畢業設計說明書基于plc的電梯控制系統的設計(更新版)

　　

【正文】 0~t3 時間內加速啟動階段，其中 0~t1 和 t2~t3 時間內為拋物線速度曲線，在 t1~t2時間內為直線速度曲線； t3~t4 時間內為穩速運行階段； t4~T 時間內為減速制動階段。加速斜率是以速度給定從 0 加速到 1000 轉 /分所需要的時間來定 義的。 3）電梯操作方式 單臺電梯的操作方式有手柄操縱控制、按鈕控制、信號控制和集選控制等。 光電脈沖 拖動控制系統 安全保護信號 輸入接口 PLC 輸出接口 呼梯信號指示 樓層顯示 運行方向指示 呼梯鈴 開關門控制 開關門信號 門區或平層信號 運行控制信號 內指令信號 號 外指令信號 運行方式選擇 安全裝置 井道裝置 轎廂操縱盤 廳外呼梯 指層器 調整器 拖動控制 PC 主機 CPU 存儲器 輸入接口 輸出接口 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 30 ⑦內指令記憶。 ②電梯到位后，具有手動或自動開門關門功能。尤其是可用 PC 機對系統實時進行監控。旋轉編碼器的轉軸直接與曳引電動機轉軸相連接，當電動機轉動時，編碼器輸出與轉角對應的脈沖數，通過累計脈沖數量可直接算出轎廂相應的位置行程，進而，算出電梯運行過程中轎廂所處層樓位置，確定換速點、提前開門區、平層停車點等 [18]。 位置檢測方法主要有如下幾種： 1）用于簧管磁感應器或其它位置開關。 PLC 負責處理各種信號的邏輯關系，從而向變頻器發出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態輸送給 PLC，形成雙向聯絡關系。 513/≈ (Ω ) 其中 UO為額定情況下變頻器的直流母線電壓，取 RZ≥ 30（ Ω ）由于制動電阻的工作不是連續長期工作，因此其功率可以大大小于通電時消耗的功率。 k=002, W1=20xxkg, W2=1000kg, W3=2400kg, g=所以： P2=（ 600179。 變頻器結構及參數設計 VS616G5 變頻器共有 9 組參數，每一組參數的設計都具有特定的含義。 圖 、 B 兩相脈沖波形圖 VS616G5 用在電梯調速系統中時，還必須配置制動電阻。 變頻器的配置及容量選擇 VS616G5 變頻器用在電梯調速系統中時，必須配 PG 卡及旋轉編碼器，以供電動機測速及反饋。 V/F 控制 178。 （ 2）有豐富的內藏與選擇功能。 考慮以上各種因素，本設計選用安川 VS616G5 型全數字變頻器。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技術，把功率電橋、驅動電路、檢測電路、保護電路等封裝在一起，構成了一種“智能電力模塊”（ Intelligent Module，IPM）這種器件屬于絕緣金屬基底結構，所以防電磁干擾能力強，保護電路和檢測電路與功率開關間的距離盡可能的小，因而保護迅速且可靠，傳感信號也十分迅速。 通用變頻器 為了滿足以上的條件，本設計選擇通用變頻器。所以，籠統的認為放大一級功率選擇變頻器是沒有錯的想法，但會造成浪費。在同一品牌中選擇具體型號時，則主要依據已經確定的變頻調速方案、負載類型以及應用所需要的一些附加功能來決定 [7]。 （ 3）安裝更方便、更快捷 。 （ 5）智能群控管理得到廣泛應用。 一 個半世紀的風風雨雨，翻天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升現代人生活質量的承諾。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂 直上的傾斜角小于 15176。 （ 6）廳門開關：每個廳門都裝有門鎖開關。 （ 2）轎廂和廳門： 轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。 電梯的主要參數是電梯制造廠設計和制造電梯的依據。 （ 10）停層站數 (站 ) 凡在建筑物內各樓層用于出入轎廂的地點均稱為站。 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 12 （ 5）開門寬度 (mm) 轎廂門和層門完全開啟時的凈寬度。 150 年以來，她已經發展成為世界、亞洲和中國領先的電梯公司。然后是系統硬件開發，完成了變頻器的參數設置及 PLC 的選型、 I/O 點數分配以及旋轉編碼器與 PLC 的連接。 課題的主要研究內容 課題所研究的內容主要是用可編程控制器（ PLC）和變頻器改造在用電梯自動控制系統。 （ 3）變頻調速電梯使用先進的 SPWM 和 SVPWM 技術，明顯改善了電動機供電電源的質量，減少諧波，提高了效率和功率因數，節能明顯 [4]。 （ 4） PLC 可進行故障自動檢測報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 靈活性 PLC 的靈活性表現在以下幾個方面： （ 1）編程的靈活性 PLC 采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。 （ 4） PLC 是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機 更簡單的編 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 8 程語言和 更可靠的硬件。 PLC 與普通微機一樣。 電梯繼電器控制系統存在的問題 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 7 （ 1）系統觸點繁多接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。可編程控制器 （ PLC: Programmable Logic Controller）是根據順序邏輯控制的需要而發展起來的，是專門為工業環境應用而設計的數字運算操作的電子裝置 [1]。通過 PLC 程序設計實現樓層計數、換速信號、開門控制和平層信號的數字控制，取代井道位置檢測裝置，提高了系統的可靠性和平層精度。具有集選控制的特點。傳統的電梯曳引電動機采用接觸器來實現電動機工作狀態的改變，雙速異步電動機在定子回路中串電抗與電阻來實現電動機的調速，這滿足不了乘客的舒適感；另外，傳統的電梯控制系統由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。同時，由于電機交流變頻調速技術的發展，電梯的拖動方式已由原來直流調速逐漸過渡到了交流變頻調速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩的精度，還可以降低能耗，節約能源，減小運行費用。s fort criterion,guarantee steady precision,but also reduce the energy consumption,cut the operating , the PLC control technology and the frequency inverter has been being the focus. In this paper,using PLC to control to the elevator signaling system,a plete elevator control software has been developed,raised the elevator’s control level, improved the elevator travel fort,which resulted in an ideal control system has merits of advancing,reliable, elevator control system has functions of driver operation and automatic operation(manual and automatic),and has another functions of position indication、calling landing、 selector、 director and collective selective control. 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 4 Keyword： elevator, doublespeed asynchronous motor, programmable logic control，frequency inverter， collective selective control 基于 PLC 的電梯控制系統的設計 序 言 隨著我國經濟的高速發展，交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣泛。具有集選控制的特點。因此， PLC 控制技術加變頻調速已成為現代電梯行列的一個熱點。 （ 4）系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。編程簡單、靈活性強等特點。例如，采用可靠性的元件；采用先進的工藝制造流水線制造；對干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對電源的斷電保護；對存儲器內容的保護等。 （ 2）編程方便 PLC 有多種程序設計語言可供使用。它可根據應用的規模不同，即可進行容量 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 9 的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。 電梯變頻調速控制的特點 隨著電力電子技術、微電子技術和計算機控制技術的飛速發展，交流 變頻調速技術的發展也十分迅速。維修困難，屬于能耗型調速， 效率低，發熱量大，調速性能指標較差，嚴重地影響電梯運行質量。針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強、故障率低、可靠性高的可編程控制器（ PLC）來控制電梯。 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 11 第二章 電梯設備與電梯發展動態 電梯的出現 1854 年，在紐約 水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙178。為了確保電梯正常運行、安全使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護好電梯。半繞 2： 1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩運行速度的一半。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。因此，國家在 1997 年又正式頒發具有國際水平的新的國家標準 GB/~－ 97 以取代前述各標準。 電梯的安全保護裝置 （ 1）電磁制動器：裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 （ 7）關門安全開關：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門過程中如安全觸板碰到乘客時，發出信號，門電機停止關門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開 關等。它適用于裝置在兩層以上的建筑內，是輸送人員或貨物的垂直提升設備的交通工具。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運行平穩，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應用。 隨著新技術、新結構、新材料、新工藝的發展，電梯的機械系統結構簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 17 第三章 變頻器選擇及其參數設計 本設計通過多種方案的比較和對照，完成了電梯控制系統中變頻器的選擇。根據具體工程的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規格選擇方式： （ 1）按照標稱功率選擇：一般作初步投資估算依據。 （ 2）所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動機的參數匹配。 陽泉職業技術學院 —— 畢業設計說明書 19 通用變頻器概況 上個世紀 80 年代初，通用變頻實現了商品 化。 （ 4）應用領域不斷擴大 通用變頻器經歷了模擬控制、數字控制、數模混合控制，直到全數字控制的演變，逐步地實現了多功能化和高性能化，進而使之對各類生產機械、各類生產工藝的適應性不斷增強。無須配專用電機，可自學習 所配電機的各個參數，精確控制任何品牌的電機。 （ 5）通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 5% 轉矩響應 20Hz(無 PG)以上 150Hz(帶 PG)以上 頻率控制范圍 ~400Hz 頻率精度 (溫度變動 ) 數字式指令 177。時，可認為電動機處于正轉狀態。抑制直流電壓升高。顯然，這一組自學習到的參數，是和變頻器匹配的最佳參數，使變頻器能對該電動機進行最佳控制 [15]。 ≈ 又所以： P==。 513179。 可編程序控制器（ PLC）的選擇 電梯 PLC 控制系統不再使用繼電器控制系統中模擬轎廂運動的機械選層器。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。 FX2N系統 PLC 具有以下幾方面的優點： 1） 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。圖 為電梯 PLC 控制系統的基本結構圖，主要硬件包括 PLC 主機及擴展、機械系統、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調速裝置與主拖動系統等。自動關門待客。自動換向，當電梯完成全 部順向指令后，應能自動換向，應答相反方向的信號。 ②單轎廂全集選：登記 所有廳門和轎廂召喚；上行時順應答轎廂和廳門上召喚，直至最高層自動反向應答下行召喚和轎廂召喚。增大加速時間值起動曲線變緩，反之，起動曲線變急。系統采用旋轉編碼器檢測轎廂位置，只要電梯一運行，計算器就可以精確地確定走過的距離，到達與減速點相應的預制數時即可發出減