基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)東 北 石 油 大 學(xué)課 程 設(shè) 計 2013 年 11 月 29 日課 程 電氣工程課程設(shè)計 題 目 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 院 系 電氣信息工程學(xué)院電氣工程系 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)東北石油大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程 電氣工程課程設(shè)計 題目 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè) 姓名 學(xué)號 主要內(nèi)容： 為保證電梯運行既高效節(jié)能又安全可靠，必須改進電梯控制方式。根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來的可編程控制器(PLC)，它是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。PLC 處理速

2、度快，可靠性高，能夠保證電梯正常、安全、可靠地運行。同時，由于電機交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式己由原來直流調(diào)速逐漸過渡到變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運行費用，本文將基于 PLC 的變頻調(diào)速方法應(yīng)用到電梯系統(tǒng)中。參考資料：1葉安麗.電梯技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:機械工業(yè)出版社，2007.65-802李秧耕，何喬治，何峰峰.電梯基本原理及安裝維修全書M.北京:機械工業(yè)出版社，20033陳偉國.電梯的速度控制研究:碩十學(xué)位論文D.杭州:浙江工業(yè)大學(xué)，20054李雪楓，武麗梅，李立新.電梯機械系統(tǒng)的動態(tài)特性分析M.機械工程師，20075鐘肇新，范建

3、東.可編程序控制器原理及應(yīng)用J.廣州:華南理工大學(xué)出版社，2002成期限 2013.11.18 至 2013.11.24 指導(dǎo)教師 專業(yè)負責(zé)人 2013 年 11 月 29 日精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 目 錄 3 參考文獻.15附錄 A 電梯梯形圖控制程序.16精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 設(shè)計要求隨著現(xiàn)代經(jīng)濟和城市生活的發(fā)展，電梯成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚拇焦ぞ?，電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著。傳統(tǒng)繼電器電梯控制系統(tǒng)，由于繼電器本身的機械和電磁慣性大，大大降低了電梯系統(tǒng)的可靠性和安全性。為了保證電梯運行既高效節(jié)能又安全可靠，必須改進電梯控制方式。

4、根據(jù) PLC 電梯控制系統(tǒng)所具有的優(yōu)點，和電梯的變頻調(diào)速控制的介紹，及變頻器類型和參數(shù)設(shè)計的相關(guān)知識確定PLC 選型原則以及 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計思路。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)電梯系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)要求，進行電梯系統(tǒng)的 PLC 軟件開發(fā)，通過軟件開發(fā)的特點，結(jié)合 PLC 自身的控制規(guī)律，設(shè)計出可實現(xiàn)一定功能的 PLC 電梯控制系統(tǒng)。最后的模擬調(diào)試結(jié)果表明，基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)運行效率高，系統(tǒng)安全可靠性強，并且系統(tǒng)構(gòu)造簡單易于實現(xiàn)，滿足了對電梯系統(tǒng)期望的要求。2 電梯設(shè)備簡介2.1 電梯的分類電梯的分類有各式各樣：按用途分類乘客電梯；載貨電梯；客貨電梯；病床電梯；雜物電梯住宅電梯；特種電梯

5、。按速度分類低速電梯 1M/S 以下；高速電梯 12M/S 超高速電梯 4M/S 以上。按驅(qū)動電源分類交流電梯速度一般小于 2M/S,直流電梯速度一般大于 2M/S。按控制方式分類層間控制；簡易集選控制；集選控制有無司機控制。2.2 電梯的主要參數(shù)載重量(KG)制造和設(shè)計規(guī)定，電梯的額定載重量。轎廂尺寸(MM)寬*深*高。轎廂形式有單或雙面開門及其他特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電話的要求等等。轎門形式有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙折門、封閉式雙折中分門等。開門寬度(MM)轎廂門和層門完全開啟時的凈寬度。開門方向人在轎外面對轎廂門向左方向開啟的為左開門，門向右方向開

6、啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱中分門。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)曳引方式常用的有半繞 1：1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。半繞 2：1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩運行速度的一半。全繞 1：1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。額定速度(M/S)制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度。電氣控制系統(tǒng)包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。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。停層站數(shù)(站)凡在建筑物內(nèi)各樓層用于出入轎廂的地點均稱為站。提升高度(MM)由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。頂層高度(MM)由底層端站樓面至

7、機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直的距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。底坑深度(MM)由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。井道高度(MM)由井道底面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。井道尺寸(MM)寬*深。電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠設(shè)計和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點、載運對象等，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設(shè)計和建造安裝電梯的建筑物，否則會影響電梯的使用效果。電器設(shè)備及控制裝置：有曳引機，選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外指示器組成。

8、其它裝置：對重裝置、補償裝置等。2.3 電梯的安全保護裝置電磁制動器：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。強迫減速開關(guān)：起分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速。限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。行程極限保護開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。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。廳門開關(guān)：每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運行中如

9、出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)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。超載開關(guān)：當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。其它的開關(guān)：安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。3 PLC 的選擇及其控制系統(tǒng)的硬件開發(fā)3.1 電力調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展隨著時代的進步和科技的發(fā)展，拖動控制的電力調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防軍事設(shè)施以及日常生活中越來越得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)轉(zhuǎn)速是否變化，可以將各類生產(chǎn)機械分為恒速拖動與變速拖動機械兩大類，而在現(xiàn)代

10、的各行各業(yè)中，絕大多數(shù)的機械都有著調(diào)速的要求，使得對變速拖動系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。長期以來，直流電機調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，這主要是因為直流電動機調(diào)速方便。而且在磁場一定的條件下，它的轉(zhuǎn)速和電樞電壓成正比，使其轉(zhuǎn)動矩容易控制。因此直流電動機調(diào)速比較容易得到良好的動態(tài)特性，但是直流電動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費時、價格昂貴、可靠性差、運行出現(xiàn)火花等缺點使得直流電動機遠遠不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)向高速、大容量發(fā)展的要求。交流電動機特別是鼠籠型異步電動機，由于它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價格低廉，而且堅固耐用，運行可靠，維護量少，可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。但由于交流電

11、動機平滑調(diào)速比較困難，在早期采用的主要是繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子外串電阻和鼠籠型異步電動機變極調(diào)速。在 30 年代提出了串級調(diào)速的方法，但是帶來調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜，不容易控制的矛盾。直到本世紀(jì) 50 年代中期，晶閘管研制成功，開創(chuàng)了電力電子技術(shù)發(fā)展的新時代，使交流電機調(diào)速技術(shù)得以應(yīng)用。在印年代初期，幾位著名的專家提出了實用和高效的靜止變壓變頻器。雖然交流電動機有許多優(yōu)點，但由于變頻器的成本高，以及需要比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，在與直流傳動的競爭中受到了阻礙，在 70 年代中期，在全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)能源危機，節(jié)約能源的問題世界矚目。作為節(jié)約能源的一個重要手段，電機的調(diào)速問題得到了重視，許多過去一般不調(diào)速的裝置也采

12、用了調(diào)速，由此對交流電動機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展起了很大的推動作用。由此可見，研究電力傳動系統(tǒng)，特別是交流調(diào)速的問題有著重要的意義。3.2 電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計在電梯拖動控制系統(tǒng)中速度曲線圖形直接影響著電梯的舒適感和平層準(zhǔn)確度。如果電梯在啟動加速和減速制動時，速度曲線圖性的加、減交界處不圓滑，乘客會感覺精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)很不舒服，為了滿足舒適感提高運輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們對于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。為了獲得良好的舒適感，將電梯的起制動速度曲線設(shè)計成由兩段拋物線(S 曲線)及一段直線構(gòu)成，而這一曲

13、線形狀的構(gòu)成及改變，則是由加速度斜率及S 曲線變化率決定的。加速斜率是以速度給定從 0 加速到 1000 轉(zhuǎn)/分所需要的時間來定義的。其意義為加速度由 0 加速到 1000 轉(zhuǎn)/秒所需要的時間。因此通過改變起動加速時間可獲得不同的起動曲線斜率。增大加速時間值起動曲線變緩，反之，起動曲線變急。同理，增加 S 曲線變化率起動曲線彎曲部分變緩，反之，起動曲線彎曲部分變急。而 S 曲線變化率的變化，也可通過改變 S 曲線起始、終了加速時間來實現(xiàn)，本設(shè)計采用的 616G5 變頻器就具有 S 曲線加速時間設(shè)定功能，故將加速時間和 S 曲線加速時間配合調(diào)整，即可獲得理想的起動曲線。同理，制動曲線也可按此方法

14、調(diào)整。理想的電梯速度給定曲線如圖 3-1 所示。VA , VAT0 T1 T2 T3T4 T5 T6 T圖 3-1 速度運行曲線圖中 A 為加速度，V 為速度，0-T1 和 T2-T3 時間內(nèi)為拋物線速度曲線，T1-T2 時間內(nèi)為直線速度曲線;T3-T4 時間內(nèi)為穩(wěn)速運行階段；T4-T 時間內(nèi)為減速制動階段。減速制動階段速度曲線與加速起動階段相對稱。3.3 異步電機的調(diào)速方法及經(jīng)濟技術(shù)比較異步電動機轉(zhuǎn)速表達式為: （4-1）oon=n (1-s) =60f /p(1-s) 式中:，同步轉(zhuǎn)速；on電源頻率；ofP電動機的磁極對數(shù)；S異步電動機的轉(zhuǎn)差率。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)從

15、式（4-1）可以看出，要調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速，可以從改變下列三個參數(shù)入手：改變異步電動機定子繞組的磁極數(shù)-即變極調(diào)速；改變異步電動機的轉(zhuǎn)差率-即改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速；改變供電電源的頻率-即變頻調(diào)速。變極調(diào)速對于鼠籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的異步電動機，其轉(zhuǎn)子的極對數(shù)能自動地與定子極對數(shù)相對應(yīng)。改變定子繞組的接法，以改變定子的極對數(shù)，使異步電動機的同步轉(zhuǎn)速得到改變，達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。變極調(diào)速的優(yōu)點：操作簡便、機械特性硬、01n =60f /p效率高、可獲得恒轉(zhuǎn)矩與恒功率調(diào)速。其缺點是：只能有極調(diào)速，而且調(diào)速等級有限，只適用于不要求平滑調(diào)速的場合。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速常見的利用改變轉(zhuǎn)差率進行速度調(diào)節(jié)的方法有下列幾種：轉(zhuǎn)子

16、電路串接電阻調(diào)速；改變定子電壓調(diào)速；滑差電機調(diào)速；串極調(diào)速及脈沖調(diào)速等。下面依次介紹上述調(diào)速方法的簡單原理及其優(yōu)缺點。電路串接電阻調(diào)速。其優(yōu)點是調(diào)速方法簡單、初期投人少，一般適用于恒轉(zhuǎn)矩負載。其缺點是當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，轉(zhuǎn)子電路效率，隨之降低，轉(zhuǎn)子損耗增大，經(jīng)濟性變差;由于轉(zhuǎn)子電路串接電阻，使機械特性變軟，而且串接電阻的數(shù)值越大，特性就越軟，因而在低速下穩(wěn)定性差;只能獲得有級調(diào)速，平滑性不高;調(diào)速范圍受負載轉(zhuǎn)矩的影響，當(dāng)輕載時，調(diào)速范圍很小。改變定子電壓調(diào)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于與最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速時，其機械特性部分對恒轉(zhuǎn)矩負載不能穩(wěn)定運行，因此調(diào)速范圍很小。對于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在增加異步電動機轉(zhuǎn)子電阻的基礎(chǔ)上，

17、改變定子電壓，可獲得較寬的調(diào)速范圍。但它的機械特性變軟，使運行不大穩(wěn)定。而且低壓時，過載能力低，負載波動較大時，適應(yīng)性差，調(diào)速時效率低，功率因數(shù)較轉(zhuǎn)子電路串接電阻時更低，在低速時，電機發(fā)熱嚴(yán)重。 滑差電機調(diào)速。其特點是在異步電動機的軸上裝一個電磁滑差離合器?；铍姍C的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、可實現(xiàn)平滑調(diào)速。其缺點是這種調(diào)速方式在不同的勵磁電流下其機械特性很軟，并且勵磁電流越小，特性越軟。由于磨擦與剩磁的存在，使其存在不可控區(qū)，即當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩小于 10%的額定轉(zhuǎn)矩時可能失控。串極調(diào)速。繞線型轉(zhuǎn)子的異步電機與其它電機或電子設(shè)備(例如由晶閘管組成的逆變器)串級連接，以實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。串極調(diào)速

18、的優(yōu)點是在調(diào)速過程中其機械特性硬度不變，穩(wěn)定性好；轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)至很低，調(diào)速范圍較寬；可實現(xiàn)自動控制無極調(diào)速;轉(zhuǎn)差功率可返回電網(wǎng)，效率較高。其缺點是只適用于繞線型轉(zhuǎn)子的異步電機，在使用上有其局限性；必須有一個與轉(zhuǎn)子電勢頻率相同的外加電勢。由于外加電勢的精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)頻率也得隨之變化，這在技術(shù)上是比較復(fù)雜的，設(shè)備較多，這是申極調(diào)速的一個主要缺點。 VVVF 變壓變頻調(diào)速VVVF 電梯，采用交流單速電動機，通過對交流電動機調(diào)節(jié)供電電壓、供電頻率來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速達到線性化，將交流電動機轉(zhuǎn)速運行曲線線性段區(qū)域擴大。由于系統(tǒng)采用高精度電光碼盤，微機全數(shù)字化控制，使電梯平層精度

19、達到毫米級，并且絕對保證電動機零速下閘，舒適感非常好。交流變壓變頻調(diào)速的基本原理：要改變交流電動機轉(zhuǎn)速，只需改變定子頻率即可。但是，在改變轉(zhuǎn)速的同時，希望勵磁電流和0f功率因數(shù)基本保持不變。磁通太弱，則沒有充分利用鐵芯，電機容許的輸出轉(zhuǎn)速下降，電機的功率得不到充分利用而浪費；若增大磁通，將引起磁路過分飽和而使勵磁電流增加，功率因數(shù)降低，嚴(yán)重時會因繞組過熱而損壞電機，在交流異步電動機中: (4-2)1114.44gNmEf N K式中,定子每相的氣隙磁通感應(yīng)電勢有效值; gE定子頻率;1f定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù);1N基波繞組系數(shù);1NK每極氣隙磁通量。m對于固定電機，為常量，因此，要想在改變的時候

20、磁通保持不變，只1N1NK1fm需同步地改變使=常值，然而，繞組中的感應(yīng)電勢是難以直接控制的，當(dāng)電gE/mEg勢較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，此時定子相電壓從而我們認(rèn)為1gUE當(dāng)=常值時，基本恒定，即和成正比例函數(shù)。但是，當(dāng)頻率較低時，1/1UFm1U1F和都較小，定子繞組的漏磁阻抗壓降不能忽略，此時可以簡單地把電壓適當(dāng)1UgE1U抬高，以便近似地補償定子壓降。在電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機的實際最大轉(zhuǎn)速為其額定轉(zhuǎn)速，因此，電梯的變頻調(diào)速屬“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”。從上面的分析可看出，只有同時改變電源的電壓和頻率，才能滿足變頻調(diào)速的要求。這樣的裝置統(tǒng)稱為變壓變頻裝置，即 VVVF 裝置(VVVF

21、 是英文 VARIABLE VOLTAGE VARIABLE FREQUENCY 的縮寫)。VVVF 控制的電梯相對于交流雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯(ACVV)都有十分突出的優(yōu)點。下面與 ACVV 控制的電梯相比較。安全可靠。先進的電腦控制技術(shù)，完善的檢測、自診斷、自保護功能最大限度地考慮了電梯在任何情況下出現(xiàn)故障的可能性，設(shè)置了各種防故障和應(yīng)急裝置。舒適感好。理想的電梯運行速度曲線，根據(jù)人體生理適應(yīng)能力由高性能的微電腦設(shè)計而成，采用矢量控制技術(shù)對交流電動機進行精確調(diào)節(jié)，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)使電梯運行極其平衡、舒適。最佳召喚應(yīng)答處理和分配方式，根據(jù)乘客人流情況快速反應(yīng)自動

22、調(diào)節(jié)，使電梯運行迅速、合理，最大限度地縮短乘客候梯時間，使電梯運行效率得到充分發(fā)揮。節(jié)約電能。全電腦控制的調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)速(VWF)系統(tǒng)，不僅性能優(yōu)異、功能齊全、質(zhì)量可靠，而且具有優(yōu)異的節(jié)能效果，與目前同規(guī)格的 ACVV 相比，節(jié)能約 40%，并可使用戶電源容量也大量減小。節(jié)省機房空間。超小型的機房全電腦控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機房控制系統(tǒng)相比，體積減少 1/2 以上，重量大大減輕。因此，節(jié)省機房空間，減輕機房承重，提高建筑利用率，從而可節(jié)約建筑費用。利用率高。全電腦控制可以方便地使兩臺、三臺、四臺以上的電梯進行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運行效率。3.4 井道信號系統(tǒng)的設(shè)計電梯位置的確定與顯示轎

23、廂中的乘客以及門廳中等待乘坐電梯的人都需要知道電梯的當(dāng)前位置，電梯確定是否能夠應(yīng)答新的召喚指令以及什么時候減速平層制動這都需要知道電梯的當(dāng)前的準(zhǔn)確位置。一般的電梯系統(tǒng)都的位置信號都是靠設(shè)置在井道中的位置開關(guān)來實現(xiàn)的，如我們上邊說到的干簧感應(yīng)器，就是比較可靠，性能比較好的一種。在井道中對應(yīng)每一樓層的適當(dāng)位置都安裝一個干簧感應(yīng)器，在轎廂運行過程中到當(dāng)固定在轎廂頂上的閣磁板插入某樓曾的干簧感應(yīng)器時，該干簧管的常閉觸點接通，表示電梯已經(jīng)到達該樓層，并置位相應(yīng)的狀態(tài)繼電器，知道隔磁板插入另外一個樓層的干簧感應(yīng)器。轎廂的平層與停車轎廂運行后需要確定在那一層站停車，平層即是指停車時轎廂的底與門廳地面應(yīng)相平齊

24、，一般都有平層誤差規(guī)定，如平層是兩平面相差不能超過 5MM,平層停車需過程需要在轎廂底與停車樓層相平之前就開始，先是減速，然后才開始制動，減小沖擊，提高平層的準(zhǔn)確性以及乘客的舒適感。本系統(tǒng)的平層信號是由平層感應(yīng)器發(fā)出的。如圖 44 所示，上平層感應(yīng)器和下平層感應(yīng)器都裝在電梯轎廂的頂上，隔磁板安裝在井道壁上。在上行的過程中，上平層感應(yīng)器首先插入隔磁板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，直到下平層感應(yīng)器插入隔磁板的時候，說明電梯已經(jīng)準(zhǔn)確平層，發(fā)出停車信號，電動機停轉(zhuǎn)，抱閘抱死，并發(fā)出開門信號。在電梯下行的過程中井道信號的獲得過程與此正好相反。3.5 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注

25、-專業(yè)本控制系統(tǒng)是采用 VS 一 616G5 型變頻器和西門子 S7200 系列 PLC 組成的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng),電氣控制硬件框圖如圖 4-5,它由曳引電機、門電機、變頻器、可編程控制器 PLC 及其他電氣元件構(gòu)成。電梯的調(diào)速部分選用高性能的矢量控制變頻器,利用光電編碼器測量曳引電機的轉(zhuǎn)速,構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。電路的邏輯部分由 PLC 來實現(xiàn),PLC 接受來自現(xiàn)場的呼叫、轉(zhuǎn)速、樓層、位置等信號。發(fā)給調(diào)速系統(tǒng)的速度信號、門機的開關(guān)門信號、樓層顯示及呼叫顯示信號。系統(tǒng)控制原理圖如圖 3-2 所示： PG門電機呼叫信號位置信號樓層顯示呼叫顯示光電編碼器拽引機PLC變頻器電源圖 3-2 控制系統(tǒng)

26、原理圖3.6 可編程控制器(PLC)的選型根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了西門子 S7200 系列 PLC。西門子 S7200 系列 PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點:S7200 系列 PLC 配置靈活，除主機單元外，還可擴展 1/0 模塊，A/D 模塊，D/A 模塊和其它特殊功能模塊。 S7200 系列 PLC 指令功能豐富，有多種指令，且指令執(zhí)行速度快。 S7200 系列 PLC 可用內(nèi)部輔助繼電器 M，定時器 T，計數(shù)器 C 等功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計數(shù)器能接受脈沖編碼器脈沖。S7200 的編程可用編程器，編

27、程方便。編程語言可用梯形圖或指令表。PLC 主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機、呼梯盤、井道及安全保護信號通過精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)PLC 輸入接口送入 PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。3.7 設(shè)計思路3.7.1 電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能一臺電機控制上升和下降，各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)(最頂層與起始層只設(shè)一只)。電梯到位后，具有手動或自動開門關(guān)門功能。電梯內(nèi)設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈及層樓指令鍵，及照明。待客自動開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時，按下

28、層外召喚按鈕，應(yīng)能自動開門。自動關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號時，電梯應(yīng)自動關(guān)鍵客按迎門在調(diào)定時間內(nèi)自動關(guān)閉轎廂照明。自動關(guān)門與提早關(guān)門，在一般情況下，電梯停站應(yīng)能自動關(guān)門;在延時時間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時提前實現(xiàn)關(guān)門動作。按鈕開門。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個選層指令時，電梯應(yīng)能按順序?？寇囬T，并能至調(diào)定時間，自動確定運行方向。自動定向，當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤選層指令相對與電梯位置具有不同方向時，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動確定運行方向。自動換向，當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動換向，應(yīng)答相反方

29、向的信號。呼梯記憶與順向截停。電梯在運行中應(yīng)能一記憶層外的呼梯信號，對符合運行方向的召喚，應(yīng)能自動逐一?？繎?yīng)答。3.7.2 點數(shù)的分配及機型的選擇按照系統(tǒng)要求，PLC 的點數(shù)分配如表（3-1）所示：表 3-1 I/O 點數(shù)的分配輸入輸出開門信號I0.0正向運行Q0.0關(guān)門信號I0.1反向運行Q0.1開門限位信號I0.2正常運行頻率Q0.2關(guān)門限位信號I0.3點動頻率Q0.3超載信號I0.4爬行頻率Q0.4精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)檢修信號I0.5開門Q0.5變頻器故障信號I0.6關(guān)門Q0.6一層選層信號I0.7一層選層指示燈Q0.7二層選層信號I1.0二層選層指示燈Q1.0三層

30、選層信號I1.1三層選層指示燈Q1.1四層選層信號I1.2四層選層指示燈Q1.2一層上呼信號I1.3一層上呼信號燈Q1.3二層上呼梯信號I1.4二層上呼信號燈Q1.4三層上呼梯信號I1.5三層上呼信號燈Q1.5二層下呼梯信號I1.6二層下呼信號燈Q1.6三層下呼梯信號I1.7三層下呼信號燈Q1.7四層下呼梯信號I2.0四層下呼信號燈Q2.0一層上平層I2.1上行顯示Q2.1一層下平層I2.2下行顯示Q2.2二層上平層I2.3超載報警Q2.3一層下平層I2.4數(shù)碼管 A 段顯示Q2.4三層上平層I2.5數(shù)碼管 B 段顯示Q2.5三層下平層I2.6數(shù)碼管 C 段顯示Q2.6四層上平層I2.7數(shù)碼管

31、 D 段顯示Q2.7四層下平層I3.0數(shù)碼管 E 段顯示Q3.0上極限限位I3.1數(shù)碼管 F 段顯示Q3.1下極限限位I3.2數(shù)碼管 G 段顯示Q3.2根據(jù)表（4-1）可知，設(shè)備大約有 27 個輸入點，27 個輸出點，考慮 10-15%的裕量，故選擇西門子 S7200 系列 CPU226 以及擴展模塊 EM223（DC24V16 點輸入/16 點輸出）。CPU226 為 24 點輸入 16 點輸出，外加擴展模塊足以滿足系統(tǒng)需要。另外，CPU226 可以提供 DC5V 電流為 1000MA，EM223 模塊耗 DC5V 總電流為 150MA?？梢娺@種配置是可行的。系統(tǒng)配置圖如圖 3-3 所示：精

32、選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)L1 UL2 VL3 W 1 2 3 4 5 6RSTKM正轉(zhuǎn)/停止反轉(zhuǎn)/停止異常復(fù)位快車爬行慢車COM 公共端PLC輸出制動電阻PG卡電動機A 脈沖B 脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器0V24V圖 3-3 系統(tǒng)配置簡圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4 系統(tǒng)軟件開發(fā)4.1 電梯的自檢狀態(tài)在電梯控制中，有大量的邏輯信號需要處理，這部分工作是由 PLC 來完成的，系統(tǒng)軟件根據(jù)運行要求及保護要求由 PLC 來實現(xiàn)邏輯控制。PLC 上電后，PLC 中的程序己開始運行，但因為電梯尚未讀入任何數(shù)據(jù)，也就無法在收到請求信號后通過固化在 PLC 中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響

33、應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件，必須使電梯處于平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。電梯自檢過程的目標(biāo)為:先按下啟動按鈕，在 PLC 的第一個掃描周期，檢查電梯是否平層，若電梯為平層，則保持，若電梯未平層，則通過置位使中間繼電器置 1，進而使電梯下行直至平層是中間繼電器復(fù)位為止。4.2 電梯的正常工作狀態(tài)電梯完成一個呼叫響應(yīng)的步驟如下:電梯在檢測到門廳或轎廂的呼叫信號后將此樓層信號與轎廂所在的樓層信號比較，通過選向模塊進行選向。電梯通過拖動調(diào)速模塊驅(qū)動直流電機拖動轎廂運動。轎廂運動速度要經(jīng)過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運行至減速點。當(dāng)電梯檢測到目標(biāo)層樓層檢測點產(chǎn)生的減速點信號時，電梯進入減速狀

34、態(tài)，由中速度變?yōu)榈退伲⒁缘退龠\行到平層點停止。平層后，電梯開門，直到碰到開門到位行程開關(guān);再經(jīng)過一定延時后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系統(tǒng)始終實時顯示轎廂所在樓層。4.3 系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程4.3.1 開關(guān)門環(huán)節(jié) 電梯的開關(guān)門存在以下幾種情況：電梯自動運行停層時的開門。電梯在停層時，至平層位置，Q0.5 接通，電梯應(yīng)開始開門。開關(guān)門均為手動狀態(tài)，由開關(guān)門按鈕 I0.0 和 I0.1 實施開門與關(guān)門。呼梯開門。電梯到達某層站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將停靠在該層站待命，若有人在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。若其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并起動運行，到達呼

35、梯層時再開門，此時的開門按停層開門處理。 電梯停用后的關(guān)門。此時電梯到達基站，人員離開轎廂，電梯自動延遲 3 秒關(guān)門。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電梯自動運行時的關(guān)門。停站時間繼電器 T37 延時結(jié)束后，電梯自動關(guān)門。停站時間未到，可通過關(guān)門按鈕實現(xiàn)提前關(guān)門。4.3.2 電梯初始化環(huán)節(jié)當(dāng) PLC 首次運行程序時，通過 SM0.1 控制電梯，檢查電梯是否平層，若電梯為平層，則保持，若電梯未平層，則通過置位使中間繼電器置 1，進而使電梯下行直至平層是中間繼電器復(fù)位為止。4.3.3 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié) 人員在廳門外呼梯時，呼梯信號應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達該樓層，且定向方向與目的

36、地方向一致時(基層與頂層除外)，呼梯要求已滿足，呼梯信號應(yīng)被消除。按下外呼按鈕時，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，表示呼梯要求已被電梯接收并記憶。而該信號的消除環(huán)節(jié)是由當(dāng)層信號的動斷觸點與運行方向信號的動斷并聯(lián)構(gòu)成。這樣安排是前邊提到過的電梯運行中只響應(yīng)同時呼梯的原則決定的。即電梯運行方向與呼梯目的的地方向一致且到達呼梯樓層時，電梯將停止，呼梯要求已滿足，呼梯信號被消除。電梯運行方向與呼梯目的地方向相反時，如電梯從一樓向上運行(上行)而呼梯要求從二樓向下，若有去三樓以上的內(nèi)選層要求及外呼梯要求，電梯到達二樓時(無二樓上行要求)不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除；若三樓以

37、上無用梯要求，電梯將停在二樓，但呼梯信號(二下)，不能立即消除，待人員進入轎廂，選層(去一樓)后，電梯定向下，則二下呼梯信號已滿足，呼梯信號被消除。4.3.4 電梯的定向環(huán)節(jié) 在自動運行狀態(tài)下，電梯首先應(yīng)確定方向，也即定向。電梯的定向只有兩種情況，即上行和下行。電梯處于待命狀態(tài)，接收到內(nèi)選和外呼信號時，應(yīng)將電梯所處的位置與內(nèi)選和外呼信號進行比較，確定是上行還是下行。一旦電梯定向后，內(nèi)選與外呼對電梯進行順向運行的要求沒有滿足的情況下，定向信號不能消除。檢修狀態(tài)下運行方向直接由上行和下行起動按鈕確定，不需定向。梯形圖中 M0.4 及 M0.5 分別為定上行及定下行中間繼電器，它們線圈的工作條件觸點塊由內(nèi)外呼信號及電梯位置信號組成，前文中所說的“比較”是通過電梯位置信號對呼梯信號的“屏蔽”實現(xiàn)的 。 4.3.5 電梯的上升與下降有邏輯關(guān)系確定電梯的運動方向，再加上內(nèi)呼和外呼等信號即可控制電梯的運行，電梯先從靜止加速到正常運行頻率并保持，當(dāng)減速信號到來時減速至爬行頻率，一直到電梯平層停車為止。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4.4 程序框圖設(shè)