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PLC电梯控制系统毕业设计

PLC电梯控制系统毕业设计

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(12)顶层高度(mm):由顶层端站楼面至机房楼楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离,电梯运行速度越快,顶层高度一般越高。
(13)底层深度(mm):有底层段站楼面至井道之间的垂直距离。电梯的运行速度越快,底坑一般越深。
(14)井道高度(mm):由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。
(15)井道尺寸(mm):宽﹡深
1.4电梯控制技术
所谓电梯控制技术是指电梯的传动系统及操纵系统的电气自动控制。作为我国20世纪70年代电梯的主要标志是交流双速电梯。其调速方法是采用改变电梯牵引电动机的极对数,两种或两种不同级对数的绕组,其中极数少的绕组称为高速绕组,极数多的绕组称为低速绕组。高速绕组用于电梯的起动及稳速运行,低速绕组用于制动及电梯的维修。
20世纪80年代盛行的交流调压调速电梯,其性能优越于交流双速电梯。调压调速方法是改变三相异步电机的定子供电电压实现电动机的调速。由于电梯制动减速性能要求较高,所以采用的制动方法也有所不用。通常多为能耗制动。
在能耗制动中,将电机定子绕组接至直流电源,再加上采用闭环控制方式,从而有效地控制了能耗制动转距,使制动减速过程快速平稳,且制动精度高。
20世纪90年代,调压调频调速电梯开始占领市场。调压调频调速电梯(简称VVVF电梯)的调速方法是调节电机定子绕组供电电压的幅值及频率。在VVVF电梯的传动系统中,大量采用了微机控制技术及脉冲宽度调制技术,脉冲宽度调制器(简称PWM控制器)保证了由逆变器输送至三相异步电机定子电压波形为等效正弦波形。调压调频调速电梯传动系统中还广泛的采用了矢量变换技术。使交流电机转速的控制类似直流电机。VVVF电梯由于其体积小。重量轻,运行效率高,又节约能源,几乎包括了以往所用的电梯的优点,再加上极为完善的调速性能,因此它的应用几乎完全可以和直流电梯相媲美。大家都知道交流电动机具有结构紧凑,维修简单等特点。单双速交流电动机拖动系统采用开环方式控制,线路简单,价格较低,因此目前仍在电梯上广泛应用。但它的缺点是舒适感较差,所以一般被用于载货电梯上。这种系统控制的电梯速度在1米/秒以下。
 交流电动机定子调压调速拖动系统国外已大量应用于电梯。这种系统采用可控硅闭环调速,加上能耗或涡流等制动方式,使得它所控制的电梯能在中低速范围内大量取代直流快速和交流双速电梯。它的舒适感好,平层准确度高,而造价却比直流电梯低,结构简单,易于维护,多用于2米/秒以下的电梯。
  直流电动机具有调速性能好,调速范围大的特点,因此很早就应用于电梯,采用发电机-电动机组形式驱动。它控制的电梯速度达4米/秒,但是,机组结构体积大,耗电大,维护工作量较大,造价高,因此常用于对对速度,舒适感要求较高的建筑物中。
  可控硅直接供电拖动系统在工业上早有应用,但用于电梯上却要解决舒适感问题。(尤其是低速段)应此应用较晚,它几乎与微机同时应用,比起电动机-发电机组形式的直流电梯,它有很多优点。如:机房占地节省35%,重量减轻40%,节能25%到35%。世界上最高速度的10米/秒电梯就是采用这种系统,其调速比达1:1200。
  80年代初,VVVF变频变压系统控制的电梯问世。它采用交流电动机驱动,却可以达到直流电动机的水平,目前控制速度已达6米/秒。它的体积小,重量轻,效率高,节省能源等几乎包括了以往电梯的所有优点。是目前最新的电梯拖动系统。
  总之,从理论上讲,电梯是垂直运动的运输工具,无需旋转机构来拖动,更新的电梯拖动系统实际上就是直线电机拖动系统。
电梯在垂直运行过程中,有起点站也有终点站。对于三层楼以上的建筑物的电梯,起点站和终点站之间还没有停靠站,起点站设在一楼,终点站设在最高六。设在一楼的起点站称为基站,起点站和终点站称为两端站,两端站之间称为中间站。
各站厅外设有召唤箱,箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮或触钮,一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮或触钮。中间层站的召唤箱各设置两只按钮或触钮。对于无司机控制的电梯,在各层站的召唤箱上均设置一只按钮或触钮。而电梯的轿厢内部设置有(杂物电梯除外)操纵箱。操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮或触钮,操纵箱上的按钮或触钮城内指令按钮或触钮。外指令按钮或触钮发出的电信号称为外指令信号,内指令按钮或触钮发出的电信号成为内指令信号。20世纪80年代中期后,触钮已被微动按钮所取代。
作为电梯基站的厅外召唤箱,除设置一只召唤按钮或触钮外,还设置一只钥匙开关,以便下班关电梯时。司机或管理人员把电梯开到基站后,可以通过专用钥匙扭动该钥匙开关。把电梯的厅门关闭妥当后,自动切断电梯控制电源或动力电源。
1.5常用交流调速电梯的特点
⑴ 能源消耗低
异步电动机的速度与供电频率有关。在启动期间,电动机电流随频率和速度增加而增加,并以最小转速运行,对每种速度都可获得最佳效率。能节约能量达45%。因电动机产生的热量相当小,故在机房内不需要专用的通风降温系统,没有额外的能量损耗。
⑵ 电路负载低,所需紧急供电装置小
在加速阶段,所需起动电流小于2.5倍的额定电流。且起动电流峰值时间短。由于起动电流大幅度减小,故功耗和供电缆线直径可减小很多。所需的紧急供电装置的尺寸也比较小。
⑶ 可靠性高,使用寿命长。
具有先进的半导体变频器把交流换成直流。再把直流逆变成电压幅度和频率可变的交流。由于元器件性能可靠性可靠,工艺先进,经久耐用。在系统中由电动机转速调节不会增加电机的发热,而且还能减小电机的应力,使电梯运行性能非常可靠,延长使用寿命。
⑷ 舒适感好
在整个运行过程中。其驱动系统具有良好的调节性能。故乘坐电梯舒适感极好。电梯运行是跟随最佳给定的速度曲线运行的。其特性可适应人体感受,并保证运行噪声小,制动平稳
⑸ 平层精度高
采用现在传感技术和数字软件控制系统。在整个运行期间准确地给位置信号加上精确地按楼层距离直接停靠的调节系统,在VVVF控制系统中其直接停靠由PC机,变频器,曲线卡三个方面组成。曲线卡的输入信号有起动信号,转换信号。输出信号有运行信号,总控信号,转换应答信号等。曲线卡在接受到起动信号时,给变频器一条运行曲线,输出运行信号,电梯开始运行;在受到换速信号时,给变频器调节装置一条减速曲线,当到达停车位置时,曲线卡撤消运行信号,电梯即直接停靠楼层平面,完成一次运行,故使电梯在每个楼层都能准确平层,便于乘客进出不会绊倒。
⑹ 运行平稳无噪声
在轿厢内,机房内及邻近区域确保噪声小。因为其系统中采用了高时钟频率。始终产生一个不失真的正弦波供电电流。电动机不会出现转距脉动。因此,消除了振动和噪声。
直流调速方式有G-M调速,相位控制调压调速和斩波控制(PWM)调压调速等不同的电气驱动技术。其调速系统的变流方式与交流的变流方式有所不同。见表5
 
 
 
 
 
表5各种调速方式对比图
 
调速方式
一次变流
二次变流
三次变流
直流电机G-M系统
机械
机械
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直流电机相控调速方式
电子
机械
---
直流电机PWM系统
电子
电子
机械
交流电机”交-直-交”变频系统
电子
电子
---
交流电机”交-交”变频系统
电子
---
---
交流电机调压系统
电子
---
---
上述反复一次变流的最后两种调速方式,由于不能达到很宽的调速范围和很好的性能。故只能在有限的场合中适用。其他四种调速方式都可以达到很高的性能。因此在性能电梯中得到广泛的使用。但使用直流电机系统时,不管采用何种方式都必须进行机械变流。显然,这就是直溜电机的致命缺陷,是直流电机最终被交流电机代替的根本原因。
1.6电梯的工作原理
当曳引机组的曳引轮旋转时,依靠嵌在曳引轮槽中的钢丝绳与曳引槽之间的摩擦力,驱动钢丝绳来升降轿厢,曳引钢丝绳一端挂着轿厢,另一端悬挂对重,产生拉力分别为S1和S2。当S1和S2的差值等于或小于绳槽之间摩擦力时,电梯正常运行,绳槽之间无打滑现象。具体图形见下图
 
曳引钢丝绳与曳引轮槽不打滑的条件是:
(1)当轿厢满载,并以额定速度下降制动时:   (式1)
式中:S1曳引钢丝绳轿厢一边的拉力(N);S2曳引钢丝绳对重一边的拉力(N);θ曳引绳在曳引轮上的包角,一般 ;复绕时 ,计算时用弧度值
自然对数底数 =2.71828; 钢丝绳与曳引轮槽间的当量摩擦系数,它的大小与轮槽的形型尺寸及钢丝绳和轮间的摩擦系数 有关,常取
(式2)
式中,sin ,sin ,sin2 ,sin2 中的, 的值用角度值代入;2 ,2 中的值用弧度值代入。 ; 。
式(1)中的 , 
上式中:G-轿厢自重(N);Q-额定载重量(N);W-对重装置重量(N); -电梯加速度。
(2)当轿厢空载时,以额定速度上升制动时,
(式3),    , 
2  PLC可编程序控制器
2.1 PLC的起源与发展
在可编程控制器诞生之前,继电器控制系统已广泛的用于工业生产的各个领域,继电器控制系统通常可以看承由输入电路,控制电路,输出电路和生产现场这4个部分组成的。其中输入电路也是由按钮,行程开关,限位开关,传感器等构成。用已向系统送入控制信号。输出电路部分是由接触器,电磁阀等执行元件构成,用以控制各种被控制对象,如电动机,电炉,阀门等。继电器控制电路部分是控制系统的核心部分。它通过导线将各个分立的继电器,电子元器件连接起来对工业现场实施控制;生产现场是指被控制的对象(如电动机等)或生产过程。

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