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正文內(nèi)容

電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

2024-10-04 12:42 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 11 控制柜、導(dǎo)向輪、限速器、電源總開關(guān)、承重梁、 曳引機(jī)、急停開關(guān)、繩頭組合、繩頭板等。 ( 2)井道 導(dǎo)軌支架、對(duì)重導(dǎo)軌、轎廂導(dǎo)軌、接導(dǎo)板、線槽、對(duì)重架、曳引機(jī)鋼絲繩、限速器鋼絲繩、平層感應(yīng)裝置、限速器鋼絲繩漲緊裝置、隨行電纜、電纜支架、緩沖器、補(bǔ)償裝置、轎廂、中間接線盒、底坑檢修箱等。 ( 3)轎廂 轎頂輪、轎架、轎底、轎壁、轎頂、轎門、門機(jī)、光電保護(hù)防夾裝置、操縱箱、轎頂檢修箱、照明裝置、平層感應(yīng)器、護(hù)腳板、導(dǎo)靴、安全鉗、配重塊、轎廂導(dǎo)軌用油杯、急停開關(guān)、安全窗、超載保護(hù)裝置、五方通話等。 ( 4)層站 層樓顯示器、層門裝置、手動(dòng)鑰匙開關(guān)、層門、門鎖、門套 、層門地坎、呼梯盒等 電梯基本工作原理 減速箱、制動(dòng)器等組成的曳引機(jī)通過安裝在機(jī)房的電動(dòng)機(jī),使曳引鋼絲繩通過曳引輪,轎廂和對(duì)重分別連在曳引繩的兩端,纏繞在導(dǎo)向輪和曳引輪上,曳引輪通過曳引電動(dòng)機(jī)減速器變速后的力被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),使曳引輪與曳引繩摩擦產(chǎn)生的牽引力,從而使對(duì)重和轎廂作出升降運(yùn)動(dòng),達(dá)到運(yùn)輸目的。 2. 2 傳感器的選擇 傳感器是本系統(tǒng)獲得電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)傳媒,所以對(duì)傳感器的選擇十分重要。轎廂檢測部分所需要對(duì)傳感器做出選擇的包括:振動(dòng)傳感器、垂直方向 (Z 向 )加速度傳感器。機(jī)房檢測部分需要選擇的傳感器 有:溫度傳感器、電流電壓傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器。 轎廂加速度傳感器 按照本系統(tǒng)對(duì)轎廂加減速度的需求,轎廂加速度的測量包含一個(gè)垂直方向及兩個(gè)水平方向 。 (一)垂直方向加速度傳感器 根據(jù)需求 此傳感器 選取 LE0710 加速度傳感器,進(jìn)行垂直加速度的測量。此 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 12 傳感器的 響應(yīng)頻率為 O’ lOHz,測量范圍為 1. 59,精度為 847mV/ g(5Hz@O. 259),”O(jiān)” g 輸出為 2. 522V。 加速度的測量:在大于 0. 3Hz 時(shí),利用壓電加速度傳感器 —— 電荷放大器測量系統(tǒng)或內(nèi)裝 IC 壓電加速度傳感器都可以進(jìn)行理想的測量。在小于 O. 3Hz時(shí),通常使用應(yīng)變加速度傳感器 —— 應(yīng)變儀測量系統(tǒng),但由于零漂和噪聲都較大,特別在測量 4,2n 速度時(shí),很難得到理想的測量結(jié)果。 LE0710 型內(nèi)裝 IC 應(yīng)變式加速度傳感器很好的解決了這一難題。該傳感器不同于傳統(tǒng)的應(yīng)變橋結(jié)構(gòu),它是在硅片上同時(shí)集成了 42 個(gè)對(duì)加速度 敏感的可變電容單元,同時(shí)解決了零漂、噪聲、精度三大難題。 (二)水平方向加速度傳感器 水平方向加速度傳感器選取 LC0121 型內(nèi)裝 IC 壓電加速度傳感器,此傳感器的量程為 O. 59,靈敏度為, X 向: 10. 03V/ g, Y 向: 10. 02V/ g(靈敏度測試條件:2l℃, 80Hz, 0. 39);諧振頻率為 2kHz,頻率范圍為 O. 1’ 150Hz,抗沖擊為509。 LC0121 內(nèi)裝 IC 壓電加速度傳感器是內(nèi)裝微型 IC 放大器的壓電加速度傳感 器,它將電荷放大器與傳統(tǒng)的壓電加速度傳感器集于一體,能直接與顯示、記錄 和采集傳感器連接, 簡化了測試系統(tǒng),提高了可靠性和測試精度。廣泛用于航空航天,車船,機(jī)械等領(lǐng)域。而且具有抗干擾,低阻抗輸出,噪聲小,能夠進(jìn)行長電纜傳輸;性價(jià)比高,安裝方便,尤其適用于多點(diǎn)測量;穩(wěn)定可靠,抗潮濕,抗粉塵,抗有害氣體等優(yōu)點(diǎn)。 電流電壓傳感器 目前市場上最流行的電流電壓傳感器是霍爾電流傳感器/變送器。霍爾電流電壓傳感器/變送器是一種響應(yīng)快、寬頻響、過載能力強(qiáng)、高可靠的、電檢測元件。它綜合了分流器和互感器的共同優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又克服了互感器只適用于交流正弦波信號(hào)測量和分流器無法進(jìn)行隔離測量的不足?;魻栯娏麟妷簜鞲?器/變送器不僅可以檢測交流,還可以檢測直流。其結(jié)構(gòu)由聚磁環(huán)、原邊電路、放大電路、次級(jí)線圈和霍爾器件等組成,分磁平衡式和直測式兩種工作方式。磁平衡式與直測式的區(qū)別在于其鐵磁體上另加一平衡繞組,霍爾器件僅檢測被測電流和平衡繞組中電流在鐵磁體中所產(chǎn)生的磁電勢的平衡狀態(tài)。直測式則是將霍爾器件置于具有線圈繞組或直穿母線的環(huán)型鐵磁體氣隙中,測出氣隙里的磁壓降,即為被測電流。 電流電壓傳感器使用注意事項(xiàng): 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 13 ( 1)電流傳感器必須根據(jù)被測電流的額定有效值適當(dāng)選用不同的規(guī)格的產(chǎn)品。被測電流長時(shí)間超額,會(huì)損壞末極功放管(指磁補(bǔ)償 式),一般情況下, 2倍的過載電流持續(xù)時(shí)間不得超過 1 分鐘。 ( 2)電壓傳感器必須按產(chǎn)品說明在原邊串入一個(gè)限流電阻 R1,以使原邊得到額定電流,在一般情況下, 2 倍的過壓持續(xù)時(shí)間不得超過 1 分鐘。 ( 3)電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的,所以當(dāng)被測電流高于電流傳感器的額定值時(shí),應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器;當(dāng)被測電壓高于電壓傳感器的額定值時(shí),應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。當(dāng)被測電流低于額定值 1/2 以下時(shí),為了得到最佳精度,可以使用多繞圈數(shù)的辦法。 ( 4)絕緣耐壓為 3KV 的傳感器可以長期正常工作在 1KV 及以下交流系統(tǒng)和 及以下直流系統(tǒng)中, 6KV 的傳感器可以長期正常工作在 2KV 及以下交流系統(tǒng)和 及以下直流系統(tǒng)中,注意不要超壓使用。 ( 5)在要求得到良好動(dòng)態(tài)特性的裝置上使用時(shí),最好用單根銅鋁母排并與孔徑吻合,以大代小或多繞圈數(shù),均會(huì)影響動(dòng)態(tài)特性。 ( 6)在大電流直流系統(tǒng)中使用時(shí),因某種原因造成工作電源開路或故障,則鐵心產(chǎn)生較大剩磁,是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源,在原邊通一交流并逐漸減小其值。 ( 7)傳感器抗外磁場能力為:距離傳感器 5~ 10cm 一個(gè)超過傳感器原邊電流值 2 倍的電流,所產(chǎn)生的 磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時(shí),相間距離應(yīng)大于 5~ 10cm。 ( 8)為了使傳感器工作在最佳測量狀態(tài),應(yīng)使用圖 1- 10 介紹的簡易典型穩(wěn)壓電源。 ( 9)傳感器的磁飽和點(diǎn)和電路飽和點(diǎn),使其有很強(qiáng)的過載能力,但過載能力是有時(shí)間限制的,試驗(yàn)過載能力時(shí), 2 倍以上的過載電流不得超過 1 分鐘。 ( 10)原邊電流母線溫度不得超過 85℃,這是 ABS 工程塑料的特性決定的,用戶有特殊要求,可選高溫塑料做外殼。 轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器又稱為扭矩傳感器,扭矩傳感器在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中最頻繁涉及到的參數(shù),傳統(tǒng)中使用較多的是扭轉(zhuǎn) 角相位差式傳感器為了檢測旋轉(zhuǎn)扭矩,這種方 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 14 法是將安裝著兩組形狀、安裝角度及齒數(shù)完全相同的齒輪在彈性軸的兩端,將兩只接近 (磁或光 )傳感器安裝在齒輪的各自外側(cè)。在彈性軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí),相應(yīng)的兩組脈沖波就這兩組傳感器就可以測量出,對(duì)這兩組脈沖波的前后沿的相位差比較就可以直接計(jì)算出該彈性軸所承受的扭矩量。 轉(zhuǎn)矩傳感器采用應(yīng)變片電測技術(shù),在彈性軸上組成應(yīng)變橋 ,向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后,經(jīng)過壓 /頻轉(zhuǎn)換,變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。 他的性能指標(biāo): 扭矩示值誤差: 177。 %F S 靈敏 度: 1177。 非線性: 177。 %F S 重復(fù)性: 177。 %F S 回差: %F S 零飄( 24小時(shí)): %F S 零點(diǎn)溫飄: %F S/10℃輸出阻抗: 1KΩ177。 3Ω 絕緣阻抗: 500MΩ 靜態(tài)超載: 120% 斷裂負(fù)載: 200%使用溫度: 0~ 60℃ 儲(chǔ)存溫度:- 20~ 70℃電源電壓: +15V177。 5%,15V177。 5% 總消耗電流: 130mA 頻率信號(hào)輸出: 5KHz— 15KHz 負(fù)額定扭矩: 5KHz177。 10Hz 零扭矩: 10KHz177。 10Hz 正額定扭矩: 15KHz177。 10Hz 信號(hào)占空比: ( 50177。 10) % 非接觸式是非接觸扭矩傳感器工作方式,因而可靠性高、壽命長,不易受到磨損、受軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小、有更小的延時(shí)。因此非接觸式扭矩傳感器十分適合本系統(tǒng)。 振動(dòng)傳感器 振動(dòng)傳感器在本系統(tǒng)中是 十分重要 之一,它的作用主要是將機(jī)械量接收下來,并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。 振動(dòng)傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)?電量,而振動(dòng)傳感器的輸入量才是原始要測的機(jī)械量,然后被機(jī)械接收部分接收,形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量,最后被機(jī)電變換部分變換為電量。因此機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分來決定一個(gè)傳感器的工作性能。 相對(duì)式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來說,是一個(gè)位移傳感器,由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律,其產(chǎn)生的電動(dòng)勢同被測振動(dòng)速度成正比,所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。 由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最簡單的形式,因此人們最先想到的是用機(jī)械方法測量振動(dòng),從而制造出了機(jī)械式測振儀(如蓋格爾測振儀等)。傳感器的機(jī)械 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 15 接收原理就是建立在此 基礎(chǔ)上的。相對(duì)式測振儀的工作接收原理就是,在測量時(shí),把儀器固定在不動(dòng)的支架上,使被測物體與觸桿的振動(dòng)方向一致,并借被測物體表面與 彈簧 的彈性力相接觸,物體振動(dòng),觸桿就跟隨被測物體一起運(yùn)動(dòng),并且振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間的變化曲線隨推動(dòng)記錄筆桿在紙帶上的移動(dòng)被描繪出,移的大小及頻率等參數(shù)就可以根據(jù)這個(gè)記錄曲線可以計(jì)算出位。 因此本系統(tǒng)采用相對(duì)式電動(dòng)傳感器。 溫度傳感器 本系統(tǒng)中需要測量四個(gè)部位的溫度, 即:主機(jī)電動(dòng)機(jī)溫度、主機(jī)齒輪箱溫度、制動(dòng)器線圈溫度、機(jī)房溫度。 溫度傳感器有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器( RTD)和 IC 溫度傳感器。 IC 溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型 。原則上說,以上任何一種傳感器都可以用在本系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的測溫中。 溫度傳感器中最常用的溫度測量是熱電偶。其最主要好處是適應(yīng)各種大氣環(huán)境寬和溫度范圍, 而且便宜、結(jié)實(shí)、無需供電 。 在一端連接的兩條不同金屬線 (金屬 A 和金屬 B)構(gòu)成熱電偶,當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),就在熱電偶電路中產(chǎn)生電勢差。從而就可用測量出來的電勢差來計(jì)算溫度。不過,溫度和電壓之間 是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度 (Tref)作第二次測量,并利用測試設(shè)備硬件或軟件在儀器內(nèi)部處理電壓 溫度變換,以最終獲得熱偶溫度 (Tx)。 Agilent34970A 和34980A 數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測量了運(yùn)算能力。 半導(dǎo)體材料是熱敏電阻的主要材料,負(fù)溫度系數(shù)占絕大多數(shù),即阻值隨溫度降低而增加。阻值會(huì)隨溫度變化而造成大的改變,因此這種溫度傳感器是最靈敏的溫度傳感器。但由于線性度在熱敏電阻中極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線在制造商給不出來。由于熱敏電阻體積非常小使得溫度變化的響應(yīng)也非???。 所以小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感,不過但熱敏電阻需要使用電流源。 通過參考其他廠家的資料,結(jié)合本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求,最后定為 DSl8B20集成溫度傳感器。 DSl8B20是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器, DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便,封裝成后可應(yīng)用于多種場合,如管道式,螺紋式,磁鐵吸附式,封裝式,型號(hào)多種多樣,有 LTM8877, LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。 DS18B20具有特點(diǎn): (1)具有獨(dú)特的單線接口方式,為實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊在DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可。 (2)測溫范圍 :- 55℃~ 125℃,固有測溫誤差(注意,不是分辨率,這里之 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 16 前是錯(cuò)誤的) ℃。 (3)多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上,但最多只能并聯(lián) 8個(gè),實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫,但是數(shù)量過多,會(huì)使供電電源電壓過低,以至于造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 (4)工作電源 :3~5V/DC(可以數(shù)據(jù)線寄生電源) (5)在使用中不需要任何外圍元件 (6)測量結(jié)果以 9~12位數(shù)字量方式串行傳送 (7)不銹鋼保護(hù)管直徑Φ 6 (8)適用于 DN15~25,DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫 (9)標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1,G1/2”任選 (10)PVC 電纜直接出線或德式球型接線盒出線 ,便于與其它電器設(shè)備連接。 因此, DS18B20 十分適合在本系統(tǒng)中應(yīng)用。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)方案使用 STM32F107VCT6芯片,采用 STM32系統(tǒng)芯片的庫函數(shù),采集現(xiàn)場信息,對(duì)信息進(jìn)行處理,分類。用戶通過 232 總線或者 485 總線,與電梯控制器通訊,獲得電梯運(yùn)行信息。當(dāng)電梯發(fā)生故障時(shí),安裝在電梯控制柜里的數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)生聯(lián)動(dòng),發(fā)出報(bào)警信號(hào),同時(shí)上報(bào)給服務(wù)器,現(xiàn) 場工作人員及遠(yuǎn)程
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