基于PLC的电梯主拖动控制系统设计(附PLC原理图)☆

摘  要
针对现阶段电梯的发展趋势，本设计对电梯门机系统和电梯的进行了改进。电梯门机拖动的设计，包括两大部分即硬件设计和软件设计，使其运行安全可靠、性能稳定。 门拖动控制系统采用了当前最新的永磁同步伺服系统，使其沿给定门机曲线运行，并且选用了快速、安静、准确的开关电梯轿厢门和厅门。
本设计中电梯采用线性调速的调压调频调速 (VVVF)技术， VVVF电梯使用进行控制，对变频器，轿厢，曳引机等进行了选型设计，使电梯具有完善的自检测、自诊断、自保护功能，确保电梯运行的安全可靠。而且本电梯是按照理想的电梯运行曲线，通过矢量控制软件对电动机进行精确调节，因而电梯平稳、舒适。采用交流调压调频调速与同规格的传统电梯相比，可节能40%。
本设计的研究成果若在实际电梯工程中得到应用，必将取得良好的经济效益和社会效益。
关键词：调压调频调速； 可编程控制器（PLC）； 永磁同步电机； 电梯门机

ABSTRACT
The development trend of elevator for this stage, the design of the elevator door machine system and the elevator control system were improved. Elevator door driving control system design,including two major hardware and software which make it to be safe and reliable operation, stable performance. Door Drag control system used the current latest permanet magnet synchronous servo system, to make it along the curve of a given run, and choose a fast, quiet, accurate switch elevator car door and landing door. [来源：http://think58.com]
In the design, the elevator adopted linear speed of the voltage and variable frequency speed(VVVF) technology, VVVF elevator control using PLC, frequency converter, car of lift, tractor, etc, of the type design, so that the lift has a relatively perfect since the detection, self-diagnosis, self-protection to ensure safe and reliable elevator operation. Also the elevator complies with the ideal elevator running curve, through vector control sotrware for accurate adjustment, so the lift smooth and comfortable. Ac voltage and variable frequency speed control, which compared with the same size of the conventional elevator can be saving energy 40%.
If this design research project in the actual elevator has been applied, will achieve good economic and social benefits.
Keywords: VVVF; PLC; Permanent Magnet Synchronous Motor; Elevator Door Machine

PLC控制五层电梯
（1）    开始时，电梯处于任意一层；
（2）    当有外呼电梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，（轿厢门打开，延时10秒后自动关门）； [资料来源：http://www.THINK58.com]
（3）    当有内呼电梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，达到该楼层时，轿厢停止运行，（轿厢门打开，延时10秒后自动关门）；
（4）    如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门；
（5）    在轿厢运行过程中，即轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反方向外呼信号前方再无其他内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。例如，电梯轿厢在一楼，将要运行到三楼，在此过程中可以响应二层向上的外呼信号，但不响应二层向下的外呼梯信号。当达到三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。否则，电梯将继续运行至四层，然后向下运行响应三层向下外呼梯信号；
（6）    楼层位置的指示选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了；
（7）    一但曳引机出现意外，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引机惦记出故障而引发的不必要的麻烦 。

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门电动机、门电动机控制器、门电动机驱动装置、门结构(门系统机械部分)、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线和运行过程。 [来源：http://think58.com]
(1) 梯门电机控制系统这部分主要由门电机控制器、门电机驱动装置以及门电动机等组成。其中门电机控制器主要用来控制门电机，使其沿给定门机曲线运行，以快速、安静、准确的开关电梯轿厢门和厅门。这部分如同一个小型的电机拖动控制系统。
(2) 电梯的门结构此部分主要由门扇、导轨、厅门门锁等构成，目前主要采用单扇门和中分门两种结构。为了提高门系统的快捷性，高性能的电梯系统多采用中分门结构。其中门扇必须具有坚固、防火的特点；导轨用来支撑门扇，故必须表面光滑、坚固且足够大，以便门扇可靠的移动；厅门门锁必须满足安全要求，当门扇到达关门点时应及时的锁住门。这部分对乘客安全非常重要。
(3) 安全检测在电梯控制系统中，为了避免乘客被正在关闭的门扇伤害，在门系统中大都设置安全检测系统，以检测关门时是否还有乘客从电梯门上通过。当轿厢门正在关闭时，如果此时有乘客欲进、出入电梯轿厢(包括乘客位于轿厢门前某段距离或乘客阻挡轿厢门关闭)，则轿厢门应该停止关闭，且重新打开。轿厢门打开则不必有此过程。目前的安全系统主要大都采用光电式装置(如光敏元件)，也有的采用电磁式装置。
(4) 大厅内乘客检测系统在一些高性能的电梯系统中，都设置了大厅内乘客检测装置，确定乘客是否全部进入电梯。当乘客或物体仍在门检测区域内时，电梯的门系统能自动延时关门，确保乘客全部进入电梯。目前主要采用光电装置和红外光幕保护装置来检测乘客或物体。有的门机系统还采用热敏电磁装置和图像采集系统检测乘客或物体，由于受到性能和成本的限制，应用的并不多。

(5) 门过载保护装置有的门系统设有门过载保护开关装置，当电梯在开关门过程中，因轿厢门受阻而导致动作力矩过大，梯门会自动向反方向动作，从而达到保护门电机的作用。
(6) 速度曲线及运行过程电梯门机系统的速度曲线如图1-1所示。速度曲线大致可分为四个阶段：加速阶段、匀速阶段、减速阶段和厅门锁定阶段。tl-t2时间段为加速阶段；t2-t5为匀速阶段；t5-t 6为减速阶段；t6-t7为门锁定阶段。以关轿厢门为例，在t1时刻，门电机得到控制信号(一般为脉冲信号)，经过一段时间延迟，轿厢门开始动作，一直到t2时刻，此段时间为加速阶段，其运行距离一般较短。从t4开始到t5时刻，为匀速阶段。此时，如果有乘客在轿厢门前一定距离内或者在门扇中间阻挡轿厢门的关闭，则电机得到一个脉冲信号，则电机提前进入减速阶段，如t3-t4时刻所示，然后反转，轿厢门重新打开。直到全部乘客进入轿厢，从时刻t5 开始进入减速阶段。在t6时刻，轿厢门实际已经关闭。在t 6- t 7 的门锁定阶段电机继续转动，轿厢门被压紧，门刀关门同时通过机械结构关闭厅门直到t 7时刻，电机停止转动，门关闭过程结束。
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目  录        26000字
第1章    绪论    1
第1.1节    电梯的现状与发展趋势    1
第1.2节 电梯的分类    3
第2章    电梯系统综述    5
第2.1节    电梯的基本结构    5
第2.2节    电梯的控制方式    6
第2.3节    本电梯控制方式的特点    8
第3章    设计方案    11
第3.1节    电梯门机系统设计    11
第3.2节    电梯控制系统设计    19
第3.3节    电梯控制系统框图设计    22 [版权所有：http://think58.com]
第4章    系统硬件设计    24
第4.1节    可编程控制器（PLC）    24
第4.2节    变频器    25
第4.3节    电梯轿厢    26
第4.4节    电梯导轨    28
第4.5节    曳引机    33
第4.6节    钢丝绳    36
第4.7节    电梯门    38
第5章  系统软件设计    46
第5.1节 门控程序设计    46
第5.2节 主拖动系统设计    48
第六章    总结    59
参考文献    59
中英文翻译    59
致  谢    73

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