【正文】 畢 業(yè) 論 文 基于 PLC 和變頻器控制的電梯設計 論文作者： 孟祥冬 指導教師： 張武坤 專 業(yè)： 機電一體化 系 （院）： 機電工程系 答辯日期 ： 年 月 日 基于 PLC 和變頻器控制的電梯設計 i 基于 PLC 和變頻器控制的電梯設計 摘 要 電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運輸工具。在現(xiàn)代社會 ,電梯已像汽車、輪船一樣 ,成為人類不可缺少的交通 運輸工具。它有多種控制方式，如繼電器控制， PLC 控制等。 PLC 控制電梯有如下的特點：可靠性高， PLC的平均無故障時間（ MTBF）一般可達 3~5 萬小時。而且能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；編程簡單， PLC 最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，當工作流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活；體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。本文介紹了一種控制的 VVVF 的電梯控制系統(tǒng)，通過與其它電梯控制系統(tǒng)比較，得出了其控制的優(yōu)越性，并對其進行了較詳細的軟硬件設計，對于軟硬件設計采用了模塊化設計的思想 ，并說明了控制方式的可行性 。 關(guān)鍵詞： 可編程控制器；電梯；電梯控制；變頻器；梯形圖 目 錄 i 目 錄 摘 要 ............................................................ iii 第 1章 緒 論 ....................................................... 1 電梯技術(shù)概況 ................................................. 1 ....................................... 1 ....................................... 2 電梯的主要參數(shù) .............................................. 4 ............................................... 7 第 2章 PLC控制系統(tǒng)與變頻器 ........................................ 8 PLC控制系統(tǒng)設計 ............................................. 8 變頻器的分類 ................................................ 9 變頻器的選擇 ................................................ 9 選擇變頻器的規(guī)格以及滿足條件 .......................... 10 VS616G5變頻器 ....................................... 10 VS616G5變頻器多級調(diào)速的 PLC控制 ..................... 14 ................................................ 16 .............................. 17 第 3章 硬件設計 .................................................. 18 ........................................ 18 電梯的主電路 ............................................... 20 機型選擇及 I/O分配 ......................................... 21 ........................................ 21 輸出的模塊選擇 ........................................ 21 電梯外部接線圖 ............................................. 24 第 4章 軟件設計 .................................................. 25 節(jié)梯形圖 .............................................. 26 .............................................. 27 ................................ 28 ................................ 29 ................................ 29 目 錄 i .............................................. 31 ................................ 33 .............................................. 33 .......................................... 35 第 5章 故障報警及消防運行 ........................................ 36 .................................. 36 ............................ 36 ........................................ 37 .............................................. 37 結(jié) 論 ............................................................ 38 參考文獻 ........................................................... 39 致 謝 ............................................................ 40 第 1章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 11 電梯技術(shù)概況 隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現(xiàn) 電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（ PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而 PLC 可靠性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。 111 電梯技術(shù)前景展望 縱觀我國電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺中走過了一個從無到有，從有到多，從多 到精的發(fā)展歷程。隨著住宅市場的巨大變化，中國已經(jīng)成為全球容量最大、增長最快的電梯市場。 這就必然會使電梯技術(shù)不斷的發(fā)展更新。 （ 1） 結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。 隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化、體積小巧化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。同時，無機房電梯在今后會有較大的發(fā)展。 （ 2） 技術(shù)含量更高，性能更好。 電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，現(xiàn)如今具有先進性能，高舒適性的 VVVF 電梯，已是電梯行業(yè)的標準配置；然而，永磁同步無齒輪曳引機具有更節(jié)能、更清潔、更安靜、更安 全、更經(jīng)濟等特點。所以永磁同步無齒輪曳引機將逐步成為新型曳引機的主流，由于永磁技術(shù)的先進性，將來很可能取代 VVVF 技術(shù)。另外，網(wǎng)第 1章 緒 論 2 絡控制和智能群控制系統(tǒng)以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性也是電梯發(fā)展的潮流。 （ 3） 安裝更方便、快捷。 高效、安全、可重復使用的無手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式，隨著技術(shù)的開發(fā)、應用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來了更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。 112 電梯的種類及組成 本節(jié)介紹了電梯的分類、組成，通過學習應對電梯的定義和電梯的多種分類方法有一定的認識，并了 解集選控制、并聯(lián)控制和群控電梯的操控方式。 一、 電梯分類 電梯通常按用途、速度、拖動方式和控制方式等進行分類 。 目前電梯的基本分類方法如下表 11所示 ： 表 11 電梯的分類 分類方式 種類 按用途分類 乘客電梯、載貨電梯、醫(yī)用電梯、雜物電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯、冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電梯操縱電站電梯及消防員用電梯等 按驅(qū)動方式分類 交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、螺桿式電梯及直線電機驅(qū)