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正文內(nèi)容

基于plc的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計論文終稿(留存版)

2025-11-05 18:04上一頁面

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【正文】 LC 與變頻器實現(xiàn)電梯電氣系統(tǒng)設(shè)計, 可以使電梯運行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。新制造的電梯都采用了對電動機實現(xiàn)線性調(diào) 速的調(diào)壓調(diào)頻 (VVVF, Variable Voltage Variable Frequency)技術(shù),由于 VVVF 電梯采用微機控制,有完善的自檢測、自診斷、自保護功能,因而十分安全可靠。 6 2 電梯的概述 9 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) 錯誤 !未定義書簽。 18 變頻器的選擇 錯誤 !未定義書簽。錯誤 !未定義書簽。而對現(xiàn)代電梯而言,應(yīng)具有高度的安全性??删幊绦蚩刂破?PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術(shù)。到那時候,全國在用電梯將達到 130 萬臺,每年僅報廢更新就需要 6 萬臺。 世界上有名的幾家電梯公司,諸如:美國奧的斯公司、瑞士迅達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等,其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的 51%。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排,說到底是一種程序控制,是一種周期性的系統(tǒng)自動控制,實際上還算不上智能。這樣不僅可以保證乘客的身心健康,而且也可以保證大樓、大哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 5 廈中的大樓的辦公自動化 ( OA) 、樓宇自動化 ( BA) 、通訊自動化 ( CA) 的正常運轉(zhuǎn)。 PLC 與哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 6 普通微機一樣,以通過或?qū)S?PLC 作為字處理器,實現(xiàn)通道(字)的運算和數(shù)據(jù)存儲,另外還有位處理器(布爾處理器),進行點(位)運算與控制, PLC 控制一般具有可靠性高,易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 7 2 電梯的概述 本章 介紹了電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各種分類方式。它是有轎廂架和轎廂體組成的。哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 9 操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運行的。 其它類型的電梯,除上述常用電梯外,還有些特殊用途的電梯,如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 ( 4) 按電梯有無司機分類 有司機電梯:電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。 ( 3) 轎廂形式:有單或雙面開門及其它特殊要求等,以及對轎頂、轎底、轎壁的處理,顏色的選擇,對電風(fēng)扇、電話的要求等。 ( 14)井道深度( mm):由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 12 垂直距離。 ( 5)舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具,對于快速性的要求是必不可少的,快速可以節(jié)省時間,這對于現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。對于輸入 /輸出模塊有:哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 14 數(shù)字量輸入 /輸出模塊,開關(guān)量輸入 /輸出模塊,模擬量輸入 /輸出模塊,交流新號輸入 /輸出模塊, 220V 交流輸入 /輸出模塊??删幊探K端是具有 I/O 功能的 PLC 人機界面產(chǎn)品。在控制系統(tǒng)中,可能包括有多臺不同型號的 PLC,計算機,外圍設(shè)備等。此外,如果 PLC 安裝位置有強烈的振動源,系統(tǒng)的可靠性也會降低,所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個嚴(yán)重的干擾源。若 PLC輸出端子接有感性元件,則應(yīng)采取相應(yīng)的保護措施,以保護 PLC 的輸出觸點。對于具有積分器 A/D 轉(zhuǎn)換來說,采樣時間應(yīng)取工頻周期 (20ms)的整數(shù)倍。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動控制的大量實踐經(jīng)驗,并不斷融入軟件功能。5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG反饋 V/F 控制、開、閉環(huán)矢量控制 4 種控制方式任選性 ) 啟動力矩 150%/1Hz(帶 PG, 150%/Ormin) 速度 控制范圍 1:100(帶 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 25 圖 44 電梯上下行流程圖 在電梯運行過程中,電梯上升(或下降)途中,任何反方向下降(或上升)的外呼梯信號均不響應(yīng),但如果反向外呼梯信號 前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時,則電梯響應(yīng)該外號。輸出端 DC24V 的正極接 L+端。 (4)保護功能完善、維修性能好。到了 90 年代初, BJT 通用變頻器的容量達到了 600KVA, 400KVA 以下的已經(jīng)系列化。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù),往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動,則采用算術(shù)平均法。此外, PLC 的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的,如果超過了規(guī)定的最大限值,必 須外接繼電器或接觸器,才能正常工作。接地在消除干擾上起很大的作用。但是在 PLC 控制系統(tǒng)中,如果環(huán)境過于惡劣,或安裝使用不當(dāng),會降低系統(tǒng)的可靠性。軟件設(shè)計人員不能拋開硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計。 PLC 的外圍設(shè)備很多,但基本功能不外乎對信息和數(shù)據(jù)的處理。 2. 輸入 /輸出模塊 PLC 的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程,它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O 模塊實現(xiàn)的。負(fù)載重,則慣性大,提速高慣性也大。 ( 12) 頂層高度( mm) :由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。 按轎廂尺寸分類,則經(jīng)常使用 “小型 ”、 “超大型 ”等抽象詞匯表 示。 中速梯:常指速度在 ~ 。 觀光電梯 :轎廂壁透明,供乘客觀光用的電梯。一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器與電機相連。 ( 3) 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)有轎廂門,層門,開門,連動機構(gòu)等組成。 畢業(yè)設(shè)計說明書的主要內(nèi)容如下 首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器( PLC)、變頻器作了比較全面的介紹。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點: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;系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器; 大部分電器均為常用控制電器,更換方便,價格較便宜;多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯、技術(shù)成熟,已形成系列化產(chǎn)品,技術(shù)資料圖紙齊全,熟悉,掌握的人較多。該研究發(fā)展:視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色 彩對人的情緒、精神影響非常大。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品,其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小,與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,以及電梯本身的人性化。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量,低成本的優(yōu)勢贏得了越 來越多的國內(nèi)外客戶,為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件??傏厔菔巧仙?,進入了 “第三次浪潮 ”, 2020 年總產(chǎn)量超過了 8 萬臺,而且目前還沒有減速的跡象。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求,同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習(xí)慣,摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式,獨具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 2 件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué),調(diào)試和查錯都很容易。 18 用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 時間安排: 2020 年 11 月 26 日 ~~2020 年 4 月 7 日 選題、撰寫階段 2020 年 4 月 8 日 ~~5 月 12 日 中期檢查階段 2020 年 5 月 13 日 ~~5 月 24 日 整理、答辯階段 2020 年 5 月 25 日 畢業(yè)論文(設(shè)計)答辯 要求: 硬件設(shè)計合理,軟件工作可靠,操作、維護方便,工作良好。 計劃 : 1)查閱國內(nèi)外資料,了解生產(chǎn)實際中 PLC 及變頻器的應(yīng)用, 了解電梯的控制技術(shù)和調(diào)速方法等,以及國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)。 2 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 錯誤 !未定義書簽。 硬件的組成 PLC 控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 20 4 四層樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 32 電梯開關(guān)門 采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短,這種電梯運行更加可靠,并具有很大的靈活性,可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù),己成為電梯控制的發(fā)展方向。我國的國民經(jīng)濟以較高的速度持續(xù)增長,城市化水平不斷提高。自 1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TCl78 以來,先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進國家的標(biāo)準(zhǔn)。綠色是和平,綠色是天然,綠色是和諧。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能,使電梯在保證運行效率最高的同時,使電梯能最大限度地得到休眠。鑒于其種種優(yōu)點,目前,電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制所代替。可編程控制器對此進行了改進,變通用為專用,有利于降低成本,縮小體積,提高可靠性等特性,更適應(yīng)過程控制的要求。導(dǎo)向輪的作用是分開轎 廂和對重的間距,采用復(fù)繞型還可以增加曳引力 【 7】 。曳引電機是電梯的動力源,根據(jù)電梯配置可采用交流電機或者直流電機。 載貨電梯 :主要為運送貨物而設(shè)計,通常有人伴隨的電梯。 電梯問世初期,曾用蒸汽機、內(nèi)燃機作為動力直接驅(qū)動電梯,現(xiàn)已基本絕跡。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計 11 群控電梯:是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。如交流電機拖動或直流電機拖動,轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。30 交直流快速電梯 — ≤177。 1. 主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式 PLC( PLC 的各個不見都在同一機殼內(nèi))外,目前市場多數(shù)的PLC 都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)( PLC 的各個部件獨立封裝,稱之為模塊)。輸入電路就是被控對象(需要進行控制的機器,設(shè)備和生產(chǎn)過程)進行檢測,采集,轉(zhuǎn)換和輸入。生產(chǎn)工藝要求不同,控制的功能也就要求不同,即使是相同的生產(chǎn)過程,由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣,控制實現(xiàn)的方式也不一樣。在實際的生產(chǎn)環(huán)境下,外部干擾是隨機的,與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān),且干擾源是無法消除的,只能針對具體情況加以限制; 內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān),主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路,模擬量輸入信號等引起,可合理設(shè)計系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。此外,接地線要足夠粗,接地電阻要小,接地點應(yīng)盡可能靠近 PLC 。在設(shè)計電路時,應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件,對于模擬量輸入信號來說,常用的有 4~ 20mA、 0~ 20mA 直流電流信號; 0~ 5V、 0~ 10V 直流電壓信號,電源為直流 24V。 消抖 在振動環(huán)境中,行程開關(guān)或按鈕常常會因為抖動而發(fā)出誤信號,一般的抖動時間都比較短,針對抖動時間短的特點,可用 PLC 內(nèi)部計時器經(jīng)過一定時間的延時,得到消除抖動后的可靠有效信號,從而達到抗干擾的目的。 目前,市場流行的通用變頻器的種類繁多,而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少,其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同,但其總的控制思想?yún)s是大同小異。VS616G5 變頻器的特點如下 : (1)包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 接線圖分為 DC 輸入端和 DC 輸出端。 電梯響應(yīng)流程圖見圖 45 所示 。5% 力矩響應(yīng) 20Hz(帶 PG, 40Hz) 頻率控制范圍 0. 1~ 400Hz 頻率控制精度 數(shù)字指令 :0. 01% ( 10 0C~ +40 ℃ ) 模擬指令 :% (250℃ ~ 177。 安川 VS616G5 型變頻器 本設(shè)計中拖動調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行,以改善電梯運行的舒適感;另外,由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例,因此,電梯節(jié)約用電日益受到重視。為了完成設(shè)定的控制任務(wù) ,主要根據(jù)電梯輸入 /輸出點數(shù)確定 PLC 的機型。 利用 “看門狗 ”方法對系統(tǒng)的 運動狀態(tài)進行監(jiān)控 PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件,如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等,利用它們來設(shè)計一些程序,可以屏蔽輸入元件的錯誤信號,防止輸出元件的誤動作。地線各點之 間的電位差盡可能小,盡量加粗地線,有條件可采用環(huán)形地線。但是,如果遇上特殊情況,電源干擾特別嚴(yán)重,可加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾,提高系統(tǒng)的可靠性。 3. 編程語言及編程支持工具軟件 PLC 有多種編程語言:梯形圖語言,助記符語言,邏輯功能圖語言,布爾
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