【正文】 ???????????33 電梯指層控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 結(jié)論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 致謝 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計1基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計1 緒論 課題的研究背景電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。 電梯控制系統(tǒng)模擬面板圖 ??????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 PLC 的輸入、輸出設(shè)備 ???????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 軟件的組成 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 性能指標(biāo) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。通過合理分析所得速度控制曲線既可以滿足快速性的要求又避免了重力加速度效應(yīng)，旋轉(zhuǎn)編碼器的使用，使 PLC 的內(nèi)部的資源和功能得到了充分的利用。專業(yè)負(fù)責(zé)人意見簽名：年 月 日I基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)控制設(shè)計摘 要電梯是高層建筑不可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。2）對采用 PLC 和變頻器的電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行方案論證和方案分析。通過該設(shè)計可以使學(xué)生掌握電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、工作過程和對電氣控制的要求等，采用先進(jìn)的 PLC 技術(shù)和變頻器實(shí)現(xiàn)其控制，從而有效培養(yǎng)學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的工程實(shí)踐能力。哈 爾 濱 劍 橋 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計 論文題目： 基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)： 電子信息工程（電氣及其自動化） 班 級： 09 電氣 4 班 2022 年 5 月哈爾濱劍橋?qū)W院畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書題目名稱：基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計立題意義：電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。技術(shù)條件與要求：設(shè)計電梯的電氣系統(tǒng)，并選擇合適的 PLC 和變頻器，完成對電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。3）完成控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、PLC 控制程序的設(shè)計。隨著電梯拖動技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，電梯已從直流電動機(jī)拖動到交流單速電動機(jī)驅(qū)動、交流雙速電動機(jī)驅(qū)動，到交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV，Alternating Current Voltage)控制，發(fā)展到交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)(VVVF ，Variable Voltage Variable Frequency)控制，其邏輯控制也由 PLC 代替原來的繼電器控制，使得電梯運(yùn)行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運(yùn)行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。采用 PLC 對電梯信號系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。 3 控制系統(tǒng)的組成 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾措施 ??????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 軟件抗干擾措施 ???????????????????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。 電動機(jī)控制電路圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????錯誤！未定義書簽。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。在設(shè)計電梯的時候，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全 5 倍?？删幊绦蚩刂破?，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機(jī)。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計算機(jī)編程語言知識。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。2022 年安裝驗(yàn)收電梯 124465 臺，截至 05 年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá) 651794 臺。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。PLC 控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計4是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“ 綠色” ，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動時較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。，包括以下幾個方面：（1）視覺協(xié)調(diào)。（2）消除電磁輻射。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。同時，由于機(jī)電交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計6給乘用人員帶來不便和驚擾，且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。（6）更改控制方案時不需要改動硬件接線 【5】 。 設(shè)計主要內(nèi)容課題設(shè)計的主要內(nèi)容是用可編程控制器和變頻器設(shè)計二十三層居民樓電梯控制系統(tǒng)。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了變頻器參數(shù)設(shè)置及 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計7以及旋轉(zhuǎn)編碼器與 PLC 的連接。 電梯的基本結(jié)構(gòu) 電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。主要由曳引機(jī)，曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。（7）電氣控制系統(tǒng)電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。醫(yī)用電梯：為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計的電梯，轎廂具有長而窄的特點(diǎn)。船舶電梯：船舶上使用的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。齒輪齒條電梯：將導(dǎo)軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。（3）按速度分類電梯無嚴(yán)格的速度分類，我國習(xí)慣上按下述方法分類。　 超高速梯：速度超過 。　 有/無司機(jī)電梯：這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機(jī)操縱。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) 主要參數(shù)：（1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計規(guī)定的電梯載重量。（5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。全繞 1：1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。 （10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。（13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。 性能指標(biāo)（1）安全性電梯時運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。（3）停站的準(zhǔn)確性停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度。15 交直流高速電梯 ≥ ≤177。（4）振動、噪聲及電磁干擾現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因此在電梯設(shè)計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。PLC 控制系統(tǒng)的硬件是由 PLC，輸入/輸出（I/O ）電路及外圍設(shè)備等組成的。在 PLC 中各個模塊均通過系統(tǒng)總線相互連接起來構(gòu)成一個系統(tǒng)。且這些模塊應(yīng)具有較好哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計14的抗干擾能力。智能模塊的種類很多，如高速計數(shù)模塊，PID 調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲模塊和智能 I/O 模塊。有些機(jī)器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供 24VDC 的穩(wěn)壓電源，用于外部傳感器的需要，這樣就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。另外，安裝在控制臺上的按鈕，開關(guān)等也可以向 PLC 送控制指令。編程器 PLC 的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到 PLC 的用戶程序存儲器。 軟件的組成PLC 控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。 2. 應(yīng)用軟件 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計15PLC 控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是指為完成 PLC 實(shí)際控制任務(wù)而編制的各種軟件。所以程序設(shè)計人員必須深入現(xiàn)場，嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計應(yīng)用程序。(3)PLC 應(yīng)用軟件的設(shè)計需要計算機(jī)，自動控制技術(shù)甚至網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種知識。因此，應(yīng)用程序中不僅有 PLC 程序，還有計算機(jī)程序和通信網(wǎng)絡(luò)程序等。用戶可以根據(jù)自己的需要利用這些軟件來改善軟件的開發(fā)環(huán)境，提高編程效率。要提高 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于 85%，以保證 PLC 有良好的絕緣。通常，只能將 PLC 的電源與系統(tǒng)的動力設(shè)備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強(qiáng)的抑制能力。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給 PLC 接專用地線，并且接地點(diǎn)要與其它設(shè)備分開，如圖 32（a） 。 圖 32 PLC 的接地 接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。在 PLC 控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。數(shù)字地和模擬地的共點(diǎn)地最好置懸浮方式。以開關(guān)量輸入為例，按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠?！　τ陂_關(guān)量輸出來說，PLC 的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，具體選擇哪種形式的輸出應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來決定，選擇不當(dāng)會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴(yán)重時導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。常見的故障有線圈短路、機(jī)械故障造成觸點(diǎn)不動或接觸不良。哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計18圖 33 PLC 輸入與輸出處理方式 軟件抗干擾措施 硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進(jìn)入控制系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機(jī)性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結(jié)合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。定時器的設(shè)定值，為運(yùn)動部件所需要的最大可能時間。 用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實(shí)性。一般認(rèn)為：流量 n= 12，壓力 n=4 最合適