基于plc变频调速电梯控制系统的设计与实现_毕业设计论文-文库吧

【正文】 has replaced the DC velocity modulation with frequency control due to the development of AC frequency control of frequency control not only satisfies the fort sense of passengers and ensures the stable precision,but also decreases the loss of power,saves resources and reduces frequency control method based on PLC is applied to the elevator shstem and further researched. Firstly,the essay respectively presents the characteristics of the elevator system based on relay control and PLC control,specially formulates the defdcts exposed from relay control system and the advantages of PLC control system, introduces the frequency control of ,based on reading many domestic and international relative literatures,the development of elevator techniques and elevator devices is then,the relative knowledge of frequencyconverter is introduced。the principle of PLC model election and design scheme of PLC control system are introduced as the basis of these,the PLC software of elevator system is developed according to the working states demands of the elevator system based on PLC control is designed through bining the characteristics of software development and rules of PLC ,the elevator frequency control based on PLC possesses high operational efficiency and strong system system structure is simple and easily realized,and satisfies the 潍坊学院本科毕业设计（论文） 3 demands of the elevator system expected. Key words: elevator。 PLC control。 frequency conversion timing。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 4 第一章 前言 继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是 ，进入九十年代， 随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。 可编程序控制器 (PLC)最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被 PLC控制所代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此， PLC控制技术加变频 调速技术己成为现代电梯行业的一个热点 。 电梯继电器控制系统的特点及存在的问题 电梯继电器控制系统的优点 1． 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 2． 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 3． 大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格较便宜。 4． 多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。 电梯继电器控制系统存在的问题 1． 系统触点繁多、 接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 2． 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。 3． 电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精 度难以提高。 4． 系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 5． 由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高 ； 而且潍坊学院本科毕业设计（论文） 5 检查 故障困难， 费时费工。 电梯继电器控制系统故障率高 ，大大降低了电梯的可靠性和安全性， 经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但 会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故 [1]。 PLC 及在电梯控制中的应用特点 PLC 的特点 PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。 PLC与普通微机一样，以通用或专用 CPU作为字处理器，实现通道 (字 )的运算和数据存储，另外还有位处理器 (布尔处理器 )， 进行点 (位 )运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点 。 一 ． 可靠性 ： 对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 1． PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它 的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短。 2． PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTBF降低了 MTTR使可靠性提高。 3． PLC有较高的易操作性，它 具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。 4． PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。 5． 在 PLC的 硬件方面 ,采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件 ； 采用先进的工艺制造流水线制造 ； 对干扰的屏蔽、隔离和滤波等 。对电源的断电保护 ； 对存储器内容的保护等。 6． PLC的软件方面 ， 也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如 ， 采用软件滤波 ； 软件自诊断 ； 简化编程语言等。 二． 易操作性， PLC的易操作性表现在下列几个方面 ： 1． 操作方便对 PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数 PLC采潍坊学院本科毕业设计（论文） 6 用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT屏幕显示，因此，程序 的输入直接可以显示。更改程 序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改， 更改的信息可在液晶屏或 CRT上显示。 2． 编程方便 PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握 f地解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。 3． 维修方便 PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。 三 ． 灵活性 ， PLC的灵活性表现在以下几个方面 ： 1． 编程的灵活性。 PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图，功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。 2． 扩展的灵活性。 PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。 3． 操作的灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易 [ 2]。 PLC 控制电梯的优点 1． 在电梯控制中采用了 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 2． 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线 路简化。 3． PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 4． PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 5． 用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 6． 更改控制方案时不需改动硬件接线。 电梯变频调速控制的特点 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展， 频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电交流变工艺流程以潍坊学院本科毕业设计（论文） 7 提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。改善变频调速以其优异的调速性能和 起制动平稳性能、高效率、高功率因数和节 电效果， 广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 变频调速电梯的特点 ： 1． 变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格低等优点。 2． 变频调速电源使用了先进的 SPWM技术 SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能 ； 调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，己逐渐取代直流电机调速。 3． 变频调速电梯使用先进的 SPWM和 SVPWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因 数，节能明显 [ 3]。 课题的来源 变频器以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。在电梯业也是如此，目前国内 70～ 80年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障率高，调速方式一般采用变极调速、调压调速、直流调速。维修困难，属于能耗型调速，效率低，发热量大，调速性能指标较差，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局部改造是经济的、实际的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器 （ PLC） 来控制电梯，取得了良好效果。利用 PLC和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用 。 课题的主要研究内容 课题所研究的内容主要是用可编程控制器（ PLC）和变频器改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式电梯的电控系统 可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。因此 ， 对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。 针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功 能弱、故障多、可靠性差潍坊学院本科毕业设计（论文） 8 和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（ PLC）来控制电梯。调速系统采用交流变频调速，在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒适感和保证平层精度（即准确停车），并能节约大量电能。 论文的主要内容如下： 首先对电梯系统及可编程控制器（ PLC）、变频器作了比较全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。确定了系统的总体结构，由 PLC来实现电梯信号控制，变频器实现变频调速，完成了变频器和可编 程控制器（ PLC）的选择。然后是系统硬件开发，完成了变频器的参数设置及 PLC的选型、 I/O点数分配以及旋转编码器与 PLC的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发实例。 潍坊学院本科毕业设计（论文） 9 第二章 电梯设备与电梯发展动态 电梯设备 电梯的分类 电梯的分类有各式各样