交流双速电梯plc控制系统设计

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1、设 计 者：班 级：电子信息工程系 001 班指导教师：（副教授）设计时间： 2目 录1 前言 32 设备简介 43 总体设计方案 84 硬件电路设计 941 主电路设计 942 PLC 控制电路设计 1043 控制电路 1844 控制面板 1945 参数的计算和元器件选择 2246 元器件清单 335 软件设计 356 结束语 49参考资料 附：程序清单 31 前 言电梯的雏形是公元前 1115 年至 1079 年间我国劳动人民发明辘轳。1852 年，世界上第一台在德国柏林电梯诞生了，采用电动机拖动。以后，美国出现以蒸汽机为动力的客梯。美国人奥的斯研究出电梯的安全装置，开创了升降机工业或者说

2、电梯工业新纪元。1857 年，世界第一台载人电梯问世，为不断升高的高楼提供了重要的垂直动输工具。1889 年奥的斯公司在纽约试制成功第一台电力驱动蜗轮减速的电梯，这一设计思想为现代化的电梯奠定了基础，它的基本结构至今仍被广泛使用。在 1852 年的第一台电梯的诞生之后，随着社会的日益发展，高层建筑的不断曾多，电梯作为高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，是机械，电气结合的机电一体化产品。其电气控制系统包括拖动系统和控制系统两部分。当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相普遍。进入 90 年代，在世界各地运行的电梯

3、有 400 多万台，其中日本就有 34 万台。全世界每年电梯需求量大约在 15 万台左右。其中日本需 3 万台，美国需2 万台，欧洲需 5 万台，东南亚需 1.2 万台。近十年世界年平均增长率为 7%，亚太区的年增长率为 9%。世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥梯期公司，瑞士迅达公司、日本三菱公司和日立公司、芬兰科恩公司等，其电梯的产量已占世界市场的51%。其中奥梯斯公司和三菱公司是世界上年产量很大的电梯生产企业。在国内解放前，全国只有 2000 台电梯，几乎没有电梯生产企业。改革开放以来，我国电梯的需求量急剧上升。在八五期间，电梯产量以每年 13%的速度增长，五年总需求量上升到 8.4

4、万台。1980 年以前，全国电梯生产企业不足 10 家，1991 年国内电梯生产企业有 200 多家。进入 90 年代，为把握生产质量，采取了发放生产许可证制度。到 1992 年，已有 110 家电梯生产企业持有生产许可证，260 家企业持有厂外安装许可证。目前，国内电梯产业还有不完善之处。到 1997 年全部淘汰老型继电器控制电梯，而交流调压调速电梯技术已趋成熟，本次设计就是采用了交流调速系统。 42 设 备 简 介21 设备要求设备的基本要求：本设计的电梯为四层办公楼用的交流双速电梯。其运行特点为，当电梯检测到启动信号时进行高速起动。工作中，电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析根

5、据省时，高效的原则确定下一个工作状态。因此，要求具有自动定向、顺向截梯，反向保号，外呼记忆、提前换速自动开关门、停梯消号、自动达层，检修慢速和安全保护等各种功能。用可编程序控制器 PLC 系统进行控制。另外电梯的工作状态分为自动、司机、检修三种运行状态，电梯的上下行，开关门同样设有自动和手动部分；厅门及轿厢内应有操作面板及相应运行指示，应设层楼及方向批示，要求层楼显示采用批示灯指示；电梯要求设置优先服务层。 归纳对电梯性能的要求，不外乎如下几个方面：A、 安全性 ：电梯是运送乘客的，即使载货电梯通常也有人伴随，因此对电梯的第一要求就是安全。电梯中设置有必不可少的安全设施，如 1）超速保护装置；

6、2）轿厢超越上/下极限工作位置时，切断控制电路的装置，交流电梯还应有切断主电路电源的装置；3）撞底缓冲装置；4）对三相交流电源应设断相保护和装置和相序保护装置；5）应设置厅门，轿门电气联锁装置等等。B、 可靠性 ：电梯的可靠性也很重要，如果一部电梯工作起来经常出故障，就会影响人们政党的生活和生产，给人们造成极大的不便，不可靠也是事故的隐患，是不安全的起因。C、 舒适感与快速性 ：电梯的速度曲线：电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的。快速可以节省时间，这对于处在快节奏的现代社会中的乘客是很重要的。D、 停站准确性 等等。2 2 拖 动 系 统（ 1） 、 电 动 机 驱 动 1 单

7、 、 双 速 交 流 电 动 机 ；交 流 单 、 双 速 交 流 电 动 机 拖 动 系 具 有 结 构 紧 凑 、 维 护 简 单 的 特 点 ， 又 采 用 5开 环 控 制 方 式 ， 线 路 简 单 ， 价 格 较 低 、 因 此 得 到 了 广 泛 的 使 用 。 还 采 用 涡 流 制动 、能 耗 制 动 等 方 式 用 于 交 流 电 梯 上 ， 由 此 可 得 到 满 意 的 舒 适 感 和 平 层 和 准 确度 ， 因而 更 增 加 了 它 的 普 遍 适 应 性 。 2 交 流 电 动 机 定 子 调 压 调 速 ；交 流 调 速 性 能 可 以 与 直 流 调 速 相

8、媲 美 。 交 流 调 速 系 统 具 有 以 下 几 个 主 要 优点 ： 交 流 电 动 机 特 别 是 笼 型 异 步 电 动 机 的 价 格 远 低 于 直 流 电 动 机 ； 交 流 电 动 机不 易 出 故 障 ， 维 修 简 单 ； 交 流 电 动 机 的 使 用 场 合 没 有 限 制 ； 交 流 电 动 机 的 单 机容 量 远 大 于 直 流 电 动 机 。 3 直 流 发 电 机 的 电 动 机 、 晶 闸 管 励 磁 ；直 流 发 电 机 的 电 动 机 虽 然 具 有 维 护 麻 烦 ， 价 格 较 高 缺 点 ， 但 是 它 的 调 速 性 能好 ， 能 获 得 宽

9、 范 围 和 平 滑 的 调 速 ， 因 此 很 久 以 来 一 直 被 用 在 调 速 指 标 较 高 的 各种 工 作 机 械 上 。 此 外 直 流 电 动 机 也 较 高 的 控 制 精 确 度 、 灵 敏 度 和 快 速 性 ， 所 以得 到 了 广 泛 的 应 用 直 流 电 动 机 稍 早 已 用 于 电 梯 ， 但 是 ， 它 机 组 结 构 体 积 大 ， 耗电 大 ， 维 护 工 作 量 较 大 ， 且 造 价 高 。 而 交 流 单 ， 双 速 交 流 电 动 机 拖 动 系 统 虽 然具 有 舒 适 感 较 差 的 缺 点 ， 但 具 有 结 构 紧 凑 ， 维 修 简

10、 单 的 特 点 ， 线 路 简 单 ， 价 格较 底 ， 因 此 得 到 广 泛 的 应 用 。 4 晶 闸 管 供 电 拖 动 系 统 ；晶 闸 管 也 称 可 控 硅 ， 它 是 一 种 大 功 率 半 导 体 器 件 。 具 有 体 积 小 、 重 量 轻 、耐 压 高 、 容 量 大 、 响 应 速 度 快 、 控 制 灵 活 、 寿 命 长 及 使 用 维 护 方 便 等 优 点 。 由于 晶 闸 管 大 多 工 作 于 断 续 的 非 线 性 周 期 工 作 状 态 ， 产 生 的 大 量 谐 波 会 对 电 网 产生 不 良 影 响 ， 造 成 干 扰 源 ； 过 载 能 力

11、隔 阂 抗 干 扰 性 能 较 差 、 控 制 电 路 复 杂 等 。同 时 按 它 的 变 换 功 能 来 分 ， 可 分 为 可 控 整 流 、 交 流 调 压 与 调 功 、 逆 变 与 变 频 、斩 波 调 压 、 无 触 点 功 率 开 关 。 5 VVVF 变 频 调 压 调 速 拖 动 系 统 ；各 种 交 流 调 速 技 术 在 工 业 领 域 得 到 广 泛 应 用 的 同 时 ， 电 梯 的 交 流 调 速 系 统也 日 趋 完 善 。 交 流 变 压 变 频 调 速 电 梯 也 称 为 VVVF 电 梯 ， VVVF 电 梯 速 度 调 节平 滑 ， 呢 感 获 得 十

12、分 良 好 的 乘 坐 舒 适 感 ； 能 明 显 地 降 低 电 动 机 的 启 动 电 流 。 与其 他 类 型 交 流 调 速 系 统 相 比 ， 其 性 能 最 好 ， 运 行 效 率 最 高 ， 可 以 节 能30% 50%。 在 80 年 代 初 期 ， 日 本 开 发 出 VVVF 电 梯 。 现 在 ， VVVF 调 速 技 术 已 6被 用 于 快 速 、 高 速 和 超 速 电 梯 。（ 2） 液 压 驱 动 ；液 压 传 动 易 于 获 得 很 大 的 里 或 力 矩 ； 易 于 在 较 大 范 围 实 现 无 级 变 速 ； 传 动平 稳 ， 便 于 实 现 频 繁 换

13、 向 和 自 动 防 止 过 载 ； 便 于 采 用 点 液 联 合 控 制 以 实 现 自动 化 ；机 件 在 油 中 工 作 ， 润 滑 好 ， 寿 命 长 ； 液 压 元 件 抑 郁 实 现 系 列 化 、 标 准 化 、通 用 化 ；所 以 在 各 个 工 业 部 门 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 但 是 由 于 泄 露 不 可 避 免 ， 并 且 油 有 一 定的 可 压 缩 性 ， 因 而 传 动 速 比 不 是 恒 定 的 ， 不 适 于 作 定 比 传 动 ； 漏 油 会 引 起 能 量 损失 （ 称 容 积 损 失 ） ， 这 是 液 压 传 动 中 的 主 要 损 失 。 此 外 还 有 管 道 阻 力 及 机 械 摩 擦 所造 成 的 能 量 损 失 （ 称 机 械 损 失 ）， 所 以 液 压 传 动 的 效 率 较 低 ； 液 压 系 统 产 生 故 障 时 ，不 易 找 到 原 因 。（ 3） 气 压 ；气 压 传 动 以 空 气 为 工 作 介 质 ， 不 仅 易 于 取 得 ， 而 且 用 后 可 直 接 排 入 大 气 ，处 理 方 便 ， 也 不 污 染 环 境 ； 因 空 气 的 粘 度 很 小 （ 约 为 油 的