【正文】 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)：機電一體化 班 級： 06 級 姓 名： 唐成西 學 號： 061052021005 指導教師： 鄭 輝 完成時間： 08 年 12 月 （注：每行與上一行左對齊，內(nèi)容中的字體為華文新魏體，字號為二號 ，數(shù)字為華文新魏小二號） 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁共 42頁 摘要 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進入一個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣，而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活緊密相關(guān)，隨著人們對其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由ＰＬＣ代替原來的繼電器控制．本文在已有的通變的基礎(chǔ)上，采用ＰＬＣ對電梯進行控制，通過合理的選擇的設(shè)計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感，使電梯達到了較為理想的控制效果 關(guān)鍵詞： PLC 電梯控制 變頻器 變頻調(diào)速 安全裝置 程序設(shè)計 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁共 42頁 目錄 摘要 2 目錄 3 前言 9 電梯設(shè)備 9 電梯的工作原理 9 電梯的安全保護裝置 10 電梯的發(fā)展動態(tài) 11 第三章 基本方案選擇 12 VS616G5 型變頻器簡介 13 可編程序控制器 (PLC)的選擇 14 電梯運行中位置信號的檢測 19 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 22 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 24 開關(guān)門控制 24 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁共 42頁 層樓計算、換速 29 結(jié)束語 所以，電梯是為高層建筑運輸服務(wù)的設(shè)備。電梯的轎廂在建筑物的井道的導軌上下運行。 電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。 近些年來受國內(nèi)國際經(jīng)濟環(huán)境的影響，使得競爭激烈的電梯市場更加白熱化，未來中國電梯市場將有以下主要特點：⑴未來幾年里，中國整體電梯市場需求平穩(wěn)或有所下降；⑵隨著商品房的推進住宅電梯需求量大；⑶寫字樓、豪華住宅樓和豪華酒店的空置將減少高檔進口電梯項目；⑷價格競爭將更加激烈，電梯生產(chǎn)商將力求從技術(shù)優(yōu)勢和價格優(yōu)勢吸引客戶；⑸市場對產(chǎn)品技術(shù)含量要求增加，將是產(chǎn)品和技術(shù)的競爭。 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁共 42頁 第一章 電梯的控制 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點及存在問題 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點 : (1) 所有控制功能及信號處理均由硬件實現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 (1) 系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 (5) 由于線路復雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高 。 PLC 及在電梯控制中的應(yīng)用特點 PLC 的特點 : PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。 B、 PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了 。例如，采用可靠性的元件 。對存儲器內(nèi)容的保護等。簡化編程語言等 ?/p (2)易操作性， PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面 : A、 操作方便 對 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示。 C、 維修方便 PLC 具有 的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。 C、 操作的靈活性。 (3) PLC 可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁共 42頁 電梯變頻調(diào)速控制的特點 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機控制技術(shù) 的飛速發(fā)展，頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。 (2) 變頻調(diào)速電源使用了先進的 SPWM 技術(shù) SVPWM 技術(shù)，明顯改善了電梯運行 質(zhì)量和性能 。有層間控制，簡易集選控制，集選控制、 電梯的工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？俊? 電梯的主要組成部分 (1) 曳引系統(tǒng) A、 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。 D、 曳引鋼絲繩。 E、 曳引繩錐套。 (3) 轎廂 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 (5) 重量平衡系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。 (7) 電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行縱和控制。 電梯的安全保護裝置 (1) 電磁制動器，裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 (5) 急停按鈕，裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 (7) 關(guān)門安全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板， 在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。 四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁共 42頁 （ 10）安全鉗是當轎廂（對重）超速運行 或出現(xiàn)突然情況時，能接受限速器操縱，以機械動作將轎廂（對重）強行停留在導軌上，起保護乘客安全的作用。限速器的功能是能反映并控制矯廂（對重）的實際速度，當速度達到限時（超過允許值）能發(fā)出信號及產(chǎn)生機械動作，切斷控制電路或迫使安全鉗動作。 (2) 電梯的拖動技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。 (4) 電梯的管理功能不斷加強。 (6)機械傳動方面，由于國際上機械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，己使電梯的傳動形 式多樣化?？偟倪x擇原則是滿足實現(xiàn)工藝的要求，并保證安全可靠運行。考慮最多可以拖幾個？ 樓上你可以用經(jīng)驗公式計算： I 變頻器 = n * I 電動機 * k 注意：（ 1）這里不是單純考慮功率，而是考慮電流為主；（ 2）系數(shù) k 為 =1。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的 CPU 以及一些相應(yīng)的電路。 （ 3）變頻器的工作原理 我們知道，交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式位： n＝ 60 f(1－ s)/p (1) 式中 n——— 異步電動機的轉(zhuǎn)速； f——— 異步電動機的頻率； s——— 電動機轉(zhuǎn)差率； p——— 電動機極對數(shù)。 改變電源的頻率，電動機可以調(diào)速。電壓型采用并聯(lián)電容濾波，電流型采用串聯(lián)電抗器濾波。它在低速下（ 1%額定四川職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁共 42頁 轉(zhuǎn)速）即使不采用 PG 反饋，也可提高啟動轉(zhuǎn)矩和無故障運行，當增加 PG 控制時，可以實現(xiàn)零速高轉(zhuǎn)矩控制。 （ 2） 旋轉(zhuǎn)編碼的應(yīng)用 旋轉(zhuǎn)編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度相比較，從而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率及電壓，使電梯的實際速度跟隨變頻器內(nèi)部的給定速度，達到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。而平層精度與鋼絲繩的松緊度，平層干 簧管的位移， PLC 的輸入脈沖數(shù)有關(guān)。 齒輪箱減速比 K 為 61:2，曳引機直徑 D 為 ，采用半繞式 2:1 繞法， N=2，電機每轉(zhuǎn)一圈電梯上下行程 : L=DK1000/N (mm) (1) 代入式 (1)求得 L= PG 參數(shù) =16=536p/rev。PLC 應(yīng)避免安裝在有 振動的場所；對振動源允許的條件則應(yīng)按照產(chǎn)品說明書的要求，安裝減振橡膠墊或采取其他防振措施。在不增加硬件電路的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)編碼器在構(gòu)成速度閉環(huán)的同時，也可構(gòu)成位置閉環(huán)控制。 電梯運行中位移的計算如下 :H＝ SI 式中 S:脈沖當量 I:累計脈沖數(shù) H:電梯位移 S=πλD/Pρ D:曳引輪直徑 ρ:PG 卡的分頻比 λ: 減速器的減速比 P:旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對應(yīng)的脈沖數(shù) 本系統(tǒng)中 λ=1/32 D=580mm Ned=1450r/min P=1024 ρ=1/18 代入 S=πλD/Pρ 得 S= mm/脈沖 設(shè)樓層的高度為 4m，則各樓層平層點的脈沖數(shù)為 :1 樓為 0。 設(shè)換速點距樓層為 米，則各樓層換速點的脈沖數(shù)為 :上升 :1 樓至 2 樓為2400， 2 樓至 3 樓為 6400， 3 樓至 4 樓為 10400。 考慮到本次設(shè)計的電梯系統(tǒng)只有 4 層，且開關(guān)量居多，模擬量較少；對于開關(guān)量控制為主的系統(tǒng)而言，一般 PLC 的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求，在小型PLC 中整體式比模塊式的價格便宜，體積也小，但是在設(shè)計活動中，經(jīng)常碰到一些估計的指標，在設(shè)計活動中需要進行 局部調(diào)整，另外模塊式 PLC 排除故障所需時間短；我們估算輸入輸出接口比較多；由于考慮到本次設(shè)計的電梯系統(tǒng)只有 4層，考慮到工廠造價，我們采用離線編程的方式，以減小軟硬件的開銷。 為大量實際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能 開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要 模擬 I/O，高速計數(shù)器?？蓴U展 RS232/422/485 通訊口。時間設(shè)置和比較指令易于操作。 注解記錄功能 元件注解可以記錄在程序寄存器中。 密碼保護 使用一個八位數(shù)字密碼保 護您的程序。 （ 3） 零速一般設(shè)置為 OHZ，速包閘功能將影響舒適感。為摩擦力 ,amp。能耗制動電阻 R1 的大小應(yīng)使制動電流 l1 的值不超過變頻器額定電流的一半，即 l1=U0/R1≤ V2 其中 U0 為額定情況下變頻器的直流母線電壓。系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機。 在此次設(shè)計中，將采用交流雙速電機作為曳引電機，它的優(yōu)點是簡單，經(jīng)濟，更重要的是舒適感好。 基于以上考慮，部分硬件的選擇結(jié)果如下： 曳引電機型號： YDDL160L6/8 額定功率： 11KW 額定電壓： 380V 額定電流： 23A 功率因數(shù)： 備用曳引電 機選型通上 門電動機型號： Y100L2 額定功率： 3KW 額定電壓： 380V 額定電流： 7A 功率因數(shù)： 主電路部分電器型號的選擇結(jié)果如下： 交流接觸器： CJ2025 熔斷器： BLR163/3P 分斷能力： 50000A 熱繼電器： JR1620/3D 熔斷式刀開關(guān)： HH430/325 門電路部分電器型號的選擇如下： 交流接觸器： TYC2129 熔斷器： BLR163/3P14 熱繼電器： JR1620/3 熔斷式刀開關(guān)： HH315/210 I/O