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正文內(nèi)容

基于plc的四層電梯-學(xué)位論文范文模板參考資料-資料下載頁

2024-12-06 06:17本頁面

【導(dǎo)讀】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。而對現(xiàn)代電梯而言,應(yīng)具有高度的安全性。電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。隊(duì)伍維修單位,承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn),從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。美國一家保險(xiǎn)公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算,其結(jié)論是:乘電梯比走樓。掘資料統(tǒng)計(jì),在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次,而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億。目前,由可編程序控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng),正以很快的速度發(fā)展著。PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短,這種電梯運(yùn)行更加可靠,并具有很大的靈活性,可以完成更。工作,就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司,美國奧的

  

【正文】 高度軟件控制功能的新機(jī)種。 目前出現(xiàn)了一類 “ 多控制方式 ” 通用變頻器。例如本設(shè)計(jì)所采用的安川公司的 VS616 一 GS 變頻器就有 :(l)無 PG(速度傳感器 )V/f 控制 。(2)有 PGV/f 控制 。(3)無 PG 矢量控制 :(4)有 PG 矢量控制等四種控制方式。 通過控制面板,可以控制上述四種控制方式中的一種,以滿足用戶的需要。 D、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制,直到全數(shù)字控制的演變,逐步地實(shí)現(xiàn) 了多功能化和高性能化,進(jìn)而使之對各類生產(chǎn)機(jī)械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等,到目前為止,其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。如搬運(yùn)機(jī)械,從反抗性負(fù)載的搬運(yùn)車輛、帶式運(yùn)輸機(jī)到位能負(fù)載的起重機(jī)、提升機(jī)、立體倉庫、立體停車廠等都已采用了通用變頻器 。金屬加工機(jī)械,從各類切削機(jī)床直到高速磨床乃至數(shù)控機(jī)床、加工中心超高速伺服機(jī)的精確位置控制都已應(yīng)用通用變頻器 。在其它方面,如農(nóng)用機(jī)械、食品機(jī)械、木工機(jī)械、印刷機(jī)械、各類空調(diào)、各類家用電器甚至街心公園 噴水池,可以說其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣闊,并且還將繼續(xù)擴(kuò)大。 通用變頻器的功率輸出驅(qū)動(dòng)技術(shù)動(dòng)向 采用變頻器的調(diào)速傳動(dòng)技術(shù),近年來取得驚人的進(jìn)步。從技術(shù)發(fā)展動(dòng)向來看,大致有如下幾個(gè)方面 : IGBT 的應(yīng)用 最近幾年來, IGB T 的應(yīng)用正在迅速推進(jìn)。其顯著的特點(diǎn)是 :開關(guān)頻率高,驅(qū)動(dòng)電路簡單。用于通用變頻器時(shí),有如下明顯的效果 : (20KHz 或更高 ),負(fù)載電動(dòng)機(jī)的噪聲明顯減少, 實(shí)現(xiàn)了低噪聲傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的金屬鳴響聲因振動(dòng)頻率超過了人耳可感知的程度而 “ 消失 ” 。 提高,使電動(dòng)機(jī)的電流 (特別是低速時(shí)的電流 )波形更加趨于正弦波,因而減少了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和電動(dòng)機(jī)的損耗。 IGBT 為電壓驅(qū)動(dòng)型,因而簡化了驅(qū)動(dòng)回路,使整個(gè)裝置更加緊湊,可靠性提高,成本降低。 IPM,上述效果將更加明顯。 二、網(wǎng)側(cè)變流器的 PWM 控制的變頻器 目前上市的絕大多數(shù)通用變頻器,其網(wǎng)側(cè)變流器采用不可控的二極管整流器。雖然控制簡單,成本較低,但也有它的缺點(diǎn)。比如,網(wǎng)側(cè)電流波形嚴(yán)重畸變,影響電網(wǎng) 的功率因數(shù),諧波損耗大,電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的再生能量無法回饋給電網(wǎng)等。 現(xiàn)已開發(fā)出一 種新型的采用 PWM 控制方式的自換相交流器,并己經(jīng)成功地用作變流器中的網(wǎng)側(cè)變流器。電器結(jié)構(gòu)形式與逆變器完全相同,每個(gè)橋臂均由一個(gè)自關(guān)斷器件和一個(gè)二極管反并聯(lián)組成。其特點(diǎn)是 :直流輸出電壓連續(xù)可調(diào),輸入電流 (網(wǎng)側(cè)電流 )波形基本為正弦,功率因數(shù)可保持為 l,并且能量可以雙向流通。 網(wǎng)側(cè)變流器采用 PWM 控制交流器又稱為 “ 雙 PWM 控制變頻器 ” 。這種再生能量回饋式高性能通用變頻器,代表著另一個(gè)新的技術(shù)動(dòng)向。它的大容量化,對于制動(dòng)頻繁的或可逆運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備十分有意義。但因其價(jià)位高、投資大,所以在某種程度上限制了它的發(fā)展速度。 三、矢量控制變頻器的通用化。 在造紙、軋鋼等應(yīng)用領(lǐng)域,要求精度高,響應(yīng)快,一般性的通用變頻器已經(jīng)不能勝任,往往要采用矢量控制方案 .但是矢量控制往往需要速度傳感器,運(yùn)算復(fù)雜、調(diào)整麻煩,對電動(dòng)機(jī)的參數(shù)依賴性較大 .目前,國內(nèi)正在努力使矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)通用化 .因此,對無速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)的理論研究和實(shí)用化的開發(fā)代表著另一個(gè)新的技術(shù)發(fā)展方向。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外,他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)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(yùn)行,以改善電梯 運(yùn)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。考慮以上各種因素,本設(shè)計(jì)選用安川 VS 一 616G5 型全數(shù)字變頻器,它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能,可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率,同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗,特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場合。 另外, 616G5 變頻器的起動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的 S 曲線和零頻仍可輸出 150%力矩的特點(diǎn),配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器,控制精度可達(dá) 一 %,使得電梯運(yùn)行舒適感好,零速抱閘 ,平層精度高。無須配專用電機(jī),可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù),精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能 IGBT,載波頻率 20KHZ,從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形,使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 VS 一 616G5 型變頻器簡介 一、 616G5 型變頻器的特點(diǎn) VS 一 616G5 型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的 21 世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f控制,而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制,通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制,很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。 VS 一 616G5 變頻器的特點(diǎn)如 下 : (1)包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 (2)有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 (3)由于采用了最新式的硬件,因此,功能全、體積小。 (4)保護(hù)功能完善、維修性能好。 (5)通過 LCD 操作裝置,可提高操作性能。 表 43 616G5 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 電壓 200V 400V 容量范圍 — 10KVA KVA 電 源 電壓頻率 200V: 三 相200/208/220V 400V: 三相 380/400/415/440/460V 電壓允許變動(dòng) +10%— 15% 頻率允許變動(dòng) 177。5% 控制方式 正弦波 PWM 控制:無傳感器矢量控制(無 PG) 帶傳感器矢量控制(帶 PG) v/f 控制 帶傳感器 v/f 控制(用參數(shù)切換) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150%/1 HZ(無PG) 150%/0 r/min(帶 PG) 速度控制范圍 1: 100(無 PG) 1:1000(帶 PG) 速度控制精度 177。% (無 PG) %(帶 PG) 速度響應(yīng) 5HZ(無 PG) 30HZ(帶PG) 轉(zhuǎn)矩極限 有 轉(zhuǎn)矩精度 177。5% 控 制 特 性 轉(zhuǎn)矩響應(yīng) 20HZ(無 PG)以上 150HZ(帶 PG)以上 頻率控制范圍 — 400HZ 頻率精度 (溫度變動(dòng)) 數(shù)字式指令 177。%( 10C+40C) 模擬指令 177。%( 25C177。10C ) 頻率設(shè)定分辨率 (運(yùn)算分辨率) 數(shù)字式指令模擬式指令輸出頻率分辨 率 過載量 額定輸出電流的150%/min 頻率設(shè)定信號(hào) 10V10V 010V 420mA 加減速時(shí)間 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 約 20%帶制動(dòng)選擇 150% 抑制高次諧 波 電源 直流電抗器 200V 24KVA 400V 26KVA 一下可選擇 12 相整流 不能變動(dòng) 主要控制功能 瞬停再啟動(dòng),下降控制,轉(zhuǎn)矩控制,零點(diǎn)伺服控制等 操作設(shè)置 16 自 X2 線日語液晶顯示器 接通插件板可選擇 10 種(最多可裝 3 塊) 保護(hù)功能 電機(jī)保護(hù), 變頻器過載,瞬間過電流,電壓下降,過電壓,輸入缺相 VS61665 變頻器的參數(shù) 61665 變頻器共有 9 組參數(shù),每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。 表 44 變頻器參數(shù) 參數(shù) 功用 A 組 確定控制模式 B 組 選擇運(yùn)動(dòng)功能 C 組 確定加減時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間 D 組 選擇頻率 E 組 確定運(yùn)行壓頻曲線 F 組 保護(hù)設(shè)置 H 組 確定偏壓標(biāo)準(zhǔn) 第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算 四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖 51 所示。圖中 M1, M2 為曳引電機(jī)和門電機(jī) ,交流接觸器 KM1~KM4 通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門,從而進(jìn)行對電梯的控制。 FR1, FR2 為起過載保護(hù)作用的熱繼電器,用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。 FU1 為熔斷器,起過電流保護(hù)作用。 51 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖 PLC 的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)遵循以下基本原則: 1)最大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能,最大限度地滿足被控對象的控制要求,是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提,這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究,收集控制現(xiàn)場的資料,收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。 2)保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行,是設(shè)計(jì)控制系 統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮,以確??刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如:應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行,而且在非正常情況下(如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等),也能正常工作。 3)力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此,在滿足控制要求的前提下,一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益,另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控 制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì),而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低,不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 4)適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展,控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高,設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 /O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí),要適當(dāng)留有裕量,以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 可編程控制器機(jī)型的選擇 為了完成設(shè)定的控制任務(wù) ,主要根據(jù)電梯控制方式與輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來確定 PLC 的機(jī)型。本系統(tǒng)為六層樓的電梯 ,采用集選控制方式。所需輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)與 內(nèi)存容量估算如下 : 1.輸入 /輸出點(diǎn)的估算: 采用 PLC 構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升,反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕 K1 和指示燈 H1,二層有上升呼叫按鈕 K2 和指示燈 H2 以及下降呼叫按鈕 K4和指示燈 H4,三層有上升呼叫按鈕 K3 和指示燈 H3 以及下降呼叫按鈕 K5 和指示燈 H5,四層有下降呼叫按鈕 K6和指示燈 H6。一至四層有到位行程開關(guān) SQ1~ SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕 K10~ K7 和指示燈 H10~ H7;電梯開門和關(guān)門按鈕 SB5 和 SB6,電梯開門和關(guān)門分別通過 電磁鐵 KM3 和 KM4 控制,關(guān)門到位由行程開關(guān) ST1 檢測,開門到位由行程開關(guān) ST2 檢測。轎廂上行和下行由接觸器 KM1 和 KM2 控制,并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。 輸入點(diǎn)共有 14 個(gè),輸出點(diǎn)共有 16 個(gè) ,總共 30 個(gè)。 2. 內(nèi)存容量的估算 用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫水平等因素有關(guān)。因此 ,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、控制系
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