PLC课程设计--基于PLC控制的四层电梯设计(3)

2019-08-03 14:08

近几年来,随着国际社会对环保认识的关注,各大电梯公司现在其电梯表面基本都采用了粉末涂料喷涂,这是一种新型环保无溶剂的涂料,并且各种性能皆优于油漆。

图1-1 电梯

1.3 电梯门机拖动系统方案

在电梯系统中,为了使其能够正常工作,也为了提高电梯系统的可靠性,一般在电梯系统中都有一些附属装置,电梯门机系统即是其中一个。舒适的电梯系统应该有较短的候梯时间,门运行快捷、安静,使乘客不会觉得候梯和运行时间过长,因此,高效的电梯应该有一个良好的门机驱动系统。 1.3.1 电梯门机系统简介

在电梯中,门机系统的主要任务是接收来自上位管理与调度系发送的门机控制信号,驱动门电动机运行,以控制电梯轿厢门和厅门的联动开关。电梯门机系统主要由控制门的电动机、门电动机控制器、门电动机驱动装置、门结构、安全检测系统、大厅内乘客监测系统等组成。下面简单介绍各个组成部分及其速度曲

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线和运行过程。如图1-2。

vv1v2t1t2t3t4t5t6图1-2 电梯门机运行速度曲线

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以上简要叙述了电梯门系统的组成和功能。在电梯门系统中,还有一个重要的问题就是门保持时间的选择。因为门的保持时间过长,会影响电梯的运行效率,而保持时间过短又不能保证乘客全部安全的进入轿厢。因此应对门保持时间进行很好的选择:在保证乘客全部安全进出电梯的情况下,尽可能的缩短电梯开关门时间。

1.3.2 门电机拖动设计

电梯门机拖动系统作为一个子系统,相对整个电梯系统来说,是不容忽视的。它是电梯系统中动作最频繁,也是直接面对乘客的部分。因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门机控制系统,其设计就显得尤为重要。 门机拖动系统从电流型式上分为直流调速拖动和交流调速拖动两大类,在交流调速拖动中,异步电动机门机调速拖动系统和同步电动机门机调速拖动系统已发展成为占有相当比例的两类调速拖动系统。

在交流电网上,因异步电动机具有结构简单,工作可靠、寿命长、成本低,保养维护简单等优点,所以长期以来,在不要求调速的场合,异步电动机占有主导地位,例如风机、水泵、普通机床的驱动中,人们广泛使用交流异步电动机来拖动机械工作。但是,它调速性能差,起动转矩小,过载能力和效率低,并且在

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这类拖动中,其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率,故功率因数低,轻载时尤甚,这大大增加了线路和电网的损耗,无形中损失了大量电能。

当前,电梯门机控制系统主要有由交流电机及其VVVF调速系统构成的, 也有少数由直流电机及其调速系统构成的。这些系统均有其固有的缺陷。除整套系统的成本较高外,前者虽然体积小,寿命长,但控制较复杂,对控制系统中的处理器性能要求较高,而且如果为同步电机,在带载情况下还易出现失步现象。而后者尽管控制简单,但直流电机体积大,维护困难,寿命短,电刷结构带来电磁火花,易形成干扰。这些缺陷在电梯实际运行中就表现为电梯门开关不正常,维护工作量大等困扰操作人员的问题,进一步可造成严重经济损失甚至人身伤害。

综上所述,电梯门机是电梯的重要组成部分,是电梯系统中动作最频繁,也是直接面对乘客的部分。因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门机控制系统。为使门机拖动系统满足设计要求,并收到良好的效果,但是也必须适应现实情况,所以本次设计采用三相异步电动机的正转和反转来控制系统的电梯门开关控制。 1.4 电梯主拖动方案设计

电梯的电力拖动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着控制作用。拖动系统的优势直接影响电梯的上行,下行,电机的起动,制动以加减速度,平层精度,乘坐的舒适性等指标。 1.4.1 电梯主拖动系统简介

电梯的主拖动系统就是通过三相异步电动机的正转和反转来控制电梯上行和下行的拖动系统。主拖动系统控制电梯的上行,下行问题。当电梯处于空闲时,响应楼上电梯请求时,电梯上行。当响应楼下电梯请求时,电梯下行。

电梯的拖动系统经历了由简单到复杂的过程。到目前为止应用于电梯的拖动系统主要有:

(1)单、双速交流电动机拖动系统; (2)交流电动机定子调压调速拖动系统;

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(3)直流发电机-电动机可控硅励磁拖动系统; (4)可控硅直接供电拖动系统; (5)VVVF变频变压调速拖动系统。

现代化高科技设计,全电脑控制,大规模集成电路和半导体大功率模块在电梯控制中的应用,使现代电梯控制部份的可靠性、免维护性大大提高;新技术、新材料的应用,加强了电梯机械部件的耐磨损程度,提高了机械可靠性;自诊断能力和远程报警功能的实现,使得电梯维修保养工作越来越简单,越来越有针对性,越来越快速。

无噪声机房和小噪声运行,大大降低了对环境的影响。

综上所述,本设计采用调频调压调速(VVVF)电机拖动控制系统,以期达到预期的目的。

1.4.2 电梯主拖动系统设计

变频器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。变频器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。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

曳引轮是依靠钢缆的粗糙表面及引轮上坑纹之间的摩擦力来拉动轿箱。因此当钢缆或曳引轮用旧之后,必须适时更换以防滑溜。电动机负责带动曳引轮转动,提供动力升起或放下轿箱。

利用变频器可以实现电梯的平滑启动,匀速前进,在快达到目的地的时候,可以实现减速运行,使电梯平稳停住,这样可以使电梯里的人在乘坐电梯时感觉到舒适,而且不会有特别大的眩晕感,很适合乘客的乘坐。 2 电梯控制系统方案设计

PLC控制电梯的优点:

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(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。

PLC控制具有显著的优点: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;可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能;可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性和可靠性,并便于检修;用于调配和管理,并提高电梯运行效率。

从表2-1可以看出,PLC控制系统具有继电器控制系统无法比拟的优点,因此传统的继电器控制系统将逐渐被PLC控制系统所取代是大势所趋。

比较项目 控制功能 实现 对控制要求变更适应性 继电器控制系统 有许多继电器,采用接线的方式来完成控制功能 适应性差,需要重新设计,改变继电器和接线 极快,靠微处理器进行处理 有 安装容易,施工方便 高,因元器件采取了筛选和抗老化等可靠性措施 寿命 可扩展性 维护 短 困难 工作量大,故障不易查找 长 容易 有自诊能力,维护工作量小 PLC控制系统 各种控制功能通过编制的程序来实现 适应性强,只需针对程序进行修改 控制速度 低,靠机械动作实现 特殊功能 一般没有 安装,施工 连线多,施工繁 可靠性 差,触点多,故障多 表2-3 PLC控制系统与继电器控制系统

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