毕业设计（论文）-基于PLC的五层电梯控制系统的设计精选.doc

1 引言 随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已经成为现代城市的标志。电梯作为垂直运输工具，承担着大量的人流和物流的输送，在建筑物中有相当重要的作用。是现代城市生活中必不可少，且应用最广泛的垂直交通运输工具[1]。 1.1 设计背景 电梯是垂直运行的电梯(通常可简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。 伴随我国城镇化进程的加速，电梯已成为城镇居民生产、生活不可或缺的垂直交通工具，在提升公众的生产、生活效率与质量的同时，其安全工作也成为一项民生工程，其安全状况倍受公众与媒体关注。(一)安全形势总体平稳 在电梯数量快速增加情况下，电梯事故稳中有降，保持了总体平稳的安全形势。从2005年开始，平均每年电梯事故起数在40起、死亡人数在30人左右。电梯万台事故率和万台死亡人数稳步下降，2010年电梯万台事故率0.26，万台死亡人数0.17，均小于特种设备平均水平，也小于锅炉压力容器等其他特种设备。 (二)近年事故原因分类 近年电梯事故中，违章操作引发的事故较为突出，事故中受到伤害的人员以普通乘客最多。 事故原因中，违章操作62.7%，设备缺陷22.7%，意外8.0%，非法使用设备6.6%。事故中受伤害人员中普通乘客50%，维护保养人员13%，安装工人12%，电梯操作人员4%，其它包括保安等未经培训的人员21%。(三)电梯数量快速增长截至2010年底，全国在用电梯总数已经达到162.8万台，并以每年20%左右的速度高速增长，每年新增电梯数在30万台以上，占全球每年新增电梯总量的一半以上。上海、北京等几个城市在用电梯数量已超过10万台。目前，我国电梯年产量电梯保有量、年增长量均世界第一。上海超过纽约成为全世界电梯最多的城市。电梯产业将信息化、网络化驱动系统使用永磁同步无齿曳引机曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、曳引电动机组成的交流变频调速系统（简称VVVF）。通过PLC去控制电梯的运行方式，可以使得控制系统的可靠行更高，结构显得更加紧凑。本系统的硬件框图如图-2所示。 从图3-可以看出，该系统主要由两个部分组成，其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出电梯联动控制程序，使得PLC能够控制电梯的运行操作。电梯的调速部分则选用高性能的矢量控制变频器，配以脉冲发生器（编码器）测量鼠笼式曳引电动机的转速，从而够成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式曳引机电动机交流变频调速（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）运行PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过其内部一系列复杂的控制程序，对各种信号的逻辑关系有序的进行处理，最后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号，对电梯实施控制。在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，逻辑关系处理起来非常复杂，这就给PLC的编程带来很大难度。 在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过鼠笼式曳引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡，对电动机完成速度检测及反馈，形成闭环系统。脉冲发生器输出脉冲，PG卡接收到脉冲以后，再将此反馈给变频器内部，以便进行运算调节。根据脉冲的相序，可判断出电动机的转动方向，并可以根据脉冲的频率测得电动机的转速。2。” ②由加速度变化率引起的不适。大量实验证明，人体不但对加速度敏感，对加加速度（或称加速度变化率）也比较敏感。我们用a来表示加速度，用ρ来表示加加速度，则当加加速度ρ较大时，人的大脑就会感到晕眩、痛苦，它的影响比加速度a的影响还严重。我们也称加加速度为生理系数，在电梯行业一般限制生理系数ρ不超过1.3 m/s2[11]。 而促进电梯舒适度的途径有以下几种途径： ①选用品质优良、稳定的