商場手扶電梯變頻系統設計_畢業設計論文-資料下載頁

【導讀】進行了畢業設計（論文）答辯。答辯委員會根據學生提交的畢業設計（論文）材料，根據學生答辯情況，泛的垂直交通運輸工具。隨著社會的不斷發展，電梯從手柄開關操縱電梯、按鈕控制電。梯發展到了現在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。扶手電梯的發展已成為衡量一個國家現代化程度的一個標志。達的工業國家，扶手電梯的使用相當普遍。變頻調速電梯使用了先進的PWM技術，明顯改善了電梯運行質量和性能；調速范。圍廣、控制精度高、動態性能好，舒適、安靜、快捷，幾乎可與直流電機相互媲美。舒適感，使電梯達到了較為理想的控制和運行效果。

　　

【正文】 解到西門子 s7200 PLC 具有功能強大、價格低廉、編程方便 等優點。所以選用 s7200PLC 來控制商場手扶電梯。 變頻器的選型 變頻器是變頻調速系統的核心設備，它的質量品質對于系統的可靠性影響很大，選擇品牌時，質量品質，尤其是與可靠性相關的質量品質，顯然是選擇時的重要考慮方面。同時，設備的平均壽命的長短是一個重要的參數，所以根據預期使用壽命來選擇品牌，經驗和口碑仍然是主要依據。在同一品牌中選擇具體型號時，則主要依據己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。 變頻器的介紹 21 為了滿足以上的條件，本設計選擇通用變頻器。 采用 通用變頻器構成變頻調速傳動系統的主要目的是： 1）提高性能方面 為了滿足提高勞動生產率、改善產品質量、提高設備自動化程度、提高生活質量及改善生活環境等要求。 2）節約能源方面 上個世紀 80 年代初，通用變頻實現了商品化。在近 20 年的時間內經歷了由模擬控制到全數字控制和由采用 BJT 到采用工 GBT 兩個大發展過程。 3）容量不斷擴大方面 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 變頻器實現了通用化。到了 90 年代初， BJT 通用變頻器的容量達到了 6OOKVA， 400KVA 以下的已經系列化，前幾年主開關器件開始采用工 GBT，僅三、 四年的時間， IGBT 變頻器的單機容量已達 1800KVA，隨著工 GBT 容量的擴大，通用變頻器的容量也將隨之擴大。 4）結構的小型化方面 變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規模集成電路 (LS 工 )和全數字控制技術，結構設計上采用“平面安裝技術”等一系列措施，促進了變頻電源裝置的小型化。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”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。 5）多功能和智能化方面 電力電子器件和控制技術的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發展。特別是微機的應用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。 6）應用領域不斷擴大方面 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。最初通用變頻器僅用于風機、泵類負載的節能調速和化纖工業中高速纏繞的多機協調運行等，到目前為止，其應用領域得到了相 當的擴展。如搬運機械，從反抗性負載的搬運車輛、帶式運輸機到位能負載的起重機、提升機、立體倉庫、立體停車廠等都己采用了通用變頻器 。金屬加工機械，從各類切削機床直到高速磨床乃至數控機床，加工中心超高速伺機的精確位置控制都已應用通用變頻器 。在其它方面，如農用機械、食品機械、木工機械、印刷機械、各類空調、各類家用電器甚至街心公元噴水池，可以說其應用范圍相當廣闊，并且還將繼續擴大。變頻器的種類很多，下面根據不同的分類方法 22 對變頻器分類： （ 1）按變換頻率的方法分交 — 直 — 交變頻器交 — 交變頻器 。 （ 2）按主電路工作方式分電 壓型變頻器電流型變頻器 。 （ 3）按變頻器調壓方法的不同分 PAM 變頻器 PWM 變頻器 。 （ 4）按工作原理分類 U/f 控制變頻器 VC 控制變頻器 SF 控制變頻器 。 （ 5）按照用途分類通用變頻器高性能專用變頻器高頻變頻器 。 變頻器的規格選擇 變頻器產品說明書都提高標稱功率數據，但實際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數。因此，直接按照變頻器標稱功率進行選擇，在實際中常常可能會行不通。 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）按照電動機額定電 流選擇 。多用于恒轉矩負載的新設計項目。 （ 3）按照電動機實際運行電流選擇 :多用于改造工程。 （ 4）按照轉矩過載能力選擇。 綜上所述，根據實際工程情況，以適當的方法選擇變頻器規格很重要。選擇結果多數情況下變頻器標稱功率與電動機匹配，少數情況需要放大。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。總的來說從生產成本來作合適的選擇。 選擇的變頻器應滿足的條件 （ 1）根據被控設備的負載特性選擇通用變頻器的類型。 （ 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。 （ 3）為降低電梯成 本，首選通用變頻器。 （ 4）電梯的啟動和停車都要平穩。 （ 5）變頻器帶有防止失速功能。 （ 6）變頻器具有優良的轉矩特性。 變頻器的選型 VS 一 616G5 型通用變頻器 電梯的調度要求除了一般工業控制的靜態、動態性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重要內容。本設計中拖動調速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，由于電梯在建筑物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。 考慮以上各種因素，本設計選用安川 VS 一 616G5 型全數字 變頻器。它具有磁通矢 23 量控制、轉差補償、負載轉矩自適應等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負載頻繁變化的場合。另外， VS 一 616G5 變頻器的啟動、制動具有可任意調節的 S 曲線和零頻仍可輸出 150%力矩的特點，配以高精度的旋轉編碼器，控制精度可達 一 %，使得電梯運行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。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。采用高性能工 GBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波 形，使電機始終運行于靜噪音狀態。 VS 一 616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的 21 世紀通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實現了矢量控制，通過其本身的自動調諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉矩與較高的調速范圍。 VS 一 616G5 變頻器的特點如下 : （ 1）包括電流矢量控制在內的四種控制方式均實現了標準化。 （ 2）有豐富的內藏與選擇功能。 （ 3）由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。 （ 4）保護功能完善、維修性能好。 （ 5）通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 VS 一 616G5 型變頻器的標準規格如表 32。 表 32 VS— 616G5 型變頻器的標準規格 電壓 200V 400V 容量范圍 電源 電壓頻率 200V：三相 200/200/208/220V 400V：三相 380/400/415/460V 電壓允許變動 +10% 15% 頻率允許變動 177。 15% 控制特性 控制方式 正選波 PWM 控制： ● 無傳感矢量控制（無 PG） ● 帶傳感矢量控 制（帶 PG） ● V/F 控制 ● 帶傳 V/F 控制 （用參數切換 ） 啟動轉矩 150%Hz（無 PG） 150%r/min（帶 PG） 速度控制范圍 1:100（無 PG） 1:1000（帶 PG） 速度控制精度 177。 %（無 PG） %（帶 PG） 速度響應 5Hz（無 PG） 30Hz（帶 PG） 轉矩極限 有 轉矩精度 177。 5% 轉矩響應 20Hz（無 PG）以上 150Hz（帶 PG）以上 24 頻率控制范圍 頻率精度 (溫度變化 ) 數字式指令177。 %(10℃ ~+40℃ ) 模擬式指令177。 %(25℃ ~+10℃ ) 頻率設定分辨率（運算分辨率） 數字式指令 模擬式指令 輸出頻率分辨率 過載量 額定輸出電流的 150%IN 頻率設定信號 10V ~ 10V， 0 ~ 10V， 4 ~ 20MA 加減速時間 ~ 制動轉矩 約 20% 帶制動選擇 150% 抑制高次諧拔波電源 直流電抗器 內帶（ 200V24KVA、 400V26KVA以下可以選擇） 12 相整流 不能變動 主控制功能 瞬停再啟動、下降控制、轉矩控制、 零點伺服控制等 操作裝置 16 字179。 2 線日語液晶顯示器 接通插件板可選擇 16 種（最多可裝 3 塊） 保護功能 電機保護、變頻過載、瞬間過電流、電壓下降、過電壓、輸 入缺相 安川 VS616G5 型通用變頻器電梯調速系統 通用變頻器 VS616G5 可直接控制交流異步電動機的電流，使電動機保持較高的輸出轉矩；它適合用于各種應用場合，可以低速下實現平穩起動并且極其精確地運行，其自動調整功能可使各種電動機達到高性能的控制。 VS616G5 將 U/f 控制、矢量控制、閉環 U/f 控制、閉環矢量控制四種控制方式融為一體 ，其中閉環矢量控制是最適合電梯控制要求的。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。旋轉編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉編碼器輸出 A、 B、兩相脈沖，當 A 相脈沖超前 B 相脈沖 90176。時，可認為電動機處于正轉狀態。當 A 相脈沖滯后于 B 相脈沖 90176。時可認為電動機處于反轉狀態，旋轉編碼器根據 AB 相脈沖的相序，可判斷電動機旋轉方向，并根據 AB 脈沖的頻率（或周期）測得電動機的轉速。旋轉編碼器將此脈沖輸出給 PG 卡， PG 卡再將此反饋信號送給 616G5 內部，以便進行運算調節。 當電梯減速運行時，電動機處于發電狀態，向變頻器回饋電能。這時同步轉速下降，交 直 交變頻器的直流部分電壓升高，制動電阻的作用就是消耗回饋電能。抑制直流電壓升高。除 PG 卡和制動電阻外。 VS616G5 還需要配置 600 脈沖旋轉編碼器和電梯運 25 行曲線輸入板（可選配）。其容量可選 1∶ 1 配置，即電動機容量和變頻器容量相等。最好采用大一數量級選配，即 11kW 電動機選 15kW 的變頻器、 15kW 電動機選 18kW 的變頻器。 因此，本論文設計采用安川 VS_616G5 變頻器。 電機的選擇 采用 交流雙速異步電動機作為電動機的雙速電梯的雙速電梯，由于電氣控制系統的結構簡單，成本低廉，維修方便。因此，在 ，仍被廣泛使用著。但采用交流調頻調壓調速拖動系統的電梯，可以比較好的消除交流調壓調速拖動系統電梯的缺陷。與采用交流調壓調速拖動系統的電梯比較可節能 40%50%,與直流拖動電梯比較節能在 65%70%左右。如下是其電機需用的指標分析。 V/f 曲線的調整： E104 ～ E110， E113 無 PG 矢量控制方式，通常沒有必要調整V/f 曲線。最高輸出頻率的設定要變更時，及空載 狀態發生失速時，想要使變頻器的輸出電壓下降時等情況請調整。 電機額定轉速上升時，自學習后程序方式時，請將參數 E1 04 最高輸出頻率往上調整。無 PG 矢量控制方式，可設定任意 V/f 曲線 ( 參數 E 1 04 ～ E1 10)，但不能 選擇固定的 V/f 曲線。選用方法有如下幾種種： 這是 200V 級變頻器的值， 400V 級是該值的 2 倍。 出廠設定值應變頻器功率大小而不同，上表為 200V 級 ～ 的值 ( 注 ) 1 .E 1 07 ～ E 1 1 0 參數，變更控制方式的話，各控制方 式相對應的出廠設定值便自動切換輸入。上表所示為無 PG 矢量控制方式時的值 個頻率點的話，務必按如下設定。 E 1 04(FMAX) ＞ =E106(FA) ＞ E1 07(FB) ＞ =E 1 09(FMIN) 若 V/f 曲線為直線，則請設定 E1 07(中間輸出頻率 ) 與 E 109(最低輸出頻率 ) 為同一值，這時將無視 E 108(中間輸出頻率電壓 ) 。 當參數 E1 13 設定值 = 情況，實施了自學習后自動地將 E1 1 3=E1 05 ，通常沒有必要設定。 電機參數的選擇可以 按以下內容： E20 1 ～ E203(E50 1 ～ E503) ， E205～E208(E505， E506)電機參數 ( 功能 E2) ，只要實行一下自學習，全部都會被自動設定，為此通常沒有手動設定的必要，自學習不能正常結束的場合，請手動設定。 電機額定電流： E201 如下表所示： 26 設定范圍為變頻器額定電流的 10 ～ 200%出廠設定根據變頻器功率大小不同而有所不同，表為 200V 級 的變頻器的值。 請按電機銘牌上記載的額定電流值設定。 電機的額定滑差： E202 如下表所示： 出廠設 定值根據變頻器功率大小不同而有所不同，表為 200V級 變頻器的值。從電機銘牌上記載的數值，計算電機額定滑差，并設定。 電機額定滑差量 = 電機額定頻率 額定轉速179。電機極數 / 1 20 電機無負載電流： E203 如下表所示： 出廠設定因變頻器的功率大小而異，表中為 200V 級 的值