高层电梯控制系统设计.doc

高层电梯控制系统设计 题目：高层电梯控制系统设计 姓名： 河南理工大学成人教育 题 目 姓 名 河南理工大学高等教育自学考试 独立本科段毕业设计(论文） 毕业设计（论文）题目 高层电梯控制系统设计 助学院校： 高层电梯控制系统设计 专业名称： 机电设备维修与管理 学生姓名： 指导教师： 河南理工大学高等教育自学考试 2016年5 月30 日 7 毕业设计（论文）评定书 助学院校 年级专业 学生姓名 一、设计（论文）题目： 二、设计（论文）共 页，附图 张 二、 审阅意见及评语 根据学院教学管理的有关规定，同意（不同意）该生参加毕业答辩 指导教师 （签名） 职 称 工作单位 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 助学院校 年级专业 学生姓名 该生于 年 月 日进行毕业设计（论文）答辩 设计（论文）题目： 答辩委员会：主任委员（组长） 委 员（成员） 答辩学生向答辩委员会（小组）提交如下资料： 设计（论文）说明书 共 页 设计（论文）图纸 共 页 指导教师评阅意见 共 页 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）作出如下决议： 一、毕业设计（论文）的总评语 二、毕业设计（论文）的总评成绩： 毕业设计答辩委员会主席（组长） （签名） 委员（成员） （签名） 年 月 日 摘要 随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。我国电梯控制系统主要有三种方式：继电器控制系统、微机控制系统和PLC控制系统。其中PLC控制系统以其显著的优点成为电梯控制系统的主流。PLC控制系统主要有双速电梯系统和变压变频调速系统，后者通过改变电机供电的电压和频率，平滑调节电梯速度，可以获得更好的乘坐舒适感，它平层精度高，并具有显著的节能效果，保障了电梯的可靠性，成功地解决了电梯运行的舒适感问题。 过去，对中、低速电梯主要采用拖动系统来构成其曳引系统，应用变极方式实现电机的调速。因为这种系统只能实现有级调速，无法对电机的转速和加、减速进行准确的控制，所以此方式的舒适感和平层精度都较差。后来又采用交流调压调速控制的电梯，进行速度闭环控制，其舒适感和平层精度都有较大提高，但它却很难实现精确控制，并且能耗大，输人功率因数也低，影响了系统的整体性能。对于高速电梯，过去主要采用晶闸管直流调速系统，存在维护难等问题，并且调速系统的功率因数也不高。与前述方式相比较，变频调速则是各种调速方法中效率、性能均较好的一种。 本设计内容针对高层楼房客梯控制系统进行认真分析，讨论了电梯控制系统设计的有关问题。根据当前电梯的发展趋势,利用先进的变频调速技术和强大的PLC功能实现了对电梯变频调速的控制，通过合理的设备选型、硬件电路连接和整体软件设计，完成电梯的各个功能，保证电梯的安全运行及应急状况处理。 关键词:电梯，plc控制器，变频调速，控制系统设计 62 目录 摘要 8 目录 9 第一章 绪论 11 1.1电梯控制系统的发展及特点 11 1.1.1交流曳引电梯调速方式的发展 11 1.2了解可编程控制器(PLC)及其在电梯控制中的应用 12 1.2.1 PLC的特点 12 1.2.2 PLC控制电梯的优点 13 1.2.3电梯变频调速控制的特点 13 1.3课题的来源 14 1.4课题的主要研究内容 14 第二章 电梯设备与电梯发展动态 16 2.1电梯的出现 16 2.2电梯设备简介 16 2.2.1电梯的分类 16 2.2.2电梯的主要参数 16 2.2.3电梯的安全保护装置 17 2.3电梯的发展概况 18 2.3.1电梯技术发展概况 19 2.3.2电梯发展展望 17 第三章 调速变频器类型选择及其设计参数 20 3.1变频器的分类及选择 20 3.1.1变频器的分类 20 3.1.2变频器的类型选择 20 3.1.3变频器的规格选择 20 3.1.4选择的变频器应满足的条件 21 3.2通用变频器简介及选择 21 3.2.1 通用变频器简介 21 3.2.2 VS-616G5型通用变频器 22 3.2.3 VS-616G5型通用变频器电梯调速系统 26 3.2.4变频器结构及参数设计 26 第四章 PLC的选择及其控制系统的硬件开发 29 4.1电力调速系统的应用与发展 29 4.2电机调速系统的设计 29 4.3异步电机的调速方法及经济技术比较 30 4.4井道信号系统的设计 34 4.5电梯控制系统的设计 34 4.6可编程控制器(pLc)的选型 35 4.7设计思路 35 4.7.1电梯控制系统实现的功能 36 4.7.2点数的分配及机型的选择 36 第五章 系统软件开发 41 5.1电梯的自检状态 41 5.2电梯的正常工作状态 41 5.3系统的软件开发过程 41 5.3.1开关门环节 41 5.3.2电梯初始化环节 42 5.3.3停层信号的登记与消除环节 42 5.3.4 外呼信号的登记与消除环节 42 5.3.5电梯的定向环节 43 5.3.6、电梯的上升与下降 43 5.3.7层楼位置指示 43 5.3.8 616G5参数设置 44 5.4程序框图设计： 45 参考文献 48 第一章 绪论 1.1电梯控制系统的发展及特点 1.1.1交流曳引电梯调速方式的发展 交流电梯与交流电机的发展紧密相连，至今已有三十多年的发展历史，经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展历程，大致可以划分为三个阶段: 第一个阶段是70年代，其主要标志是交流双速电梯，它采用改变牵引电机极对数来实现调速。电机通常采用两种或两种以上不同极对数的绕组制成，其中极数少的绕组称为高速绕组，用于电梯的起动及稳速运行，极数多的绕组称为低速绕组，用于电梯的制动及维修。这种电梯结构简单、价格低廉、使用和维护都很方便，但调速不够平滑、舒适感较差。 第二个阶段是80年代盛行的交流调压调速电梯，其性能优越于交流双速电梯。调压调速的方法是通过改变三相异步电机定子端的供电电压实现电机的调速，其制动多采用能耗制动。 第三个阶段是90年代，变压变频调速电梯(VVVF电梯)开始占据了世界电梯的市场。VVVF电梯通过调节电机定子绕组供电电压的幅值和频率来实现转速的调节。电梯传动系统中，由于大量采用微机控制技术和脉宽调制技术 (PWM技术)，其运行效率得到了大幅度的提高，电梯的体积大为缩小。现代交流调速技术向电梯控制领域的渗透，使得交流调速电梯的调速性能几乎完全可以和直流电梯相媲美。由于变压变频调速(VVVF)的良好特点，目前新制造的电梯都实现了调压调频调速控制。VVVF电梯以其独特的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层准确、低噪音、安全等目标。由于其优越的调速性能、显著的节能效果，在很多应用场合已取代交流调压调速电梯而成为现在电梯市场的主流。 目前，VVVF电梯已经遍布世界各国，如日本的三菱公司、东芝公司、日立公司、美国的奥的斯公司等大的电梯制造厂家在VVVF电梯的研制和进一步开发等方面，都取得了骄人的成就。在我国，电梯工业起步较晚，改革开放以来，也取得了一定的进步，如上海三菱、天津奥的斯、中国迅达、苏州迅达、广州电梯工业公司等五家电梯生产厂家，其产品都有一定的市场份额和技术含量。但遗憾的是，这些公司多为合资公司，电梯控制关键部分的变频器、控制器等重要组成部分很大程度依靠进口，其核心技术牢牢控制在国外大公司手中。 1.2可编程控制器(PLC)及其在电梯控制中的应用 1.2.1 PLC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，实现字运算和数据存储，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。 1.可靠性 （1）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，系统的维修简单，维修时间短。 （2）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MTTR，使可靠性提高。 （3）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