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1、工程学院自动化学院本科毕业设计论文题目 11层高层住宅楼电梯控制系统设计专业：自动化数控技术_学生：指导起迄日期：设计地点：工程实践中心GraduationDesignDesign of Eleventh Floor High-rise Residential Buildingsof Elevator Control SystemByZhangtaoSupervised ByAssociatePr.Xiong GuanghuaDepartment of Automation EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune, 2011 / 摘要本文介
2、绍一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备,是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力,拖动一个可以载人或物的轿厢,在建筑的井道导轨上做垂直升降运动,在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高,要求达到电梯运行的稳、准、快的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以西门子公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解
3、与掌握。关键词：驱动系统；控制系统；PLC程序ABSTRACTThis paper describes a lift PLC control system. Is the vertical lift transport equipment, is an indispensable high-rise building transportation equipment. It relies on power, drag a person or thing can be contained in the car, in the construction of the shaft to do wit
4、hin the rail vertical movement in peoples lives plays an important role. The PLC to control elevator systems have become increasingly demanding, requiring elevator reached the steady, accurate, fast operational purposes. The system is composed of PLC, logic control circuit. Including AC induction mo
5、tors, relays, contactors, trip switches, buttons, LED indicators and frequency composition as one of the control system. The machine control unit to Siemens PLC programmable controller controls the whole process of the machine. The entire system through the PLC, logic control circuit of the elevator
6、 lift; accelerating or decelerating; flat layer; starting and braking control. Its structure is simple, high efficiency, high precision leveling, easy to understand and grasp.Keywords: Drive system;Control system;PLC procedure目录第一章绪论11.1 引言11.2 选题的背景及意义11.3 变压变频调速电梯特点2第二章电梯的发展、规格参数及组成42.1 概述42.2 电梯的
7、主要参数及规格尺寸52.3 电梯的组成部件6第三章电梯驱动系统的设计103.1 电梯驱动系统103.2 拽引电机的选择103.3 门系统电机的选择113.4 变频器的选择123.4.1 通用变频器发展及前景概况123.4.2 变频器的工作原理133.4.3 富士变频器简介143.5 交流接触器的选择183.6 电梯空调的选择18第四章电梯控制系统的设计204.1 电梯控制面板的设计204.2 高层住宅楼电梯电气原理图设计234.3 控制功能的选择274.4 电梯控制柜介绍284.4.1高层住宅楼电梯控制柜平面图的设计28第五章 PLC控制程序设计315.1 电梯的运行规则315.2 PLC的选
8、择,I/O地址分配315.3电气控制流程图355.4 主程序设计36第六章总结426.1 总结426.2 感想42致谢43参考文献44附录 PLC程序45第一章 绪论1.1 引言电梯:elevator；lift；movingstaircase。一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式,踏步板装在履带上连续运行,俗称扶梯。1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上,命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度,然后发出信号,令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是,
9、升降梯并没有坠毁,而是牢牢地固定在半空中奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。一切安全,先生们。站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会想到,这就是人类历史上第一部安全升降梯。1889年12月,美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯,它采用直流电动机为动力,通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索,悬挂并升降轿厢。1892年,美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置,取代传统的轿厢拉动绳索的操纵方式,为操纵方式现代化开了先河。中国最早的一部电梯出现在,是由美国奥的斯公司于1901年安装的。1932年由美国奥的斯公司安装在XX利酒店的电梯至今还在安全运转着。1951年,党中央提出
10、要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯,XX从庆生电机厂荣接此任,四个月后不辱使命,顺利地完成了任务。十一届三中全会后,沐浴着改革开放的春风,我国电梯业进入了高速发展的时期。如今,在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。1.2 选题的背景及意义改革开放的30来,我国经济得到了飞速的发展,城市化水平也得到了很大的提高,小高层、高层住宅也空前崛起,这从客观上导致了电梯行业的空前繁荣景象,所以研究电梯的驱动方式能更有效的促进电梯发展,同时也是我们自动化技术的一个重要研究容。此次选题高层住宅楼电梯控制系统设计符合本学科专业的发
11、展,符合科技、经济和社会发展的需要,解决理论或实际工作中的问题,并能理论联系实际,具有一定的科技、应用的参考价值。而且符合本专业的培养目标,基本达到科学研究和实践能力培养和锻炼的目的。随着我国经济持续稳定快速的发展,人们对生活质量的要求也越来越高,高层建筑迅速增加,电梯得到广泛的应用。在许多建筑物中,电梯已成为不可缺少的配套设施。作为建筑物的交通工具,电梯给人们带来舒适、快捷的享受。电梯已然成为了人们日常生活中不可缺少的部分,所以此次的毕业设计研究高层住宅电梯驱动有很大的现实意义。1.3 变压变频调速电梯特点交流异步电动机的转速是施加于定子绕组上的交流电源频率的函数,均匀且连续地改变定子绕组的
12、供电频率,可平滑地改变电动机的同步转速。但是根据电动机和电梯为恒转矩负载的要求。在变频调速时需保持电动机的最大转矩不变,维持磁通恒定。这就要求定子绕组供电电压要作出相应的调节。因此,其电动机的供电电源驱动系统应能同时改变电压和频率。即对电动机供电的变频器要求有调压和调频两种功能。使用这种变频器的电梯常称为VVVF型电梯。1变频器变频器可分为交-交变频器和交-直-交变频器两大类。交-交变频器。交交变频调速系统是一种不经过中间直流环节,直接将较高固定频率的电压变换为频率较低而可变输出电压的变频调速系统。其每一相均由两组正、负组三相全波变流器反并联构成。通过改变正、负两组整流器触发角的频率,即可改变
13、输出电压的频率；改变输出电压比k值,即可改变输出电压值。交交变频器通过两组反并联的晶闸管交替工作来产生一相低频的交流电压供给负载,存在环流问题。在可逆直流传动中采用的工作方式如逻辑无环流、错位无环流、可控环流一般在交交变频器中均可适用。交交变频器的主电路及基本控制部分可采用直流传动的相同组件和技术。交-直-交变频器。变频器原理是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。交直交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。2PWM控制器目前电梯用VVVF调速系统大多采用脉宽调
14、制控制器PWM。它按一定的规律控制逆变频器中功率开关元件的通与断,从而在逆变器的输出端获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波,用来近似等效与正弦波。脉冲宽度调制PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有,要么完全无。电压或电流源是以一种通或断的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。3低中速VVVF电梯拖动系统VVVF电梯的驱动部分
15、是其核心,也是与定子调压控制方式的主要区别之处。VVVF驱动控制部分由三个单元组成：第一单元是根据来自速度控制部分的转矩指令信号,对应该供给电动机的电流进行运算,产生出电流指令运算信号；第二单元是将数/模转换后的电流指令和实际流向电动机的电流进行比较,从而控制主回路转换部分的PWM控制器；第三单元是将来自PWM控制部分的指令电流供给电动机的主回路控制部分。第二章 电梯的发展、规格参数及组成2.1 概述2.1.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用在我国,电梯、手扶梯、自动人行道等属于起重运输设备。电梯是在垂直方向上运行的运输设备,手扶梯是在斜面上运行的运输设备。但是电梯和手扶梯都是把人或货物从一个水平面提升到另一个水平面的起重运输设备。随着人口的增加、科学技术日新月异地发展、人们物质生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起,十几层至几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。完全可以预想到,随着社会的发展,电梯产品在人们物质文化生活中的地位将会和汽车一样,成为重要的运输设备之一。
