升降机的自动控制.doc

 PAGE 16 前言 1. 课题的必要性与发展概况 进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对升降机的安全 性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。可编程序控制器(PLC)是 根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的 电子装置。鉴于其种种优点，目前，升降机的继电器控制方式已逐渐被 PLC 控制代替。同 时，由于电机交流变频调速技术的发展电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交 流变频调速。因此，PLC 控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。 PLC 是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方 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。 升降机采用了 PLC 控制，用软件实现对升降机运行的自动控制，可靠性大大提高。控 制系统结构简单，外部线??简化.另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动 检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的 发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和 改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、 高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有 发展前途的调速方式。 变频调速升降机使用了先进的 SPWM 技术，明显改善了升降机运行质量和性能;调速范 围广、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，几乎可与直流电机媲美。同时明显 改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因数，节能显著。 MCGS(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造 和生成计算机监控系统的组态软件，能够在 Windows 平台上运行。通过对现场数据的采集 处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。 向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用 windows 图形功能完备、界面一致性好、 易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着 更广泛的应用。本文利用 MCGS 组态软件检验电梯 PLC 控制系统的运行情况。 2．方案选择 本设计通过多种方案的比较和对照，完成了升降机控制系统中变频器和可编程控制器 的选择。 2. 1 变频器的选择 随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速已应用到许多领域，由于变频调速的诸 多优点，使得交流变频调速在升降机行业也得到广泛应用。目前，有为升降机控制而设计 的专用变频器，其功能较强，使用灵活，但其价格昂贵。因此，本设计没有采用专用变频 器，而是选用了通用变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的 控制效果。 目前，市场流行的通用变频器的种类繁多，而电升降机行业中使用的变频器的品牌也 不少，其控制系统的结构也不尽相同，但其总的控制思想却是大同小异。 升降机的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选 择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证升降机按理想的给定速度曲线 运行，以改善升降机运行的舒适感;另外，由于升降机在建筑物内的耗电量占建筑物总用 电量的相当比例，因此，升降机节约用电日益受到重视。考虑以上各种因素，本设计选用 安川 VS-61665 型全数字变频器，它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一 系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗， 特别适合升降机类负载频繁变化的场合。 2. 2 可编程序控制器(PLC)的选择 根据选择的轿厢楼层位置检测方法，要求可编程控制器必须具有高数计数器。又因为 升降机是双向运行的，所以 PLC 还须具有可逆计数器。综合考虑后，本设计选择了日本三 菱公司生产的 FX 系列机。FX 系列机具有体积小，功能较强，价格便宜，使用灵活、方便 等优点。本设计按三层的升降机考虑。 3．系统硬件设计 3. 1 变频器参数设置 参数设置原则:(1)为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其速度环的比例系数宜小 些，而积分时间常数宜大些;(2)为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要 尽可能低些，以减小停车冲击;(3)零速一般设置为 Oft，带速抱闸将影响舒适感;(4)变频 器其他常用参数可根据电网电压和电机铭牌数据直接输入。 3. 1. 1 变频器容量计算 变频器的功率可根据曳引机电机功率、升降机运行速度、升降机载重与配重进行选取。 设升降机曳引机电机功率为 P1 升降机运行速度为 v，升降机自重为 w1，升降机