自動(dòng)化畢業(yè)論文載重升降機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　載重升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p>&

3、lt;p>　　學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　作者簽

4、名： 日期： </p><p>　　學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書</p><p>　　本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯

5、編本學(xué)位論文。</p><p>　　作者簽名： 日期： </p><p>　　導(dǎo)師簽名： 日期： </p><p>　　載重升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：升降機(jī)作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活息息相關(guān)。升降機(jī)在工

6、業(yè)載重垂直運(yùn)輸，生活運(yùn)輸?shù)确矫嬗兄匾牡匚?。大大提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，為人們的生活提供了很大的方便。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)升降機(jī)的安全性、舒適性、高效性的要求在一直提高。升降機(jī)技術(shù)得到快速發(fā)展。其驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，邏輯控制也由原來的繼電器變?yōu)镻LC控制。</p><p>　　相對(duì)PLC控制而言，繼電器控制因?yàn)榘l(fā)生故障率高、可靠性差、功率消耗太大等缺點(diǎn)，已經(jīng)逐漸被淘汰。但是，PLC控制系統(tǒng)用

7、軟件對(duì)升降機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)控制，并且有故障自檢和報(bào)警顯示，大大提高了可靠性?？刂葡到y(tǒng)軟件化使調(diào)試時(shí)間短并且便于檢修，外部接線電路也得到了很大的簡化?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為目前升降機(jī)控制系統(tǒng)中使用率最高的控制系統(tǒng)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為了使載重升降機(jī)在智能性、穩(wěn)定性、可靠性等方面的各項(xiàng)性能指標(biāo)得到改進(jìn)和提高。PLC控制系統(tǒng)采用變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過改變電動(dòng)機(jī)供電的電壓和頻率，平滑調(diào)節(jié)載重升降機(jī)的速度以獲得更好的乘

8、坐舒適度，利用變頻器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)3層載重升降機(jī)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵字：載重升降機(jī)；可編程控制器PLC；變頻器；控制系統(tǒng)</p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　Design of a load lift PLC control system</p><p>　　Abstract: Load

9、 lift is closely related to people's life as a vertical transport of modern high-rise buildings. The lift Plays an important role in the industrial load vertical transportation and Life Transport .It has Greatly impr

10、oving the efficiency of industrial production,providing great convenience by People's lives.With the development of science and technology, People on the elevator safety, comfort, high efficiency requirements have be

11、en improved. Elevator technology has got fast developm</p><p>　　Relative to the PLC control , relay control due to high failure rate, poor reliability, power consumption shortcomings too large, has been grad

12、ually eliminated . But, PLC control system using software of the elevator running automatically control, and fault detection and alarm display, greatly improving the reliability of it. Control system software make the de

13、bugging time is short and easy to repair. The external connection circuit is greatly simplified. It has become the elevator control syste</p><p>　　This design in order to make the load lift in intelligence,

14、stability, reliability each performance index get improve and enhance . PLC control system uses VVVF System, through changing the motor power supply voltage and frequency, Smooth regulation of load lift speed to obtain b

15、etter ride comfort. Using transducer as the actuator design a 3 layer load hoist control system .</p><p>　　Keywords: Load lift Programmable controller PLC Frequency converter Control system</p>&l

16、t;p>　　Signature of Supervisor:</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p><b>　　2升降機(jī)技術(shù)概述</b></p><p>　　2.1升降機(jī)的組成.2</p>

17、<p><b>　　2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容3</b></p><p>　　3 PLC控制系統(tǒng)與變頻器</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2 變頻器的分類5</p><p>　　3.3 變頻器的選擇5</p><p>　　3.4臺(tái)達(dá)變頻器6<

18、;/p><p><b>　　3.5電機(jī)控制8</b></p><p>　　3.6變頻調(diào)速方案9</p><p><b>　　4硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1變頻升降機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)10</p><p>　　4.2 升降機(jī)PLC的I/O接線圖11</p&g

19、t;<p>　　4.3 機(jī)型選擇及I/O分配11</p><p>　　4.4輸入的模塊選擇11</p><p>　　4.5輸出的模塊選擇12</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1程序流程圖14</p><p>　　5.2梯形圖程序設(shè)計(jì)

20、15</p><p><b>　　6 結(jié)論23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p>　　載重升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1引言&

21、lt;/b></p><p>　　1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司為滿足市場(chǎng)需求，為了適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷變更的需要，以改進(jìn)汽車的生產(chǎn)方式。所以為了解決由于汽車不斷改型而需要去重新設(shè)計(jì)汽車裝配流水線上的各種繼電器來控制線路的問題，所以需要尋找一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更為強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，

22、PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。</p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)自動(dòng)化程度的提高，PLC可編程控制器被越來越廣泛的應(yīng)用在生活中，而且涉及到幾乎生活的每個(gè)個(gè)方面，其中包括供電，生產(chǎn)，物料管理，運(yùn)輸?shù)鹊?。本文旨在通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降機(jī)控制系統(tǒng)這樣一個(gè)典型的實(shí)例，來展現(xiàn)PLC在自動(dòng)化生活中的應(yīng)用。</p><p>　　升降機(jī)控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前升降機(jī)

23、的控制基本上采用了兩種方式，一個(gè)是采用微機(jī)作為信號(hào)的控制單元，用來完成升降機(jī)在運(yùn)行過程中信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)還有功能的設(shè)定，用來實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)則由變頻器來完成；第二種控制方式是采用PLC來取代微機(jī)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并無太大的區(qū)別。不過大多數(shù)升降機(jī)都會(huì)選擇第二種方式，原因是由于PLC生產(chǎn)規(guī)模較小，相對(duì)來說自己來設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本會(huì)比較高；并且PLC的控制系統(tǒng)有可

24、靠性高，程序設(shè)計(jì)比較靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的升降機(jī)控制系統(tǒng)大多數(shù)都會(huì)使用PLC控制系統(tǒng)。</p><p>　　使用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的控制，對(duì)于提高升降機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性、降低升降機(jī)控制系統(tǒng)的成本以及縮短升降機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)周期都具有實(shí)際意義。通過本論文的研究，可以在一定程度上拓展自己在PLC自動(dòng)化行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的了解。</p><p><b>　　2升降機(jī)

25、技術(shù)概述</b></p><p>　　從古至今，升降機(jī)行業(yè)在不知不覺中走過了一個(gè)從無到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。隨著我國人口數(shù)量的不斷增加，中國已經(jīng)成為全球容量最大、增長最快的升降機(jī)市場(chǎng)。這就必然會(huì)使升降機(jī)技術(shù)更加迅猛的發(fā)展和更新。</p><p>　　隨著新型的技術(shù)結(jié)構(gòu)材料還有新型工藝的發(fā)展，升降機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正在向著不斷簡單化、體積不斷小巧化、材料不斷升級(jí)，外觀方

26、面也會(huì)變得更加美觀大方。而且，無機(jī)房升降機(jī)控制系統(tǒng)在今后會(huì)有較大的發(fā)展。升降機(jī)技術(shù)發(fā)展非常之快，現(xiàn)在已經(jīng)增加了許多新性能，現(xiàn)在已經(jīng)有了高舒適性的VVVF升降機(jī)，已經(jīng)成為升降機(jī)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置；但是，永磁同步無齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、安靜、安全、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。所以永磁同步無齒輪曳引機(jī)將逐步成為新型曳引機(jī)的主流，由于永磁技術(shù)有著節(jié)能、安靜、安全、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，將來很可能取代VVVF技術(shù)。 另一方面有網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控制系統(tǒng)，所以控制系統(tǒng)

27、的先進(jìn)、快速、準(zhǔn)確和可靠性也成為了升降機(jī)發(fā)展的主要方向。無手架安裝方式，將成為升降機(jī)安裝的主要方式，因?yàn)榇税惭b方式更加高效、安全并且可重復(fù)使。隨著技術(shù)不斷的開發(fā)、應(yīng)用，升降機(jī)的硬件系統(tǒng)也給安裝提供了更大的便捷，使升降機(jī)在安裝上效率更高。</p><p>　　2.1升降機(jī)的組成.</p><p>　　曳引式升降機(jī)是垂直交通運(yùn)輸工具中最普遍的一種，其結(jié)構(gòu)主要由機(jī)械部分和電氣部分組成；機(jī)械裝置部

28、分分為：</p><p>　　1.曳引系統(tǒng)作用是提供升降機(jī)運(yùn)行動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，曳引機(jī)就是把自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過滑輪組轉(zhuǎn)換為升降機(jī)的垂直運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2.轎廂則是在曳引機(jī)的牽引下沿著井道內(nèi)的導(dǎo)軌運(yùn)行。</p><p>　　3.門控制系統(tǒng)就是用來開關(guān)轎廂與層站之間的廳。 </p><p>　　4.導(dǎo)向系統(tǒng)是用來限制轎廂和對(duì)重的運(yùn)行軌

29、道，使轎廂和對(duì)重沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　5.平衡系統(tǒng)由對(duì)重及重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重是用來平衡轎廂自身重量和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置，是防止升降機(jī)中轎廂與對(duì)重側(cè)鋼絲繩長度變化對(duì)升降機(jī)平衡影響的裝置。</p><p>　　6.安全保護(hù)裝置由限速裝置、緩沖器和保護(hù)裝置組成。用來防止升降機(jī)超速行駛、終端越位、沖頂或蹲底等情況的發(fā)生。</p><p>&l

30、t;b>　　電氣裝置部分分為：</b></p><p>　　1.電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有電機(jī)、供電系統(tǒng)、調(diào)速裝置構(gòu)成。對(duì)升降機(jī)進(jìn)行速度控制。</p><p>　　2.控制系統(tǒng)是由操縱裝置、平層裝置與選層器等構(gòu)成。對(duì)升降機(jī)實(shí)施的系統(tǒng)。</p><p>　　3.電氣安全系統(tǒng)是在升降機(jī)控制系統(tǒng)中用來進(jìn)行安全保護(hù)電路及電氣元件的系統(tǒng)。</p><

31、p><b>　　2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　使載重升降機(jī)在智能性、穩(wěn)定性、可靠性等方面的各項(xiàng)性能指標(biāo)得到改進(jìn)和提高。PLC控制系統(tǒng)采用變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過改變電動(dòng)機(jī)供電的電壓和頻率，平滑調(diào)節(jié)載重升降機(jī)的速度以獲得更好的乘坐舒適度，利用變頻器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)3層載重升降機(jī)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　3 PLC控制系統(tǒng)與變頻器</p

32、><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　1.了解分析課題要求，確定輸入、輸出設(shè)備的具體類型和數(shù)量。</p><p>　　2.根據(jù)輸入、輸出設(shè)備的具體類型和數(shù)量，來決定系統(tǒng)所需的I/O點(diǎn)數(shù)，并選擇相應(yīng)的PLC機(jī)型。</p><p>　　3.合理安排I/O

33、點(diǎn)數(shù)，畫出PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出端子的外部接線圖。</p><p>　　4.按照課題要求繪制出狀態(tài)流程圖。</p><p>　　5.按照狀態(tài)流程圖編出相應(yīng)寫梯形圖、指令語言等形式的用戶程序。</p><p>　　6.利用編程軟件將用戶程序輸入到PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，并且進(jìn)行程序調(diào)試。</p><p>　　7.程序調(diào)試，要先進(jìn)行模擬調(diào)試；先

34、進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。</p><p>　　8.調(diào)試過程結(jié)束以后，要整理出技術(shù)資料，做出總結(jié)最后完成設(shè)計(jì)。</p><p>　　二、采用PLC控制系統(tǒng)來控制具有的優(yōu)點(diǎn)為：</p><p>　　1、控制方式上看：電器控制使用的是硬接線，邏輯順序一旦確定下來，如果要改變邏輯順序或是需要增加其他功能是很困難的；而plc采用軟接線的方式，只需改變邏輯控制

35、程序就可輕易改變邏輯順序或增加其他的功能。</p><p>　　2、工作方式上看：電器控制采用的并行工作方式，而plc控制系統(tǒng)采用的是串行工作，不受控制方式的約束。</p><p>　　3、控制速度上看：電器控制的反應(yīng)速度慢，觸點(diǎn)比較容易松動(dòng)；而plc則是通過半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)控制，反應(yīng)速度很快，而且無觸點(diǎn)。</p><p>　　4、定時(shí)、記數(shù)看：電器控制的定時(shí)精度不高，

36、比較容易應(yīng)為環(huán)境溫度變化受到影響，而且無記數(shù)功能；不過plc的時(shí)鐘脈沖則由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬并且有記數(shù)功能。</p><p>　　5、可靠、維護(hù)看：相對(duì)而言電器控制觸點(diǎn)比較多，就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生機(jī)械磨損還有電弧燒傷，接線相對(duì)來說也比較多，可靠性差維護(hù)不方便；但是plc無觸點(diǎn)，使用壽命長，還有自我診斷的功能，在程序執(zhí)行的時(shí)候有監(jiān)控功能，能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試而且維護(hù)起來非常方便。</p><p&g

37、t;　　3.2 變頻器的分類</p><p>　　變頻器的種類繁多，根據(jù)不同的分類方法變頻器可以分為：</p><p>　　按交換環(huán)節(jié)方法分：交-直-交變頻器；交-交變頻器。</p><p>　　按主照電路工作方式分：電壓型變頻器；電流型變頻器。</p><p>　　按電壓的調(diào)制方式分：PAM變頻器；PWM變頻器。</p>&l

38、t;p>　　按工作原理分：V/f控制變頻器；轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器；矢量控制變頻器；直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器。</p><p>　　按用途分：通用變頻器；高性能變頻器；有電源再生功能的變頻器；風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器；其他專業(yè)變頻器。</p><p>　　3.3 變頻器的選擇</p><p>　　變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心，變頻器的質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)的可靠性有很大的影響，選擇時(shí)，變頻

39、器的質(zhì)量品質(zhì)，是選擇時(shí)需要重要考慮的因素。如果是在同一品牌中選擇，則要根據(jù)已確定的調(diào)速方案、負(fù)載類型以及應(yīng)用時(shí)所需的功能來確定。</p><p>　　根據(jù)具體的情況，可以有以下的幾種選擇方式：</p><p>　　1.按照標(biāo)稱功率選擇：一般做為初步投資估算依據(jù)。</p><p>　　2.按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇：多用于轉(zhuǎn)矩負(fù)載的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。</p><

40、;p>　　3.按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)所需電流選擇：多用于改造工程。</p><p>　　4.還有照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。</p><p>　　且選擇的變頻器應(yīng)滿足以下條件：</p><p>　　1.按照被控設(shè)備的負(fù)載特性來選擇變頻器的具體類型。</p><p>　　2.所選用的變頻器類型與被控的異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)要相互匹配。</p>

41、<p>　　3.升降機(jī)在啟動(dòng)和平層時(shí)都要平穩(wěn)。</p><p>　　4.變頻器最好需要帶有防止失速的功能。</p><p>　　5.變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性</p><p><b>　　3.4臺(tái)達(dá)變頻器</b></p><p>　　變頻器是臺(tái)達(dá)自動(dòng)化的開山之作，也是目前臺(tái)達(dá)自動(dòng)化銷售額最大的產(chǎn)品。在我國變頻

42、調(diào)速市場(chǎng)有著廣泛的占有率。</p><p>　　在使用和調(diào)試上都很方便。同時(shí)在和同學(xué)的請(qǐng)教交流之下，身邊有同學(xué)對(duì)臺(tái)達(dá)的變頻器有著比較深入的了解。在相比較下，隨即決定使用臺(tái)達(dá)變頻器。</p><p>　　圖3-1為臺(tái)達(dá)變頻器的各端子的功能說明。</p><p>　　圖3-1臺(tái)達(dá)變頻器各端子功能圖</p><p>　　圖3-2為臺(tái)達(dá)變頻器輸入功能

43、參數(shù)</p><p>　　圖3-2臺(tái)達(dá)變頻器輸入功能參數(shù)圖</p><p>　　臺(tái)達(dá)變頻器在多段速調(diào)速方面還有另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)。在某段速指令上可以設(shè)置某一個(gè)段速運(yùn)行的時(shí)常?？梢悦馊ピ赑LC控制系統(tǒng)梯形圖中設(shè)置段速運(yùn)行時(shí)長的指令。</p><p>　　臺(tái)達(dá)VFD-VL系列規(guī)格特性： </p><p>　　1、采用高性能磁束向量控制(FOC)技術(shù)，可

44、用于控制永磁同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)</p><p>　　2、啟動(dòng)時(shí)可自動(dòng)檢測(cè)磁極位置</p><p>　　3、內(nèi)置制動(dòng)模塊，節(jié)省安裝空間及費(fèi)用（22KW以內(nèi)） </p><p>　　4、支持緊急救援系統(tǒng)，提供DC48/96V低電壓運(yùn)行(EPS) </p><p>　　5、無需稱重補(bǔ)償裝置，自動(dòng)修正啟動(dòng)力矩荷重補(bǔ)償，提高電梯舒適性 </p&g

45、t;<p>　　6、內(nèi)置機(jī)械抱閘輸出接點(diǎn)，抱閘延時(shí)可自動(dòng)調(diào)節(jié) </p><p>　　7、內(nèi)置電梯啟動(dòng)/停止控制程序，適應(yīng)不同上位機(jī) </p><p>　　8、結(jié)構(gòu)融入薄型模塊化設(shè)計(jì)，易維護(hù)并方便安裝及拆卸 </p><p>　　9、多種安裝方式：嵌入式、壁掛式、平鋪安裝 </p><p>　　10、輸出頻率0-120Hz及0.0

46、1Hz分辨率 </p><p>　　11、零速時(shí)保持轉(zhuǎn)矩可達(dá)到150%，防止電梯起重溜車 </p><p>　　12、可選購PG回授卡 (支持ABZ&UVW & Heidenhain1387、1313編碼器) </p><p>　　13、支持RS-485及監(jiān)控軟件 </p><p>　　14、可選購LCD數(shù)字操作面板 <

47、/p><p><b>　　3.5電機(jī)控制</b></p><p><b>　　一、控制要點(diǎn)</b></p><p>　　為了保證升降機(jī)在低速時(shí)能有足夠大的轉(zhuǎn)矩，所以采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。</p><p>　　在啟動(dòng)方式上為了在吊鉤上升時(shí)消除傳動(dòng)間隙，所以要將鋼絲繩拉緊起來，所以應(yīng)采用S型起動(dòng)方式

48、。</p><p>　　制動(dòng)方式上采用機(jī)械制動(dòng)的方式，此方法在電機(jī)突然失電的情況下可以主動(dòng)進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)即電磁抱閘的方式，對(duì)電梯進(jìn)行抱死，</p><p>　　圖3-3機(jī)械制動(dòng)主回路圖</p><p>　　從圖3-3中可以看出在升降機(jī)運(yùn)行過程中，如果突然斷電，電機(jī)就會(huì)抱死，這樣可以有效保證乘坐升降機(jī)的人的人生安全。</p><p><b&

49、gt;　　3.6變頻調(diào)速方案</b></p><p>　　變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系 </p><p>　　n =60 f（1-s）/p</p><p>　　（式中的n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。</p><p

50、>　　變頻器主要是通過改變給電機(jī)供電的三相電壓的頻率，來實(shí)現(xiàn)給電機(jī)進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)速的目的。可以是升降機(jī)在上行或則下行時(shí)，需讓電機(jī)改變轉(zhuǎn)速來達(dá)到迅速上升，平層時(shí)能及時(shí)減速。使升降機(jī)上升下降運(yùn)行過程中達(dá)到跟舒適的乘坐目的。</p><p>　　雖然變頻器調(diào)速是無級(jí)的，可以用外接電位器來進(jìn)行調(diào)速，但是為了在調(diào)速時(shí)的操作方法能夠基本和原來的拖動(dòng)系統(tǒng)操作方法上相同。所以，采用左、右各若干擋轉(zhuǎn)速的控制方式，</p&g

51、t;<p>　　所以在調(diào)速方案上可以直接根據(jù)臺(tái)達(dá)變頻器的設(shè)置說明，給定正常正反轉(zhuǎn)2個(gè)端口。根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定相應(yīng)的高速和低速2個(gè)端口的值。實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，舒適，安全的乘坐的目標(biāo)。</p><p><b>　　4硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　升降機(jī)的硬件系統(tǒng)由門廳信號(hào)、PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)等構(gòu)成。變頻器只完成調(diào)速的功能，而邏輯控制部分則通過PL

52、C來實(shí)現(xiàn)。PLC負(fù)責(zé)處理各種信號(hào)之間邏輯關(guān)系，PLC在向變頻器發(fā)出信號(hào)的同時(shí)，變頻器也會(huì)將自身的工作狀態(tài)反饋給PLC從而形成雙向聯(lián)絡(luò)的關(guān)系。此系統(tǒng)還需要制動(dòng)電阻，當(dāng)升降機(jī)減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)處于再生發(fā)電狀態(tài)，會(huì)向變頻器回饋電能，制動(dòng)電阻就用于抑制直流電壓的升高。</p><p>　　4.1變頻升降機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　升降機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力來自電動(dòng)機(jī)，一般會(huì)選11KW或15KW

53、的異步電動(dòng)機(jī)（原則上由不同的載重能力來選用不同的功率的電機(jī)）。曳引機(jī)的作用有三個(gè)：一個(gè)是通過變頻器進(jìn)行對(duì)升降機(jī)上升下降的調(diào)速，二是起到驅(qū)動(dòng)曳引鋼絲繩，三是在升降機(jī)停車時(shí)通過抱閘等方式實(shí)施制動(dòng)。為了加大升降機(jī)的載重能力，升降機(jī)轎廂的另一端則加裝了配重裝置，配重的重量的是根據(jù)升降機(jī)載重的大小來決定的。</p><p>　　這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就可以使升降機(jī)的載重能力大大的提高，在升降機(jī)空載上行或空載下行運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載最

54、大。所以為了滿足乘客在乘坐升降機(jī)時(shí)的舒適感，就要求電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載情況下都能有良好的調(diào)速性能并且能夠準(zhǔn)確停車。所以為了能夠滿足這些要求利用變頻器來控制電動(dòng)機(jī)是最合適的。變頻器不但可以提供非常良好的調(diào)速性能，而且能大量節(jié)約電能。所以變頻器調(diào)速在升降機(jī)的控制系統(tǒng)中使用非常廣泛。</p><p>　　4.2 升降機(jī)PLC的I/O接線圖</p><p>　　圖4-1為PLC的外部I/O口的接線圖&

55、lt;/p><p>　　圖4-1外部I/O口接線圖</p><p>　　從上圖中可以看出我們?cè)谠O(shè)計(jì)上，除了需要合理分配PLC控制系統(tǒng)的I/O接線口，而且還在轎廂的驅(qū)動(dòng)電機(jī)上做了一個(gè)電磁抱閘的設(shè)計(jì)。防止在電梯突然斷電的情況下出現(xiàn)安全事故。在變頻器上，連接了4個(gè)多段速端口，分別是控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、高速指令端口以及低速指令端口。這樣就可以良好的通過變頻器控制轎廂平穩(wěn)的上下運(yùn)行。</p>

56、<p>　　4.3 機(jī)型選擇及I/O分配</p><p>　　由于課題要求選用三菱FX2N系列產(chǎn)品。所以首先要列出被控制對(duì)象輸入輸出的設(shè)備和名稱，并根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)，最后根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的數(shù)據(jù)，要增加10%～20%的可擴(kuò)展的余量。最終才能確定輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)數(shù)據(jù)。</p><p>　　4.4輸入的模塊選擇</p><p>　　PLC的輸入模塊主要是

57、用來檢測(cè)來自現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的輸入信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可處理的信號(hào)。輸入信號(hào)及對(duì)應(yīng)分配地址如表4-2所示。</p><p>　　表4-2 輸入信號(hào)及地址分配</p><p>　　4.5輸出的模塊選擇</p><p>　　PLC輸出模塊的主要功能是將內(nèi)部的輸出的電平信號(hào)，在輸出之前轉(zhuǎn)換成可對(duì)應(yīng)匹配外部設(shè)備的控制信號(hào)。輸出信號(hào)及地址分配如表4-3所示。</p

58、><p>　　表4-3輸出信號(hào)及地址分配</p><p>　　由上表的統(tǒng)計(jì)可得出本次設(shè)計(jì)的三層升降機(jī)有23個(gè)輸入信號(hào)，19個(gè)輸出信號(hào)，考慮到需要留有余量，所以選擇FX2N—64MR—D（32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)輸出）的PLC。</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1程序流程圖

59、</b></p><p><b>　　圖5-1程序流程圖</b></p><p>　　5.2梯形圖程序設(shè)計(jì)</p><p>　　三層升降機(jī)的控制系統(tǒng)梯形圖以及工作原理分析</p><p>　　1.對(duì)升降機(jī)的開門環(huán)節(jié)控制梯形圖，設(shè)計(jì)了手動(dòng)和自動(dòng)2種方式，如圖5-2所示。</p><p>

60、　　圖5-2開門環(huán)節(jié)梯形圖</p><p>　　手動(dòng)開門的控制過程：當(dāng)有乘客按下開門按鈕SB1時(shí)，觸點(diǎn)X0就會(huì)接通，PLC就會(huì)對(duì)Y0發(fā)出對(duì)應(yīng)指令接通Y0，同時(shí)梯形圖中的Y0自鎖觸頭也會(huì)閉合。電動(dòng)機(jī)就會(huì)根據(jù)PLC的指令開始啟動(dòng)并且開始正轉(zhuǎn)，轎廂門就會(huì)開始打開。</p><p>　　在轎廂門開門到位以后，轎廂門上安裝的行程開關(guān)SQ1就會(huì)觸發(fā)，就會(huì)使對(duì)應(yīng)設(shè)置的常閉觸點(diǎn)X2斷開。這樣的話Y0就會(huì)斷

61、開了，轎廂的開門動(dòng)作就會(huì)停止，以上就是升降機(jī)的手動(dòng)開門過程。</p><p>　　升降機(jī)自動(dòng)開門過程：在升降機(jī)運(yùn)行到某一層的時(shí)候，就會(huì)觸發(fā)該樓層接近開關(guān)，并且需要該樓層有人召喚電梯，觸頭就會(huì)相繼閉合，所設(shè)置的時(shí)間繼電器T52就會(huì)開始接通并且記時(shí)，在延時(shí)3S之后，T52觸電就會(huì)閉合。就會(huì)使Y0接通，轎廂門就會(huì)開始打開，當(dāng)開門到位以后所設(shè)置的開門到位常閉觸點(diǎn)就會(huì)斷開，轎廂就會(huì)停止開門。以上開門過程就結(jié)束了。</

62、p><p>　　2.對(duì)升降機(jī)的關(guān)門控制梯形圖，本次設(shè)計(jì)也設(shè)置了手動(dòng)自動(dòng)2種情況，如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3關(guān)門環(huán)節(jié)梯形圖</p><p>　　升降機(jī)的手動(dòng)關(guān)門過程：在乘客按下關(guān)門按鈕的時(shí)候，就會(huì)使對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)X1閉合，隨后線圈Y1就會(huì)接通，同開門環(huán)節(jié)一樣設(shè)置的Y1自鎖觸點(diǎn)也會(huì)接通進(jìn)行自鎖閉合，電動(dòng)機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，轎廂門就會(huì)開始關(guān)閉。</p>

63、<p>　　在轎廂門關(guān)門到位時(shí)，所設(shè)置的常閉觸點(diǎn)X3即關(guān)門到位行程開關(guān)就會(huì)斷開，線圈Y1就會(huì)斷開，轎廂門關(guān)門動(dòng)作就會(huì)停止，以上為升降機(jī)手動(dòng)關(guān)門動(dòng)作。</p><p>　　轎廂門的自動(dòng)關(guān)門，是通過定時(shí)器T53來完成。當(dāng)轎廂門開門結(jié)束后，所設(shè)置的開門到位繼電器常開觸點(diǎn)就會(huì)閉合T53觸點(diǎn)隨之接通，在延時(shí)5S后T53就會(huì)自動(dòng)閉合，Y1就會(huì)得電，電機(jī)就會(huì)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，轎廂門就會(huì)進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作。為了在轎廂關(guān)門時(shí)，保證

64、乘客的人身安全，所以門的兩側(cè)各安裝一個(gè)紅外線檢測(cè)裝置。如果在轎廂進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作的時(shí)候，門之間有阻礙物，就會(huì)立即使2個(gè)紅外傳感器對(duì)應(yīng)常閉觸點(diǎn)斷開，轎廂就會(huì)暫停關(guān)門，同時(shí)M0輔助繼電器接通，T51也同時(shí)開始記時(shí)，在2S以后觸點(diǎn)T51閉合，轎廂的關(guān)門動(dòng)作就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。</p><p>　　3.升降機(jī)在到層時(shí)亮燈的動(dòng)作過程以及梯形圖：</p><p>　　圖5-4升降機(jī)到層亮燈梯形圖</p&g

65、t;<p>　　升降機(jī)在每層都設(shè)有接近開關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)各層指示燈不會(huì)同時(shí)亮起，因此引入了其他樓層的燈信號(hào)輸出端口，作為常閉觸電。這樣各層的燈信號(hào)之間都是互鎖的，當(dāng)升降機(jī)到達(dá)某一層之后，只有對(duì)應(yīng)的樓層的指示燈會(huì)亮起。</p><p>　　4.升降機(jī)的各層外呼指示燈的控制梯形圖：</p><p>　　圖5-5升降機(jī)到層呼叫燈梯形圖</p><p>　　當(dāng)在某

66、一層有乘客呼叫升降機(jī)，只要按下該層的外呼按鈕，就會(huì)使該層的相對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)閉合，同時(shí)對(duì)應(yīng)樓層的指示燈就會(huì)點(diǎn)亮。</p><p>　　指示燈會(huì)一直點(diǎn)亮，直到升降機(jī)的轎廂觸動(dòng)了呼叫層的行程開關(guān)，觸頭就會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)動(dòng)作，觸頭就會(huì)斷開，該層的指示燈就會(huì)熄滅。</p><p>　　5.升降機(jī)的啟動(dòng)變速控制和上行下行控制。</p><p>　　圖5-6升降機(jī)上下行變速控制梯形圖<

67、;/p><p>　　在升降機(jī)的上行下行判斷上，可以在轎廂運(yùn)行時(shí)使用Y20和Y21的狀態(tài)，來反映出升降機(jī)的上行還是下行。在系統(tǒng)確定轎廂的運(yùn)行方向以后，在轎廂關(guān)門到位以后，升降機(jī)就會(huì)根據(jù)系統(tǒng)要求運(yùn)行。</p><p>　　升降機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行之后，T3就會(huì)開始自動(dòng)計(jì)時(shí)，在2S過后升降機(jī)就會(huì)進(jìn)入加速運(yùn)行的狀態(tài)，在轎廂要接近目標(biāo)樓層時(shí)，就會(huì)觸動(dòng)目標(biāo)樓層的接近開關(guān)，升降機(jī)就會(huì)減速，在觸動(dòng)到對(duì)應(yīng)樓層的停止行程

68、開關(guān)以后，轎廂就會(huì)停止運(yùn)行，在到達(dá)目標(biāo)樓層以后就會(huì)停層。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過使用變頻器和PLC的控制系統(tǒng)，提高了升降機(jī)在運(yùn)行過程中的平穩(wěn)性和安全性。由于整個(gè)系統(tǒng)都是通過PLC實(shí)現(xiàn)邏輯控制的，所以升降機(jī)的控制系統(tǒng)在操作和維護(hù)方面很便捷。而且PLC控制系統(tǒng)在相對(duì)與其他硬件接線系統(tǒng)控制電路，簡化了許多，而且編程簡單

69、，節(jié)約了許多中間繼電器，節(jié)約了成本和接線。而且PLC所使用的軟控制方式，在電路的邏輯更改上提供了便利。</p><p>　　在調(diào)速方案上使用的是變頻器，通過改變電機(jī)的供電頻率，對(duì)升降機(jī)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)速，使升降機(jī)在運(yùn)行過程中更加的穩(wěn)定安全。基于以上結(jié)論本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

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77、t;b>　　致謝</b></p><p>　　本次論文的課題研究，通過查閱大量資料收集記錄其他文獻(xiàn)的寶貴研究經(jīng)驗(yàn)，在導(dǎo)師楊聲云細(xì)心的指導(dǎo)下完成。在設(shè)計(jì)過程中，導(dǎo)師在程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)分析，以及在最后的論文撰寫上給我提出了許多寶貴的意見以及建議。在本次論文完成的過程中也得到周邊同學(xué)和學(xué)長的不少幫助，幫我查漏補(bǔ)缺。在此，感謝所有在我論文撰寫過程中，給我提供幫助的老師、同學(xué)、學(xué)長。</p>