plc控制的变频电梯系统毕业设计说明书.docx
《plc控制的变频电梯系统毕业设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《plc控制的变频电梯系统毕业设计说明书.docx(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、plc控制的变频电梯系统毕业设计说明书目录 第一章绪论1.1 电梯的定义和开展历程电梯品种多样性1.2 电梯的基本构成第二章PLC的简介和其系统基本结构2.1 PLC的通过来和开展PLC的基本结构2.2 PLC的工作原理PLC的I/O系统第三章变频电梯总体方案设计设计的指导思想和步骤3.1 PLC控制电梯系统的基本结构电梯电力拖动系统方案的选择3.2 拖动局部的选择变极调速系统3.2.1 交流调压调速系统变压变频调速系统3.3 控制局部的选择第四章 变频电梯的硬件设计4.1系统总体结构闭合以驱动外部负载。2.4 PLC的I/O系统PLC的硬件结构主要是两种类型:单元类型和模块类型。前者安 装P
2、LC的主要局部(包括I /。系统和电源)在一个机箱,并且模块 化划分PLC的主要硬件成模块,然后通过用户将所选择的模块到机 架。槽的内部,形成有PLC系统。不管使用哪一种硬件结构,都必须确定使用于相连工业现场的各 个输入/输出点与PLC的I/O映像区之间相对应的关系,给每一个输入 /输出点一个明确的地址确定这种相对应的关系使用的方式称为I/O 寻址方式。I/O寻址方式有三种:(1)固定的I/O寻址方式通过PLC制造厂家在设计和生产PLC时确定的,它的一个输入/ 输出点都有一个明确且固定不变的地址。通常说来,单元式的PLC运 用I/O寻址方式。(2)由开关设定的I/O寻址模式通过在齿条和模块的开
3、关位置的用户的设置来确定。(3)用软件设置的I/。寻址方式有用户通过软件来制定I/O地址分配表来确定的。第三章变频电梯总体方案设计设计的指导思想和步骤这个设计是运用可编程控制器对变频电梯进行控制。系统必须可靠,满足开放的要求,关闭,层次感,定位,启动,加速,稳定运行, 减速,爬行,整平,对接,翻开门。3.1 PLC控制电梯系统的基本结构电梯的电气控制系统主要通过控制系统和拖动系统两局部构成,在 PLC控制电梯系统的基本结构。主要硬件包括PLC主机和膨胀,机械 系统,门厅呼叫,指法设备,门马达速度控制装置和主系统拖动。 33电梯电力拖动系统方案的选择电驱动系统是一个电源用于电梯驱动器执行相应的动
4、作。在电梯 的主要变动包括:车的升降运动以及轿厢门的开关动作和大厅的门。 由牵引马达产生的轿厢的运动,并随后由牵引驱动系统加速和减速驱 动,改变运动的形式,电源是几千瓦到几十千瓦,这是电梯的主驱动。 轿厢门和层站门的开关通过门开闭马达产生动力,并且由门翻开机构 驱动以减速和改变运动形式,且所述驱动功率是通常低于200瓦,这 是一个辅助驱动电梯。3.4 拖动局部的选择341变极调速系统与少数极的绕组被称为快速绕组,和具有大量极绕组被称为一个 缓慢曲折。变极调速是一种极调速。调速范围并不大。由于电机的极 数增加太多,电机的外部尺寸将显著上升。快速绕组用于启动和稳定 速度,而慢速绕组用于制动和缓慢调
5、平。交流调压调速系统当反向制动模式电梯减速时,定子绕组中的两相交叉以改变其相 序,从而定子磁场的旋转方向改变。然而,转子的转向没有改变,并 且电动机的转子在反向磁场的方向上操作以产生制动转矩,从而转速 逐渐降低。此时,电动机通过反相序列在第二象限中运行。当速度降 至零时,需要立即切断电机电源,制动器制动,否那么电机会自动反转。 变压变频调速系统交流异步电机的速度是施加到定子绕组的交流电源的频率的函 数,平均和连续地改变定子绕组,其可以平滑地改变电动机的同步速 度的电源频率。然而,根据电动机和用于恒转矩负载电梯的要求,有 必要以保持电机常数的最大转矩的变频调速保持磁通量恒定期间。这 需要定子绕组
6、供电电压的相应的调整。因此,电机的电源驱动系统应 该能够改变电压和频率在一起。供给电动机的逆变器需要电压调节和 频率调制的两个功能。使用这样的频率转换电梯都经常被称为VVVF 类型的电梯。系统控制的变频调速电梯由交流电机驱动,但可以到达直流电机 的水平。它体积小,重量轻,效率高,节能。它基本上包括过去电梯 的所有优点,并已成为最新的电梯。拖动系统。但是本钱较高,并且 技术要求也高,它主要用于需要调速范围比拟大的场合。a)变频器的分类1)按变换环节分交-交变频器 把频率固定的交流电源变换成频率连续可调节的交流电源。主要的优点是没有中间环节,所以变换效率高,但是连续可调节的频率范 围窄小,通常为额
7、定频率的0以下,所以主要用在容量比拟大的低 速拖动系统。交-直-交变频器先把频率固定的交流电经过整流变成直流电,然后再把直流电逆变成 频率连续可调节的三相交流电。因为把直流电逆变成交流电的环节比 较容易控制,所以在频率的调节范围,和改善变频后电动机的特性等 方面,都具有明显的优势。目前迅速地普及应用的主要是这种,2)按电压的调制方式分PWM脉幅调制变频器输出电压的大小主要通过盖面直流电压 的大小进行调制,在中小容量的逆变器,这种方法几乎不存在。PWM脉冲宽度调制逆变器的输出电压主要通过改变输出脉冲的 占空比进行调制。一种通常使用的现在是正弦脉宽调制SPWM方法, 其中所述占空比被布置以正弦方式
8、。3)按直流环节的储能方式分类电流型直流环节的储能元件是电感线圈。 电压型 直流环节的储能元件是电容器。b)变频器中常用的控制方式1) V/ f控制V/ f控制,提出了以获得理想的扭矩速度特性的基础上, 电源频率的变化来调节的速度,并在同一时间,以确保电机的磁通量 是不变。基本上,使用这种控制方法。v/f控制逆变器的结构非常简单,但逆变器使用开环控制方法,它不能到达比拟高的控制性能。止匕外,在低频率时,必须执行转矩补偿改变低频转矩特性。2)滑差频率控制滑差频率控制是一种直接控制扭矩的方法。它基于V / f控制, 根据异步电动机的实际供电速度,并根据所需的转矩。通过调节逆变 器的输出频率,电动机
9、可以具有相应的输出转矩。这种控制方法需要 在控制系统中安装速度传感器,有时需要增加电流反应来控制频率和 电流。因此,这是一种闭环控制模式,它可以使逆变器具有良好的稳 定性和对快速加速和减速以及负载变化的良好响应。3)矢量控制矢量控制是通过矢量坐标电路控制电机定子电流的大小和相位, 分别控制坐标系中电机的励磁电流和转矩电流,从而到达目的。控制 电机的扭矩。通过控制每个向量和零向量的时间的功能的功能的顺序 和时间,不同的PWM波可以形成为实现不同的控制目的。目前在变 频器中所施加的矢量控制方法主要包括2种基于无速度传感器的转 差频率控制和矢量控制方法的矢量控制方法。3.5控制局部的选择电梯的运行是
10、一个繁琐的过程,为了实现平安、便捷、舒适、高 效和自动化的运行,除了需要有良好的拖动系统以外,还必须要有一 套完善、可靠的控制系统。随着科学和技术的各种微机控制系统,尤 其是PLC控制系统的开展,已逐渐取代了传统的继电器接触器控制系 统,这大大简化了控制电路,提高了运行的可靠性和自动化。所以,PLC 的电梯控制系统中的应用已成为当今社会的主流。电梯信号控制主要由PLC软件实现,所述电梯信号控制系统。输入到PLC的控制信号是:动作模式选择,操作控制,内部呼叫, 呼出呼叫,平安防护,井道信息,开关门和限制信号,门区或流平信 号等输出控制信号:楼层显示,Hulou和选择显示,方向指示,拖动 控制信号
11、等信号控制系统的所有功能,例如呼叫信号登记,车位置判断,层 选择方向,向前拦截,反向拦截,信号和保护,变速,整平,翻开和 关闭,和电梯自动操作都是为了程序控制可以得到实现。第四章变频电梯的硬件设计系统总体结构五层集选控制电梯的控制系统的原理,这个控制系统主要是通过 变频器、PLC、电动机和输入输出四局部构成。电梯的主要阻力采用 三相异步电动机驱动,变频器根据电梯所需的速度曲线控制速度控 制,电梯的运行由PLC控制。PLC接收来自现场的信号,例如呼叫,位置等,并将速度信号发 送到速度控制系统,门机的门翻开和关闭信号,地板显示器和呼叫显 示信号。由PLC组成的控制系统消除了接口电路的产生,系统结构
12、简 单,可靠性高。将电梯的内部和外部呼叫信号之间的开关和门关闭信 号直接连接到PLC的开关输入端子。PLC提供的24V直流电源可作为指示灯的电源,变频器可由PLC的输出点控制,以到达电机的正极性。反向电路,多速控制等,硬件 电路具有设计简单,可靠性高的优点。4.1 对重设备的设计在本设计中,据设计要求和通常情况选定额定负载为1000公斤, 轿箱自重为了 2900千克,其底面积设计为了 400平方米。本设计中, 使用1 : 1吊索无轮对重架。其重量可算得:P=G+QKpP= (1-Kp) QVP=Q+KpP=G+QKp (4-1) 式中 P一对重; G-轿箱净重;Q-额定载重量;Kp-平衡系数(
13、一般为了 0.45-0.5)于 是 P=2900+0.5*1000=3400Kgo主电路的设计和元件型号的选择4.1.1 电源容量的设计因为电梯机组启动比拟频繁,负载波动较大,加速、减速较为迅 速,冲击电流引起的电压波动剧烈,所以考虑电梯的电源设备容量时, 直接引用曳引电动机或者交流电动机一发电机组的功率来计算通常 是不合理的。电梯电源设备容量S的计算与电梯和梯速有关,可以用 以下经验公式估算s值:S0.030LeVe (kVA) (4-2) 式中Le电梯的额定载重量;Ve一电梯的额定速度;本设计电梯选用交流电机拖动,额定载重量lOOOKg,额定速度 lm/s通过此可以算得S为曳引电 机的设计
14、 本次设计中的电梯曳引机是交流电动机。电梯曳引机是通过断续的工作方式工作。因为电梯运行时受力情 况比拟的繁琐,因而电梯曳引机一般按经验公式计算选取功率。常用 的一种公式是:(4 3)式中N曳引电机功率;V电梯额定速度;M电梯的平衡系数,一般取;P电梯的机械传动总效率,一般取0.8。结合本设计中的参数:因此,类型Y2-132S2-2的三相异步电动机 可以被选择。其额定功率为7.5KW,额定电压为380V,额定频率为 50Hz,额定电流是14.2A,额定效率是87,并且额定功率因数是0.88。 4.4门电机的设计电梯电动机MD使用的是直流110SZ56型直流电 动机,额定电压110V,额定输出功率
15、120W,额定转速每分钟1000 转,主磁场与电枢运行情况没有关系,它具有较大的启动转矩和很好 的调速性能。门电机调速原理是这样的:工作原理(以关门为例):当门继电器KA6 吸合后,先接通直流伺服电动机MD的励磁绕组MD0,然后MD的 电枢绕组通电,同时电源还经开门继电器KA5的常闭触点和RGM进 行“电枢分流”而使门电机MD向关门方向转动,电梯开始关门。当门关至门宽的三分之二时,SA2限位开关动作,使RGM电阻 被短接一局部,使流经RGM电阻的电流增大,那么总电流增大,从而 使RD1的限流电阻上的压降增大,也就是使MD的转速随其端电压的 降低而降低也就是关门速度自动减慢。当门继续关闭至有 1
16、00500mm的距离时,SA3限位开关动作,有短接了 RGM电阻的很 大一局部,使分流增加,RD1上的电压降更大,电动机MD电枢端的 电压更低,电机转速更低,关门速度更慢,直至轻轻地平稳地完全关 闭位止,此时关门限位开关动作,使KA6失电复位。至此关门过程结束。4.5 电源局部的设计本设计中的主要局部需要的电源分别是:门电机需要DCllOV,PLC 需要DC24V,变频器和曳引电机需要AC380Vo电源经过变压变为AC24V, ACllOVo然后我们再利用三相桥式整 流电路将电源经过整流变为DC24V, DC110V供元件使用。低压断路器的选择低压断路器可以起到隔离功能,当逆变器被修 复,或者
17、当不使用很长一段时间,切断Q可从电源逆变器隔离开来。 此外,它也可以起到保护的作用。低压断路器一般含有过流,欠压保 护。当反相器的输入被短路或电压过低时,它可以快速保护。因为低压断路器具有过电流保护功能,为了防止不必要的误动作取IQN 大于等于(1.31.4) IN,所以选择 DZ2OY-1OO。(2)熔断器的选择 本设计中的门电机和曳引电机需要屡次起动,它的 熔体额定电流的计算公式为:INP=(1.5-2.5)INMmax+NM (4-4)式中 INP 熔体额定电流;INMmax电动机容量最大一台电动机的额定电流;NM 其余各台电动机额定电流之和。综合本设计中的参数INP = 2.5X14.
18、2 + 1.1 = 36.6 (A)所以我们 采用用FU1FU3为了 RL6-63,额定电流为40A的熔体。FU4的选择FU4选熔断器的型号为RC1A-5,熔体额定电流为5A, FU5的选择FU5选熔断器的型号为RC1A-0.5,熔体额定电流为0.5A, FU6的选择FU6选熔断器的型号为RC1A-4,熔体额定电流为4A。(4)电容的选择电容功能为平波和中间储能。电容应比整流桥的输出电压高。电 容值越大越好,但更大的投资,较高的投资通常是几千微法和数万微 法,不低于4000个微法之间。的容量越大,C的容量本设计应选用 容量微5000微法的电容。4.6 变频器的选择变频器是把工频电源变成各种频率
19、的交流电源,到达电机的变速 运行的设备,其中控制电路完成控制主电路,整流电路把交流电变换 成直流电,直流中间电路对整流电路输出进行平滑滤波,然后逆变电 路将直流电逆变成交流电。三菱变频器是在我们国家应用的比拟多的变频器之一,优点是功 能设置齐全,编码方式简单明了,容易掌握。本设计使用三菱变频器 系列产品中的FR-A540型。据计算得的电动机的容量6.127kW,查询 三菱FR-A540的型号规格表,应选用额定容量是7.5KVA的变频器, 相对应的型号为了 FR-A540-7.5KCHo 第五章 变频电梯的软件设计PLC梯形图程序的设计,比方普通计算机程序的设计有许多不同 点的要求,但总体要求是
20、梯形图结构清楚,程序简单,它结合了计算 机程序设计和电气控制设计思想。设计方法有很多种,包括顺序控制 设计方法,经验设计方法和模块设计方法。经验设计法的特点是没有 普遍规律、含有一定试探性,比拟适用在较为简单、直观的梯形图设 计;而模块化的程序设计结构清楚方便系统的设计和调试。根据系统对重设备的设计4.2 主电路的设计和元件型号的选择电源容量的设计4.2.1 曳引电机的设计门电机的设计4.3 电源局部的设计变频器的选择第五章变频电梯的软件设计电梯的控制功能5.1 电梯功能实现流程程序设计的要求5.2 PLC端口分配PLC型号的选择5.3 控制过程第六章结束语第七章毕业设计说明书总结参考文献第一
21、章绪论在现在这个社会,电梯已经成为了人们每天工作、生活中必不可 少的交通工具,特别是在城市里。例如,一个典型的智能建筑,其核 心实际上是一种分布式控制系统,可以被称为分布式控制或分散控制 系统。该品种在建筑物的电气设备的使系统可能的自动控制。电梯是的控制特性和要求,结合实证方法和模块化的设计方法更为合适。1.1电梯的控制功能a)下行链路集选择具有仅在上行链路时提供的功能。因此,仅在大 厅外设置向下呼叫按钮,并且不能切断上行链路。b)在上行链路集选择具有收集只有当它是向下的功能,所以仅向上 呼叫按钮被设定在大厅以外,和下行线路不能被切断。c)在门翻开时间的分机键被用来延长电梯的门翻开时间,以便于
22、乘 客进入和退出顺利轿厢。d)满负载控制当汽车到达一定的数量,它不向大厅外响应号召。e)自动启动加速,自动减速和自动停车,平层电梯可以自主进行关门 控制,并且包含超载时不关门,开梯功能,包含有防止夹到人的功能。 f)厅门的触摸开关,有记忆和判断功能在电梯运行过程中,如果同时2个以上的庭门按招呼开关,相对 应的招呼灯亮,电梯先响应和运行方向一样的招呼层,通过近和远, 等响应了运行同方向的所有招呼层后,再响应反方向的招呼层,例如: 电梯向上运行在三楼,此时有人按四楼下行招呼开关,二楼上行招呼 开关,二楼下行和一楼上行招呼开关,电梯响应顺序是:先到四楼, 反向运行下降到二楼停(二楼下行招呼灯灭),再
23、下降到一楼,假设楼 内有乘客触摸三层停层开关,电梯先在二楼停(二楼上行招呼灯灭), 再到三楼停。g)故障检测将故障信息记录在微机内存中,并用数码显示故障性质。当故障 超过一定的数量时,电梯停止运行。只有排除故障,清除微机内存 记录后,电梯才可以继续运行。大多数的微机控制电梯都含有这种功能。5.2 电梯功能实现流程开始一等待一状况一关门一定向一启动加速稳定一运行一楼层 停层指令一楼层一显示一慢速一制动一消号一平层5.3 程序设计的要求工作中的电梯从各种各样呼梯信号和当时的运行状态进行整体 分析,根据省时效率高的原那么,确定下一个工作状态。所以它必须具 有的具体工作自主定向,顺向截梯、自动达层、停
24、层消号、0自动报 警、检修慢行、保护等各种功能。5.4 PLC端口分配我选用的PLC型号为三菱公司的FX2N-80MR-D。,这种机型有输 入点输出点各40点,编程指令有100多条,配置有响应的编程软件 MEDOC;这样我们不止可以通过手编对PLC进行编程,也可以在PC 机上进行编程、调试,然后再输入PLC。在电梯的运行过程中,通过 PLC , PC机可以监视并显示出电梯的运行状态。5.5 PLC型号选择本系统是为了 5层大楼所设计,根据PLC的I/O节点使用原那么, 应该留出一定的1/ 0点为做扩展时使用。系统中实际需要输入点32 点,输出点27点。型号 FX2N-16M FX2N-32M
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- plc 控制 变频 电梯 系统 毕业设计 说明书
限制150内