PLC控制交流变频调速电梯系统的研究

《PLC控制交流变频调速电梯系统的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC控制交流变频调速电梯系统的研究（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第 1 页 共 23 页 目目 录录 1 绪论绪论.2 1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题2 1.1.1 电梯继电器控制系统的优点.2 1.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题.2 1.2PLC 及在电梯控制中的应用特点3 1.2.1PLC 的特点.3 1.2.2PLC 控制电梯的优点.4 1.3 电梯变频调速控制的特点4 2 电梯设备与电梯发展动态电梯设备与电梯发展动态.5 2.1 电梯设备5 2.1.1 电梯的分类.5 2.1.2 电梯的主要组成部分.5 2.1.3 电梯的安全保护装置.5 2.2 电梯的发展动态6 2.2.1 电梯技术发展概况.6 2.2.2 电梯发展展望.6 3

2、 基本方案选择基本方案选择.7 3.1 变频器的选择7 3.1.1 通用变频器概况.7 3.1.2 VS 一 616G5 型变频器简介.8 3.2 可编程序控制器(PLC)的选择10 3.2.1 轿厢楼层位置检测方法.11 3.2.2 PLC 的选型11 4 系统硬件设计系统硬件设计.12 4.1 变频器结构及参数设置12 4.1.1 IVS 一 616G5 变频器的参数12 4.1.2 参数设置.12 4.1.3 变频器自学习功能的应用方法.13 4.1.4 变频器容量计算.13 4.1.5 变频器制动电阻参数的计算.14 4.2PLC 控制系统设计14 4.2.1 设计思想.14 4.2.

3、2 i/o 点数的分配及机型的选择16 4.2.3 旋转编码器与 PLC 的连接.18 4.3 系统结构框图18 结论结论20 致致 谢谢21 参考文献参考文献22 第 2 页 共 23 页 1 1 绪论绪论 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己逐渐被 PLC 控制所代替。同

4、时，由于电机交流变 频调速技术的发展，电梯的拖动方式己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。 1.11.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题电梯继电器控制系统的特点及存在问题 1.1.11.1.1 电梯继电器控制系统的优点电梯继电器控制系统的优点 (l)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，已

5、形成系列化产品，技术资料图纸齐全， 熟悉、掌握的人员较多。 1.1.21.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题电梯继电器控制系统存在的问题 (l)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

6、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。 第 3 页 共 23 页 1.2PLC1.2PLC 及在电梯控制中的应用特点及在电梯控制中的应用特点 1.2.1PLC1.2.1PLC 的特点的特点 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。 (l)可靠性:对可

7、维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 A、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。 B、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。 C、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。 D、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

8、使可靠性大大提高。 E、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。 F、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。 (2)易操作性，PLC 的易操作性表现在下列几个方面: A、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。

9、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。 B、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，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人 员的编程。 C、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。 (3)灵活性，PLC 的灵活性表现在以下几个方面: A、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

10、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。 B、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。 C、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。 第 4 页 共 23 页 1.2.2PLC1.2.2PLC 控制电梯的优点控制电梯的优点 (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

11、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。 1.31.3 电梯变频调速控制的特点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，交流变频调速技术的 发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和 改善环境、推动技术进步的一种主要手段。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

12、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，已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。 第 5 页 共 23 页 2 2 电梯设备与电梯发展动态电梯设备与电梯发展动态 2.12.1 电梯设备电梯设备 2.1.12.1.1 电梯的分类电梯的分类 电梯的分类有各式各样: (1)按用途分类

13、 有客梯、货梯等 (2)按速度分类 低速电梯 中速电梯 高速电梯 医用梯等 (3)按驱动电源分类 交流电梯 直流电梯 (4)按控制方式分类 有有层间控制、简易集选控制、集选控制、无司机控制、群控等 2.1.22.1.2 电梯的主要组成部分电梯的主要组成部分 (l)曳引部分通常由曳引机和曳引钢丝绳组成。电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。 (2)轿厢和厅门轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成;厅门一般有封闭式、中分式、双 折式、双折中分式和直分式等。 (3)电器设备及控制装置有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅 站指示器组成。 (4)其它装置对重装置、补偿装置等。 2.1.32.1

14、.3 电梯的安全保护装置电梯的安全保护装置 (1)电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层 后断电制动。 (2)强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿 厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。 (3)限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源 并制动，强迫停车。 (4)行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。 (5)急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制 第 6 页 共 23 页 动器制动，电梯紧急停车。 (6)厅门

15、开关，每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才允许电梯启动;在运行中如 出现厅门开关断开，电梯立即停车。 (7)关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到 乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。 (8)超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。 (9)其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等。 2.22.2 电梯的发展动态电梯的发展动态 随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层建 筑的垂直运载工具电梯得到了快速发展。 2.2.12.2.1 电梯技术发展概况电梯技术发展概况 (1

16、)电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。(2)电梯的拖动技 术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液 压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。 交流拖动电梯更是得到迅速的发展，己由以前的变级调速(AC 一 VP)发展成为调压调速(AC 一 VV)及调频调压调速(Ac 一 VVVF)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人 们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 (3)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制器(PLC) 和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电 梯可靠性得到很大提高。 (4)电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能 要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。 (5)智能群控管理得到广泛应用。 (6)机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动 在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。 2.2.22.2.2 电梯发展展望电梯发展展望 (