電氣自動化畢業(yè)論文

電氣自動化畢業(yè)論文電梯控制目錄序言第一章電梯的概述.........................................................................................................................................31.1電梯的定義..........................................................................................................................................31.2電梯的發(fā)展?fàn)顩r...............................................................................................................................31.3電梯的主要機械部件.....................................................................................................................5第二章電梯的拽引....................................................................................................................................6第三章電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)............................................................................................................73.1電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的分類及要求............................................................................................73.2交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及其評價................................................................................73.3交流調(diào)速電梯的運行工藝過程..................................................................................................83.4交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)......................................................................................................9第四章PLC在電梯控制中的應(yīng)用..................................................................................................114.1PLC的控制要求...............................................................................................................................114.2電梯啟動、停車所需的條件....................................................................................................114.3設(shè)備選型....................................................................................................................................................114.4電梯控制系統(tǒng)原理框圖................................................................................................................124.5交流雙速電梯的主電路圖.........................................................................................................124.6輸入輸出分配表................................................................................................................134.7PLC端子接線圖..........................................................................................................................................144.8程序的編寫............................................................................................................................................154.9門機、抱閘、門鎖、安全運行電路..........................................................................21總結(jié)與體會...................................................................................................................................22參考文獻................................................................................................................................................23附錄............................................................................................................................................................24前言1852年,世界上第一臺在德國柏林電梯誕生了,采用電動機拖動。之后美國出現(xiàn)以蒸汽機為動力的客梯。電梯安全裝置的研究開創(chuàng)了升降機工業(yè)、電梯工業(yè)新紀(jì)元。1858年美國紐約市的一臺客梯上首次把蒸汽機作為提升設(shè)備的動力。接著水壓梯替代了蒸汽機梯;然后又是新的動力設(shè)備不斷出現(xiàn)并替代了舊的動力設(shè)備,例如用液壓泵和液壓控制閥等。1857年,世界第一臺載人電梯問世,為不斷升高的高樓提供了重要的垂直動輸工具。美國率先采用直流電動機作為電梯升級的驅(qū)動單元,并為今天的電梯發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1889年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺電力驅(qū)動蝸輪減速的電梯,這一設(shè)計思想為現(xiàn)代化的電梯奠定了基礎(chǔ)。19美國生產(chǎn)了不帶減速器的無齒輪高速電梯,并把卷筒式傳動改進為曳引槽輪式傳動,在動力問題得到解決之后,美國著手研制電氣控制及速度調(diào)節(jié)等方面課題。19美國成功設(shè)計了自動平層控制系統(tǒng)以及高速電梯(6ms)。在現(xiàn)代都市里,作為垂直運輸工具的電梯得到了最廣泛的應(yīng)用。電梯應(yīng)用,大大的改善了勞動條件,減輕了勞動強度?？梢赃@么說,當(dāng)今世界電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。電梯也隨之成為現(xiàn)代化社會中作為垂直運輸工具中其他交通工具不能替代的重要設(shè)備。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。而PLC作為新一代工業(yè)控制器,以其高可靠性和技術(shù)先進性,在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用,從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向,成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點。本論文主要介紹電梯總的發(fā)展?fàn)顩r,電梯的基本原理結(jié)構(gòu)、電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)以及PLC在電梯控制中的應(yīng)用。第一章電梯的慨述伴隨我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,人民物質(zhì)文化生活水平日益提高,伴隨建筑業(yè)的發(fā)展,為建筑物內(nèi)提供上下交通運送的電梯工業(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備,更是一種人們頻繁乘用的交通運送設(shè)備。為了保證電梯正常運行、安全使用,必須要理解電梯、管理電梯、維護好電梯。1.1電梯的定義電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一種轎廂,運行在至少兩列垂直的傾角不不小于15度的鋼性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與構(gòu)造形式便于乘客出入或裝卸貨品。它合用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi),是輸送人員或貨品的垂直提高設(shè)備的交通工具。1.2電梯的發(fā)展?fàn)顩r電梯是機械、電氣結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品。其電氣控制系統(tǒng)包括拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。電梯的質(zhì)量好壞在很大程度上是由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分決定的。本設(shè)計采用的控制系統(tǒng)為可編程控制系統(tǒng),即PLC控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破骱喎QPC機,是采用微處理器控制、可執(zhí)行邏輯判斷、定期、計數(shù)、記憶和算術(shù)運算等功能,并具有高可靠性的輸入輸出電路,能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中的通用自動控制設(shè)備。時至今日,PC已擁有門類齊全的多種功能模塊和強大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力,其控制范圍由單機自動化、簡樸生產(chǎn)過程直至大型集散系統(tǒng),可以覆蓋現(xiàn)代工業(yè)的各個應(yīng)用領(lǐng)域,滿足絕大部分受控對象的不一樣控制規(guī)定。綜合國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,電梯已進入了全面發(fā)展的階級:在電氣控制方面,大量使用微機和可編程序控制器(PLC);在電梯操縱方面,出現(xiàn)聲控電梯;在速度方面,出現(xiàn)了10ms以上的電梯;在導(dǎo)向方面,已研制出了無導(dǎo)軌電梯;在牽引方面,運用聚氨基甲酸脂減振器替代了老式的彈簧及橡膠減振器;在品種方面,出現(xiàn)了高效率雙層電梯,大噸位集裝箱電梯,節(jié)省了空間螺旋扶梯等;并且還發(fā)展出音響指層,有觸覺操縱等適合傷殘人使用的電梯。電梯技術(shù)包括電梯電機的拖動技術(shù)和電梯運行的控制技術(shù),本文著重研究PC機在電梯控制技術(shù)中的應(yīng)用。國產(chǎn)電梯控制技術(shù)過去一直是以繼電器、接觸器為關(guān)鍵,系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,所用控制柜很大。伴隨電腦技術(shù)的發(fā)展,各生產(chǎn)廠家也曾研制出全數(shù)控或微機電梯控制系統(tǒng),以期提高運行可靠性。但由于微機控制系統(tǒng)自身的不穩(wěn)定,其故障率反而更高。這時,PC機以其可靠的硬件,高級的可編程軟件等優(yōu)勢,很快就得到電梯業(yè)內(nèi)人士的青睞,短時間內(nèi)PC機在電梯控制技術(shù)上的應(yīng)用到達高潮,成為眾多廠家的重要定型產(chǎn)品之一。1.3電梯的重要機械部件1、轎廂2、電梯門3、開關(guān)門機構(gòu)4、層門門鎖5、機械安全裝置電梯中,限速器、安全鉗裝置是十分重要的機械安全保護裝置。它的作用在于:因機械或電氣的某種原因,例如斷繩或失控使電梯超速下降時當(dāng)下降速度到達一定限值時,將轎廂擎停在導(dǎo)軌上。不管是限速器還是安全鉗都不能單獨完畢上述任務(wù)。上述任務(wù)的完畢是靠它們的配合動作來完成的。圖1-1是電梯的基本構(gòu)造剖視圖及機械部件闡明:[此處圖片未下載成功]1-1電梯的基本構(gòu)造剖視圖1-減速箱;2-曳引輪;21-緩沖器;22-底坑;3-曳引機底座;4-導(dǎo)向輪;23-層門;24-呼梯盒;5-限速器;6-機座;25-層樓指示燈;26-隨行電纜7-導(dǎo)軌支架;8-曳引鋼絲繩;27-轎壁;28-轎內(nèi)操縱箱;9-開關(guān)碰鐵;10-緊急終端開關(guān);29-開門機;30-井道傳感器;11-導(dǎo)靴;12-轎架;31-電源開關(guān);32-控制柜;13-轎門;14-安全鉗;33-曳引電機;34-制動器15-導(dǎo)軌;16-繩頭組合;17-對重,18-賠償鏈;19-賠償鏈導(dǎo)輪;20-張緊裝置第二章電梯的拽引拽引電機是驅(qū)動電梯上下運行的動力源,其運行狀況比較復(fù)雜。運行過程中需要頻繁的起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),并且負(fù)載變化很大,常常工作在反復(fù)短時狀態(tài)、電動狀態(tài)、再生制動狀態(tài)的狀況下。因此,規(guī)定拽引電機不僅應(yīng)能適應(yīng)頻繁起制動規(guī)定,并且規(guī)定起動電流小、起動力距大、機械特性硬、噪聲小,當(dāng)供電電壓在額定電壓7%的范圍內(nèi)變化,還能正常起動和運行。(1)此種交流電動機具有兩種速度,這樣可以使起動與穩(wěn)定運行時具有較高的速度,從而可太大的提高電梯的輸送能力。同步它又具有精確停層所需的較低速度,也保證了電梯停層精確度(對額定速度為1.OmS時,一般停層精確度為(3)這種電梯驅(qū)動系統(tǒng)和減速過程是采用低繞組的再生發(fā)電制動原理,即在減速開始的瞬間,迅速繞組雖已從電網(wǎng)撤出,并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動機的實際轉(zhuǎn)述因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性,仍維持在原快速狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速。因此,對低速繞組來說,此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速,從而在低速繞組中產(chǎn)生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說,電動機處在發(fā)電機的工作狀態(tài),即把在快速運行時所具有的動能反饋到電網(wǎng)中去。這樣的減速制動方式是較經(jīng)濟的,電能消耗相對較少。第三章電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)3.1電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的分類及規(guī)定電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)分為兩大類:交流驅(qū)動系統(tǒng)和直流驅(qū)動系統(tǒng),由如下幾部分構(gòu)成。(如圖3-1所示)圖3-1電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)圖電梯的電力系統(tǒng)規(guī)定是:“快、穩(wěn)、準(zhǔn)”3.2交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)整及其評價以三相交流感應(yīng)電動機為驅(qū)動的交流電梯中,在既有的條件下,交流電梯的運行速度一般均在1mS用如下。而lmS(1)變化三相交流感應(yīng)電動機定子電壓轉(zhuǎn)速調(diào)整特性這種調(diào)速措施的拽引電機工作在非正常狀態(tài)下,假如長期處在低于額定電壓下的運行,雖到達調(diào)速的墓頂,但其能耗、特性硬度、最大轉(zhuǎn)矩等特性均低于額定電壓時的狀況,因此這種調(diào)速措施是不經(jīng)濟的,且性能也不理想,故這種調(diào)速措施今僅用于起動和制動的短臨時間內(nèi),以限制起動電流和改善電梯的舒適感。由公式n0=60fp中可知,當(dāng)電動機的極對數(shù)P變化時交流感應(yīng)電動機的同步轉(zhuǎn)速n0也將變化。因此,交流電梯中也常用變化電動機及對數(shù)P的措施獲得電梯所需的轉(zhuǎn)速調(diào)整特性。這種具有二種以上及對數(shù)的電動機,我們一般稱之為雙速、三速電動機。這種電動機的定于繞組有兩種構(gòu)造形式:A.各獨立統(tǒng)組的多速電動機(例如JTD系列電動機);B.按特殊接線措施而變化極對數(shù)的單繞組多速電動機(例如YTD系列電動機)。(2)變化三相交流感應(yīng)電動機定于繞組的極對數(shù)時的轉(zhuǎn)速只能是有極的調(diào)整交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速而不是無極的,因此在轉(zhuǎn)速的調(diào)整過程中,即從一種極對數(shù)相對應(yīng)的速度調(diào)整至另一極對數(shù)相對應(yīng)的轉(zhuǎn)述過程中,必然要采用有效措施防止電梯系統(tǒng)給乘客帶來不舒適感覺和對機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊,這樣為了轉(zhuǎn)速的調(diào)整需添置眾多的附加設(shè)備(例如接觸器、電阻或電抗器等)。假若在變化電動機極對數(shù)P的調(diào)整過程中,如保持其他參數(shù)基本不變,則從前面的式于和圖中可以看出,對同一電動機的不一樣極對數(shù)P時的機械特性曲線基本上是平行的。這是我們十分但愿的調(diào)速特性。也就是但愿其調(diào)速后新的機械特性硬度p保持不變,這樣才能保證交流雙速電梯在不一樣負(fù)荷時其停層精確且保持不變。由于在同一定于內(nèi)需要布置兩套三相統(tǒng)組(或變化單相統(tǒng)組的不一樣接線措施),則其不一樣極對數(shù)時對應(yīng)的磁通量和功率是不一樣樣的,因而極對數(shù)P越大,其最大轉(zhuǎn)矩Mk也將有稍許變化。(3)外力口渦流制動器等的轉(zhuǎn)速調(diào)整特性在交流電梯中除了三相交流感應(yīng)電動機的自身進行速度調(diào)整外,還可以運用外加器件調(diào)整交流感應(yīng)電動機的最終輸出速度。這種狀況常見的有:在電機內(nèi)的一種獨立統(tǒng)組中加一種可控制的直流電流或在交流感應(yīng)電動機的軸端加一種可控制的渦流制動器。但比較理想且控制以便的是渦流制動器的速度調(diào)整措施。雖然這種調(diào)速措施的機械特性曲線較為理想,但其能量消耗是大的,并且把電動機的原有動能所有消耗在渦流制動器的發(fā)熱上了。3.3交流調(diào)速電梯的運行工藝過程首先接通電梯的總電源及控制電源、照明電源;把電梯的層門和轎廂門打開;司機進入電梯轎廂內(nèi),合上轎廂內(nèi)操作箱上應(yīng)當(dāng)合上的多種開關(guān),并點亮轎廂內(nèi)的照明燈;司機根據(jù)轎廂內(nèi)乘客欲往的樓層或轎廂內(nèi)無乘客時根據(jù)某個樓層的廳外召喚信號,司機锨按操作箱上對應(yīng)的一種樓層或幾個樓層數(shù)的指令按鈕;自動定出電梯的運行方向;司機锨按起動開車按鈕;自動關(guān)門;自動起動;分級加速至穩(wěn)速運行;在靠近目的樓層時,井道內(nèi)該層永磁開關(guān)自動發(fā)出減速信號;自動分級減速制動;自動平層停車;自動開門,讓乘客出入電梯轎廂;司機再次掀按起動開車按鈕,電梯內(nèi)可以有專職司機操作,也可以有進入轎廂內(nèi)的乘客自己操作,也可以有某個或幾種樓層的廳外召喚信號而把電梯召喚來,并且在運行應(yīng)答完最終一種(即最遠(yuǎn)一種)召喚信號后,電梯即可自動換向。不過樓層廳外召喚信號的作用只有在電梯門關(guān)閉后方可起作用,此即所謂電梯轎廂內(nèi)的指令信號“優(yōu)先”于廳外召喚信號。://3.4交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)1、主驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)造原理此交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造原理:三相交流異步電動機定于內(nèi)具有兩個不一樣極對數(shù)的繞組。國內(nèi)一般為6極(同步轉(zhuǎn)速為1000rmin)和24極(同步轉(zhuǎn)速為250rmin)兩個統(tǒng)組。這兩個統(tǒng)組可以是各自獨立的雙繞組(例如JTD系列電動機),也可以是單繞組雙速(通過工藝接線法獲得兩種極對數(shù))這種主驅(qū)動系統(tǒng)的工作過程如下:迅速繞組(6極)作為起動和穩(wěn)速(即額定速度)運行之用;而慢速繞組(24極)作為制動,減速平層停車之用。起動準(zhǔn)時間原則,串電阻,電抗一極加速;而減速制動也準(zhǔn)時間原則進行兩極在發(fā)電制動減速,以慢速繞組進行低速穩(wěn)定運行,直到平層車。2、交流雙速電梯的重要性能與特點(1)這種電梯的交流電動機具有兩種速度,這樣就使起動與穩(wěn)定運行時具有較高的速度,從而可以大大提高電梯的輸送能力。同步它又具有準(zhǔn)確停層所需的較低速度,也保證了電梯的停層精確度。因此該電梯的運行效率比單速電梯有很大的提高。(2)主驅(qū)動系統(tǒng)雖然比單速電梯的復(fù)雜,但相對其他電梯來說還是比較簡樸的。系統(tǒng)雖然有級調(diào)速,但可以分別對高下速進行控制和調(diào)整。因此電梯的運行效率和性能得到相稱大的提高和改善,從而使得這種驅(qū)動系統(tǒng)在一般低速電梯中得到廣泛的應(yīng)用。(3)這種電梯主驅(qū)動系統(tǒng)的制動和減速過程是采用低速繞組的再生發(fā)電制動原理,即在減速開始的瞬間,迅速繞組雖然從電網(wǎng)撤出,并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動機的實際轉(zhuǎn)速因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性,仍維持在原迅速狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速。因此,對低速繞組來說此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速,從而在低速繞組中產(chǎn)生再生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說,電動機處在發(fā)電機的工作狀態(tài),即把迅速運行時所具有的功能反饋到電網(wǎng)中去。這樣的減速制動方式是較經(jīng)濟的,電能消耗相對較少。第四章PLC在電梯控制中的應(yīng)用目前,在電梯的控制方式上,主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機,它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務(wù),并且依托程序運行,這就保證只有對的的程序才能運行,否則電梯不會工作;又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元,即無線圈又無觸點,使用次數(shù)不受限制,屬無觸點運行,因此,它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性,運行壽命更長,工作愈加可靠安全,自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式,它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代,是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。PLC控制技術(shù)在現(xiàn)今工業(yè)控制中的應(yīng)用得到長足的發(fā)展,在電梯行業(yè)中,也得到廣泛的應(yīng)用,一般用于完畢邏輯控制,拖動調(diào)速系統(tǒng)一般使用變極調(diào)速、調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速等方式。4.1PLC的控制規(guī)定(1)、變化靈活、故障少、抗干擾能力強、維修以便。(2)、當(dāng)乘客進入電梯,按一下樓層按鈕,電梯門自動關(guān)閉后,根據(jù)轎廂所到處置及乘客所處層數(shù),鑒定轎廂運動方向,保證轎廂平層時減速。將轎廂停在選定的樓層上,同步根據(jù)樓層的呼喊,順路停車,自動開、關(guān)門。4.2電梯的啟動停車所需條件(1)安全保護系統(tǒng)正常(2)門鎖鎖閉(3)定向部分選擇好電梯的運行方向(4)選層部分選擇好停車樓層(5)電梯必須抵達要停車樓層的減速點(6)電梯抵達目的樓層的平層位置4.3設(shè)備選型PLC控制器選用三菱FX2N-64MR三菱FX2N-64MR的長處有:1、體積小節(jié)省空間。2、靈活多變的系統(tǒng)配置。3、功能強、使用以便。4.4電梯控制系統(tǒng)原理框圖(待上傳)4.5交流雙速電梯的主電路圖:(待上傳)4.6輸入輸出分派表(待上傳)4.6PLC端子接線圖(待上傳)4.7PLC中繼電器分派表(待上傳)4.8程序的編寫M130X400M100M131X405M130X401M101M131X406M130X402