毕业设计（论文）-基于变频技术的电梯PLC控制系统设计精选.doc

基于变频技术的电梯PLC控制系统设计 摘要 国民经济的发展促进了高层建筑和智能化建筑的大量出现，作为交通工具的电梯显得越来越重要。其性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠，在此基础上还需要满足乘客的舒适感等等。所以对电梯控制系统的深入研究具有重要的意义。 本文首先在介绍电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的控制原理，分析了电梯如何用PLC编制控制程序，研究并提出了电梯变频器的变频调速电梯控制系统的实现方案。本文采用PLC对电梯信号进行采集并对电梯进行控制，提高了控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。 关键词:电梯控制系统 可编程序控制器 变频调速 1.绪论 1.1电梯组成 1.曳引系统：曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。2.导向系统：导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。 3.轿厢：轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。 4.门系统：门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。 5.重量平衡系统：系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。 式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率。 从上式可知，三相异步电动机的调速方法有： 　　(l) 改变电源频率 　　(2) 改变电机极对数 　　(3) 改变转差率 从上式可看出，在极对数p和转差率s不变的情况下，转速n与电源的频率f成正比，改变电动机的频率t就可以改变电动机的转速，从而实现电梯的零速起动。 2.2变频电梯系统运行原理 电力电网送来的380V动力电源变为可控的直流电，经变频器转变为可调的频率可变的变频变压三相正弦交流电，驱动电动机平稳运行。若配置交流变频曳引机效果更佳，成本亦低。 当电梯检修时，是点动运行方式，PLC向变频器发出方向和检修运行信号，系统按预先编好的速度指令向电动机输送点动频率的交流电，作上、下慢速运行。 变频器内部带电流反馈和速度反馈。电梯的速度通过脉冲编码器反馈回变频器，当实际速度高于或低于给定速度时，变频器会自动调节输出电压(电流)和频率，使两者相等。电梯的速度总是跟随理想曲线的变化而变化的。 2.3电梯运行的速度曲线 为了能准确平层，并使乘客有很好的舒适感，电梯的速度控制是至关重要的环节。电梯必须按照设定好的速度运行，才能保证电梯平层的准确性。当PLC接收到平层信息时，必须使轿厢及时降速并停在指定位置。为使乘客有乘车的舒适感，电梯的速度变化不能跳变，特别是电梯启动和停止的时候，速度变化要缓慢，即轿厢运行的加速度比较小。综合上述要求，对于电梯的运行速度曲线可采 用下面两种方法: 1线性加减速方式 设置变频器的启动、停止时间，使得电动机的启动、停止时间逐渐变化，如图所示。图给出了变频器输出电源的频率f与时间的函数变化图，图中，0～t1为加速时间，t3 ～t4为减速时间。加/减速时间越长，电梯启动越平稳，线性加减速方式能够基本满足电梯准确平层及乘客乘车的舒适感。按照此速度运行，当电梯运行在楼层之间时，高速运行，接收到平层信号时，电梯轿厢改为低速运行并准确平层。 2．S形加减速方式 变频器具有S形曲线输出功能，以非线性的形式工作。它的特点是在起始的一段时间，加速速度相对缓慢;在起动之后，基本成线性运行，加速度不变，而后，加速度逐渐减为零。这样，在整个加速过程中，速度与时间成关系呈S形方式，如图所示。电梯轿厢按照S形速度曲线运行，会使得乘客的舒适感大大提高。 在0～t3时间内加速启动阶段，其中0～t1和t2～t3时间内为抛物线速度曲线，在t1～ t2时间内为直线速度曲线; t3 ～t4时间内为稳速运行阶段; t4～T时间内为减速制动阶段。减速制动阶段速度曲线与加速起动阶段相对称。 2.4电梯的主电路 如图所示 采用直流侧能耗方式的变频调速电梯主电路 由于直流侧电容的容量很大，在其电压为零时突然加上高压会引起特别大的充电电流，这将造成整流二极管VD1～VD6的过电流损坏。为了保护整流二极管，图中设置了预充电环节，当接通电源时，首先经预充电电路向电容C1充电，由于预充电电路中R的限制使充电电流不至于过大，当C1的电压上升到一定程度时，再将接触器Q1吸合，整流桥投入工作，电梯可以正常运行。目前市售变频器中通常不专门设预充电整流电路，而通过在直流侧串入限流线绕电阻R来实现预充电，预充电完毕，接通一接触器Q1，接触器的动合触头将限流电阻