電梯速度控制

#圖2電梯運(yùn)行速度曲線電梯的基本工作原理當(dāng)曳引機(jī)組的曳引輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠嵌在曳引輪槽中的鋼絲繩與曳引槽之間的摩擦力，驅(qū)動(dòng)鋼絲繩來(lái)升降轎廂，曳引鋼絲繩一端掛著轎廂，另一端懸掛對(duì)重，產(chǎn)生拉力分別為S1和S2。當(dāng)S1和S2的差值等于或小于繩槽之間摩擦力時(shí),電梯正常運(yùn)行，繩槽之間無(wú)打滑現(xiàn)象。具體圖形見圖3。圖3電梯的傳動(dòng)方式原理示意圖電梯控制主回路井道中安裝有導(dǎo)軌，轎廂和對(duì)重由曳引鋼絲繩連接，如圖1所示，曳引鋼絲繩掛在曳引輪上，曳引輪由曳引電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。轎廂和對(duì)重都裝有各自的導(dǎo)靴，導(dǎo)靴卡在導(dǎo)軌上。曳引輪運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)轎廂和對(duì)重沿各自導(dǎo)軌做上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轎廂上升，對(duì)重下降。這樣可通過控制曳引電動(dòng)機(jī)來(lái)控制轎廂的啟動(dòng)、加速、運(yùn)行、減速、平層停車，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的控制。曳引電動(dòng)機(jī)選交流雙速電動(dòng)機(jī)，其控制主回路如圖2所示。當(dāng)電梯下運(yùn)行，JXK、XC、KC吸合，380V交流電源通過電抗器DZ、電阻MQR接通電動(dòng)機(jī)快車?yán)@阻，使電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)運(yùn)行。經(jīng)過1.5s,KJC吸合，短接DZ和MQR,電梯全壓快速穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)電梯接近某層，需停車時(shí)也就是到了換速點(diǎn)，需減速，此時(shí)KC、KJC斷開，MC吸合,電機(jī)進(jìn)入發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。為了提高舒適性，使制動(dòng)力矩逐級(jí)增大，我們采用了分級(jí)減速，第一級(jí)線路為380V-XC-DZ-MQR-MC；第二級(jí)線路380V-XC-DZ-1MJC-MC（短接了部分MQR電阻）；第三級(jí)線路380V-XC-DZ-2MJC-MC（短接MQR電阻）；第四級(jí)線路380V—XC—3MJC—MC（短接電抗DZ和MQR電阻）。通過這樣四級(jí)減速，使電梯平穩(wěn)地過渡到慢車運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)減速運(yùn)行到平層點(diǎn)時(shí)，XC、MC、1MJC、2MJC、3MJC同時(shí)釋放，電動(dòng)機(jī)失電，制動(dòng)器抱閘，使電梯停止運(yùn)行。圖4電梯控制主回路電梯運(yùn)行線路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC機(jī)型的選擇PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類，按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或

插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù),功能擴(kuò)展方便靈活,一般用于大中型控制系統(tǒng)。輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)?？煽毓栎敵瞿K適用于12開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。通過上述分析，對(duì)PLC機(jī)型的選擇做了詳細(xì)分析可得出對(duì)于電梯控制系統(tǒng)可以選用一些小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)，如日本三菱FX系列的PLC。三菱FX系列PLC擁有無(wú)以匹及的速度，高級(jí)的功能邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)； FX2N是從16路到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小型程序裝置。除輸入/輸出16-256點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16-256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。可根據(jù)電源及輸出形式，自由選擇。因此本次設(shè)計(jì)所選擇的PLC為：FX2N—48MR,如圖5所示。I二線潮網(wǎng)fit門的信號(hào)平縣信理卅一升號(hào)關(guān)門信號(hào)I二線潮網(wǎng)fit門的信號(hào)平縣信理卅一升號(hào)關(guān)門信號(hào)強(qiáng)迫向上爵一向下運(yùn)行方式司機(jī)『自動(dòng)檢修安全觸帆信號(hào)COMX001XW￥14￥15Y16XUI-I￥17COM4X0I7、勤卜XU2HH ￥21XA12上 Y23COM?\24\fll3￥2SCOM6SCxcKCMC? _12MICIMJCSXKI-方下指示F方向指示I二送打卜達(dá)打快車快加速慢車［糧栽速 W暇或速3慢減速.I?'圖5電梯速度控制連接圖梯形圖如圖6所示：注釋：X1:上終端限位M5：上方向繼電器M11：強(qiáng)迫向上繼電器X2:下終端限位M6：下方向繼電器M12：強(qiáng)迫向上繼電器Y0：換速輸出繼電器

XQ13X023THPFH舞)YOJ&￥017￥0221020XQ23好<ms足行9)快年Mlit時(shí)鵬(roai)YQ17 世加域 ("1*>上―陽(yáng)水12一卜YD23TI-nTI-￥024——kT4―IXQ13X023THPFH舞)YOJ&￥017￥0221020XQ23好<ms足行9)快年Mlit時(shí)鵬(roai)YQ17 世加域 ("1*>上―陽(yáng)水12一卜YD23TI-nTI-￥024——kT4―Ik-XO24——I-X016~I\~XOUYO36T?-

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smud■閘'4KID—(TO25 )imn井gK24]——<T5 )2%甲依行時(shí)何-H煙7 }美門琪也器件站時(shí)國(guó)*的-tn Few1圖6電梯運(yùn)行路線控制梯形圖電梯控制系統(tǒng)特性在電梯運(yùn)行曲線中的啟動(dòng)段是關(guān)系到電梯運(yùn)行舒適感指標(biāo)的主要環(huán)節(jié)，而舒適感又與加速度直接相關(guān)，根據(jù)控制理論，要使某個(gè)量按預(yù)定規(guī)律變化必須對(duì)其進(jìn)行直接控制，對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的力矩方程式:M—MZ=AMJ(dn/dt),可見加速度的變化率反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距的變化，控制加速度就控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)距AM二M一MZ。故在此段采用加速度的時(shí)間控制原則，當(dāng)啟動(dòng)上升段速度達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%時(shí)，將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制，因?yàn)樵诜€(wěn)速段，速度為恒值控制波動(dòng)較小，加速度變化不大，且采用速度閉環(huán)控制可以使穩(wěn)態(tài)速度保持一定的精度，為制動(dòng)段的精確平層創(chuàng)造條件。在系統(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調(diào)節(jié)器控制，但兩段的PI參數(shù)是不同的，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。在系統(tǒng)的制動(dòng)段，即要對(duì)減速度進(jìn)行必要的控制，以保證舒適感，又要嚴(yán)格地按電梯運(yùn)行的速度和距離的關(guān)系來(lái)控制，以保證平層的精度。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降至120r/min之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對(duì)時(shí)間控制為主，同時(shí)根據(jù)在每一制動(dòng)距離上實(shí)際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速的偏差來(lái)修正加速度給定曲線的方法。例如在距離平層點(diǎn)的某一距離L處，速度應(yīng)降為Vm/s，而實(shí)際轉(zhuǎn)速高為V，m/s,則說(shuō)明所加的制動(dòng)轉(zhuǎn)距不夠，因此計(jì)算出此處的給定減速度值-ag后，使其再加上一個(gè)負(fù)偏差￡,即使此處的減速度給定值修正為—(ag+￡)使給定減速度與實(shí)際速度負(fù)偏差加大，從而加大了制動(dòng)轉(zhuǎn)距，使速度很快降到標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)120r/min以后，此時(shí)轎廂距平層只有十幾厘米，電梯的運(yùn)行速度很低，為防止未平層區(qū)就停車的現(xiàn)象。第五章結(jié)論在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我通過查閱與課題有關(guān)的技術(shù)參考資料，了解與此有關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)學(xué)習(xí)掌握三菱系列PLC的編程調(diào)試方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并完成了用三菱PLC控制五層電梯系統(tǒng)的硬件和軟件，給出系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)說(shuō)明，以及軟件的設(shè)計(jì)構(gòu)思，并編寫出相應(yīng)的梯形圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段的一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次獨(dú)立地設(shè)計(jì)出電梯PLC控制系統(tǒng)，我擺脫了單純的理論學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過實(shí)際的軟、硬件設(shè)計(jì)與選擇，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料以及專業(yè)文獻(xiàn)翻譯等其他方面的能力水平。通過與秦老師的溝通與交流，我了解到許多PLC的實(shí)際運(yùn)用知識(shí)，硬件設(shè)備的選用方法等，讓我的綜合能力得到了提高。這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我得到了寶貴的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使我能夠更好的把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，再未來(lái)的工作中表現(xiàn)出更好的自主學(xué)習(xí)能力和靈活應(yīng)變能力。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。但在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我還有一些未能完成遺憾。由于能力所限，我僅僅運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)了電梯最基本的運(yùn)動(dòng)控制功能，在實(shí)際運(yùn)行中還存在一些不足，例如沒有實(shí)現(xiàn)電梯升降速度的控制，沒能考慮到電梯的舒適性，沒能運(yùn)用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，造成在實(shí)際運(yùn)用中乘坐人員舒適度的降低，也沒能實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)系統(tǒng)，這也是我進(jìn)一步需要努力和加強(qiáng)的地方。發(fā)現(xiàn)問題，面對(duì)問題，才有可能解決問題。不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我會(huì)更關(guān)注實(shí)際與理論的結(jié)合，爭(zhēng)取把理論很好的運(yùn)用到實(shí)際中來(lái)。致謝人生的第一次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，回想整個(gè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，努力吸取新知識(shí)來(lái)豐富自己的過程，讓我覺得分外充實(shí)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我對(duì)PLC有更深一步的了解，同時(shí)也增加了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，為以后的工作打下了基礎(chǔ)?？梢哉f(shuō)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。首先，我要感謝我的學(xué)校，是她讓我在大學(xué)生活中不僅學(xué)到了學(xué)業(yè)上的知識(shí)，也學(xué)到了為人處事的道理，讓我的學(xué)識(shí)和思想都更加成熟，為以后的學(xué)習(xí)、工作、生活奠定了基礎(chǔ)；她還為我們提供豐富的資料，使我們能夠順利解決在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問題。其次，我要感謝高曦老師，是他教會(huì)我們?nèi)绾问褂萌釶LC，如果不是他的無(wú)私教導(dǎo)，我也許無(wú)法運(yùn)用PLC來(lái)