畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC教學(xué)電梯的設(shè)計(jì)和研究

1、教學(xué)電梯的設(shè)計(jì)和研究摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)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(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，其應(yīng)用越來(lái)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(duì)其要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)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(lái)的繼電器控制。由于電梯是大型機(jī)電一體化產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，封閉使用，經(jīng)過(guò)安裝運(yùn)行之后，從外部很難全面的了解電梯的結(jié)構(gòu)及其工作原理；由于技術(shù)復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)封閉，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)習(xí)中的學(xué)生難以對(duì)電梯有足夠的了解，學(xué)習(xí)過(guò)程相對(duì)困難。因此，研制能夠真實(shí)反映電梯結(jié)構(gòu)和使用功能的

2、電梯模型及控制系統(tǒng)很必要。為了將電梯的教學(xué)通俗地和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，提供較理想的電梯教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，加深學(xué)生對(duì)電梯的理解，我們研發(fā)設(shè)計(jì)了三層電梯模型，該電梯模型基本上反映了電梯的結(jié)構(gòu)和使用功能，效果直觀，且具有故障檢測(cè)單元。并在已有的變頻器的基礎(chǔ)上，選用功能較強(qiáng)的plc作為控制單元，通過(guò)合理的選擇和設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。關(guān)鍵字：電梯控制 plc 變頻器 傳感器技術(shù) 目錄：第一章：電梯的概述一、電梯的定義-(3)二、電梯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能和組成-(3)第二章：教學(xué)電梯的電氣部分設(shè)計(jì)一、電氣部分設(shè)計(jì)-(6)二、變頻器介紹-(10)三、plc控制介紹-(17)第三章：軟件

3、設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)框圖-(21)二、plc接線圖-(22)三、程序設(shè)計(jì)-(23)四、編程舉例-(28)結(jié)束語(yǔ)-(30)答謝辭-(31)參考文獻(xiàn)-(32)附錄1元件清單-(33)附錄2梯形圖注釋-(34)第一章、電梯的概述一、定義：用電力拖動(dòng)具有乘客或者載貨轎廂運(yùn)行于垂直方向傾斜角不大于15°的兩側(cè)剛性導(dǎo)軌之間的運(yùn)送乘客或貨物的固定設(shè)備。二、電梯系統(tǒng)的組成及各部分功能：1.曳引系統(tǒng)：傳遞與傳輸動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引機(jī)：包括電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器和曳引輪在內(nèi)的靠曳引繩和曳引輪槽摩擦力驅(qū)動(dòng)或停止電梯的裝置。有齒輪曳引機(jī)，即電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速齒輪箱驅(qū)動(dòng)曳引輪的曳引機(jī)。無(wú)吃輪曳引機(jī)，即電動(dòng)機(jī)通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)

4、曳引輪的曳引機(jī)曳引繩：連接轎廂和對(duì)重裝置，并靠與曳引輪槽的摩擦力驅(qū)動(dòng)轎廂升降的專用鋼絲繩。2.導(dǎo)向系統(tǒng)：保證轎廂與對(duì)重的相對(duì)位置，并限制其活動(dòng)的自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌：使轎廂和對(duì)重運(yùn)行的導(dǎo)向部件。導(dǎo)軌支架：固定在井道壁或橫梁上，支撐和固定導(dǎo)軌用部件。導(dǎo)靴：裝在交響和對(duì)重架上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向的部件。導(dǎo)向輪：為增大轎廂和對(duì)重之間的距離，使曳引繩經(jīng)曳引輪再導(dǎo)向?qū)χ匮b置或轎廂一側(cè)而設(shè)置的繩輪。反繩輪：設(shè)置在轎廂和對(duì)重框架上部的動(dòng)滑輪，根據(jù)需要曳引繩繞過(guò)反繩輪可以構(gòu)成不同的曳引比。3.轎廂系統(tǒng)：用于運(yùn)送乘客或貨物的容體，是電梯的運(yùn)行部件之一

5、。轎廂架：固定和支撐轎廂的框架。由上梁、立柱、底梁和拉桿等組成的承重構(gòu)件。轎廂體：具有載重量和服務(wù)對(duì)象相適應(yīng)的空間，是由轎廂底、轎廂壁、轎廂門和轎廂頂組成。4.門系統(tǒng)：防止墜落和擠傷事故的發(fā)生。轎廂門：設(shè)置在轎廂入口的門。由門、門導(dǎo)軌架、轎廂地坎等組成。層門：設(shè)置在層站入口的門，又稱廳門。由門、門導(dǎo)軌架、層門地坎、層門聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。開門機(jī)：使轎廂門，層門自動(dòng)開啟或關(guān)閉的裝置。門鎖裝置：設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將門鎖緊，同時(shí)接通控制電路，使轎廂方可運(yùn)行的機(jī)電聯(lián)鎖裝置。5.重量平衡系統(tǒng)：使曳引系統(tǒng)的原動(dòng)力(電動(dòng)機(jī))功率消耗減少一半，以達(dá)到節(jié)能和提高效率的目的。對(duì)重：又對(duì)重架和對(duì)重塊組成，其重量

6、與轎廂滿載時(shí)重量成一定的比例，與轎廂件的重量具有一個(gè)恒定的最大值，又稱平衡鐵。重量補(bǔ)償裝置：在高層電梯中，補(bǔ)償轎廂與隊(duì)中側(cè)曳引繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。6.電力拖動(dòng)系統(tǒng)：提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。曳引電動(dòng)機(jī)：電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可以用交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)。供電裝置：為電梯的電動(dòng)機(jī)提供電源的裝置。速度檢測(cè)裝置：檢測(cè)轎廂的運(yùn)行速度，將其裝變成信號(hào)的裝置。一半采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制：交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的速度控制方式，有交流變極調(diào)速，交流變壓調(diào)速和變頻變壓調(diào)速，直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好和調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，常用發(fā)電機(jī)組構(gòu)成的晶閘管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)

7、，晶閘管直接供電的晶閘管-電動(dòng)機(jī)。7.電氣控制系統(tǒng)：對(duì)電梯的運(yùn)行操縱和控制。操縱裝置：對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱的裝置。包括轎廂內(nèi)的按鈕操縱箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕箱、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急操縱箱。位置顯示裝置：設(shè)置在轎廂內(nèi)和層站的指示燈，以燈光數(shù)字顯示電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站?？刂破?柜)：安裝在機(jī)房中，由各種電子器件和電梯元件組成，對(duì)電梯實(shí)行電氣控制的設(shè)備。平層裝置：在平層裝置區(qū)域內(nèi)，使轎廂達(dá)到平層準(zhǔn)確度要求的裝置。由磁感應(yīng)器和遮磁板構(gòu)成。選層控制器：對(duì)電梯運(yùn)行的控制方式，在轎廂內(nèi)開關(guān)控制、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制，并聯(lián)控制和梯群控制。8.安全保護(hù)系統(tǒng)：保證電梯的安全使用，防止一切

8、危及人身安全的事故發(fā)生。安全鉗裝置：轎廂應(yīng)裝有能在下行時(shí)動(dòng)作的安全鉗裝置，在達(dá)到限速器動(dòng)作速度時(shí)，甚至在懸掛裝置斷裂的情況下，安全鉗裝置應(yīng)能夾緊導(dǎo)軌而使裝額定重量的轎廂制停并保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)安全鉗裝置作用時(shí)，裝在它上面的一個(gè)裝置應(yīng)在安全鉗裝置動(dòng)作以前或同時(shí)使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。限速器：通常安裝在機(jī)房?jī)?nèi)或井道頂部，是限制轎廂(或?qū)χ?運(yùn)行速度的裝置。當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時(shí)，限速器動(dòng)作，使轎廂兩邊安全鉗的楔子同步提起，夾住導(dǎo)軌。緩沖器：設(shè)置在轎廂和對(duì)重的形成底部極限位置。如果緩沖器隨轎廂或?qū)χ剡\(yùn)行，則在行程末端應(yīng)設(shè)有與其相撞的支座，支座高度至少要0.5m。超速保護(hù)開關(guān)：在限速器機(jī)械動(dòng)作之前，開關(guān)動(dòng)作，

9、切斷控制回路，使電梯停止運(yùn)行。上、下端站越位保護(hù)：在井道頂端，底端設(shè)置強(qiáng)迫減速開關(guān)，端站限位開關(guān)和終端極限開關(guān)。在轎廂或?qū)χ嘏龅骄彌_前切斷控制電路。電氣安全保護(hù)：電梯機(jī)械類安全裝置多數(shù)設(shè)置相應(yīng)的電氣設(shè)備，構(gòu)成電氣安全保護(hù)線路。如供電系統(tǒng)斷相、錯(cuò)相保護(hù)裝置；層門與轎門的電氣聯(lián)鎖裝置；緊急操作裝置和停止保護(hù)裝置；轎頂、轎內(nèi)和機(jī)房的檢修運(yùn)行裝置等。第二章 教學(xué)電梯的電氣部分設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)用的教學(xué)電梯系統(tǒng)組成與一般用電梯相似。由于不存在運(yùn)送人的情況，所以教學(xué)電梯的安全系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有所簡(jiǎn)化。整個(gè)教學(xué)電梯系統(tǒng)由轎廂、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)等組成。教學(xué)電梯所要實(shí)現(xiàn)的控制要求有：(1)曳引電機(jī)控制

10、上升和下降。(2)各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)(最頂層與起始層只設(shè)一只)。(3)電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。(4)電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵。(5)電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈。(6)待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。(7)自動(dòng)關(guān)門與關(guān)門保護(hù)功能。(8)電梯按順序自動(dòng)停靠樓層。(9)當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。(10)電梯在完成全部指令后，無(wú)層外呼梯信號(hào)時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。一、電氣部分設(shè)計(jì)教學(xué)用電梯為三層式電梯，可以通過(guò)操作面板及外呼按鈕進(jìn)行控制，也具有風(fēng)扇及照明裝置，

11、并且具有開關(guān)量和數(shù)字量?jī)煞N樓層檢測(cè)及顯示方法，對(duì)學(xué)習(xí)教學(xué)電梯的運(yùn)作過(guò)程有很大的幫助。我們?cè)诮虒W(xué)電梯中所使用額定功率0.75kw、額定電壓380v、額定電流2.3a、轉(zhuǎn)速為910r/min，星型連接的交流電機(jī)作為曳引電機(jī)，用旋轉(zhuǎn)編碼器或磁反應(yīng)開關(guān)及平層開關(guān)(雙穩(wěn)態(tài)磁感應(yīng)開關(guān))來(lái)對(duì)電梯進(jìn)行樓層檢測(cè)。我們用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的速度變換。電梯的電氣控制，用plc對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)電氣控制。同時(shí)，我們?cè)诓僮靼迳显O(shè)計(jì)了檢修按鈕，編寫了檢修與正常運(yùn)行的程序。教學(xué)電梯電氣部分主要有主電路、風(fēng)扇電路、門電路幾個(gè)部分組成，它們對(duì)電梯運(yùn)行進(jìn)行控制。1.主電路：圖1（主電路）如圖1所示，qs為空氣開關(guān)，vvvf為變頻器，qc為

12、交流接觸器，fr為熱繼電器，m為曳引電機(jī)，gh為上電繼電器。當(dāng)空氣開關(guān)閉合之后，執(zhí)行相應(yīng)操作后，qc接觸器得電，經(jīng)變頻器之后控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制電梯的升降。交流電機(jī)的制動(dòng)：我們選擇了電磁抱閘制動(dòng)這一制動(dòng)方式，其主要有制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器組成。其斷電制動(dòng)性能如下：線圈得電時(shí)，閘瓦和閘輪分開，無(wú)制動(dòng)作用，當(dāng)線圈失電時(shí)，閘瓦緊緊抱住閘輪制動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：電磁抱閘制動(dòng)，制動(dòng)力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械上。安全可靠，不會(huì)因突然斷電而發(fā)生事故。缺點(diǎn)：電磁抱閘體積較大，制動(dòng)器磨損嚴(yán)重，快速制動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。2.風(fēng)扇電路：圖2（風(fēng)扇電路）相對(duì)于其它電路來(lái)說(shuō)，風(fēng)扇電路比較簡(jiǎn)單。v0，v1為穩(wěn)壓二極管，m為風(fēng)扇

13、的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。工作原理：交流輸入端為380v的交流電，經(jīng)變壓器降壓至24v，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓。整個(gè)過(guò)程就是形成一個(gè)穩(wěn)壓電源，供給風(fēng)扇進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂七^(guò)程由門鎖繼電器msj控制。當(dāng)廳門和層門關(guān)門到位時(shí)，門鎖繼電器得電，msj常閉斷開，風(fēng)扇不得電，無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)；而當(dāng)門鎖繼電器未得電時(shí)，風(fēng)扇電機(jī)由于得到穩(wěn)定的直流電壓而工作，進(jìn)而調(diào)節(jié)轎廂內(nèi)的空氣。注：風(fēng)扇電路并不是由plc控制，在檢修時(shí)，可以在主電路部分尋找故障點(diǎn)。3.門電路：圖3(門電路)門電路原理圖如圖3所示，kmj為開門機(jī)繼電器常開觸點(diǎn)，gmj為關(guān)門機(jī)繼電器常開觸點(diǎn)，sg為關(guān)門減速用行程開關(guān)，其位置處于pkm、pgm行程開關(guān)之間。電梯的開門和關(guān)門過(guò)程

14、有以下三個(gè)階段：(1).開門階段：當(dāng)電梯接受到開門指令后，開門繼電器得電，kmj閉合，電流經(jīng)304線482線門電機(jī)變阻器582線后，回到電源負(fù)端，電機(jī)得電工作。此時(shí)電路圖中門電機(jī)左正右負(fù)，電流通過(guò)變阻器產(chǎn)生少量電阻，使得電機(jī)快速運(yùn)行。(2).關(guān)門階段：電梯開門到位后，將會(huì)接受到關(guān)門信號(hào)。一旦信號(hào)發(fā)出，關(guān)門繼電器得電，gmj閉合，電流通路為：304線682線k2線k1線變阻器門電482線301線，此時(shí)電機(jī)受到反壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作，此時(shí)電阻器大部分接入電路中，使得電機(jī)電壓下降，電機(jī)速度下降，關(guān)門速度遠(yuǎn)小于開門速度。(3).減速關(guān)門階段：電梯門關(guān)閉至一定程度后，碰撞到行程開關(guān)sg，此時(shí)的電流通

15、路為：304線682線變阻器門電機(jī)482線301線，此時(shí)接入電路電阻接近整個(gè)變阻器的電阻，關(guān)門速度再次降低，防止人被電梯門夾傷。二、變頻器介紹：圖4(變頻器內(nèi)部控制框圖)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：調(diào)速公式：no=60f/p => n=60f/p(1-s) 單位：r/minno：同步轉(zhuǎn)速 p：磁極對(duì)數(shù) f：頻率 n：轉(zhuǎn)速?gòu)纳鲜娇梢姡淖児╇婎l率，電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)差率均可以達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。1)變極調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械特性較硬，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：有極調(diào)速，極差很大，不能獲得平滑的調(diào)速，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于等于1.5倍額

16、定轉(zhuǎn)矩。2)改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：優(yōu)點(diǎn)：投資低，設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便。缺點(diǎn)：機(jī)械特性差，電阻白白消耗能量，屬于有極調(diào)速。3)變頻調(diào)速：優(yōu)點(diǎn)：效率高，損耗小，應(yīng)用范圍大。調(diào)速平滑，范圍廣。缺點(diǎn)：造價(jià)高，維修困難。由電動(dòng)勢(shì)公式e=4.44kfn可知：e：電動(dòng)勢(shì) f：頻率 k：比例常數(shù) n：繞組匝數(shù)單單提高頻率時(shí)，電樞電壓不變。此時(shí)磁通下降，使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩下降，帶負(fù)載能力亦同時(shí)下降，嚴(yán)重時(shí)引起落磁;而單獨(dú)提高頻率時(shí)，磁通上升，勵(lì)磁電流過(guò)大，電機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成磁飽和。綜合以上幾種調(diào)速方法，我們選用通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行變頻變壓調(diào)速。使得電壓與頻率之比等于常量，保證電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作過(guò)程中能穩(wěn)定工作。由于教學(xué)電梯具

17、備正常運(yùn)行和平層減速的雙速控制，為了達(dá)到更好的速度調(diào)節(jié)效果，我們選用了三菱公司的fr-e500變頻器配合三菱fx2-48mr型plc來(lái)設(shè)計(jì)電梯的工作流程。下面簡(jiǎn)單介紹fr-e500變頻器的基本組成單元及功能。1.主控電路1.1主控電路的基本任務(wù)：(1).接受各種信號(hào)1)在功能預(yù)置階段，接受各種功能的預(yù)置信息(hz)。2)接受鍵盤式多接輸入端子的給定信號(hào)(正、反、啟、停)。3)接受從電壓、電流，采樣電路，以及其他傳感器輸入狀態(tài)信號(hào)。(2).進(jìn)行基本運(yùn)算1)進(jìn)行矢量控制和其他必要的運(yùn)算。矢量控制：磁場(chǎng)的定向控制。2)實(shí)時(shí)地計(jì)算出spwm波形各切換點(diǎn)的時(shí)刻。(3).輸出運(yùn)算結(jié)果：1)輸出至逆變模塊的

18、驅(qū)動(dòng)電路，使逆變管按給定信號(hào)及預(yù)置要求輸出電壓波。2)輸出給顯示器，現(xiàn)實(shí)當(dāng)前各種狀態(tài)。3)輸出給外接控制端子(run>0.5hz)時(shí)，接通。1.2主控電路的其他任務(wù)：(1).實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能(正、反、啟、停)。(2).實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能：終止輸出。 向輸出端子發(fā)出報(bào)警信號(hào) 向顯示器輸出故障信號(hào)2.面板操作器：由操作面板由顯示器和鍵盤輸入器組成。顯示器：接受主控電路的顯示信號(hào)。2.1數(shù)據(jù)顯示屏。(1)在功能預(yù)置時(shí)，顯示功能碼和數(shù)據(jù)碼。(2)在運(yùn)行過(guò)程中，用于顯示各種數(shù)據(jù)(電壓、電流、頻率)。(3)發(fā)生事故時(shí)，顯示故障原因代碼。2.2發(fā)光二極管。(1)顯示數(shù)據(jù)單位，如hz、a、u。(2)顯示變

19、頻器(正、反)。2.3鍵盤輸入器：(1).功能：1)在進(jìn)行功能預(yù)置時(shí)，輸入各項(xiàng)功能的預(yù)置數(shù)據(jù)。2)進(jìn)行面板操作時(shí)，輸入各項(xiàng)操作指令。(2).鍵盤輸入的組成：1)模式轉(zhuǎn)換鍵：mode 用于更改工作的模式。2)數(shù)據(jù)鍵：/ 增減按鈕。3)讀出和寫入鍵：set。4)運(yùn)行操作鍵：rev (反轉(zhuǎn))、fwd(正轉(zhuǎn))。5)復(fù)位鍵： stop/reset。3.外接給定和輸入控制端：3.1外接給定端：各種變頻器都配有從外部輸入給定信號(hào)的端子。(1)電壓信號(hào)給定端：vr1,vr2. 05vdc，010vdc(2)電流信號(hào)給定端：ir1,ir2. 020ma，420ma(3)gnd：模擬信號(hào)的公共端。3.2外接輸入控

20、制端：接受外部輸入的各種控制信號(hào)，以便對(duì)變頻器的各種工作組狀態(tài)和輸出頻率進(jìn)行控制?？刂菩盘?hào)的類別：基本控制信號(hào)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)(jog)。 可編程控制信號(hào)：多檔調(diào)速(rh、rm、rl)4.外接輸出控制端4.1報(bào)警輸出端：當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，變頻器即使發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通常采用繼電器輸出。 圖5ol.過(guò)負(fù)載(失速).ipf.瞬時(shí)停電4.2測(cè)量線號(hào)輸出端am：模擬信號(hào)的輸出dc(010v)與顯示目的的大小成比例。 圖64.3通信接口：用于和微機(jī)相通，一般變頻器提供的是rs485接口，微機(jī)提供的是rs232接口，中間要加接“rs485-rs232”接口。4.4狀態(tài)輸出端：主要有：運(yùn)行信號(hào)(run)。

21、頻率到達(dá),su(達(dá)到設(shè)定頻率的±10%的偏差)。 頻率檢測(cè),fu(達(dá)到設(shè)定頻率以上是接通)5.控制電源，采樣及驅(qū)動(dòng)電路5.1控制電源：為以下部分提供穩(wěn)壓電源。(1)主控電路：0+5v。(2)外接電路：定位器提供：0+5v或0+10v。 外接傳感器：0+24v.5.2采樣電路：提供控制用的數(shù)據(jù)和保護(hù)采樣。(1)提供控制用數(shù)據(jù)：進(jìn)行矢量控制時(shí)，必須測(cè)定足夠的數(shù)據(jù)，以供控制運(yùn)算。(2)提供采樣保護(hù):將采樣數(shù)據(jù)提供給各保護(hù)電路，與保護(hù)電路內(nèi)有關(guān)數(shù)值進(jìn)行比較，必要時(shí)采取跳閘保護(hù)措施。5.3驅(qū)動(dòng)電路：用于驅(qū)動(dòng)各逆變管。 圖7（變頻器接線圖）在實(shí)際操作中我們所用到的端子為：1) l1、l2、l3：

22、連接工頻電源，為電源輸入端。2) u、v、w：變頻器輸出，接三相鼠籠電機(jī)。3) stf：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，stf信號(hào)on時(shí)便正轉(zhuǎn)，處于off時(shí)停止。4) str：反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，str信號(hào)on時(shí)為逆轉(zhuǎn)，off時(shí)為停止。5) rh、rl：信號(hào)組合，用來(lái)選擇多段速度。6) sp：信號(hào)公共輸入端子。7) run：變頻器運(yùn)行輸出端子8) se：集電極開路輸出公共端，run、fu的公共端子。按鍵：mode：用于選擇操作模式和設(shè)定模式。set：用于確定頻率和參數(shù)的設(shè)置。/：用于連續(xù)增加或降低運(yùn)行頻率；在設(shè)定模式匯總按下此鍵，則可連接設(shè)定參數(shù)。fwd：用于給出正轉(zhuǎn)指令。rev：用于給出反轉(zhuǎn)指令。stop/reset：用于

23、停止運(yùn)行；永于保護(hù)功能輸出停止時(shí)，復(fù)位變頻器(主要用于故障)。單位顯示：運(yùn)行時(shí)狀態(tài)顯示。hz：現(xiàn)實(shí)頻率時(shí)電量 pu：pu操作面板a：電流 ext：外部操作u：電壓 fwd：正轉(zhuǎn)時(shí)閃爍mon：顯示監(jiān)視模式 rev：反轉(zhuǎn)時(shí)閃爍我們?cè)趯?shí)際操作中安裝的變頻器型號(hào)為fr-a540-1.5k-ch。其參數(shù)設(shè)置如下：參數(shù)號(hào)默認(rèn)值設(shè)定值注釋pr.460hz4hzrhpr.530hz35hzrmpr.610hz10hzrlpr.75s2.1s加速時(shí)間pr.85s1s減速時(shí)間pr.94a4a電子過(guò)電流保護(hù)pr.7110適用電機(jī)類型pr.72212pwm參數(shù)頻率選擇pr.7701參數(shù)寫入禁止選擇pr.7902操作模

24、式選擇pr.8099990.75kw電機(jī)容量pr.81999914電機(jī)級(jí)速pr.83400380電機(jī)額定電壓pr.845050電機(jī)額定頻率pr.205048參考頻率pr.25999943多段速4在實(shí)際運(yùn)用中，我們接入了rh、rl兩個(gè)端子，進(jìn)行電機(jī)的3段調(diào)速：運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)作端子多段速類型頻率(hz)參數(shù)號(hào)高速rh,rl543pr.25平層減速rh14pr.4檢修r(nóng)l324pr.6三、plc控制介紹：1.plc的特點(diǎn)：plc是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專業(yè)計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬計(jì)算機(jī)控制方式。plc與普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ胏pu作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。plc控制一般具有可靠性高、易操作、

25、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)。2.plc的選型：根據(jù)轎廂樓層位置檢測(cè)方法及雙向運(yùn)行要求及plc輸入輸出點(diǎn)數(shù)要求，綜合考慮之后，本設(shè)計(jì)使用了日本三菱公司生產(chǎn)的fx系列機(jī)，根據(jù)輸入23點(diǎn)及輸出21點(diǎn)和編程需要，最終決定fx2-48mr本設(shè)計(jì)用plc。3.傳感器介紹 (1)磁感應(yīng)開關(guān)（1pg）作用：樓層顯示，減速裝置。組成：u形永磁鋼，干簧管，盒體。工作原理：當(dāng)u形永磁鋼對(duì)干簧管感應(yīng)器產(chǎn)生作用，使干簧管觸點(diǎn)動(dòng)作，當(dāng)干簧管與永磁鋼之間插入遮磁板時(shí)，磁路被切斷，使干簧管失去磁力，觸點(diǎn)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。(2)平層裝置-雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)（pu）雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)的工作原理如下：從圖9可知，在干簧管上設(shè)置兩個(gè)極性相反

26、磁性較小的磁鐵2，因有它的存在，可使干簧管中的觸點(diǎn)維持現(xiàn)有狀態(tài)。但因兩個(gè)小磁鐵吸力不足，不會(huì)使干簧管吸合，只有受到外界同極性的磁場(chǎng)作用時(shí)才能吸合，受到異性磁場(chǎng)時(shí)斷開。例如：干簧管在未受到外界磁場(chǎng)影響時(shí)，觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)電梯轎廂運(yùn)行時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)與固定在井道里轎廂導(dǎo)軌上磁體架上的一個(gè)s極的圓形永久磁的相遇，在通過(guò)雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)中n極小磁鐵時(shí)，由于兩個(gè)相遇磁場(chǎng)相反(磁力削減)，這時(shí)干簧管觸點(diǎn)仍為斷開狀態(tài)；當(dāng)通過(guò)s極小磁鐵時(shí)，由于磁場(chǎng)方向相同，干簧管觸點(diǎn)受磁力影響而吸合(磁力增強(qiáng)所致)。當(dāng)這個(gè)s極的圓形永久磁鐵離開雙穩(wěn)態(tài)磁開關(guān)后，雙穩(wěn)態(tài)磁開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)仍吸合；當(dāng)外界的s極圓形永久磁鐵由右向左與

27、雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)相遇，通過(guò)s極小磁鐵時(shí)，由于磁場(chǎng)方向相同，則保持干簧管吸合；通過(guò)n極小磁鐵時(shí)，其磁場(chǎng)方向相反，磁力降低，不能再保持狀態(tài)，使于簧管觸點(diǎn)斷開。 圖9(3)光電編碼器.工作原理：是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。4.plc輸入端介紹：教學(xué)電梯plc輸入繼電器分配表序號(hào)輸入繼電器元件代號(hào)功能1x0旋轉(zhuǎn)編碼器接口2x1pu平層3x21pg層顯4x3gu上限位樓層顯示開關(guān)5x4gd下限位樓層顯示開關(guān)6x5dyj電壓繼電器7x6msj門鎖繼電器8x7正常/檢測(cè)9x10sw上限位10x11xw下限位11x12run12x13kmj開門機(jī)繼電器開關(guān)13x14sb

28、1安全觸板，開門按鈕14x15sb2關(guān)門按鈕15x16超載信號(hào)16x201a1層內(nèi)呼17x212a2層內(nèi)呼18x223a3層內(nèi)呼19x231s一層向上20x242s二層向上21x252x二層向下22x263x三層向下23x27hr常開量，數(shù)字量轉(zhuǎn)換5.plc輸出端介紹：教學(xué)電梯plc輸出繼電器分配表序號(hào)輸出繼電器元件代號(hào)功能1y0qc控制電機(jī)啟停2y4rh變頻器高速3y5ql變頻器低速4y6stf電機(jī)正轉(zhuǎn)5y7str電機(jī)反轉(zhuǎn)6y101r1按鍵燈7y112r2按鍵燈8y123r3按鍵燈9y131g1樓向上按鍵燈10y142g2樓向上按鍵燈11y152c3樓向上按鍵燈12y163c3樓向下按鍵燈1

29、3y17a顯示?？?層14y20b顯示停靠2層15y21c顯示?？?層16y224p電梯內(nèi)的燈17y23上升指示燈18y24下降指示燈19y25超載報(bào)警20y26kmj控制電梯開門21y27gmj控制電梯關(guān)門第三章.教學(xué)電梯軟件設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)框圖電梯的受呼梯信號(hào)來(lái)進(jìn)行運(yùn)作，信號(hào)的選擇是plc編程的重點(diǎn)，我以3個(gè)呼梯信號(hào)來(lái)對(duì)電梯信號(hào)進(jìn)行比較和選擇，并在plc編程時(shí)考慮實(shí)現(xiàn)了同向信號(hào)優(yōu)先，等待信號(hào)保持并在同向運(yùn)行結(jié)束后使電梯反向運(yùn)行的動(dòng)作過(guò)程。 圖10二、plc接線圖三、程序設(shè)計(jì)1.編程思路圖8（plc控制流程圖）2.程序：四、編程舉例：由于電梯運(yùn)行的狀態(tài)有許多種，所以我舉了幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明電梯的運(yùn)作

30、過(guò)程。1.電梯從1樓到2樓：2.電梯跨層運(yùn)行，1樓到3樓3.電梯從1樓到3樓，經(jīng)過(guò)2層后，按下2層按鍵結(jié)束語(yǔ)：由于我對(duì)電梯的操作過(guò)程有過(guò)了解，但是卻對(duì)電梯的具體運(yùn)行過(guò)程有很少的認(rèn)識(shí)。我首先了解了電梯的理論知識(shí)，從電梯的歷史，分類及發(fā)展前景，到電梯的八大系統(tǒng)。我們對(duì)電梯的理解一步一步加深，并查閱了大量的資料，這些理論知識(shí)對(duì)我們的電梯設(shè)計(jì)與檢修起到了指導(dǎo)作用。根據(jù)電梯所要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作要求，我選擇了符合要求的曳引電機(jī)，plc，變頻器等主要裝置。在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)電路的主要電路圖，了解電梯的主電路，風(fēng)扇電路，門電路，安全保護(hù)電路。最后我們將電梯的控制部分電路設(shè)計(jì)完畢，進(jìn)行具體的程序控制。進(jìn)行程序的編程

31、，首先是要對(duì)電梯的動(dòng)作過(guò)程有足夠深入的理解。電梯在上升時(shí)的減速過(guò)程，減速時(shí)間，開關(guān)門過(guò)程等等，都是我們要細(xì)心考慮進(jìn)去的。開始的程序很不完善，有很多的東西，都沒有考慮到。但隨著錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)驗(yàn)的積累，我逐步改進(jìn)了電梯的控制系統(tǒng)。最終，終于將程序完整的編制出來(lái)。最后的一段時(shí)間里，我研究了電梯的故障檢修。這個(gè)過(guò)程，對(duì)于我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是一個(gè)鞏固的過(guò)程，學(xué)會(huì)分析故障現(xiàn)象，排查故障，找出故障點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，電梯的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，檢修過(guò)程，我已經(jīng)完美地完成了。指導(dǎo)老師們和我都付出了汗水，通過(guò)這次的研究和設(shè)計(jì)，對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)，工作必定起到很大的幫助。答謝辭：能完成本文是和老師的悉心指導(dǎo)以及同學(xué)們的熱心幫助分不開的。

32、在教學(xué)電梯的研究和設(shè)計(jì)過(guò)程中，施老師，都老師和胡老師都傾注了大量的心血，雖然有繁忙的教學(xué)工作，但仍抽出寶貴的時(shí)間，不厭其煩的為我解答控制系統(tǒng)中的疑問，讓我在良好的學(xué)習(xí)氛圍中求解，使我從中獲益不淺。幾位老師學(xué)術(shù)淵博，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，他們沉穩(wěn)的工作態(tài)度以及不斷創(chuàng)新，精益求精的精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)過(guò)我的老師們致以深深的敬意和由衷的感謝。其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)們，當(dāng)我一人苦于研究，一籌莫展時(shí)，同學(xué)們向我伸出了援手，陪我一起分析問題，解決問題。我很慶幸有這么多好朋友來(lái)支持我，幫助我，為我分憂。我還要感謝我的父母，他們?cè)诮o予我很大的支持和鼓勵(lì)，在我灰心失意時(shí)，是他們開導(dǎo)我，關(guān)心我

33、，給予了我繼續(xù)前行的信心和力量。最后，我要感謝所有關(guān)心我、支持我和幫助我的同學(xué)、朋友、老師和親人。在這里，我僅用一句話來(lái)表明我無(wú)法言語(yǔ)的心情：感謝你們！參考文獻(xiàn)：1.蔣春玉等.電動(dòng)機(jī)安裝與使用維修實(shí)用手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12.何峰峰.電梯基本原理及安裝維修全書，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.13.薛林，陳勇力.電梯操作與維護(hù)，大連：大連理工大學(xué)出版社，2008.104.楊長(zhǎng)能.可編程序控制器(pc)基礎(chǔ)及應(yīng)用，重慶：重慶大學(xué)出版社，19995.高麗麗. plc控制交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在電梯中的研究，山東：山東科技大學(xué)，2003.66.廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)

34、用，重慶：重慶大學(xué)出版社，20017.汪曉平.可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航，北京：人民郵電出版社，2004.78.郁漢琪.機(jī)床電氣及可編程控制器實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，高等教育出版社2001附錄1.元件清單:序號(hào)元件代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注1xw、gd、1pg、2pg、3pg、gu、sw永磁感應(yīng)繼電器yg-1a只72kdx集成電路斷相與相序繼電器xj5只13dyj、msy、kmj、gmj永磁繼電器my4n-d2只44gh普通繼電器3th82只15fr熱繼電器jr168-2013只16pu雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)kcb-1只17sds微動(dòng)開關(guān)lx29只18sac、sg、pgm、pkm行程開關(guān)lxk2-411k只49rf1、rf2空氣開關(guān)qssr只210plcplcfx-482mr只111vvvf變頻器a500