基于plc变频调速电梯控制系统的设计与实现本科毕业设计论文(编辑修改稿)

基于plc变频调速电梯控制系统的设计与实现本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

客货电梯 ； 病床电梯 ； 杂物电梯 ；住宅电梯 ； 特种电梯 ； 2． 按速度分类 低速电梯 1m/s以下； 中速电梯 12m/s； 高速电梯 2m/s以上； 超高速电梯 4m/s以上； 3． 按驱动电源分类 交流电梯 速度一般小于 2m/s； 直流电梯 速度 一般大于 2m/s； 4． 按控制方式分类 有层间控制；简易集选控制；集选控制；有 /无司机控制；群控等。 电梯的主要组成部分 1． 曳引部分 :通常由曳引机和曳引钢丝绳组成。 电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。 2． 轿厢和厅门 ： 轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成 ； 厅门一般有封闭式、中分式、双折式，双折中分式和直分式等。 3． 电器设备及控制装置有曳引机 ： 选层器传动及控制 柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器组成。 4． 其它装置 ： 对重装置、补偿装置等。 电梯的安全保护装置 1． 电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 10 2． 强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。 3． 限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。 4． 行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。 5． 急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。 6． 厅门开关，每个厅门都装有门锁开关。 仅当厅门关上才一允许电梯启动。 在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。 7． 关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。 8． 超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。 9． 其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等。 电梯的技术参 数 1． 载重量 (kg)制造和设计规定，电梯的额定载重量。 2． 轿厢尺寸 (mm)宽 *深 *高。 3． 轿厢形式有单或双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿处理，颜色的选择，对电话的要求等等。 4． 轿门形式有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双折门、封闭式双折中分。 5． 开门宽度 (mm)轿厢门和层门完全开启时的净宽度。 6． 开门方向人在轿外面对轿厢门向左方向开启的为左开门，门向右方向的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称中分门。 7． 曳引方式常用的有半绕 1:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的度。 半绕 2:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳运行速度的一半。 全绕 1:1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。 8． 额定速度 (m/s)制造和设计所规定的电梯运行速度。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 11 9． 电气控制系统包括控制方式、拖动系统的形式等。 如交流电机拖动或电机拖动，轿内按钮控制或集选控制等。 10． 停层站数 (站 )凡在建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点均称为站。 11． 提升高度 (mm)由底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。 12． 顶层高度 (mm)由底层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构间的垂直的距离。 电梯的运行速度越快，顶 层高度一般越高。 13． 底坑深度 (mm)由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。 电梯的运度越快，底坑一般越深。 14． 井道高度 (mm)由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之垂直距离。 15． 井道尺寸 (mm)宽 *深。 电梯的主要参数是电梯制造厂设计和制造电梯的依据。 用户选用电梯时，必据电梯的安装使用地点、载运对象等，按标准的规定，正确选择电梯的类别和有数与尺寸，并根据这些参数与规格尺寸，设计和建造安装电梯设备，否则会影响电梯的使用效果。 电梯的发展动态 电梯的 产生 1854年，在纽 约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙 178。 格雷夫斯 178。 奥的斯第一次向世人展示了他的发明 —— 历史上第一部安全升降梯。 从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。 以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。 150年以来，她己经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。 自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具一电梯，其需求量日益增长。 各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运行。 为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 12 电梯的发展概况 随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要的标志，作为高层建筑的垂直运载工具 电梯得到了快速发展。 电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备。 它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直上的倾斜角小于 15176。 的刚性导轨之间。 轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。 追溯电梯这种提升设备的历史，早在公元前我国就有利用人力作动力和简单提升设备，直到现在我国北方部分农村仍用手摇轱辘提取井水的升降提水装置，所以说，我 国是世界上最早出现这种提升设备 ―― 电梯雏形的国家之一。 随着电子工业的发展，新技术、产品不断用于电梯控制系统，如可编程控制器的应用；单片机的应用；无触点半导体逻辑控制晶闸管（俗称可控硅）的应用；集成电路及数字控制、计算机群控制及调频调压技术的应用、拖动系统简化、性能提高等。 吉林大学工程硕士学位论文第二章电梯设备与电梯发展动态。 生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。 电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新－手柄开关操纵，按钮控制，信号控制，集选控制、人机对话等，多台电梯还出现了并 联控制，智能群控；双层轿箱电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。 一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升现代人生活质量的承诺。 电梯技术发展概况 1． 电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。 2． 电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。 逐步流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼 层场合得到愈来愈广泛的应用。 交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变级调速（ ACVP）发展成为调压调速（ ACVV）及调频调压调速潍坊学院本科毕业设计（论文） 13 （ ACVVVF），使得电梯的速度、加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 3． 电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器 —— 接触器控制发展为可编程序控制器 PLC和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、控等，电梯可靠性得到很大的提高。 4． 电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足拥护的使用功能要求。 如紧急停车操作，消防 员专用、防捣乱系统等。 5． 智能群控管理得到广泛应用。 6． 机械传动方面，由于国际上机构加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化 [4 ]。 电梯发展的前景展望 1． 结构不断紧凑化 ， 随体积不断轻型化、小巧化。 随着新技术、新结构、新材料，新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。 同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。 2． 技术含量更高，性能更好。 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能 、高舒适性的VVVF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流 ， 由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 VVVF技术。 另外，网络控制和智能群控系统，以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。 3． 安装更方便、更快捷 高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式 ；随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快，效率更高。 此外，电 梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保 — 安全、环保，节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向 [5]。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 14 第三章 基本方案选择 本设计通过多种方案的比较和对照，完成了电梯控制系统中变频器和可编程控制器的选择。 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己问世，一其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。 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。 变频器的分类 变频器的种类很多，下面根据不同的分类方法对变频器分类 ： 1． 按变换频率的方法分 交一直一交变频器 交一交变频器 2． 按主电路工作方式分 电压型变频器 电流型变频器 3． 按变频器调压方法的不同分 PAM变频器 PWM变频器 4． 按工作 原理分类 U/f控制变频器 VC控制变频器 SF控制变频器 5． 按照用途分类 通用变频器 高性能专用变频器 高频变频器 潍坊学院本科毕业设计（论文） 15 选择变频器规格 变频器产品说明书都提高标称功率数据，但实际上限制变频器使用功率的是定子电流参数。 因此，直接按照变频器标称功率进行选择，在实际中常常可能会行不通。 根据具体工程的情况，可以有以下几种不同的变频器规格选择方式： 1． 按照标称功率选择：一般作初步投资估算依据。 2． 按照电动机额定电流选择；多用于恒转矩负载的新设计项 目。 3． 按照电动机实际运行电流选择：多用于改造工程。 4． 按照转矩过载能力选择 综上所述，根据实际工程情况，以适当的方法选择变频器规格很重要。 选择结果多数情况下变频器标称功率与电动机匹配，少数情况需要放大。 所以，笼统的认为放大一级功率选择变频器是没有错的想法，但会造成浪费。 总的来说从生产成本来作合适的选择 [6]。 选择的变频器应满足的条件 1． 根据被控设备的负载特性选择通用变频器的类型。 2． 所选择通用变频器的类型与被控制异步电动机的参数匹配。 3． 为降低电梯成本，首选通用变频器。 4． 电梯的 启动和停车都要平稳。 5． 变频器带有防止失速功能。 6． 变频器具有优良的转矩特性。 通用变频器 为了满足以上的条件，本设计选择通用变频器。 采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是： 一． 为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求。 二． 为了节约能源、降低生产成本。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 16 通用变频器的发展 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 JGBT两个大发展过程。 一． 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。 前几年主开关器件开始采用 IGBT， 仅三、四年的时间， IGBT变频器的单机容量己达 1800KVA随着 IGBT容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大 [7]。 二． 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 (LSI)和。