基于PLC的双速电机电梯控制系统设计.doc

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1、基于PLC的双速电机电梯控制系统设计电梯系统的总体控制方案电梯是现代高层建筑中必不可少的起重运输设备，本设计是采用PLC控制实现电梯运行中的各项控制要求。压缩模型是一个五层的客货两用电梯，采用交流伺服电动机作为拖动动力源，通过交流伺服电动机的正反转实现轿厢的上下运行。每一楼层均设有平层开关、上下行唤起信号按钮并设置有轿厢冲顶、冲底保护行程开关。运行中，轿厢开门，关门状态有不同的LED显示并采用七段LED数码管实现楼层显示。电梯模型与主控制器之间采用接插件连接。电梯运行状态由三档位钥匙开关实现，有司机

2、，无司机或检修选择并能按下消防按钮使电梯进入消防状态。整个电梯运行程序可分为以下几个阶段：确定运行状态—→确定运行方向—→自动关门—→起动运行—→停站—→自动开门本设计的电梯控制系统的要求如下：1.有司机，无司机或检修工作状态的要求以上三种状态可以通过三位钥匙开关选择以实现各自的控制要求。其主要区别是在有司机工作状态下通过上、下行启动按钮来控制电梯。而在无司机状态下电梯开门后约4—6s自动开门，无需按钮动作。在检修状态可以通过按钮实现电动开、关门。按下带锁消防按钮，电梯进入消防工作状态。按下超载保护

3、按钮或紧停按钮电梯便进入超载保护状态或启用急停保护功能。2.自动定向要求在有、无司机状态利用第一登记指令或召唤信号所指层楼数N（指）或N（召）与轿厢所处的层数N′（轿）进行比较，以此确定电梯当前的运行方向。若N〉N′则电梯上行，反之则下行。在有司机状态下，指令信号有优先权，即当电梯停站时，从电梯自动开门开始到自动关门结束前，指令信号优先于召唤信号，在这段时间内，召唤信号不参与定向控制。3.轿厢开门、关门要求电梯平层以后按下开门或关门按钮电梯自动开关门，如果无人按钮在延时一段时间后电梯自动开关门。4.

4、层楼控制要求通过层楼行程开关能反映并控制轿厢所处的层楼位，可采用七段数码管来显示。5.启动运行控制要求（1）有司机工作状态：在电梯确定运行方向后，按下运行方向按钮电梯便按程序自动关门启动运行，同时显示其运行状态。（2）无司机工作状态：在确定运行方向后，只要门已关闭电梯便自动运行并显示，无需按方向按钮。（3）检修工作状态：轿厢上下行只能通过上下行按钮点动完成，同时轿厢可以在任何位置停留。6.停站控制要求（1）指令信号停站：电梯运行中，当到达已登记层楼时，该层楼行程开关动作并起作用，电梯就立即停站。（2

5、）召唤信号停站：电梯上行时，顺向召唤信号从低到高逐一停站，而与运行相反的向下召唤信号登记并保留，在完成上行最后一个指令或召唤信号后，电梯下行并按已登记的下行信号从高到低逐一停站。反向召唤信号停站的处理原则是：只出现一个反向召唤信号，如电梯停在基站，三楼有召唤下行则电梯能在三楼停站。如果有多个反向召唤信号则最远反向召唤信号可以停站，其他信号被登记保留，在电梯反向运行中逐一执行[4]。7.指令信号的登记与消除要求指令信号的登记：当按下除停站外的某层楼按钮时，此指令信号被登记。指令信号的消除：电梯运行并到

6、达某层楼，该层指令信号消除。8.召唤信号的登记与消除要求召唤信号的登记：当按下除停站外某层楼召唤按钮时，此信号应被登记。召唤信号的消除：当电梯到达某层楼时，该层与电梯运行方向一致的登记信号即被消除。9.指令专用功能在有司机工作状态下，按下指令专用按钮，电梯不应答召唤信号，电梯只能根据指令信号停站，但召唤信号被登记。10.消防工作状态功能当按下消防工作状态按钮，电梯立即清除所有指令和召唤信号，立即关门返回基站，到达基站后恢复指令功能。11.超载保护功能按下此按钮，表示电梯超载，轿厢禁止关门并不能运行，

7、同时超载指示灯亮，直至超载消除方能正常运行。12.紧停功能当电梯出现意外故障时，如轿厢冲顶或冲底，该停站未停站时，管理人员应立即按此按钮使电梯停止运行。交流双速电机交流电动机具有结构紧凑、维护简单的特点。双速交流电动机拖动系统采用开环方式控制，线路简单，价格较低，因此目前仍在电梯上经常使用。交流电动机的调速方法主要是通过改变极对数的不同而得到不同的速度。由电机学原理可知，对于交流感应电动机的转速公式如下：（3.1）式中：——交流感应电动机的同步转速（r/min）；——交流感应电动机定子供电频率（1/

8、s）；——交流感应电动机的磁极对数；——转差率。从上式可见，改变磁极数就可以改变电动机的转速。电梯用的交流电动机有单速、双速及三速；双速的磁极对数一般为：4级和16极，6极和24极，少数也有4极和24极或6极和36极[7]。图3.1为4/2极的双速异步电动机定子绕组接线示意图。图（a）将电动机定子绕组的U1、V1、W1三个接线端接三相交流电源，而将定子绕组的U2、V2、W2三个接线端悬空，三相定子绕组接成三角形。此时每相绕组中的①、②线圈串联，电流方向如图（a）中箭头