畢業論文：基于plc的變頻調速電梯控制系統設計(存儲版)

　　

【正文】 ................................................ 33 第 6 章 電梯集成控制 .................................................................................... 34 電梯集成控制概述 ............................................................................ 34 總體方案 ............................................................................................ 34 系統硬件電 路 .................................................................................... 35 主電路的控制 ............................................................................ 35 鍵盤及顯示 ................................................................................ 36 安全回路 .................................................................................... 36 其他 ............................................................................................ 36 軟件設計 ............................................................................................ 37 結論 .................................................................................................................... 40 參考文獻 ............................................................................................................ 41 致謝 .................................................................................................................... 42 外文資料翻譯 .................................................................................................... 43 外文資料 ............................................................................................................ 47 . I摘 要 電梯是高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運輸工具。 電梯是集機電一體的復雜系統，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。掘資料統計，在美國乘其他交通工具的人數每年約為 80 億人次，而乘電梯的人數每年卻有 540 億人次之多。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計算機技術的普遍應用。電梯作為建筑物內的主要運輸工具已經成為我們日常生活的一個不可缺少的組成部分。全世界平均 1000 人有 l 臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加 70 萬臺。目前國內市場需要的電梯產品，我國電梯行業幾乎全部可以生產，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。在一些發達的工業國家，電梯的使用相當普遍。 隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。我們這罩所說的智能化電梯是傳統的人工智能是無法勝任的。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯系，而且電梯本身應當能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產生緊張不安的情緒。 錯誤 !未找到引用源。 對現代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。 需圖紙找 251133408 第 6 頁 共 50 頁 第 2 章 電梯的概述 本章介紹了電梯系統的基本結構及各種分類方式。曳引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦來驅動轎廂升降。它是有轎廂架和轎廂體組成的。 (6)電力拖動系統 電力拖動系統由曳引電機，供電系統，速度反饋裝置，調速裝置等組成，它的作用是對電梯進行速度控制。操縱裝置是由轎廂內的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運行的。目前電梯的基本分類方法大致如下 ： (1)按用途分類 乘客電梯 ： 為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內裝飾。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫 電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 直線電機 驅動的電梯 ： 其動力源是直線電機。 (4)按電梯有無司機分類 有司機電梯 ： 電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。 并聯控制電梯 ： 2～ 3 臺電梯的控制線路并聯起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。電梯的調速部分選用高性能的矢量控制變頻器，邏輯部分由 PLC 來實現。 行車方向由內選信號決定，順向優先執行； 錯誤 !未找到引用源。 拖動控制系統 需圖紙找 251133408 第 12 頁 共 50 頁 PLC 控制系統與其它控制方式的比較 PLC 控制系 統與繼電器控制系統的比較 繼電器組成的順序控制系統是最早的一種實現電梯控制的方法。 電梯繼電器控制系統故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾，且電梯一旦發生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現人身事故。（ 6）更改控制方案時不需要改動硬件接線。其中機械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。 利用旋轉編碼器。 FX2N 配置靈活，除主機單元外，還可擴展 I/O 模塊， A/D 模塊， D/A 模塊和其它特殊功能模塊。尤其是可用 PC 機對系統實時進行監控。系統中拖動調速控制系統的關鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行，以改善電梯運行的舒適感；另外，由于電梯在建筑內 的耗電量占建筑物總用電量的相當比例，因此，電梯節約用電日益受到重視。它在低速下 (1％額定轉矩 )即使不采用 PG 反饋，也可提高啟動轉矩和無故障運行，當增加 PG 控制時，可以實現零速高轉矩控制。 帶 PG 反饋時，需要選用 PG 速度控制卡。%（無 PG） %（帶 PG） 速度響應 5HZ(無 PG) 30HZ(帶 PG) 轉矩極限 有 轉矩精度 177。如需要完整說明書和 CAD 圖紙等 .請聯系 扣扣：二五一一三三四零八 另提供全套機械畢業設計下載！ 主電路的控制 本系統采用的調速方式為 SPWM控制交流鼠籠機 ， 采用從低速到高速的平滑調速 ，SP2WM 控制電路框圖如圖 3所示 。 采用光電隔離大大提 高了系統的抗干擾能力 。另外，模擬量輸入采用運放隔離形式的二級有源濾波，來完成電壓、電流、超重信號的管理檢測工 作。因此可以省去原來每層在電梯井道中設置的減速信號的硬件檢測裝置，大大減 少了信號連接線、降低了成本。 PLC 具有強抗干抗能力等優點使 得 電梯 工 業一 次又 一 次的將 PLC 應用 于 電梯控制系統，以取代 傳統的使用 繼電器控制電梯系統。 關鍵詞： PLC 智能建筑 電梯控制系統 工作原理 程序設計 需圖紙找 251133408 第 26 頁 共 50 頁 Ⅰ 引言 在 20 世紀 80 年代 ， 第 一座智能 大廈在美國 竣工 ， 之 后智能建筑 引起了全世界的關注。本文主要論述了電梯控制系統的工作原理，系統的軟件和硬件實現方法等。另一方面 C200HE 系列 PLC具有擴展功能， 其功能完善，可靠性強， 目前已能滿足我們的要求。控制線和信號線分別 接至各個樓層 。 例如 一個 3層 電梯，其中的一個子程序 即當電梯在第一層時，第三層有呼叫，其順序功能圖如下圖 3所示 。它可以使 工 業管理中心 的工作人員在遠距離的控制中心就可以實現對電梯的 監測和控制， 通過 以太網或 個人專用 網絡，如Lon Works，將電梯和控制中心連接起來，這樣一來 電梯 的 工 作狀況 可以得到及時 的監視。模擬實驗闡述了該方案的設計方法是 切實 可行的。順序功能圖 SFC 在設計過程中 被采用， 它 廣泛應用于工業順序 控制。 電梯室內的主電源還通過由軟電纜做成的導線連接到各個 控制按鈕。 PLC的輸出點 直接控制傳感器 ， 以達到 電動正轉 和 反 轉， 停機 和 轉速控制 等 目的 。 PLC 具有強抗干抗能力等優點， 使 得 電梯 工 業一 次又 一 次將 PLC 應用 于 電梯控制系統，以取代 傳統的使用 繼電器控制電梯系統。這 不但實現 了 電梯 的科學集中管理，而且降低電梯維修費用 。 最后，感謝母校湘潭大學對我的培養。本 設計是 PLC 和變頻器組成的電梯控制系統，在原有基礎上取消了減速隔磁板，將變頻器的分頻脈沖輸出信號反饋給 PLC，在不增加硬件設備的條件下，實現電梯速度、位移的閉環控制，提高了系統的可靠性和平層精度。 其他 8255的 A口用來完成本層查詢任務， 8255的 B口與 C口完成電磁包閘、電機啟停、轎廳聯鎖等信號的管理工作，并留有部分口用于類似系統的擴展。 鍵盤及顯示 在電梯控制系統中 ， 呼梯信號紛繁復雜 ， 本系統涉及信號達幾百個 ， 在設計中采用了 8279專用鍵盤管理及顯示芯片并輔以必要的光電隔離驅動電路來完成呼梯信號的管理工作 ， 收集相應的呼梯信號 ， 并以相應的燈光顯示 。調速部分主要是對變頻器的參數設置，而 PLC 控制部分則首先闡述了設計思想，并對 PLC 的選擇及 I/O 點數分配以及旋轉編碼器與 PLC 的連接。 VS616G5 型變頻器的標準規格如表 31： 表 31 616G5 型變頻器的標準規格 電壓 200V 400V 容量范圍 — 10KVA 電 電壓頻率 200V： 三 相 200/208/220V 400V： 三相 380/400/415/440/460V 需圖紙找 251133408 第 16 頁 共 50 頁 源 電壓允許變動 +10%— 15% 頻率允許變動 177。 VS616G5 即使在負載變動條件下，也具有全速范圍高精度運行的特點。 VS616G5 具有全頻域磁通電流矢量控制的特點。這是本設計的特點之一。 FX2N PLC 的編程，可用編程器，也要以在 PC 機上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSE MEDOC 進行。 (2)可編程控制器 (PLC)的選型 根據以上選擇的轎廂樓層位置檢測法，要求可編程控制器必須具有高數計數器，綜合考慮后，系統選擇了日本三菱公司生產的 FX2N 系統 PLC。這種方法需對磁保開關的不同狀態進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進行運算時需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 (1)轎廂位置檢測 轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態，所處位置，及時向控制系統發出所需要的信號。（ 4）PLC 可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性， 并便于檢修。 電梯繼電器控制系統的優點：所有控制功能及信號處理均由硬件實現，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術人員和技術工人所掌握；系統的保養、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、儀器；大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜；多年來我國一直生產這類電梯、技術成熟，已形成系列化產品，技術資料圖紙齊全，熟悉，掌握的人較多。 行車時不能手動開門或本層呼梯開門 ,開門不能行車； 錯誤 !未找到引用源。電梯信 號控制系統如圖 32 所示，輸入到 PLC的控制信號有：運行方式選擇（如自動、有 /無司機、檢修、消防運行方式等）、運行控制、轎內指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉編碼器、光電脈沖、開關門及限位信號、門區和平層信號等。 需圖紙找 251133408 第 10 頁 共 50 頁 第 3 章 系統結構及基本方案的選擇 本章確定了系統的總體結構，并針 對系統的總體結構，對變頻器的類型進行了述，并確定由 PLC 來實現電梯信號控制，完成了電梯控制系統中變頻器和可編程控制器的選擇。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登