多层电梯的plc控制系统设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

多层电梯的plc控制系统设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的活动自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。 （ 3）门系统 门系统有轿厢门，层门， 开门，连动机构等组成。 轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架，等组成，层门设在层站入口处。 开门机设在轿厢上，是轿厢和层门的动力源。 （ 4）轿厢 轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。 它是有轿厢架和轿厢体组成的。 轿厢架是轿厢体的承重机构，由横梁，立柱，底梁，和斜拉杆等组成。 轿厢体由厢底，轿厢壁，轿厢顶以及照明通风装置，轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。 轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定 （ 5）重量平衡系统 重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。 对重由对重架和对重块组成。 对重将平衡轿厢自重和部分额定载重。 重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧拽引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。 （ 6）电力拖动系统 电力拖动系统由曳引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置等组成，它的作用是对电梯进行速度控制。 曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 交流电机或者直流电机。 供电系统是为电机提供电源的装置。 速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。 一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。 调速装置对曳引电机进行速度控制。 （ 7）电气控制系统 电梯的电气控制系统由控制装置，操纵装置，平层装置，和位置显示装置等部 分组成。 其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，设置在机房中的控制柜上。 操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。 平层装置是发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。 所谓平层，是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。 位置显示装置是用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯，厅门指示灯用箭头指示电梯运行方向。 （ 8）安全保护系统 安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯安全的使用。 机械方面的有：限速器和安全钳起超 速保护作用，缓冲器起冲顶和撞底保护作用，还有切断总电源的极限保护装置。 电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。 [6] 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 第 三 章 电梯的结构和功能 电梯 PLC 的 控制系统主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。 主要硬件包括 PLC 主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。 系统控制核心为 PLC 主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过 PLC 输入接口送入 PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。 电梯系统的功能和 基本结构 （ 1）行车方向由内选信号决定 ,顺向优先执行。 （ 2）行车途中如遇呼梯信号时 ,顺向截车 ,反向不截车。 （ 3）内选信号、呼梯信号具有记忆功能 ,执行后解除。 （ 4）内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示。 （ 5）停层时可延时自动开门、手动开门、 (关门过程中 )本层顺向呼梯开门。 （ 6）有内选信号时延时自动关门 ,关门后延时自动行车。 （ 7）无内选时延时 5s 自动关门，但不能自动行车。 （ 8）行车时不能手动开门或本层呼梯开门 ,开门不能行车。 （ 9）电梯系统发生故障时，停止运行，并且警 铃发出警报。 图 31 PLC 控制系统基本结构图 当电梯正 常工作时，可以由轿厢操纵盘和厅外呼梯对 PLC 发出指令， PLC 经过分析指令进行逻辑判断，确定运行 方向，开关门和停机，并且控制指层器和拖轿厢操纵盘 厅外呼梯 安全装置 井道装置 输入 PLC 输出 接口 接口 指层器 拖动控制 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 动系统做出相应动作。 安全装置可以确保轿厢正常运行和乘客、货物的安全。 井道装置是轿厢运行所连 接的外部机械装置。 [ 7] 变频器的选择 随着变频 器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使 得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。 目前有为电梯控制而设计的专用变频器早已问世，其功能较强，使用灵活，但价格相对较贵。 因此，本设计没有采用专用变频器，而是选用了通用变频器通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。 这是本设计的特点 之一。 目前，市场流行的通用变频器的种类繁多，而电梯行业中使用的变频器的品牌也不少，其控制系统的结构也不尽相同，但其总的控制思想却是大同小异。 通用变频器 上个世纪 80 年代初，通用变频器实现了商品化。 在近 20 年的时间内，经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 两个大发展过程： (1)容量不断扩大 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 变频器实现了通用化。 到了 90 年代初， BJT 通用变频器的容量达到了 600KVA, 400KVA 以下的已经系列化。 现在 IGBT 变频器的单机容量已 1800KVA， 随着 IGBT 容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大。 (2)结构的小型化 变频器主电路中功率电路的模块化，控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术，结构设计上采用平面安装技术等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化的发展。 (3)多功能和智能化 电力电子器件和控制技术的不断进步，使变频器向多功能化和高性能化方向发展。 特别是微机的应用，为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。 人平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 们总结了交流调速电气传动控制的大 量实践经验，并不断融入软件功能。 日益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提供了一种可能，即可以把原有生产机械的工艺水平升级，达到以往无法达到的境界，使其变成一种具有高度软件控制功能的新机种。 (4)应用领域不断扩大 通用变频器 经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制，直到全数字控制的演变，逐步地实现了 多功能化和高性能化，进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。 安川 VS616G5 型变频器 电梯的调度要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择中的 一项重 要内容。 本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行，以改善电梯运行的舒适感；另外，由于电梯在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的 相当比例，因此，电梯节约用电日益受到重视。 本次 毕业设计 采用安川 VS616G5 型全数字变频器。 它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。 而且， VS616G5 变频器的启动、制动具有可任意调节的 S 曲线和零频仍可输出150%力矩的特点，配以高 精度的旋转编码器，控制精度可达 0. 01～ 0. 02%，使得电梯运行舒适感好，零速抱闸，平层精度高。 无须配专用电机，可自学习所配电机的各个参数，精确控制任何品牌的电机。 采用高性能 IGBT，载波频率 20KHZ，从而使变频器输出一个不失真的正弦流波形，使电机始终运行于静噪音状态。 VS616G5 型变频器是安川电机公司面向世界推出的通用型变频器。 这种变频器不仅考虑了 V/f 控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速围。 VS616G5变频器的特 点如下 : (1)包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 (2)有丰富的内藏与选择功能。 (3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。 (4)保护功能完善、维修性能好。 (5)通过 LCD 操作装置，可提高操作性能。 表 31 VS616G5 型变频器标准规格 220V级 输出特性 最大输出电压 3 相 ,200/208/220/230V(对应于输入电压 ) 额定输出频率 最大 400Hz 额定输入电压和 频率 3 相， 200/208/220V 50Hz 200/208/220/230V 60Hz 电源 允许电压波动 +10%， 15% 允许频率波动 177。 5% 400V级 输出特性 最大输出电压 3 相 ,380/400/415/440/460V(对应输入电压 ) 额定输出频率 最大 400Hz 额定输入电压和 频率 3 相 ,380/400/415/440/460V 5060Hz 电源 允许电压波动 +10%， 15% 允许频率波动 177。 5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、带 PG 反馈 V/F 控制、开、闭环矢量控制 4 种控制方式任选性 ) 启动力矩 150%/1Hz(带 PG, 150%/Ormin) 速度控制范围 1:100(带 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。 0. 2%(带 PG， 177。 0. 02%) 速度响应 5Hz(带 PG, 30Hz) 力矩限制 可采用 (参数设定： 4 级可变 ) 力矩精度 177。 5% 力矩响应 20Hz(带 PG, 40Hz) 频率控制范围 0. 1～ 400Hz 频率控制精度 数字指令 :0. 01% ( 10 0C～ +40 ℃ ) 模拟指令 :% (250℃～ 177。 10 ℃ ) 平 顶 山 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 说 明 书 PLC 的选择 PLC 的主要功能和应用 (1)开关逻辑和顺序控制这是 PLC 应用最广泛、最基本的场合。 它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种简单或十分复杂的控制要求。 (2)模拟控制在工业生产过程中，由许多连续变化的物理量需要进行控制，如温度、压力、流量、液位等，这些都属于模拟量。 为了实现工业领域对模拟量控制的广泛要求，目前大部分 PLC 产品都具备处理这类模拟量的功能。 特别是在系统中模拟量控制点数不多，同时混有较多的开关量时， PLC 具有其他控制装置所无法比拟的优势。 另外某 些 PLC 产品还提供了典型控制策略模块，如 PID 模块，从而可实现对系统的 PID 等反馈或其他模拟量的控制运算。 (3)定时控制 PLC 具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至上百个定时与计数器。 其定时时间间隔可以由用户加以设定。 对于计数器，如果需要对于频率较高的信号进行计数，可以选择高速计数器。 (4)数据处理新型 PLC 都具有数据处理的能力，它不仅能进行算术运算，数据传送，而还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等功能，有些 PLC 还可以进行浮点运算、函数运算。 (5)信号连锁系统信号连锁是安全生产所需 的。 在信号连锁系统中，采用高可靠性的 PLC 是安全生产的要求。 对安全要求高的系统还可采用多重的检出元件和连锁系统，而对其中的逻辑运算等，可采用冗余的 PLC 实现。 (6)通信把 PLC 作为下位机，与上位机或同级的可编程序控制器进行通信，完成数据的处理和信息的交换，实现对整个生产过程的信息控制和管理，因此 PLC。