基于PLC和变频器控制的电梯设计毕业论文

基于PLC和变频器控制的电梯设计

毕 业 论 文

基于PLC和变频器控制的电梯设计

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基于PLC和变频器控制的电梯设计

基于PLC和变频器控制的电梯设计

摘 要

电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。它有多种控制方式，如继电器控制，PLC控制等。PLC控制电梯有如下的特点：可靠性高， PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达3~5万小时。而且能在工业环境下可靠地工作；编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，当工作流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；体积小、结构紧凑、安装、维修方便。本文介绍了一种控制的VVVF的电梯控制系统，通过与其它电梯控制系统比较，得出了其控制的优越性，并对其进行了较详细的软硬件设计，对于软硬件设计采用了模块化设计的思想，并说明了控制方式的可行性。

关键词：可编程控制器；电梯；电梯控制；变频器；梯形图

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目 录

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摘 要 ............................................................. ii 第1章 绪 论....................................................... 1 1.1 电梯技术概况 ................................................. 1

1.1.1电梯技术前景展望 ....................................... 1 1.1.2电梯的种类及组成 ....................................... 2 1.2 电梯的主要参数 .............................................. 4 1.3电梯的保护装置 ............................................... 7 第2章 PLC控制系统与变频器 ........................................ 8

2.1 PLC控制系统设计 ............................................. 8 2.2 变频器的分类 ................................................ 9 2.3 变频器的选择 ................................................ 9

2.3.1 选择变频器的规格以及满足条件 .......................... 10 2.3.2 VS-616G5变频器 ....................................... 10 2.3.3 VS-616G5变频器多级调速的PLC控制 ..................... 14 2.4变频调速方案 ................................................ 16 2.5变频器容量及制动电阻参数的计算 .............................. 16 第3章 硬件设计................................................... 17

3.1变频电梯电力传动系统 ........................................ 18 3.2 电梯的主电路 ............................................... 20 3.3 机型选择及I/O分配 ......................................... 21

3.3.1输入的模块选择 ........................................ 21 3.3.2 输出的模块选择 ........................................ 21 3.4 电梯外部接线图 ............................................. 24 第4章 软件设计................................................... 24

4.1开门环节梯形图 .............................................. 25 4.2关门环节梯形图 .............................................. 26 4.3层楼信号产生与消除环节梯形图 ................................ 28 4.4停层信号登记与消除环节梯形图 ................................ 28 4.5外呼信号登记与消除环节梯形图 ................................ 28 4.6定向环节梯形图 .............................................. 31 4.7起动加速和稳定运行环节梯形图 ................................ 33

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4.8停层信号梯形图 .............................................. 33 4.9制动过程环节梯形图 .......................................... 35 第5章 故障报警及消防运行 ........................................ 36

5.1电梯的报警的原因及处理方法 .................................. 35

5.1.1曳引电动机绕阻碰壳接地短路 ............................ 35 5.1.2曳引电动机拍轴 ........................................ 36 5.2电梯的消防运行 .............................................. 37 结 论 ............................................................ 37 参考文献 ........................................................... 39 致 谢 ............................................................ 40

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第1章 绪 论

第1章 绪 论

1-1 电梯技术概况

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。

1-1-1电梯技术前景展望

纵观我国电梯行业的发展历程，从改革开放到今天，电梯行业在不知不觉中走过了一个从无到有，从有到多，从多到精的发展历程。随着住宅市场的巨大变化，中国已经成为全球容量最大、增长最快的电梯市场。这就必然会使电梯技术不断的发展更新。

（1）结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。

随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小巧化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在今后会有较大的发展。

（2）技术含量更高，性能更好。

电梯行业技术发展非常迅速，现如今具有先进性能，高舒适性的VVVF电梯，已是电梯行业的标准配置；然而，永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更清洁、更安静、更安全、更经济等特点。所以永磁同步无齿轮曳引机将逐步成为新型曳引机的主流，由于永磁技术的先进性，将来很可能取代VVVF技术。另外，网

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