【正文】 1 成人高等教育 畢業(yè)論文 學(xué)院 (函授站）： 山東理工大學(xué)棗莊函授站 年級(jí)專業(yè)： 層 次： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間： 2021 年 3 月 1 日～ 4 月 30 日 題 目： 論電氣自動(dòng)化對(duì)電梯的實(shí)際應(yīng)用 2 摘 要 當(dāng)今時(shí)代隨著高層建筑的日益增多和建筑設(shè)計(jì)的檔次的提高，使得人們對(duì)電梯的要求也越來越高。目前已不僅限于要求電梯搭乘 快速、舒適，制造堅(jiān)固，裝潢考究，人們對(duì)電梯的安全可靠性及多功能性正提出越來越高的要求，為此電梯正朝著控制智能化的方向發(fā)展。 而電梯的核心是電梯控制器 ,電梯控制器的實(shí)現(xiàn)也有多中方式 ,諸如 PLC,單片機(jī) ,等等 .在以前的電梯控制器設(shè)計(jì)中 ,大部分都是采用 PLC 來實(shí)現(xiàn) ,但是 PLC 是基于外圍的硬件實(shí)現(xiàn)電梯的控制 ,這樣的設(shè)計(jì)很難實(shí)現(xiàn)電梯的智能化 ,要實(shí)現(xiàn)電梯的智能化 ,就得選用其他的設(shè)計(jì)方法完成對(duì)電梯控制器的設(shè)計(jì) ,而采用硬件描述語言來完成電梯控制器的設(shè)計(jì) ,就能很容易的實(shí)現(xiàn)電梯的智能 . 在這篇文章里，所提到的是在通常應(yīng)用于 商業(yè)上的蒸汽壓縮制冷裝之中，用模糊控制算法控制制冷壓縮機(jī)的速度使之達(dá)到最有效的速度來控制冷氣的溫度。它主要的目標(biāo)是根據(jù)模糊控制算法，通過變換器對(duì)壓縮機(jī)速度進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，并估算節(jié)能效果；不同于傳統(tǒng)恒溫控制，這里通過控制壓縮機(jī)冷藏容量，施加給控制壓縮機(jī) 50Hz的開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。通過控制壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)的供電電流達(dá)到的速度變化范圍是3050Hz，由于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率過低會(huì)有因飛濺系統(tǒng)而出現(xiàn)的潤滑問題， 現(xiàn)今所提供的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率一般不考慮小于 30Hz 的。 在這個(gè)范圍， 在 二個(gè)最適當(dāng)?shù)墓ぷ髁黧w之中，可以 代替 R22有很多 ，例如 R407C (R32/R125/R134a 23/25/52%組 )和 R507 (R125/R143A 50/50%組 )比較好。壓縮機(jī)速度 模糊控制與傳統(tǒng)的溫度控制相比，更多的 用于冷藏和其他制冷系統(tǒng) 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表明， 當(dāng) R407C 作為工作流體時(shí)， 可以達(dá)到 顯著的節(jié)能 效果，(? 13%)。 值得注意的是 ，從節(jié)能觀點(diǎn) 看， 當(dāng)壓縮機(jī)速度變化時(shí) 可以達(dá)到 的最佳的 效果。 另 外， 考慮到 變換器費(fèi)用 問題 ，回收期 要比 可接受的產(chǎn)品型號(hào)更 具 有決定性 。 關(guān)鍵詞 ： 壓縮系統(tǒng) 。 冷室 。 活塞式壓縮機(jī) 。 易變 的速度 。 章程 。 模糊邏輯 。 R407C。 R507 ： ： 本 科 ： 電氣與信息學(xué)院 ： 自動(dòng)化 ： ： 講師 助理試驗(yàn)師 ： 2021 年 4月 19 日 學(xué)生姓名 學(xué)歷層次 所在系部 所學(xué)專業(yè)指導(dǎo)教師 教師職稱 完成時(shí)間 3 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................... 2 目 錄 ....................................................................................................................... 3 第一章 引 言 .......................................................................................................... 4 1. 節(jié)能型是發(fā)展方向 ....................................................................................................5 電梯節(jié)能潛力巨大 ........................................................................................ .6 ....................................................................................................... .7 電梯控制器的流程 ............................................................................... 9 ................................................................................. ..10 2 實(shí)驗(yàn)描述 .................................................................................................. ..12 .. ..................................................... 14 .................................................................................... .18 結(jié)論 .................................................................................................................. ..24 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 25 4 引 言 1. 節(jié)能型是發(fā)展方向 目前我國節(jié)能電梯技術(shù)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，但是節(jié)能電梯的普及率還很低，可節(jié)電 30%以上的無齒輪電梯普及率不及 10%，可以能源再生的造能電梯普及率不及 2%。因此專家預(yù)計(jì)，節(jié)能電梯市場(chǎng)會(huì)在“十一五”期間進(jìn)入快速增長期。 節(jié)能電梯從 2021 年開始進(jìn)入我國辦公樓、住宅樓、酒店等場(chǎng) 所，經(jīng)過 5 年的發(fā)展，全國的無齒輪電梯市場(chǎng)從幾千臺(tái)增長到近 6 萬臺(tái)。截至2021 年 9 月，全國取得電梯制造許可證的整機(jī)企業(yè)超過 300 家。電梯企業(yè)競爭日趨激烈，產(chǎn)品利潤率走低， WALESS、奧的斯、三菱等大企業(yè)保持了較高的市場(chǎng)份額，中小企業(yè)僅占全國 1/5 的市場(chǎng)份額，同時(shí)行業(yè)整體企業(yè)數(shù)目急劇增多。 有關(guān)專家表示，我國已超過日本成為世界最大的新裝電梯市場(chǎng)。由于房地產(chǎn)業(yè)、城市公共建設(shè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)未來 10 年，我國的電梯市場(chǎng)仍將保持每年 20%的遞增速度，年平均銷售額至少 500 億美元。 受以下三個(gè)因素影 響，我國節(jié)能電梯未來市場(chǎng)容量十分可觀。 房地產(chǎn)市場(chǎng)快速發(fā)展，對(duì)電梯的需求繼續(xù)擴(kuò)大。專家估計(jì)未來50 年我國新增住房面積將達(dá)到 200 億平方米。目前國家規(guī)定 20 米以上高樓就應(yīng)安裝電梯，因此未來電梯最大的市場(chǎng)就是住宅市場(chǎng)。此外，機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對(duì)自動(dòng)扶梯、觀光電梯等電梯的需求量也十分可觀。 西部地區(qū)的小城鎮(zhèn)建設(shè)速度加快。東部地區(qū)城市化經(jīng)過 20 年的發(fā)展，有些發(fā)達(dá)地區(qū)城市化水平已達(dá)到 80%，基本飽和，甚至出現(xiàn)了逆城市化的趨勢(shì)。而近年來西部地區(qū)國民生產(chǎn)總值的增長速度，已經(jīng)與電梯需求高速發(fā) 展所需的 GDP 水平相吻合。 電梯更新進(jìn)入高峰期。雖然國家對(duì)電梯壽命目前沒有提出強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，但是按國外電梯使用壽命的慣例，一般日本系列電梯設(shè)計(jì)壽命為 15 年，歐美電梯設(shè)計(jì)壽命為 25 年。根據(jù)我國電梯選購的實(shí)際情況，采用日本系列產(chǎn)品或技術(shù)的比例大約有 60%以上，國內(nèi)在 1990 年前安裝的日系電梯已經(jīng)全部到了更新期。而且 1990 年以前的電梯生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)比較落后， 5 電梯的耗電水平是現(xiàn)在節(jié)能電梯的三到四倍。按電梯使用壽命及 15 年前電梯安裝數(shù)量看，預(yù)計(jì) 2021 年將有 15000 至 20210 臺(tái)電梯需要更新。 電梯節(jié)能潛力巨大 電梯和空調(diào)被認(rèn)為大型建筑兩大耗能大戶。據(jù)了解，目前我國星級(jí)酒店每平方米平均年耗電量為 150 千瓦時(shí)，一座 3 萬～ 5 萬平方米的星級(jí)酒店，其年總能耗大約相當(dāng)于 3000 至 4000 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中將近一半用于電梯供電。電梯行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 2021 年在我國所有使用的電梯中如果有 80%采用節(jié)能電梯，全年可以節(jié)約耗電 122 億千瓦時(shí)。如果 2021 年全部采用節(jié)能電梯，將節(jié)電 800 億千瓦時(shí)，幾乎等于三峽大壩一年的發(fā)電量。 在政府采購中對(duì)節(jié)能性能予以優(yōu)先考慮。目前國內(nèi)的電梯銷售有接近一半的數(shù)量在政府采購領(lǐng)域或跟政府采購有關(guān) ，因此政府采購對(duì)節(jié)能電梯的傾向性可以有效扶持節(jié)能電梯產(chǎn)業(yè)。由于節(jié)能電梯產(chǎn)量不大，市場(chǎng)價(jià)格偏高，政府在初期可將其作為環(huán)保項(xiàng)目給予政策傾斜，或者對(duì)采用節(jié)能電梯的開發(fā)商以政策鼓勵(lì)。 節(jié)能電梯技術(shù)應(yīng)與其他技術(shù)相結(jié)合。與節(jié)能相比，使用者目前更為看重的還是電梯的安全性能。傳統(tǒng)電梯安全部件正在改用雙向安全系統(tǒng)，電梯使用的安全技術(shù)也在不斷擴(kuò)大。將節(jié)能技術(shù)和其他安全技術(shù)相結(jié)合有利于提升產(chǎn)品品質(zhì)，更容易進(jìn)入采購商的視野。 蒸氣壓縮冷卻裝置，雖則被設(shè)計(jì)滿足最大載荷，但為了延長壽命，通常在部分裝載下工作，并通過開 關(guān)周期調(diào)控，在 50 Hz 的頻率下運(yùn)作，這樣就決定了高能消耗量的恒溫控制。 而且，制冷時(shí)耗電量低被認(rèn)為間接的釋放了溫室氣體 。 改進(jìn)上述的系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率可以減少這種排放物。 各種各樣的冷藏容量控制方法和部分裝載理論表明壓縮機(jī)速度變異是最高效率的技術(shù) 。 [1,2]。 冷藏容量控制這個(gè)方法在最近 3– 10 年已經(jīng)被分析研究，包括提高壓縮機(jī)的速度以不斷的達(dá)到制冷效果。 變換器可以被用于調(diào)控壓縮機(jī)速度。 有電子易變速度驅(qū)動(dòng)的不同的類型，但是脈沖寬度調(diào)整變換器 (PWM)由于它的低成本和高效率而最適用。 冷藏容量的此種控 制應(yīng)用于商業(yè)壓縮機(jī)，雖則在節(jié)能上有優(yōu)勢(shì)，但也有某缺點(diǎn)例如設(shè)備的費(fèi)用和由壓縮機(jī)潤滑和可靠性 [11,12]帶來的麻煩。 最后問題是，當(dāng)熱轉(zhuǎn)換器的次要 6 流體在氣相時(shí)，例如在被審查的工廠中時(shí)，是有害的。但是當(dāng)次要流體在液體階段時(shí) [13]它似乎是有利的。 因此，本文的主要目的是設(shè)定控制器能夠連續(xù)調(diào)控沒有油泵的縮機(jī)和其他小型制冷設(shè)備。 這種控制允許我們?cè)谌魏螘r(shí)候調(diào)整壓縮機(jī)冷藏容量以得到冷卻載荷，因此壓縮機(jī)可能也運(yùn)轉(zhuǎn)在其他頻率小于 50 Hz。 當(dāng)傳統(tǒng)的溫度控制用于冷藏或其他小型制冷系統(tǒng)時(shí)，壓縮機(jī)只能工做在 50 Hz。 特別 是，對(duì)比于常用的蒸氣壓縮冷卻裝置，本文提到了根據(jù)模糊邏輯的控制算法，能選擇在冷藏氣溫的作用的最適當(dāng)速度的壓縮機(jī) 。 除模糊邏輯之外，壓縮機(jī)速度控制也許可以通過其他技術(shù)也獲得例如傳統(tǒng)比例缺一不可和 PID 控制 [14– 18]。 特別是，模糊邏輯控制，比較 PID，準(zhǔn)許根據(jù)設(shè)備工作狀況更好的使用實(shí)驗(yàn)性知識(shí)和采取一個(gè)非數(shù)學(xué)的模型的控制邏輯。 而且，關(guān)于 PID 控制的一個(gè)模糊控制器有時(shí)需要有可比性，或者在指定的工作點(diǎn)工作的更好。 除提到一個(gè)模糊控制器以外當(dāng)冷卻裝載上有突然變化時(shí)調(diào)整時(shí)間快跳動(dòng)小是其顯著的動(dòng)力特征 。 所有這 通常導(dǎo)致一個(gè)魯棒控制 [22– 24]。 因此，實(shí)驗(yàn)性測(cè)試指導(dǎo)比較了工廠使用壓縮機(jī)冷卻容量控制系統(tǒng)的能力，模糊算法和確定壓縮機(jī)開 關(guān)周期的傳統(tǒng)溫箱都工作在 50 Hz 的頻率。 被測(cè)試的工作流體， R407C (主要是 R32/R125/R134a 23/25/52%)和 R507 (R125/主要是R143A 50/50%)，是 R22 中最有替代性的。 7 。 電梯控制器的流程 命名原則 COP 系數(shù)表現(xiàn) E_x 放射 性 (W) ex 具體放射本能 (J/kg) f 壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)電源頻率 (Hz) Lcp 壓縮 機(jī)功率輸入 (W) m_ 質(zhì)量流率 (kg/s) _Q 熱力 (W) T 溫度 (8C) T0 環(huán)境溫度 (8C, K) T 時(shí)間 (s) Tair。cs 冷藏氣溫 (8C) Tset