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基于PLC的并联电梯设计.doc
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基于PLC的并联电梯设计.doc
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英文摘要
Abstract
In this paper,it introduced the PLC in the parallel elevater control.Two PLC
control parallel elevator,use 1:1 mode to adopt link Way,constituted the two-PLC
control system,realizing the ex-change of information by serial communication,the
realization of two parallel scheduling control of the two elevator improved the
operating efficiency of the elevator,at the same time,increased system reliability.
Key words:Parallel Control Elevator PLC Energy Conservation.
英文摘要
目录
第 1 章 绪论......................................................................................................................................1
1.1 课题背景............................................................................................................................1
1.2 电梯并联控制简单描述 ....................................................................................................2
1.3 电梯并联控制的前景 ........................................................................................................2
1.4 此课题的研究意义 ...........................................................................................................3
第 2 章电梯的结构与原理................................................................................................................4
2.1 电梯简介.............................................................................................................................4
2.2 电梯的分类.........................................................................................................................4
2.3 电梯的结构.........................................................................................................................5
2.4 电梯的控制系统 ................................................................................................................6
第 3 章 电梯的控制方式..................................................................................................................8
3.1 电梯的集选控制算法 ........................................................................................................8
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..............................................................................................................13
4.1 两台电梯并联调度算法 ..................................................................................................13
4.2 两台电梯的并联调度算法特例 ......................................................................................16
第 5 章 plc 控制的双并联电梯系统的设计..................................................................................18
5.1 欧姆龙 PLC ......................................................................................................................18
5.2 电梯 PLC 并联控制体系结构 ..........................................................................................21
5.3 电梯双台并联程序设计 ..................................................................................................25
结论..................................................................................................................................................42
致谢..................................................................................................................................................43
参考文献..........................................................................................................................................44
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
在一定的不足之处,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、安全性、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
数字化电路发展,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),达到线性调速的目的。
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 拖动系统得到较快发展,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(Elevator Group Control System,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
和服务质量。
1.2 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 20%~30%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
班客流量的高峰时段,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。
1.3 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已经出现,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 2.50m/s 高速电梯,安装在上海交通大学包兆龙图书馆。
近年来,随着电梯行业的发展,电梯并联控制和群控功能也已经成为各种
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 1:
1PLC-LINK 或 1:N 链接功能和三菱 PLC 的 1:1 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 共享一部分数据存储区,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成本,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
1.4 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。在此基础上,
应用 1:1 PLC-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。
厅外召唤
变
频
器
A
变
频
器
B
PG
M
M
桥内指令
A
桥内指令
B
PG
串行通信
PLC
A
PLC
B
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oligaga
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