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1、浙江工业大学浙西分校机电系毕业论文八层八站人货两用电梯PLC改造摘 要目前，在国内七十、八十年代安装完成的电梯大部分为继电器线路逻辑控制，线路复杂，接点接线多，故障率较高，且保养维修工作量大、费用高，检查故障困难，费时费工。其曳引系统采用直流调速系统或交流调速系统，直流调速系统维护困难，交流调速系统虽然维护方便，但属于能型调速，效率低，调速性能指标较差，严重影响电梯运行质量。由于大部分老式电梯的机械部分没有太大的问题，主要是电控系统可靠性欠佳，因此，大部分老式电梯的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
2、的技术水平和质量，具有十分重要的意义。 本课题的设计主要解决的问题是通过指导老师的讲解，采用PLC对电梯控制系统进行改造，用变频器对传动部分进行改造，了解它的工原理，运用所学的基本理论、基本知识和相关的专业知识来培养我们的动手能力，分析问题、解决问题的能力。 利用PLC对老式电梯进行改造，取得了良好的经济效益。改造后的电梯运行平稳，舒适好；利用绝对址确定电梯当前位置，消除了认址漂移，使电梯工作可靠，使用安全；而且本系统采用变频调速，节能效果明显，并具有良好的扩展性，便于实现多台电梯联控及微机监控。关键词：PLC控制，变频调速，电梯，硬件目 录第一章 绪论41.1 电梯的发展史41.2 电梯的组
3、成及分类51.3 本课题的研究意义及主要内容7第二章 可编程序控制器92.1 可编程序控制器的发展史92.2 PLC的定义与特点 9 2.2.1 PLC的定义 9 2.2.2 PLC的特点 102.3 PLC的基本结构 102.4 PLC的工作原理 11第三章 变频调速电梯控制技术133.1 变频调速的基本原理133.2 变频器的基本结构15第四章 基本方案的选择174.1 可编程序控制器（PLC）的选择 17 4.1.1 轿厢楼层位置检测方法 17 4.1.2 PLC的选型174.2 变频器的选择18第五章 系统硬件设计195.1 PLC控制系统的设计 19 5.1.1 PLC控制系统的设计
4、分析19 5.1.2 电梯PLC控制系统的设计215.2 变频器的参数设置23 5.2.1 VS-616G5变频器的参数 24 5.2.2 参数设置24 5.2.3 变频器容量计算25 5.2.4 变频器制动电阻参数的计算265.3 系统结构框图 26第六章 系统软件设计 276.1 开关门控制 27 6.1.1 开门控制27 6.1.2 关门控制286.2 内指令外召唤信号的登记消除及显示 28 6.2.1 内指令信号处理29 6.2.2 外召唤信号处理296.3 选层定向及反向截梯 29 6.3.1 司机内选定向29 6.3.2 无司机内选外呼定向30 6.3.3 反向截梯306.4 层楼
5、计算、换速、平层、停车 316.5 楼层位置指示 326.6 呼梯铃控制与故障报警 336.7 消防运行 33结束语 35参考文献 36附图137附图238附图339谢 辞40第一章 绪 论1.1 电梯的发展史电梯属于垂直提升运输设备，起源于我国古代农业和建筑的原始提升工具。公元前十一世纪，我国北方劳动人民发明了辘护。公元前236年，希腊人阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机，共造出三台，安装在妮罗宫殿里。在瓦特发明了蒸汽机之后，于1850年，在美国纽约市出现了世界上第一台由亨利沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。1852年美国人伊莱沙格雷夫斯奥梯斯发明了世界上第一部以蒸汽机为动力、配有安
6、全装置的载人升降机。这便是世界上第一部备有安全装置的客梯，在1857年被安装在纽约市豪华商厦里。在此期间，英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展，蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯，而直到今天液压梯仍在使用。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多。所以，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。尽管交流电动机结构简单，造价便宜，但在调速性能方面却难以满足更高的要求，而对直流电动机来讲，由于后来采用了发电机电动机组调速系统，能较好地满足电梯调速的高要求。因此，在20世纪前半叶，电梯的电力拖动，尤其是高层建筑物中的电梯速度的调节，几乎都是采
7、用直流调速系统来实现的。 1900年美国奥梯斯电梯公司制造出世界上第一台自动扶梯。 1915年已设计成功电梯自动平层控制系统。 1933年美国制造出6m/s的高速电梯。 在第二次世界大战以后，美国的建筑业得以快速发展，促使电梯也进入发展时期，新技术被广泛用于电梯。1949年研制出4-6台电梯的群控系统。1955年出现了真空电子管小型计算机控制的电梯。1962年在美国己出现了8.5m/s的超高速电梯。 在1967年将固体晶闸管用于电梯拖动系统。随着电力电子技术的发展，在用晶闸管取代直流发电机电动机组的同时，研制出了交流调压调速系统，是交流电梯的调速性能得到了明显改善。进入80年代，电梯控制技术又
8、有了新的变化。由于固体功率器件的不断发展和完善以及微机技术的应用，出现了交流变频调速系统。1984年在日本己将其用于2m/s以上的高速电梯。1985年以后，又将其延伸到中、低速交流调速电梯。交流变频调速技术被认为是电梯行业的当代技术。 1993年日本生产的12 m/s世界上最高速的交流变频调速电梯已投入运行。当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还采用直流拖动系统以外，用交流变频调速方式取代直流调速方式，以成为高速电梯的主流。1.2 电梯的组成及分类电梯由机械系统和电气系统两部分组成。一、 机械系统电梯结构中的机械装置通常有轿厢、门系统、导向系统、曳引系统、重量平衡系统及机械安全保护系统等。
9、1.轿厢 轿厢是乘客或货物的载体，由轿厢架及轿厢体构成。轿厢在曳引钢丝绳的牵引作用下，沿敷设在电梯井道中的导轨，做垂直上、下的快速、平稳运行。2.门系统 门系统是由轿厢门、厅门、自动开门机、门锁、层门联动机构及门安全装置等构成。轿厢门用来封住轿厢出入口，厅门用来封住井道出入口。电梯门的开启与关闭是由自动开门机实现的。厅门只能由轿厢门通过门刀带动开门或关门，是被动门。为了保证乘坐安全，必须在轿厢门和厅门完全关闭之后，电梯才允许起动运行。3.导向系统 电梯导向系统由导轨架、导轨及导靴等组成。导轨用来在井道中确定轿厢与对重的相互位置，并对它们的运动起导向作用。导轨架是导轨的支撑部件，它被固定在井道壁
10、上。导靴被安装在轿厢和对重架两侧，其靴衬(或滚轮)与导轨工作面配合，使轿厢与对重沿着导轨做上下运行。4.曳引系统 曳引系统的功能是输出动力和传递动力，驰动电梯运行。主要由曳引机、曳引轮、曳引钢丝绳、导向轮和反绳轮等组成。曳引机为电梯的运行提供动力。曳引轮具有槽轮，是靠钢丝绳与绳槽之间的磨擦力来传递动力的。5.重量平衡系统 重量平衡系统由对重和平衡补偿装置组成。对重是平衡轿厢重量和平衡重，与轿厢分别悬挂在曳引钢丝绳的两端。平衡补偿装置是为电梯在整个运行中平衡变化时设置的补偿装置。6.安全保护系统安全保护系统是由限速装置、缓冲装置和端站保护装置组成。限速器是检测轿厢超速的装置，是为了限制电梯运行速
11、度超过规定值。端站保护装置是为防止电梯超大型越上下规定位置而设置的，实际上它是轿厢或对重撞击缓冲装置前的安全保护行程开关。如果电梯某种事故原因发生超越终端层站底层或顶层时，缓冲装置起作用，经以避免轿厢与对重直接冲顶或撞底，保护乘客和设备的安全。二、 电气系统1.电梯传动系统电梯传动系统指驱动曳引电动机旋转的电气系统，由曳引电动机、速度反馈装置、电动机调速控制系统和拖动电源等部分组成。其中曳引电动机为电梯的运行提供动力。速度反馈装置是为电动机调速控制系统提供电梯运行速度实测信号的装置，一般为测速发电机或光电脉冲发生器。电动机调速控制系统是电梯传动系统的核心，它接收给定速度信号与实际检测的电梯运行
12、速度信号，并进行比较、分析、判断及控制运算，从而形成合适的控制信号对曳引电动机进行转速调节。2.电气控制系统电梯的电气控制系统是指对电梯运行监控操纵的系统，由控制装置、操纵装置、平层装置和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，一般设置在机房中的控制柜里。操纵装置是设置在电梯轿厢内的按钮及厅门口的呼梯按钮盒，是对电梯发出控制指令的电气装置。平层装置是发出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢板接近某一楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。位置显示装置，是用来显示电梯轿厢所在楼层位置的轿内和厅门指层灯及电梯运行方向显示。电梯的分类有各式各样：1）按用途分类 有客梯、货梯、医用梯等2）按速度分类
