電梯控制系統

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1、 畢業(yè)綜合實踐 題 目： PLC控制的電梯系統設計 系 別： 電氣電子工程系 專 業(yè)： 電氣自動化技術 班 級： 自動化0902 學 號： 09033112 作 者： 傅凌穎 指導老師： 林向華 專業(yè)技術職務： 講師 2011年 12 月 浙江溫州 溫州職業(yè)技術學院 畢業(yè)綜合實踐開題報告 姓 名： 傅凌穎 學 號

2、： 09033112 專 業(yè)： 電氣自動化技術 課程名稱： PLC控制的電梯系統設計 指導教師： 林向華 2011年 12月 19日 本課題意義及現狀、需解決的問題和擬采用的解決方案 隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多電梯已經成為不可缺少的運輸設備。電梯控制技術的發(fā)展主要經歷了三個階段：繼電器控制階段，微機控制階段，現場總線控制階段。目前電梯設計使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程

3、簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。當乘員進入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關閉后控制系統進行下列運作：根據轎廂所處位置及乘員所處層數，判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速，將轎廂停在選定的樓層上，同時，根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門。另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數。隨著經濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調速技術已經進入一個嶄新的時代，其應用越來越廣。 指導教師意見： 指導教師：

4、 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見： 教研室負責人： 年 月 日 目 次 1 緒論.............................................................1 1.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題........

5、.....................1 1.1.1 電梯繼電器控制系統的優(yōu)點.....................................1 1.1.2 電梯繼電器控制系統存在的問題.................................1 1.2 PLC及在電梯控制中的應用特點................................... 2 1.2.1 PLC的特點................................................... 2 1.2.2 PLC控制電梯的優(yōu)點................

6、........................... 2 2 電梯結構原理及方案設計...........................................3 2.1 電梯結構及原理 ................................................3 2.1.1 電梯整體結構.................................................3 2.1.2 電梯工作原理.................................................4 2.1.3 電梯電氣系統原

7、理結構圖....................................... 2.2 方案設計.......................................................4 2.2.1 電梯系統性能.................................................4 2.2.2 電梯理想運行曲線圖...........................................5 2.2.3 功能流程圖.................................................

8、..6 3 PLC控制系統硬件設計............................................. 7 3.1 I/O點數的分配................................................. 7 3.1.1 I/O分配表................................................... 7 3.2 外部接線圖及PLC的選擇.........................................9 3.2.1 外部接線圖.........................

9、..........................9 3.2.2 PLC機型的選擇.............................................. 10 4 PLC控制系統部分軟件設計........................................ 11 4.1 電梯開關門的控制..............................................11 4.1.1 電梯關門程序................................................11 4.1.2 電梯慢速開關門程序

10、..........................................12 4.1.3 電梯開門程序................................................12 4.1.4 電梯平層開門程序............................................13 4.2 電梯控制系統..................................................15 5 變頻器的介紹....................................................

11、16 5.1 我國變頻器技術的發(fā)展及應用概況................................16 5.1.1 變頻器的發(fā)展................................................16 5.1.2 我國變頻器的應用............................................16 5.1.3 國內變頻器技術的現狀和發(fā)展前景..............................17 5.1.4 變頻器調速運行的節(jié)能原理....................................1

12、7 5.2 變頻器的結構及機型的選擇......................................18 5.2.1 變頻器的結構................................................18 5.2.2 變頻器的選擇................................................18 5.2.3 電機的選擇..................................................18 5.3 輸入輸出端子介紹.............................

13、.................19 5.4 操作面板說明..................................................20 5.5 基本操作過程..................................................21 6 變頻調速及軟硬件調試過程........................................22 6.1 變頻調速原理 .................................................22 6.2 PLC與變頻器硬件連接.......

14、................................... 22 6.2.1 五層電梯曳引電機及門電機電路圖..............................22 6.2.2 變頻器實物接線圖............................................23 6.3 參數設置及操作過程............................................24 6.3.1 參數設置....................................................24 6.3.2 參數設置過

15、程................................................25 6.4 程序塊調試....................................................27 結論...............................................................28 致謝...............................................................29 參考文獻.......................................

16、....................30 附錄A 整體梯形圖................................................. 31 1 緒 論 PLC是根據順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用兒設計的數字運算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被PLC控制代替。同時，由于電機交流變頻調速技術的發(fā)展，電梯的拖動方式已原來直流調速逐漸過渡到交流變頻器調速，不僅能滿足乘客的舒適

17、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。因此，PLC控制技術加變頻調速已成為現在電梯行業(yè)的熱點。 PLC控制是指電梯信號控制由PLC及其軟件來實現，控制系統的核心為PLC。本次畢業(yè)設計的主要任務和內容是：建立“PLC控制的電梯系統“的總體框架；信號控制系統利用PLC集中處理電梯運行方式、內指令信號、外召喚信號、開關門及限位信號等信號，并顯示電梯所到樓層、運行、制動停止，包括正反轉信號及多種速度信號。 1 .1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題 1 .1 .1 電梯繼電器控制系統的優(yōu)點 (1) 1.在電梯控制中采用PLC，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性

18、大大提高。 (2).去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化。 (3).PLC可實現各種復雜的控制系統，方便地增加或改變控制功能。 (4).PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (5).用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。 (6).更改控制方案時不需改動硬件接線。 (7)多年來我國一直生產這類電梯，技術成熟，已形成系列化產品，技術資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。 1. 1. 2 電梯繼電器控制系統存在的問題 (1)系統觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。 (2)普通控制電器及

19、硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能，使系統的控制功能不易增加，技術水平難以提高。 (3)電磁機構及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統控制精度難以提高。 (4)系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 (5)由于線路復雜，易出現故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高;而且檢查故障困難，費時費工。出現故障時，可能會發(fā)生人員傷亡。 1. 2 PLC及在電梯控制中的應用特點 1. 2. 1 PLC的特點 PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。 (1)可靠性:對可維修的產品，可靠性

20、包括產品的有效性和可維修性。 A. PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。 B. PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易發(fā)生操作的錯誤。 (2)易操作性，PLC的易操作性表現在下列幾個方面: A、操作方便對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數PLC采用編程器進行輸入和更改的操作,程序的輸入直接可以顯示。 B、編程方便PLC有多種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。 (3)靈活性，PLC的靈活性表現在以下幾個方面: A.編

21、程的靈活性。B.擴展的靈活性。C.操作的靈活性。 1. 2. 2 PLC控制電梯的優(yōu)點 (1)在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化。 (3)PLC可實現各種復雜的控制系統，方便地增加或改變控制功能。 (4) PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。 (6)更改控制方案時不需改動硬件接線。 2 電梯結構原理及方案設計 2.1 電梯結構及

22、原理 2.1.1 電梯整體結構 控制柜 曳引機 曳引鋼絲繩 限速器 轎門

23、 轎廂體 轎廂架 隨行電纜 導軌 廳門 對重 召喚廂及指層器 緩沖器

24、 限速器漲緊 2.1.2 電梯工作原理 曳引驅動是轎廂和對重裝置利用曳引輪通過鋼絲繩連接，由鋼絲繩和曳引輪繩槽之間的摩擦力驅動轎廂和對重上下運行。這種力稱為曳引力，這種驅動形式的電梯稱為曳引電梯。 2.1.3電梯電氣系統原理結構圖 2.2 方案設計 2.2.1 電梯系統功能要求 (1) 有／無專職司機控制；

25、 (2) 自動開關門； (3) 到達預定?？康闹虚g層站時，提前自動將額定快速運行切換為慢速運行,平層時自動停靠開門； (4) 到達兩端站時，提前自動強迫電梯由額定快速運行切換為慢速運行，平層時自動?？块_門； (5) 廳外有召喚裝置，而且有召喚時能進行 (1)廳外有記憶指示燈信號； (2)轎內有音響信號和召喚人員所在層站位置及要求前往方向記憶指示燈信號； (6) 廳外有電梯運行方向和所在位置指示燈信號； (7) 自動平層； (8) 召喚響應后，自動消除轎內外召喚和指示燈信號； (9) 在有司機狀態(tài)下，司機控制程序和電梯性能與信號控制電梯相同。在無司機狀態(tài)下除與轎內外按鈕控制電

26、梯相同外，增加轎內多指令登記和廳外順向召喚指令信號截梯性能等。 2.2.2 電梯理想運行曲線圖 電梯運行控制的方式根據其拖動形式確定。電梯常用的拖動形式包括交流雙速電機變極調速、交流調壓調速和交流調頻調壓調速等。有以上條件后電梯運行控制就可以實現。電梯運行控制包括以下幾個方面： 1. 啟動：電梯起動運行的條件包括安全條件、關門起動、方向條件等。 2. 減速：電梯減速的條件有選層功能中的停車樓層的選定、減速點信號。為平層停車作準備。 3. 平層停車：所謂平層位置，是指電梯減速運行至停車樓層，而且轎門地坎與廳門地坎相平齊的狀態(tài)，是電梯停車制動的準確位置。同時也是電梯停

27、車自動開門的驅動信號。 電梯理想運行曲線如圖2-3所示： 3 PLC控制系統硬件設計 3.1 I/0點數的分配 3.1.1 I/O點數的估算 采用PLC構成五層簡易電梯電氣控制系統。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉為電梯上升，反轉為下降。一層有上升呼叫按鈕和指示燈，二層有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈，三層有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈，四層有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈,五層

28、有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈。一層，二層，三層，四層，五層 有上平層和下平層信號。電梯內一層，二層，三層，四層，五層有呼叫按鈕和指示燈，電梯開門和關門按鈕，電梯開門和關門分別通過電磁鐵KM3和KM4控制，關門到位由行程開關檢測，開門到位由行程開關檢測。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。 另外，還有方式按鈕，司機按鈕，直駛按鈕，慢上和慢下按鈕。 綜上所述，輸入點共有32個，輸出點共有31個, 選擇三菱公司生產的QCPU系列機128個點足以滿足要求。 3.1.2 I/O分配表 該系統占用PLC的63個I/O口，32個輸入點，

29、31個輸出點，具體的I/O分配如表3-1所示： 表3-1 序號 名稱 輸入點 序號 名稱 輸出點 1 門鎖信號 X0 1 一層指示 Y1 2 一層上平層信號 X60 2 二層指示 Y2 3 二層上平層信號 X2 3 三層指示 Y3 4 三層上平層信號 X3 4 四層指示 Y4 5 四層上平層信號 X4 5 五層指示 Y5 6 五層上平層信號 X5 6 六層指示 Y6 7 六層上平層信號 X6 7 七層指示 Y7 8 七層上平層信號 X7 8 上行方向指示 Y10 9 上限位開關

30、X10 9 一層內選指示 Y11 10 一層下平層信號 X11 10 二層內選指示 Y12 11 二層下平層信號 X12 11 三層內選指示 Y13 12 三層下平層信號 X13 12 四層內選指示 Y14 13 四層下平層信號 X14 13 五層內選指示 Y15 14 五層下平層信號 X15 14 六層內選指示 Y16 15 六層下平層信號 X16 15 七層內選指示 Y17 16 七層下平層信號 X17 16 下行方向指示 Y20 17 下限位開關 X20 17 一層上召指示 Y21 1

31、8 一層內選按鈕 X21 18 二層上召指示 Y22 19 二層內選按鈕 X22 19 三層上召指示 Y23 20 三層內選按鈕 X23 20 四層上召指示 Y24 21 四層內選按鈕 X24 21 五層上召指示 Y25 22 五層內選按鈕 X25 22 六層上召指示 Y26 23 六層內選按鈕 X26 23 上運行 Y30 24 七層內選按鈕 X27 24 二層下召指示 Y32 25 慢上按鈕 X30 25 三層下召指示 Y33 26 一層上召按鈕 X31 26 四層下召指示 Y34

32、27 二層上召按鈕 X32 27 五層下召指示 Y35 28 三層上召按鈕 X33 28 六層下召指示 Y36 29 四層上召按鈕 X34 29 七層下召指示 Y37 30 五層上召按鈕 X35 30 下運行 Y40 31 六層上召按鈕 X36 31 關門繼電器 Y41 32 慢下按鈕 X40 32 開門繼電器 Y42 33 二層下召按鈕 X42 33 快速運行 Y43 34 三層下召按鈕 X43 34 超載報警 Y44 35 四層下召按鈕 X44 35 自動指示 Y45 36 五層下

33、召按鈕 X45 36 司機指示 Y46 37 六層下召按鈕 X46 37 直駛指示 Y47 38 七層下召按鈕 X47 38 慢速開關門 Y50 39 開門按鈕 X50 40 超載信號 X51 41 夾人信號 X52 42 關門行程開關 X53 43 關門按鈕 X54 44 方式按鈕 X55 45 司機鑰匙 X56 46 檢修按鈕 X57 47 開門行程開關 X61 48 直駛按鈕 X62 14