基于PLC的并联电梯设计.docx

摘要近年来,随着电梯技术的不断开展，电梯控制功能也不断的提高。作为电梯控制系统中核心器件PLC都具有通讯和联网的功能，很容易实现PLC之间的1:1或1：N链接功能，通过串行通讯的方式实现PLC之间的数据交换与共享。并联电梯控制是一种较为复杂的控制方式，两台电梯在运行时，PLC共享厅外召唤信号，并以串行通讯的形式将电梯运行状态、电梯位置等信息互相传递。协调运行，实现高效、节能运行。如图1所示。采用两台PLC控制，其中一台作为主机，另一台作为从机。主机采集厅外信号并产生运行信息和调度决策，控制本梯运行，并同时将本梯的各种信息传送给从机，该方法降低了系统硬件本钱，提高了系统的可靠性。AbstractInthispaper,itintroducedthePLCintheparallelelevatercontrol.TwoPLCcontrolparallelelevator,use1:1modetoadoptlinkWay,constitutedthetwo-PLCcontrolsystem,realizingtheex-changeofinformationbyserialcommunication,therealizationoftwoparallelschedulingcontrolofthetwoelevatorimprovedtheoperatingefficiencyoftheelevator,atthesametime,increasedsystemreliability.Keywords!ParallelControlElevatorPLCEnergyConservation.目录第1章绪论21.1 课题背景2电梯并联控制简单描述2电梯并联控制的前景错误!未定义书签。1.4 此课题的研究意义3第2章电梯的结构与原理5电梯筒介5电梯的分类错误!未定义书签.电梯的结构错误!未定义书签.电梯的控制系统错误!未定义书签。第3章电梯的控制方式错误!未定义书签。电梯的集选控制算法错误!未定义书签。3.2 基于PLC的电梯集选控制系统9第4章电梯并联调度研究错误!未定义书签。两台电梯并联调度算法12两台电梯的并联调度算法特例13第5章PIC控制的双并联电梯系统的设计15欧姆龙PLC15电梯PLC并联控制体系结构16电梯双台井联程序设计19结论错误!未定义书签。致谢25参考文献25第1章绪论1-1课题背景电梯作为垂直方向的交通工具，在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。电梯控制系统目前多采两种方式，一是PLC控制系统，二是微机控制系统。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的缺乏之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而PLC主从式通信的电梯并联控制系统由于运行可靠，容易实现，使用维修方便，抗干扰性强等优越性，成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。PLC是以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，它既能改造传统的机械产品成为机电一体化新一代产品，又适用于生产过程控制，凭借其卓越的可靠性、抗干扰性和可编程性，目前已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中。本设计就是在用PLC控制变频调速，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。由于电梯拖动技术从直流电动机驱动，到交流单速、交流双速电动机驱动，到交流调压调速(ACVV)控制，交流调压调频调速(vvvF控制，使得电梯控制技术不断成熟，加上电子技术、电子计算机技术、自动控制技术在电梯中的广泛应用，使电梯运行的可靠性、平安性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、减少噪声等方面都有了极大改善。70年代，特别是1973年以来，电梯控制柜的控制电路逐渐从模拟电路向数字化电路开展，数字技术显著提高了电梯的可靠性和运性精度。70年代末到80年代初，高速无齿轮和有齿轮快速电梯都应用微机作为控制的主要部件，而且每部电梯使用的微机不止一部。80年代，大功率晶体管模块的问世以及微机和数字调节技术的不断成熟，人们利用P9VM(脉宽调节)技术来控制换流器，实现对电梯中交流电动机进行调压调频(VVVF),到达线性调速的目的。自80年代中期，VVVF控制的电梯先后由美国奥的斯、日本三菱等电梯公司相继开发并逐步推向市场。90年代，VVVF拖动系统得到较快开展，其许多技术、经济指标，明显优于其它电梯控制系统。由于变压变频调速(VVVF)的良好特点，目前新制造的电梯都实现了调压调频调速控制。然而随着当前高楼大厦涌现，单台电梯不可能能满足高楼的人流需求。如果采用多台电梯单独运行必然导致资源的极大浪费，电梯群控为满足这种需求己经在建筑行业中悄然兴起。电梯群控系统(EleVatOrGroupControlSystem,简记为EGCS)采用优化的控制策略来协调多台电梯的运行，以提高电梯运行效率和效劳质量。电梯并联控制简单描述两台电梯并联控制或是多台电梯群控，其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个层楼的厅外呼梯信号，并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。据一些资料数据显示，电梯并联后的运送能力提高了2O%3O%左右。减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间，因而在上、下班客流量的顶峰时段，乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后，电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗。电梯并联控制的前景由于PLC采用循环扫描的工作方式，即"串行"工作方式，与继电器控制的"并行"工作方式不同，克服了继电器触点的竞争和时序失配的问题，具有较强的抗干扰能力。PLC把传统的继电器控制逻辑变为程序控制逻辑，其内部继电器可以代替所有用于逻辑控制的中间继电器，使电梯控制系统的噪声大大降低，控制柜的体积大大缩小。而且，在电梯的各个控制环节大量地使用通信技术，以简化布线，提高了控制质量。在实际的工程中，双梯并联控制的成功案例己经出现，并受到业界关注。最早的电梯并联的案例是1985年8月，中国迅达上海电梯厂试制成功两台并联/s高速电梯，安装在上海交通大学包兆龙图书馆。近年来，随着电梯行业的开展，电梯并联控制和群控功能也己经成为各种电梯控制器的必备功能，包括采用PLC和各种电梯专用控制板。各个厂家的PLC大多具有本系列PLC之间进行通信、联网的功能，如欧姆龙PLC的I：IPLC-LINK或1：N链接功能和三菱PLC的I：1链接或N：N链接，都可以将本公司的PLC通过串行通信的方式进行连接组网，非常简单地就可以实现PLC之间的数据交换与共享。对于电梯专用控制板，如DP-3000系列全电脑控制智能型串行通讯电梯专用控制器，同样具有并联、群控及远程监控功能。在实际应用中，实现电梯的并联控制有两个方向。一是使用一台PLC控制两台电梯，实现双梯并联。二是在两台PLC之间使用串行通信方式连接，两台PLC共享一局部数据存储区，进行数据交换，从而实现电梯的并联运行。其中，第二种方案应用较多，也是本课题的研究方向，其结构原理如图1-1所示。两台PLC共享厅外召唤信号，并以串行通信的形式将电梯运行状态、电梯位置等信息互相传递。在双方PLC接到上述信息后便进行厅外呼梯信号的登记与消除，并产生运行决策和调度决策，控制本梯运行，并同时将本梯的各种信息回送给对方PLC,协调运行。该方法降低了系统硬件本钱，可节省大量的电缆材料，给电梯的并联改造和电梯的维护带来很大的方便，提高了控制系统的运行效率，节能效果显著。图1.1电梯并联控制系统此课题的研究意义本课题的主要任务是设计一套11层的电梯集选控制程序。在此根底上，应用1：1PLC-LINK通信功能，设计出两台电梯并联的控制程序。使用欧姆龙两台CQM1H型PLC分别控制两台电梯的运行，实现两台电梯的并联控制。两部电梯在运行时相互协调，实现高效、节能的运行目的。电梯并联控制是一种较为复杂的控制方式。通过本课题的研究，希望可以找到适合电梯并联运行的调度算法，摸索出一套切实可行的电梯并联运行的解决方案，能够在电梯并联控制的程序设计方面获得一些经验，给其他从事电梯并联控制或电梯群控技术研究的企业和个人提供一些参考和借鉴。第2章电梯的结构与原理电梯简介电梯，是指动力驱动，利用刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道。参考国务院2023年549号令。乘客电梯，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的平安设施以及一定的轿内装饰。载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。车辆电梯，用作装运车辆的电梯。船舶电梯，船舶上使用的电梯。建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯、斜行电梯、核岛电梯等。按额定速度分类电梯无严格的速度分类，中国习惯上按下述方法分类。低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯。中速梯，常指速度在1.002.00ms的电梯。高速梯，常指速度大于2.00ms的电梯。超高速梯，速度超过5.00ms的电梯。随着电梯技术的不断开展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。按驱动方式分类交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2,00ms以上。液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。直线电机驱动的电梯，其动力源是直线电机。电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已根本绝迹。按控制方式分类手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。集选控制电梯，是一种在信号控制根底上开展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。并联控制电梯，23台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮,电梯本身都具有集选功能。群控电梯，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式空间机房局部、井道及底坑局部、轿厢局部、层站局部。系统曳引系统：曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。导向系统：导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。轿厢：轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的