plc電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 按用途分：通用變頻器；高性能變頻器；具有電源再生功能的變頻器；風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器；其他專業(yè)變頻器。 變頻器的選擇 選擇變頻器的規(guī)格及滿足條件按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇，在實(shí)際中常常可能會(huì)行不通。根據(jù)具體的工程情況，可以有以下的幾種選擇方式：（1）按照標(biāo)稱功率選擇：一般做為初步投資估算依據(jù)。（2）按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇：多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計(jì)項(xiàng)目。（3）按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流選擇：多用于改造工程。（4）照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。且選擇的變頻器應(yīng)滿足以下條件：（1）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選用通用變頻器的類型。（2）所選用通用變頻器的類型與被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)匹配。（3）為降低電梯成本，選用通用變頻器。（4）電梯的啟動(dòng)和停車都要平穩(wěn)。（5）變頻器帶有防止失速功能。（6）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。 VS616G5變頻器VS616G5變頻器屬于電壓型變頻器，包括4種控制方式：V/F控制、帶PG反饋的V/F控制、無傳感器的磁通矢量控制和帶PG反饋的磁通矢量控制。VS616G5只需簡單的參數(shù)設(shè)置就可以用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。其主要參數(shù)設(shè)置如表31所示。表31 VS616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表32示出了控制電路端子的功能說明。變頻器的輸入信號包括對運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的數(shù)字操作信號。變頻器通常利用繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路形式得到這些運(yùn)行信號PLC的輸出端口可以和變頻器的上述信號端子直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)PLC對變頻器的控制。變頻器的監(jiān)測輸出信號分為開關(guān)量檢測信號和模擬量檢測信號兩種，用來和其他設(shè)備配合以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測輸出信號既可根據(jù)需要送給電流表或頻率表，也可以送給PLC的模擬量輸入模塊。對于開關(guān)量檢測信號，由于是通過繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路的形式輸出，額定值均在24V/50mA之上，符合FX系列PLC對輸入信號的要求，所以將變頻器的開關(guān)量檢測信號FX系列PLC的輸入端直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)信號的反饋控制。表32 控制電路端子的功能說明種類端子符號端子名稱功能說明數(shù)字輸入信號1正轉(zhuǎn)停止閉，正轉(zhuǎn)；開，停止多功能輸入端2反轉(zhuǎn)停止閉，反轉(zhuǎn)；開，停止3外部故障閉，故障；開，正常4故障復(fù)位閉時(shí)復(fù)位5主速/輔助切換閉輔助頻率指令6調(diào)速指令2閉多段速設(shè)定2有效7點(diǎn)動(dòng)指令閉時(shí)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行8外部封鎖指令閉時(shí)變頻器停止輸出11順序公共端子數(shù)字輸出信號9運(yùn)行信號運(yùn)行時(shí)閉多功能輸出端1025零速信號零速值(b201)以下時(shí)閉26速度一致信號在設(shè)定頻率177。2Hz以內(nèi)閉27多功能輸出公共端18故障輸出故障時(shí)1820之間閉合故障時(shí)1920之間斷開1920模擬輸出信號21頻率表輸出0～10V/100﹪頻率22公共端23電流監(jiān)視5V/變頻器額定電流 VS616G5變頻器多級調(diào)速的PLC控制利用PLC的開關(guān)量輸入輸出模塊對變頻器的多功能輸入端進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、多速控制。這種控制方式滿足其工藝要求，且接線簡單，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，成本低，并且不存在由于噪聲和漂移帶來的各種問題。表23中多功能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出場時(shí)所設(shè)定，用戶也可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操作器對這些端口重新進(jìn)行功能設(shè)定。用數(shù)字操作器對參數(shù)H101～H106進(jìn)行設(shè)定，最多可達(dá)9段速運(yùn)行，設(shè)定情況如表33所示。表33 多段速參數(shù)的設(shè)定端子對應(yīng)參數(shù)設(shè)定值內(nèi)容5H1033多段速指令16H1044多段速指令27H1055多段速指令38H1066點(diǎn)動(dòng)頻率選擇然后通過端子8和公共端子11之間的接通/斷開的組合，可得9段速頻率的選擇。端子接通/斷開的組合與被選擇頻率的對應(yīng)關(guān)系如表24所示。表中1表示接通，0表示斷開。其中，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是一種與所設(shè)置的加減速時(shí)間無關(guān)的、單步的、以點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)功能。變頻器的7端子經(jīng)過功能設(shè)定后再通過通斷組合，可控制8檔頻率，連同端子8對應(yīng)的點(diǎn)東頻率，共可實(shí)現(xiàn)9段速的控制。每檔相應(yīng)額頻率可以通過數(shù)字操作器對參數(shù)D101～D109的設(shè)置而定（范圍0～400Hz）。如表34所示。表34 多段頻率的選擇511（段速1）611（段速2）711（段速3）811（點(diǎn)動(dòng)頻）被選擇的頻率0000頻率指令1D101主速頻率數(shù)1000頻率指令2D102輔助頻率數(shù)0100頻率指令3D1031100頻率指令4D1040010頻率指令5D1051010頻率指令6D1060110頻率指令7D1071110頻率指令8D1081點(diǎn)動(dòng)頻率D109 變頻調(diào)速方案一、控制要點(diǎn)控制模式。為了保證在低速時(shí)能有足夠大的轉(zhuǎn)矩，最好采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。起動(dòng)方式。為滿足吊鉤從“床面”上升時(shí)，需要消除傳動(dòng)間隙，將鋼絲繩拉緊的要求，應(yīng)采用S型起動(dòng)方式。制動(dòng)方式。采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方法。點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)。點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)是用來調(diào)整被吊物體空間位置的，應(yīng)能單獨(dú)控制。點(diǎn)動(dòng)頻率不宜過高。二、調(diào)速方案變頻器的選型。考慮到起升機(jī)構(gòu)對運(yùn)行的可靠性要求較高，應(yīng)選用具有帶速度反饋矢量控制功能的變頻器。調(diào)速機(jī)構(gòu)。雖然變頻器調(diào)速是無級的，可以用外接電位器來進(jìn)行調(diào)速，希望調(diào)速時(shí)的基本操作方法能夠和原拖動(dòng)系統(tǒng)的操作方法相同。因此，采用左、右各若干擋轉(zhuǎn)速的控制方式。 變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、載重與配重進(jìn)行計(jì)算。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為P1，運(yùn)行速度為V，自重為M1，載重為M2，配重為M3，重力加速度為G，變頻器功率為P，在最大載重下，電梯上升的最大曳引功率為P2，則： P2=[(M1+M2+M3)G+F]V （公式351）其中F=(M1+M2+M3)G+181。為摩擦力，181。可忽略不計(jì)。～。變頻器功率P應(yīng)接近電機(jī)功率P1，相對于P2留有安全浴量，可取P=。由于電梯為位能負(fù)載，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。根據(jù)成本和使用效果方面考慮采用能耗制動(dòng)方式，但制動(dòng)電阻R值的大小應(yīng)使通過制動(dòng)電阻I1的值不超過變頻器額定電流I的一半，即： I1=U/R≤I （公式352）第四章 硬件設(shè)計(jì)電梯的硬件系統(tǒng)由操縱盤、門廳信號、PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖41所示。圖41 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中變頻器只完成調(diào)速功能，而邏輯控制部分由PLC完成。PLC負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時(shí)變頻器也將自身的工作狀態(tài)發(fā)PLC形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。系統(tǒng)還配置了與電動(dòng)機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)譯碼器及PG卡，完成速度檢測及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此系統(tǒng)還必須配置制動(dòng)電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)如圖42所示為電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖，動(dòng)力來自電動(dòng)機(jī)，一般選11KW或15KW的異步電動(dòng)機(jī)。曳引機(jī)的作用有三個(gè)：一是調(diào)速，二是驅(qū)動(dòng)曳引鋼絲繩，三是在電梯停車時(shí)實(shí)施制動(dòng)。為了加大載重能力，鋼絲繩的一端是轎廂，另一端加裝了配重裝置，配重的重量隨電梯載重的大小而變化。計(jì)算公式如下：配重的重量=（載重量/2+轎箱自重）45% （公式411）式中的45%是平衡系數(shù)，一般要求平衡系數(shù)在45%～50%之間42 電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使電梯的載重能力大為提高，在電梯空載上行或空載下行時(shí)，電動(dòng)機(jī)額負(fù)載最大，處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，這就要求電動(dòng)機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。為滿足乘客的舒適感和平層精度，要求電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確停車性能。為滿足這些要求采用變頻器控制電動(dòng)機(jī)是最合適的。變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能，這是目前電梯大量采用變頻器控制的主要原因。下面以目前正弦輸入和正弦輸出電壓源變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例并結(jié)合圖43說明VVVF變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。圖43 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）使用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維護(hù)方便，適于高速運(yùn)行。（2）電力傳動(dòng)效率高，節(jié)約電能。電梯屬于一種位能負(fù)載，在運(yùn)行時(shí)具有動(dòng)能，因