __________
Содержание
Введение……………………………......................……………………………………....……...5
Глава 1. Разработка принципиальной электрической схемы для грузопассажирского лифта
с автоматическими дверями.........……......................................................................….……….6
Глава 2. Выбор устройств управления.……..............................................………………...…10
Раздел 2.1. Выбор датчиков……….……...................................................................................10
Раздел 2.2. Программируемый логический контроллер S7-1200 CPU1212C........................12
Раздел 2.3. Компания Siemens.……...........................................………............................….16
Глава 3. Разработка программы для САУ грузопассажирского лифта с автоматическими
дверями….....................................................................................................................................18
Раздел 3.1. Среда разработки TIA Portal ……..........................................................................18
Разддел 3.2. Описание работы программы ПЛК…........................……..……...…….............20
Глава 4. Мероприятия по технике безопасности…......………….....................…………......28
Раздел 4.1. Техника безопасности при работе с ПЛК.…..................…….........................….28
Раздел 4.2. Техника безопасности при работе с пассажирским лифтом...........................….28
Раздел 4.3. Техника безопасности при работе с напряжением 380В....…….....................….29
Заключение…………………………………………………………………......................…….31
Список используемых источников………………….……………………......................…….32
Приложение А
КП.15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
№ докум.
Подпись Дата
Лит.
Лист
Листов
4
32
Введение
В современном мире, где скорость и комфорт имеют огромное значение,
грузопассажирские лифты стали неотъемлемой частью жизни в большинстве зданий.
Одним из наиболее важных аспектов в работе лифта является безопасность и удобство для
пассажиров.
В
этом
контексте
автоматические
двери
являются
необходимым
компонентом, который обеспечивает пассажирам безопасный и комфортный вход и выход
из кабины лифта.
Целью данного курсового проекта является разработка программы ПЛК для САУ
для
грузопассажирского
лифта
с
автоматическими
дверями.
Для
достижения
схему
управления
поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
•
Составить
принципиальную
электрическую
грузопассажирским лифтом с автоматическими дверями.
• Выбрать датчики, согласно требованиям к пассажирскому лифту и
принципиальной схеме.
• На основе принципиальной электрической схемы
управления разработать
программу ПЛК.
• Разработать мероприятия по технике безопасности
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
5
Глава 1. Разработка принципиальной электрической схемы для грузопассажирского лифта с
автоматическими дверями.
Принципиальная электрическая схема управления представляет собой набор
символов, обозначающих различные элементы и их соединения между собой. Она
отображает логическую структуру системы управления и позволяет понять, как
управляющие сигналы и электрическая энергия передается от одного элемента к другому.
На принципиальной электрической схеме обычно изображены различные
элементы управления, такие как выключатели, реле, контакторы, датчики, контроллеры и
другие устройства.. Они представлены в виде символов, обозначающих их функции и
связи между ними. Также на схеме могут быть указаны параметры компонентов, их
местоположение и способы соединения.
Принципиальная электрическая схема управления может быть использована для
проектирования, испытаний и отладки систем управления, а также для обучения
персонала, работающего с данной системой. Она помогает инженерам и техническому
персоналу лучше понять, как устроена и работает электрическая система управления, и
позволяет быстро определять и устранять неисправности.
В данном проекте грузопассажирский лифт должен выполнять следующие
требования:
•
При нажатии соответствующих кнопок перемещать лифт между первым
и вторым этажом
•
Открывать двери при прибытии лифта на нужный этаж
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
6
Рисунок 1. Схема подключения блока питания.
На данной схеме изображено подключение блока питания для преобразования
переменного тока напряжением в 220В в постоянный ток напряжением в 24В.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
7
Рисунок 2. Схема подключения двигателей.
На данной схеме изображено подключение двигателя лифта и двигателя дверей.
Их работа управляется с помощью магнитных пускателей KM1, KM2 и KM3, KM4
соответственно.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
8
Рисунок 3. Схема подключения ПЛК.
На данной схеме изображено подключение ПЛК S7-1200 CPU1212C. К данному
ПЛК на входы подключены три кнопки SB1-SB3 и четыре индуктивных датчика D1-D4.
На выходы подключены четыре магнитных пускателя KM1-KM4.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
9
Глава 2. Выбор устройств управления.
Раздел 2.1. Выбор датчиков.
Датчики - это устройства, которые используются для измерения физических
величин и преобразования их в электрический сигнал. Они могут измерять различные
параметры, такие как температура, давление, влажность, уровень жидкости, расстояние и
другие. Датчики широко используются в различных отраслях промышленности, научных
и медицинских приборах, автомобилях, бытовых приборах и других устройствах.
Существует множество различных типов датчиков, каждый из которых способен
измерять определенный параметр. Для системы управления лифтом могут быть
использованы различные типы датчиков, такие как датчики положения кабины лифта,
датчики веса груза, датчики скорости движения и другие. Согласно требованиям к
пассажирскому лифту и принципиальной схеме для использования в данном курсовом
проекте были выбраны индуктивные датчики.
Индуктивный датчик - это электронное устройство, которое используется для
обнаружения металлических объектов вблизи сенсора. Он работает на основе принципа
электромагнитной индукции, где изменение магнитного поля вокруг датчика вызывает
появление электрического сигнала. Когда металлический объект находится вблизи
датчика, он изменяет магнитное поле, что приводит к появлению сигнала на выходе
датчика.
Индуктивные датчики могут использоваться в грузопассажирских лифтах для
контроля положения кабины и дверей. Они могут определять, находится ли кабина на
нужной этаже и находятся ли двери в открытом или закрытом состоянии. Эта информация
может использоваться для безопасного и эффективного перемещения людей и грузов
между этажами здания. Такой вид датчика подходит для использования в данном
курсовом проекте благодаря следующим своим преимуществам:
• Быстрый отклик: Индуктивные датчики имеют быстрый отклик на изменения
положения кабины и дверей, что позволяет быстро реагировать на любые изменения в
работе лифта.
• Безопасность: Использование индуктивных датчиков повышает уровень
безопасности для пользователей лифта, так как позволяет контролировать скорость
движения кабины и остановку на нужном этаже.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
10
• Высокая точность: индуктивные датчики обеспечивают высокую точность
обнаружения металлических объектов, что позволяет использовать их для измерения
расстояний и других точных задач.
• Надежность: Индуктивные датчики имеют долгий срок службы и не требуют
регулярного обслуживания, что повышает надежность работы лифта.
Индуктивные датчики предлагают широкий спектр преимуществ, что делает их
популярным выбором для различных установок.
Для использования в данном курсовом проекте были выбраны индуктивные
датчики модели PS2-08M33-2B11-K. Чтобы убедиться в выборе составим таблицу
характеристик индуктивных датчиков. Для сравнения можно взять модель PRFAWT185DO-IV. Характеристики этих двух датчиков представлены в таблице 1:
Таблица 1. Сравнение индуктивных датчиков.
Наименование
PS2-08M33-2B11-K
Напряжение питания
10…30В VDC
PRFAWT18-5DO-IV
12…24B VDC
Расстояние срабатывания
1,5 мм
4 мм
Частота срабатывания
1.5кГц
80Гц
Температура окраужающей
среды
-25...+70°С
-25...+70°С
Класс защиты
IP67
IP67
Цена, руб
От 2400
От 10000
Оба датчика подходят для использования в данном курсовом проекте по
напряжению питания и имеют хорошую устойчивость к внешним воздействиям.
Индуктивный
датчик
модели
PRFAWT18-5DO-IV
имеет
большее
расстояние
срабатывания, но для использование в лифте большая дальность действия не нужна.
Индуктивный датчик модели PS2-08M33-2B11-K имеет более быстрый отклик, что делает
его более точным, так же индуктивные датчикик модели PS2-08M33-2B11-K имеют
гораздо более доступную цену, нежели датчики модели PRFAWT18-5DO-IV, что делает
их более подходящими для использования в данном курсовом проекте.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
11
Рисунок 1.Индуктивный датчик модели PRFAWT18-5DO-IV
.
Рисунок 5. Схема подключения индуктивного датчика.
Раздел 2.2. Программируемый логический контроллер S7-1200 CPU1212DC.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
12
ПЛК (программируемый логический контроллер) - это электронное устройство,
которое используется для автоматизации процессов управления в промышленности и
других отраслях.
ПЛК представляет собой компьютер, способный обрабатывать
информацию и управлять различными устройствами и системами. Основная функция
ПЛК заключается в мониторинге и контроле различных процессов, таких как управление
температурой, давлением, скоростью и так далее. ПЛК может быть программирован для
выполнения различных задач, от простых операций до сложных автоматизированных
систем. ПЛК состоит из таких элементов как:
• Центральный процессор (CPU): основной элемент ПЛК, который обрабатывает
программу управления и сигналы от датчиков и устройств.
• Память: используется для хранения программы управления и данных.
• Входные и выходные модули (I/O): используются для подключения датчиков,
исполнительных механизмов и других устройств.
Входные модули
получают
информацию от датчиков, а выходные модули отправляют сигналы к исполнительным
устройствам.
• Коммуникационные порты: позволяют связать ПЛК с другими устройствами и
системами.
• Программное обеспечение: это набор инструментов и программ, необходимых
для создания, загрузки и отладки программы управления ПЛК.
Программа управления ПЛК создается на специальном языке программирования,
который позволяет описать логику работы системы. Программирование ПЛК может
производиться как на специализированных языках (например, Ladder Diagram), так и на
общих языках программирования (например, C++ или Java). Программа управления ПЛК
может содержать различные типы инструкций и команд, такие как логические операции,
арифметические операции, команды управления вводом-выводом и т.д. Они определяют,
какие действия должен выполнять ПЛК при получении определенных сигналов или при
определенных условиях.
Программа управления ПЛК является ключевым элементом в системе
автоматизации и управления производственными процессами, поскольку она определяет,
какие действия должен выполнять ПЛК для обеспечения оптимальной работы системы.
Она может быть изменена или дополнена в любой момент времени, что позволяет
адаптировать ее к изменяющимся условиям и требованиям процесса или системы.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
13
ПЛК используется во многих отраслях промышленности, например, в
производстве, энергетике, транспорте и т.д. Он позволяет автоматизировать многие
процессы, улучшить качество продукции и повысить эффективность работы предприятия.
Рисунок 8.Программируемый логический контроллер S7-1200 CPU1212DC.
Программируемый логический контроллер (ПЛК) S7-1200 CPU 1212C - это
компактный программируемый логический контроллер, разработанный компанией
Siemens для автоматизации и управления производственными процессами. Он имеет
встроенный Ethernet-порт для связи с другими устройствами и поддерживает различные
протоколы связи. Он также оснащен входными и выходными модулями для подключения
к датчикам, устройствам и исполнительным устройствам. Этот ПЛК обладает высокой
производительностью и надежностью, что позволяет ему использоваться в широком
спектре промышленных установок.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
14
S7-1200 CPU 1212C имеет 10 цифровых входов и 6 цифровых выходов, а также 2
аналоговых входа и 1 аналоговый выход. Он поддерживает различные типы сигналов,
включая 24 В постоянного тока и 120 В переменного тока.
Рисунок 9.Принципиальная схема ПЛК S7-1200 CPU1212DC.
S7-1200 CPU 1212C поддерживает коммуникацию с другими устройствами через
встроенный Ethernet-порт. Он поддерживает протоколы связи, такие как Modbus TCP,
PROFINET IO и OPC UA, что позволяет ему обмениваться данными с другими
устройствами и системами в реальном времени. Кроме того, он также может быть
подключен к другим устройствам через последовательные порты RS485 и RS232.
Программирование S7-1200 CPU 1212C производится с использованием
интегрированной среды разработки TIA Portal, которая предоставляет все необходимые
инструменты
для
создания
программной
логики
управления
и
настройки
коммуникационных модулей.
Преимущества использования программируемого логического контроллера S71200 CPU 1212C :
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
15
• Высокая производительность: благодаря мощному процессору и большой
памяти, S7-1200 CPU 1212C обеспечивает высокую скорость обработки данных.
• Широкий выбор коммуникационных протоколов: S7-1200 CPU 1212C
поддерживает несколько протоколов связи, что позволяет ему легко интегрироваться с
другими устройствами и системами.
• Простота использования: благодаря интуитивно понятному интерфейсу и
удобному программному обеспечению, S7-1200 CPU 1212C легко настраивается и
программировается.
• Надежность: S7-1200 CPU 1212C имеет высокую степень надежности и
долговечности, что обеспечивает бесперебойную работу системы на протяжении многих
лет.
Недостатки использования программируемого логического контроллера S7-1200
CPU 1212C :
• Ограниченный функционал: по сравнению с более продвинутыми моделями
ПЛК, S7-1200 CPU 1212C имеет ограниченный набор функций и возможностей.
• Высокая стоимость: S7-1200 CPU 1212C является одним из самых дорогих ПЛК
на рынке, что может быть недоступно для некоторых пользователей.
• Ограниченная масштабируемость: S7-1200 CPU 1212C имеет ограниченную
возможность масштабирования, что может ограничить его использование в больших
системах.
Требуется
специализированное
программное
обеспечение:
для
программирования S7-1200 CPU 1212C требуется специализированное программное
обеспечение, что может быть дополнительным расходом для пользователей.
В
целом,
S7-1200
CPU
1212DC
представляет
собой
компактный
и
производительный программируемый логический контроллер, который обеспечивает
надежную работу и интеграцию с средой разработки TIA Portal, но при этом может иметь
ограничения по количеству входов-выходов, поддержке протоколов связи и скорости
обработки данных.
Раздел 2.3. Компания Siemens.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
16
Siemens AG - это международная компания, которая занимается производством и
продажей различных технологических решений и оборудования для различных отраслей
промышленности, энергетики, здравоохранения и транспорта
Основные направления деятельности компании Siemens:
• Промышленная автоматизация и управление производственными процессами;
• Энергетическое оборудование и технологии;
• Медицинское оборудование и системы здравоохранения;
• Транспортные системы и технологии;
• Инфраструктура и городские технологии.
Компания Siemens имеет широкую глобальную сеть представительств и
дистрибьюторов, что позволяет ей успешно работать на мировом рынке и предоставлять
свои продукты и услуги в различных странах мира. Благодаря высокому качеству своей
продукции и сервиса, компания Siemens заслужила доверие многих крупных заказчиков и
стала одним из лидеров в своей отрасли.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
17
Глава 3. Разработка программы для САУ грузопассажирского лифта с автоматическими
дверями..
Раздел 3.1. Среда разработки TIA Portal.
TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) - это интегрированная среда
разработки, которая позволяет программировать и настраивать различное оборудование
для автоматизации производственных процессов. Эта среда разработки разработана
компанией Siemens и является одной из наиболее популярных в своей отрасли.
TIA
Portal
включает
в
себя
несколько
модулей,
которые
позволяют
программировать и настраивать различные устройства и системы:
• STEP 7 - модуль для программирования контроллеров SIMATIC S7;
• WinCC - модуль для создания и настройки систем визуализации;
• StartDrive - модуль для настройки приводов и двигателей;
• Safety - модуль для настройки безопасности оборудования.
TIA Portal позволяет значительно упростить процесс разработки и настройки
оборудования
для
автоматизации
производственных
процессов,
что
позволяет
существенно повысить эффективность работы предприятия. Кроме того, среда разработки
поддерживает различные языки программирования, такие как:
• FBD -
это язык программирования, который используется для создания
функциональных блоков, которые могут быть повторно использованы в других
программах. В FBD программа представляется в виде диаграммы, где каждый блок
выполняет определенную функцию. Этот язык программирования удобен для создания
сложных программ, которые содержат множество условий и операций.
• SCL -
это язык программирования, который используется для написания
структурированных программ для контроллеров SIMATIC S7. SCL позволяет
использовать математические операции и функции, а также циклы и условные операторы.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
18
Этот язык программирования удобен для создания сложных алгоритмов и решения
математических задач.
• LAD - это язык программирования, который используется для создания
логических схем в виде лестничных диаграмм. В LAD программа представляется в виде
рядов контактов и катушек, которые соединены между собой линиями. Этот язык
программирования удобен для создания простых программ, которые содержат логические
операции и условия.
TIA Portal также обеспечивает возможность удаленного доступа к устройствам
автоматизации, мониторинг и анализ производственных данных, а также интеграцию с
облачными сервисами для управления и мониторинга системы.
В TIA Portal для программирования используется несколько видов блоков:
Рисунок 11.Виды блоков TIA Portal.
• Организационные блоки (OB, Organizational Blocks): представляют собой блоки,
которые используются для организации проекта. Они не выполняют никаких функций, но
помогают структурировать проект и упрощают его навигацию.
•
Функциональные
блоки
(FB,
Function
Blocks):
являются
повторно
используемыми блоками, которые выполняют определенную функцию. Они могут быть
созданы программистом или использоваться из библиотеки стандартных функций.
Function Blocks можно использовать в различных программах и проектах, что позволяет
значительно сократить время на разработку программ.
• Функции (FC, Function): являются блоками, который также выполняет
определенную функцию, но не может быть повторно использован в других программах.
Function может быть создан программистом и использоваться только в рамках одной
программы.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
19
• Блоки данных (DB, Data Blocks): представляют собой блоки данных, которые
содержат переменные и константы, используемые в программе. Data Blocks могут быть
созданы программистом и использоваться в различных программах и проектах. Они
позволяют упростить работу с данными и обеспечить единообразие в их использовании.
В TIA Portal для идентификации и категоризации переменных используются теги.
Каждый тег имеет уникальное имя и определенный тип данных. Например, тег может быть
целым числом, строкой, или булевским значением. Теги можно использовать для
хранения данных, управления устройствами, или обмена информацией между
компонентами системы.
В целом, TIA Portal представляет собой мощный инструмент для разработки
автоматизированных систем, который обеспечивает эффективную работу с устройствами
Siemens
и
упрощает
процесс
проектирования,
настройки
и
обслуживания
автоматизированных систем.
Раздел 3.2. Описание работы программы ПЛК.
Суть
программы
заключается
в
том,
чтобы
автоматизировать
работу
грузопассажирского лифта с автоматическими дверями. Программа работает следующим
образом:
• При нажатии кнопки вызова на 1 этаж(SB1) лифт опускается на 1 этаж, если он
был на втором. Если двери открыты, они закрываются перед тем, как лифт поедет. Когда
лифт опускается на 1 этаж, двери открываются на 20 секунд, после чего закрываются.
• При нажатии кнопки вызова на 2 этаж(SB2) лифт поднимается на 2 этаж, если
он был на первом. Если двери открыты, они закрываются перед тем, как лифт
поедет.Когда лифт поднимается на 2 этаж, двери открываются на 20 секунд, после чего
закрываются.
• При нажатии кнопки вызова на 1 этаж(SB1), если лифт уже на первом этаже или
при нажатии кнопки вызова на 2 этаж(SB2), если лифт уже на втором этаже двери лифта
открываются на 20 секунд, после чего закрываются.
• При нажатии кнопки стопа(STOP) лифт останавливается.
Зададим в тегах все переменные, которые будут использоваться в программе:
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
20
Рисунок 10.Теги TIA Portal.
На входах стоят:
1.
SB1 - кнопка вызова на 1 этаж.
2.
SB2 - кнопка вызова на 2 этаж.
3.
STOP - кнопка стопа(на схеме обозначена как SB3).
4.
D1 - индуктивный датчик, выдающий сигнал если лифт находится на 1
5.
D2 - индуктивный датчик, выдающий сигнал если лифт находится на 2
6.
DD1 - индуктивный датчик, выдающий сигнал если двери лифта открыты.
7.
DD2 - индуктивный датчик, выдающий сигнал если двери лифта закрыты.
этаже.
этаже.
На выходах стоят:
1.
KM1 - аверс двигателя, отвечающего за вертикальное перемещение
лифта(движение вверх).
2.
KM2 - реверс двигателя, отвечающего за вертикальное перемещение
лифта(движение вниз).
3.
KM3 - реверс двигателя, отвечающего за управление дверьми(закрытие
4.
KM4 - аверс двигателя, отвечающего за управление дверьми(открытие
дверей).
дверей).
Блок main (главный блок) в TIA Portal - это основной блок программы управления,
который содержит основную логику управления и координации работы всей системы. В
нём опишем логику работы программы:
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
21
Рисунок 12. Блок main часть 1.
Первый функциональный блок написан на языке релейных диаграмм LAD.
Основная логика выполнения программы описана в нём.
При нажатии кнопки вызова на 1 этаж SB1, если датчик 2-го этажа D2 даёт сигнал,
следовательно, лифт находится на 2 этаже, срабатывает set-вход SR триггера и на его
выход Q подаётся сигнал. Запускается выход KM2 и опускает лифт, пока не сработает
датчик 1-го этажа D1 и не подаст сигнал на reset-вход SR триггера, останавливая работу
выхода KM2. Выход KM2 не запустится, пока активен выход KM3 или KM4.
При нажатии кнопки вызова на 2 этаж SB2, если датчик 1-го этажа D1 даёт
сигнал, следовательно, лифт находится на 2 этаже, срабатывает set-вход SR триггера и на
его выход Q подаётся сигнал. Запускается выход KM1 и поднимает лифт, пока не
сработает датчик 2-го этажа D2 и не подаст сигнал на reset-вход SR триггера, останавливая
работу выхода KM1. Выход KM1 не запустится, пока активен выход KM3 или KM4.
Выходы KM1 и KM2 не включатся, пока неактивен датчик DD2, а датчик DD1,
наоборот, подаёт сигнал, следовательно, двери лифта открыты.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
22
Рисунок 13. Блок main часть 2.
Рисунок 14. Блок main часть 3.
После нажатия кнопки вызова на 1 этаж SB1 запускается set 2 и когда лифт
прибывает на 1 этаж и срабатывает датчик D1 запускается выход KM4 и двери
открываются до срабатывания датчика DD1, подающего сигнал, что двери лифта открыты.
Аналогично, после нажатия кнопки вызова на 2 этаж SB2 запускается set 3 и когда
лифт прибывает на 2 этаж и срабатывает датчик D2 также запускается выход KM4 и двери
открываются до срабатывания датчика DD1, подающего сигнал, что двери лифта открыты.
Если была нажата кнопка SB1, когда активен датчик 1-го этажа D1, или же SB2,
когда активен датчик 2-го этажа D2, так же срабатывает выход KM4 и открывает двери
лифта до срабатывания датчика DD1.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
23
При вsключении выхода KM4 на вход P-триггера подаётся сигнал от его
нормальнозамкнутого контакта и он подаёт импульс на reset 2 и reset 3.
Выход KM4 не включится пока активен выход KM1 или KM2.
Рисунок 15. Блок main часть 4.
При нажатии кнопки вызова на 1 этаж SB1, если датчик 2-го этажа D2 даёт
сигнал, а датчик DD2 не подаёт сигнала, следовательно, двери лифта открыты, включается
выход KM3 и закрывает двери, пока не сработает датчик DD2.
Аналогично, при нажатии кнопки вызова на 2 этаж SB2, если датчик 1-го этажа
D1 даёт сигнал, а датчик DD2 не подаёт сигнала, следовательно, двери лифта открыты,
также включается выход KM3 и закрывает двери, пока не сработает датчик DD2.
Если активен датчик D1 или D2, а также неактивен выход K4 и датчик DD2,
запускается таймер и отсчитывает 20 секунд, после включает выход KM3 до срабатывания
датчика DD2.
Выход KM3 не запустится пока активен выход KM1 или KM2.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
24
Рисунок 16. Блок main часть 5.
При нажатии кнопки STOP отключаются все выходы и работа лифта
останавливается.
В программе для данного курсового проекта используются следующие блоки:
• Таймер с задержкой включения TON.
Данный блок работает следующим образом - если на входной параметр IN
приходит сигнал, включение задерживается на интервал времени указанный на входе PT.
После истечения времени на входе PT, сигнал отображается на выходе Q, пока на входном
параметре IN остаётся сигнал. Время, которое уже прошло указано на выходе ET.
Параметры функции данного таймера описаны в следующей таблице, взятой из
мануала TIA Portal:
Таблица 2. Параметры блока таймера TON.
Следующая диаграмма демонстрирует работу описанной выше логики:
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
25
Рисунок 18. Временная диаграмма таймера TON.
Рисунок 19. Блок таймера с задержкой включения TON.
• SR-триггер.
Данный блок работает следующим образом - если на вход S приходит сигнал, а
на выход R1 нет, выход включается. Если на вход S не приходит сигнал, а на выход R1
приходит, выход отключается.
Вход R1 имеет приоритет над входом S. Когда сигнал подаётся на оба входа R1 и
S, выход отключается.
Параметры функции данного триггера описанны в следующей таблице, взятой из
мануала TIA Portal:
Таблица 3. Параметры блока SR-триггера.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
26
Рисунок 21. Блок SR триггера .
•P-Триггер.
Данный блок работает следующим образом - если значение сигнала на входе CLK
сменяется с 0 на 1, выход Q посылает короткий импульс, после чего выход Q остаётся
неактивен до следующей смены значения сигнала на входе CLK.
Параметры функции данного триггера описанны в следующей таблице, взятой из
мануала TIA Portal:
Таблица 4. Параметры блока P-триггера.
Рисунок 23. Блок P триггера.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
27
4. Мероприятия по технике безопасности.
На основании анализа паспортных данных элементов автоматики разработаны
следующие общие мероприятия по технике безопасности:
• Запрещается устанавливать поврежденные элементы автоматики или элементы,
у которых отсутствуют какие-либо детали, так как невыполнение этого требования может
повлечь за собой опасность получения травмы.
• Устанавливать элементы автоматики только в соответствии с паспортными
данными.
• Пользователь не должен проводить испытания выдерживаемого элементом
напряжения, так как элементы автоматики проходят эту проверку перед отгрузкой с
завода.
Раздел 4.1. Техника безопасности при работе с ПЛК.
• Во время эксплуатации и технического обслуживания прибора следует
соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, «Правил эксплуатации электроустановок
потребителей»
и
«Правил
охраны
труда
при
эксплуатации
электроустановок
потребителей».
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
28
• Любые подключения к прибору и работы по его техническому обслуживанию
следует производить только при отключенном питании контроллера и подключенных к
нему исполнительных механизмов
• Не допускается попадание влаги на контакты выходных соединителей и
внутренние элементы контроллера.
• Прибор запрещено использовать при наличии в атмосфере кислот, щелочей,
масел и иных агрессивных веществ.
•
Физический
доступ
к
прибору
должен
быть
разрешен
только
квалифицированному обслуживающему персоналу
Раздел 4.2. Техника безопасности при работе с грузопассажирским лифтом.
• При работе лифтеры и проводники лифтов обязаны проходить периодический
медицинский осмотр один раз в два года.
• Лифты
ежегодно
проверяют
и
результаты
заносят в специальную
табличку. В лифте должна находиться инструкция по безопасной эксплуатации с
указанием максимальной грузоподъемности.
• Лифтеры должны иметь при себе
право
выполнения
работ.
При
соответствующее удостоверение на
переходе
на
работу
с
одного
типа лифта на другой (и больших перерывах в работе) проводится внеплановый
инструктаж по безопасности труда.
• О всех неисправностях в работе лифта лифтер и проводник должны сообщить
электромеханику,
прикрепленному
надзора
состоянием
за
техническим
администрацией
лифта,
и
для
в случаях, предусмотренных
настоящей инструкцией, останавливать работу лифта для устранения неисправностей.
•
При
проверке
исправности
контактов
дверей
шахты
и кабины
следует убедиться в том, что при нажатии какой-либо кнопки для пуска лифта (из
другой точки) кабина останется неподвижной.
• Лифтер и проводник не должны допускать перегрузки кабины сверх
установленной предельной нагрузки.
• При всех обнаруженных недостатках во время осмотра лифтер обязан
обесточить лифт, вывесить плакат
"Лифт
не
работает"
и сообщить об этом
администрации.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
29
Раздел 4.3. Техника безопасности при работе с напряжением 380В.
• Любые работы надо проводить, предварительно убедившись, что электричество
отключено.
• Лучше всего пользоваться индикаторной отвёрткой перед началом любой
работы, связанной с электрическим током. Просто коснитесь кончиком отвертки всех
контактов и подозрительных проводящих поверхностей. Указательный палец при этом
должен касаться контакта на торце рукоятки отвёртки.
• Перед присоединением испытательной установки к сети напряжением 380В
вывод высокого напряжения ее должен быть заземлен.
• Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В должно
выполняться через коммутационный аппарат с видимым разрывом или через
штепсельную вилку, расположенную на месте управления установкой.
• Перед началом работ все посторонние лица должны быть удалены из помещения
с высоковольтной установкой.
• Запрещено использовать электроинструмент в таких местах, которые имеют
химически активные среды. Эта среда имеет способность разрушать материал изоляции
или сам металл.
• Запрещено применение инструмента, который может быть причиной короткого
замыкания, такого, как стальные ножовки или металлические линейки.
• При отключении напряжения необходимо выполнять меры безопасности
(например, плавкие предохранители снимают с помощью изолированных клещей в
диэлектрических перчатках и защитных очках).
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
30
Заключение.
Грузопассажирские лифты имеют ряд преимуществ по сравнению с другими
видами вертикального транспорта, такими как лестницы или эскалаторы. Ипользование
лифта позволяет сократить время, затрачиваемое на перемещение между этажами, что
особенно важно в больших зданиях, а также:
• Упрощает процесс перевозки грузов между этажами.
• Обеспечивает безопасность перемещения.
• Экономит пространство, так как не нужны отдельные лифты для перевозки
грузов и пассажиров.
Во время работы над данным курсовым проектом были выполненны следующие
задачи:
•
Составлена
принципиальная
электрическая
схема
управления
грузопассажирским лифтом с автоматическими дверями
• Согласно требованиям к грузопассажирскому лифту и принципиальной схеме
выбраны элементы управления.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
31
• На основе принципиальной электрической схемы
управления разработана
программа ПЛК.
• Разработаны мероприятия по технике безопасности
Список используемых источников.
1. ГОСТ 2.701-84 СХЕМЫ. ВИДЫ И ТИПЫ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К
ВЫПОЛНЕНИЮ.
–
М.,
1984-
9
с.
(Единая
система
конструкторской
документации).
2. ГОСТ 2.781-96 ЕСКД. Обозначения условные графические .- М., 2017- 10
с. (Единая система конструкторской документации).
3. ГОСТ 2.609—79.
ЕСКД. Порядок
разработки, согласования и
утверждения эксплуатационных и ремонтных документов. – М., 1979- 8 с.
(Единая система конструкторской документации).
4. ГОСТ 2.701-84 СХЕМЫ. ВИДЫ И ТИПЫ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К
ВЫПОЛНЕНИЮ.
–
М.,
1984-
9
с.
(Единая
система
конструкторской
документации).
5. ГОСТ 2.781-96 ЕСКД. Обозначения условные графические .- М., 1996- 10 с.
(Единая система конструкторской документации).
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
32
6.
ГОСТ
24.104-85
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ
УПРАВЛЕНИЯ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ.- М., 1985- 10 с.
СИСТЕМЫ
(Единая система
стандартов автоматизированных систем управления).
7. ГОСТ 24.302-80 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМ.М., 1980-5 с. (Система технической документации на АСУ).
8. ГОСТ 24.302-80 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМ.М., 2019-5 с. (Система технической документации на АСУ)
9. Автоматизация производства. / В.Н. Брюханов. - М.: Высшая школа, 2017. 367 c.
10. Автоматизация производственных процессов: Учебное пособие / В.В.
Клепиков, Н.М. Султан-заде, А.Г. Схиртладзе. - М.: Инфра-М, 2018. - 224 c.
11. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического
управления (ССУЗ) / И.Ф. Бородин. - М.: КолосС, 2019. - 352 c.
12. Грузопассажирские лифты / А.А.Ларин - Юрайт, 2022 - 240 с.
13. Лифты и другие подъемные механизмы / Б.Т.Бадагуев, - инфоинженерия, 2023, - 404 с.
14. Руководство STEP 7 Basic V14 SP1 - Siemens, 201 - 350 с.
15. Современные датчики. Справочник/Я.Фрейдин - техносфера, 2021. - 800 с.
Приложение А
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
33
Рисунок 1. Схема подключения блока питания.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
34
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
35
Рисунок 2. Схема подключения двигателей.
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
36
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
37
Рисунок 3. Схема подключения ПЛК
Лист
КП 15.02.10.12.23.00.00.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
38