PLC六层电梯控制新版系统模板.doc
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1、电梯是服务于要求楼层,运行在最少两列垂直或倾斜角小于15刚性导轨之间固定式升降设备。广义电梯概念包含载人(货)电梯、自动扶梯、自感人行道等,是指动力驱动,利用沿刚性导轨运行箱体或沿固定线路运动梯级(踏步),进行升降或平行运输人或货物机电设备。狭义电梯是指服务于要求楼层、有轿厢垂直升降设备,不包含自动扶梯、自感人行道。自动扶梯(Escalator)是带有循环运行梯级,用于向上或向下倾斜输送乘客固定电力驱动设备。自感人行道(Passengerconveyor)是带有循环运行式走道,用于水平或微倾斜输送乘客固定电力驱动设备。电梯分类按用途分类:乘客电梯、载货电梯、病床电梯、杂物电梯、服务电梯、住宅电
2、梯、特种电梯。 按驱动方法类:交流电梯,直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、直线电机驱动电梯。按速度分类:低速电梯(速度小于1.75m/s)中速电梯(速度大于1.75m/s小于或等于2.5m/s)高速电梯(速度大于2.5m/s小于或等于6m/s)超高速电梯(速度大于6m/s)按有没有减速器分类: 有减速器电梯:常见于梯速为2.0m/s以下电梯 无减速器电梯:常见于梯速为2.0m/s以上电梯 电梯工作原理一部电梯关键由轿厢、配重、曳引机、控制柜箱、导轨等关键部件组成。电梯在做垂直运行过程中,有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内电梯,起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼,终点站设在最高
3、楼。各站厅外设有召唤箱,箱上设置有供乘用人员召唤电梯用召唤按钮。通常电梯在起点站和终点站上各设置一个按钮,中间层站召唤箱上各设置两个按钮。而电梯轿厢内全部设置有(杂物电梯除外)操纵箱,操纵箱上设置有手柄开关或和层站对应按钮,供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上按钮称外召唤按钮,操纵箱上按钮称指令按钮本设计关键研究六层六站电梯控制系统,分述其硬件设计和软件设计过程。设计程序要求完成电梯控制系统关键达成以下要求:PLC电梯控制系统应含有:有司机、无司机、检修三种工作模式。系统应含有自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。含有轿厢层楼显示(十进制方法),能自动显示电梯运行方向。含有电梯直驶功
4、效和反向最远停站功效,含有检修应急处理功效。电梯含有自动开关门和应急手动开门、关门按钮。电梯控制系统组成电梯控制系统关键由电力拖动部分和电气控制部分组成。(1)电梯电力拖动部分电梯主拖动类型有直流电动机拖动、交流电动机拖动、直流GM(即发电机电动机组供电)拖动、晶闸管供电(SCRM)直流拖动和交流双速电动机拖动、交流调压调速(AVCC)拖动、交流变频调速(VVVF)等。因直流电梯拖动电动机有电刷和换相器,维护量较大,可靠性低,现已被交流调速电梯所替换。为了得到很好舒适感,要求曳引电动机在选定调速方法下,电动机输出转矩总能达成负载转矩要求。考虑到电压波动、导轨不够平直造成运动阻力增大等原因,电动
5、机转矩还应有一定裕度。(2)电梯电气控制部分电气控制系统由控制柜、操纵箱、层楼指示、召唤箱及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中电器元件组成。电气控制系统经过电路控制电力拖动系统工作程序,完成多种电气动作功效,确保电梯安全运行。电气控制系统决定电梯性能、自动化程度和运行可靠性。伴随科技发展,电气控制系统发展快速。继电器控制系统电梯故障率高,大大降低了电梯运行可靠性和安全性,所以基础上已经被淘汰。而PLC以其体积小、功效强、故障率低、寿命长、噪声低、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序轻易编制,易联成控制网络等很多优点得到了广泛应用。可编程序控制器(PLC)组成可编程序控制器P
6、LC主机是由中央微处理器(简称CPU),存放器(包含系统程序存放器和用户程序存放器),输入/输出(INPUT/OUTPUT)单元,外设I/O接口、I/O通道接口、编程器及电源等部分组成。PLC各个部分或模块之间均经过总线进行信息交换。总线依据其功效不一样能够分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。依据实际应用中工艺要求,配置不一样外部设备,可组成不一样控制功效PLC控制系统。常见外部设备通常有编程器、盒式磁带机、打印机、EPROM写入器等。PLC也能够经过通信接口或通信模块实现PLC和PLC之间、PLC和上位机之间数据通信,组成PLC工业控制局域网或集散型控制系统。可编程序控制器PLC系统
7、结构图2.1所表示:图2.1 PLC系统结构图电梯系统是一个庞大系统,作为机电一体化典范,其包含知识面很宽。电梯又同人生命枚关,为了确保安全,不得不增加多种隶属装置以提升电梯安全性,造成电梯控制系统结构相当复杂。另外,伴随电梯技术发展和人民生活水平提升,大家对电梯要求不停提升,这么不得不增加控制系统复杂性,以满足大家需要。电梯控制系统框图以下:图3.1 电梯控制系统框图由上图能够看到,电梯控制系统关键由电梯电力拖动控制系统(调速控制变频器系统)和电梯电气控制系统组成。电梯电力拖动系统部分性能对电梯运行时乘客舒适感有着关键影响,而电气控制部分是电梯安全可靠运行关键。电梯电力拖动控制系统电梯在起动
8、过程中为了限制起动电流,减小起动加速度,改善乘客乘坐舒适感和预防对机件冲击,通常在定子电路中串入电抗、电阻或电抗和电阻组合体进行降压起动。伴随速度提升,逐层将电阻或电抗器短接切除,使电梯逐步加速,最终进入稳速运行。而此次电梯控制系统设计我采取变频器来实现对电动机控制和产生电梯运行时序,确保电梯根据速度给定曲线运行,实现无级变速。变频电梯系统运行原理(1)变频器组成及工作原理变频器通常由主电路、控制电路和保护电路组成。主电路图3.2所表示。主电路包含整流器、逆变器和中间直流步骤。图3.2 变频器主电路图(2)变频器类型按电源性质来分:电压型变频器,电流型变频器按输出电压调整方法分:PAM方法,P
9、WM方法,高载波变频率PWM方法按控制方法分:U/f控制,转差频率控制,矢量控制按电压等级分:低压变频器,高压大容量变频器按用途分:通用变频器,高性能专用变频器,高频变频器,小型变频器电梯调速要求除了通常工业控制静态、动态性能外,她舒适度指标往往是选择中一项关键内容,另外电梯节省用电也日益受到重视。综合考虑多种原因,本设计选择安川VS-616G5型全数字变频器,它含有转差赔偿、负载转矩自适应等一系列优异功效,能够最大程度地提升电机功率因数和电机效率,同时降低了电机运行损耗,尤其适合电梯类负载频繁改变场所。PLC接线图根据I/O点分配和项目描述控制要求,设计PLC接线图图17-2所表示。因为考虑
10、余量,选择PLC为FX2N-48MR电梯控制参考程序。依据工艺分析设计控制程序。其控制要求以下电梯模型结构(1)电梯模型主体结构和控制柜图3-4为六层电梯简化模型和控制柜示意图。电梯主体包含升降电机、轿厢、滑轮、钢丝绳、行程开关等。升降电机为交流可逆电动机,轿厢套在钢丝绳上,电机带动钢丝绳正转或反转时,轿厢对应上升或下降。每层楼均安装行程开关,利用机械碰撞,给出各楼层层信号。电梯电气控制系统设计方案PLC电梯控制系统控制关键是PLC。哪些信号需要输入PLC,PLC需要输出哪些信号,和采取何种编程方法全部需要仔细分析。输入输出点确实定是设计整个控制系统首要问题,决定系统程序及硬件线路方案。FX2
11、N系列PLC基础组成以下表:表3-2 FX2N系列PLC基础单元型 号输入 点 数输出点数扩展模块可用点数继电器输出晶闸管输出晶体管输出FX2N-16MR-001FX2N-16MSFX2N-16MT8824-32FX2N-32MR-001FX2N-32MSFX2N-32MT161624-32FX2N-48MR-001FX2N-48MSFX2N-48MT242448-64FX2N-64MR-001FX2N-64MSFX2N-64MT323248-64FX2N-80MR-001FX2N-80MSFX2N-80MT404048-64FX2N-128MR-001FX2N-128MT646448-64表
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