单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,毕业辩论,03机电3班 黄杨,8层8站人货两用电梯PLC改造,指导老师：赵建伟,第一章 绪 论,电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。,目前，我国各用户单位所使用的电梯中，有一局部是90年代以前生产的国产电梯，这些电梯根本都未采用调压调频调速控制(VVVF)技术，它采用的是接触器-继电器控制系统，而接触器-继电器控制系统复杂、故障率高、平安性能差。,如果要把这些旧电梯拆出，重新安装新电梯，不仅受建筑物的限制，而且工程量大，投资大。,鉴于此种现状，在节约资金，充分发挥设备利用率的情况下，电梯设备的技术改造已被提上议事日程。,所谓技术改造，即是在花费少量资金的前提下，在电梯设备原有根底上去除一些陈旧、落后的部件，而以新部件取而代之，使电梯的性能及功能得到完全改善。为大面积降低电梯运行故障率，提高可靠可靠性及可维修性，对电梯设备控制及驱动系统加以更新是电梯技术改造最为重要的内容。,VVVF电梯，采用交流单速电动机，通过对交流电动机调节供电电 压、供电频率来调节电动机的转速到达线性化，将交流电动机转速运行曲线线性段区域扩大。由于系统采用了微机全数字化控制，使电梯平层精度到达毫米级.并目绝对保证电动机零速下闸，舒适感非常好。,PLC+VVVF模式为当今各电梯技术改造部门广泛应用，采用PLC对电梯控制系统进行改造，用变频器对传动局部进行改造。改造后电梯启动平稳、乘坐舒适、平安性能好、调试维护方便、故障率低。所以运用调压调频调速技术对老式电梯进行改造，就有很大的市场，且具有经济和社会双重效益。,在经济效益方面，电梯改造的投入相对节约了很多投资，如果撤除一台旧电梯，换上一台新电梯，工程费用、电梯费用很高，而改造一台电梯那么节约很大的投资。,在社会效益方面，对旧电梯进行VVVF改造，增强舒适感，降低噪声，节约能源，保证乘客的平安，同时很好的利用了原电梯的曳引机、导轨、轿厢、层门等耐用设备。加上，改造一台电梯工期为半个月，而一台新电梯从订货、制造到运输、安装、调试至少半年，这会给业主带来很大的不便。所以电梯的技术改造具有十分重要的意义。,1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题,1.1.1 电梯继电器控制系统的优点,所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。,系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。,大局部电器均为常用控制电器，更换方便，价格较廉价。,多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，己形成系列化产品，技术资料图纸齐全，熟悉、掌握的人员较多。,电梯继电器控制系统存在的问题,系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。,普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。,电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。,系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。,由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高;而且检查故障困难，费时费工。,1.2可编程序优势、特点及控制器的功能,可编程控制器以体积小、功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是现在，由于信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业。,可编程控制器的优点,可靠性高，抗干扰能力强,通用性强，使用方便,采用模块化结构，使系统组合灵活方便,编程语言简单、易学，便于掌握,系统设计周期短,对生产工艺改造适应性强,安装简单、调试方便、维修工作量小,1.3 电梯变频调速控制的特点:,随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速开展，交流变频调速技术的开展也十分迅速。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平稳性能、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开展前途的调速方式。,变频调速电梯的特点:,变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小，结构简单，维护方便、可靠性高、价格低等优点。,变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，己逐渐取代直流电机调速。,变频调速电梯使用先进的SPWM和SVPWM技术，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，节能明显。,第二章 电梯设备及与电梯开展动态,2.1电梯的根本结构,曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯。其根本的机械结构主要包括：曳引系统、导向系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、平安保护系统。,图3-1是电梯的拖动示意图，图中可见电梯的轿厢及配重分系在钢丝绳的两端，钢丝绳跨挂在曳引轮上，曳引轮经减速机构由电机拖动，形成轿厢的上下运动。,图3-1 电梯拖动示意图,1-电动机；2-减速结构；3-曳引轮；4-钢丝绳；5-轿厢；6-对重,曳引系统,曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。,曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的主拖动机械，驱动电梯的桥厢和对重装置作上、下运动。,曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重或者两端固定在机房上，依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。,导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。,2.1.2 导向系统,导向系统由导轨、导轨架和导靴等组成。它的作用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。,导轨 导轨固定在导轨架上，导轨架是承重导轨的组件，与井道壁联接。,导轨架 它固定在井道壁或横梁上，是支撑和固定导轨用的,导靴 分固定导靴、滑动弹簧导靴和胶轮导靴。导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。,门系统,门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。,轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。,层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。,开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启动、关闭的动力源。,2.1.4 轿厢,轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。,2.1.5 重量平衡系统,重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和局部的额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。,电力拖动系统,电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反响装置、调速装置等组成，对电梯实行速度控制。,曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直流电机。,2.1.7 电气控制系统,电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。,操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。,控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成，是电梯实行电气控制的集中组件。位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。,选层器能起到指示和反响轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。,2.1.8 平安保护系统,平安保护系统包括机械和电气的各类保护系统，可保护电梯平安使用。,机械方面的有：限速器和平安钳起超速保护作用；缓冲器起冲顶和撞底保护作用；还有切断总电源的极限保护等。,2.2 国内电梯的开展动态,目前我国已经成为全球最大的电梯市场。我国电梯行业也已经具备了很强的生产能力，而且国产电梯的技术水平和产品质量也正在稳步提高。,电梯开展的趋势如下：,电梯智能群控系统,蓝牙技术在电梯上的应用,绿色电梯,超高速电梯,第三章 变压变频调速(VVVF),电梯交流调速系统的类型一般可分为变极调速、变压调速和变频变压调速3种。,由于变压变频调速系统在调速时，转差功率保持不变，所以它在各种异步电动机调速系统中是效率最高，性能也最好的。当前，变压变频调速已经是电梯调速方式中应用最为广泛的调速方法。,3.1 交流变压变频调速的根本原理,异步电动机的转速：,当传差率S变化不大时，S1，因此，N根本上正比于。所以，要改变交流电动机转速，只需改变定子频率即可。但是，在改变转速的同时，希望励磁电流和功率因数根本保持不变。磁通太弱，那么没有充分利用铁芯，电机容许的输出转速下降，电机的功率得不到充分利用而浪费。,假设增大磁通，将引起磁路过分饱和而使励磁电流增加，功率因数降低，严重时会因绕组过热而损坏电机.,在交流异步电动机中:,对于固定电机，定子每相绕组串联匝数、基波绕组系数为 常量，因此，要想在改变定子频率时候，磁通保持不变，只需同步地改变定子每相的气隙磁通感应电势，使,然而，绕组中的感应电势是难以直接控制的，当电势较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，此时定子相电压等于感应电势。从而我们认为当定子相电压与频率成比正比例函数时，磁通根本恒定。,但是，当频率较低时，和都较小，定子绕组的漏磁阻抗压降不能忽略，此时可以简单地把电压适当抬高，以便近似地补偿定子压降。,在电梯的变频调速系统中，电机的实际最大转速为其额 定转速，因此，电梯的变频调速属“恒转矩调速。,从上面的分析可看出，只有同时改变电源的电压和频 率，才能满足变频调速的要求。这样的装置统称为变压变频装置，即VVVF装置(VVVF是英文Variable Voltage Variable Frequency的缩写)。,3.2 变压变频装置分类,从结构上分，变频装置可分为间接变频和直接变频两类。,从变频电源的性质分，无论是直接变频，还是间接变频，又都可分为电压源变频器和电流源变频器。,3.3 交流变压变频调速电梯(VVVF)的优点,变压变频调速技术(简称VVVF)，即根据交流电动机的动态数学模型，采用坐标变换的手段及磁通矢量合成的原那么，利用正弦PWM脉宽调制将现行的工频交流电变换成大小和频率同时改变的交流电压去驱动异步电动机而到达调节电动机运转速度以提高电梯动态性能的目的。,第四章 根本方案选择,通过多种方案的比较和对照，选择电梯控制系统中变频器和可编程控制器。,4.1变频器的选择,目前，市场流行的通用变频器的种类繁多，而电梯行业中使用的变频,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。本设计采用的是日本安川公司生产的61665系列变频器。,它具有以下优点：,使用简单,丰富的保护功能,除了原有变频器的保护功能外，还参加了一些电梯适用的保护功能，例如过速保护，电梯在运行至顶端站时，如果速度超过了正常运行时的速度，变频器会自动保护，并且使电梯运行至平层。,强大的电梯专用功能,有与电梯控制相适应的输入，输出信号。,楼层记忆功能，变频器可以根据平层信号自动记忆楼层数。,四种电梯专用运行方式：楼层距离学习方式、检修方式、减速点控制方式、复位运行。,4.2 可编程控制器PLC的选择,电梯PLC控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器。电梯运行过程中，轿厢所处楼层位置如何检测，PLC软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数，是电梯