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文档简介
安徽科技学院工学院 文献综述及外文翻译 (毕业论文设计) 题目 : 姓 名 : 学 号: 专 业: 班 级: 届 别: 指导教师: 2009 年 12 月 我国电梯现状与发展趋势 摘要 : 本文介绍了 PLC在三层电梯控制系统中的应用,该系统以 PLC为主控制器,采用集选控制方式,实现了三层电梯的基本功能。随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的,而呼叫是随机,电梯实际上是一个人机交互式的控制系统,单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的,因此,电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器( PLC)取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式,其原因在于生产规模较小,自己设计和制造微机控制装置成本较高;而 PLC可靠性高,程序设计方便灵活,抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点,所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。 电梯是高层建筑不可缺少 的运输工具,用于垂直运送乘客和货物,传统的电梯控制系统主要采用继电器 -接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。 关键词 : :电梯、 PLC 中国电梯行业发展现状及趋势分析 作为中国对外开放最早的行业,中国电梯业受到外资各种 “ 蚕食 ” 措施影响,原有的八大国企电梯品牌全军覆没,外资品牌垄断的市场份额曾经高达以上。近年来,一批民族电梯企业苦练内功,绝地反击,出现四分天下有其一的局面。目前,中国已成为全球电梯劲旅竞争的主战场,中 国电梯业目前面临行业的重新 “ 洗牌 ” ,民族自主品牌应利用国家政策支持、资本市场支持等多方面有利因素,逐鹿天下,加快赢得更多市场。 外资品牌超强垄断 自主品牌借力发展 改革开放初期,鉴于当时我国资金和技术双重匮乏的情况,国家决定引进外资,电梯业成为我国最早引进外资的行业。自年起,天津电梯厂、上海电梯厂、沈阳电梯厂等国内较大的电梯企业,全部与美国奥的斯、瑞士迅达、日本三菱等外资品牌合资合作,外资或合资品牌由此全面进入我国市场。 外资品牌在初期进入的时候,确实有其自身的技术、品牌优势和在我国 所享有的税收优惠等超国民待遇,迅速垄断了国内市场,在合资初期一定程度上抑制了我国民族品牌的发展。但外资品牌的进入对于促进我国电梯业的发展也起到了一定的促进作用,也加速了民族品牌企业的发展。比如在整机生产企业中,外资品牌的技术与管理理念让民族品牌提速发展;在电梯配套件企业中,从为外资品牌配套的过程中,也提高了配套水平。由于整机和配套技术的全面发展,使得电梯自主品牌全面发展。 业内人士也认为,电梯行业的特性,也形成一定的进入壁垒。整机制造商需要掌握的行业技术众多,对产品设计和制造、机电集成技术以及产品 的售后安装维保的要求高。进入电梯行业特别是整机制造领域,对产品开发、设计、管理和安装维保人员的专业素质要求都较高,需要一定时间的技术积累,在很大程度上形成了进入该行业的技术和人才壁垒。 同时,电梯作为终端消费品,品牌在市场竞争中的作用明显。品牌往往成为人们在选择电梯产品时的重要考虑因素,电梯生产企业要想建立良好的品牌并获得市场的认可,也必须经过市场一定时间的不断检验。 中国成为全球电梯制造中心和最大的电梯市场 近年来,我国电梯的出口年均增长率将保持在以上,电梯行业也逐步成为国内 比较重要的行业。中国电梯协会预测,未来五年内我国垂直电梯和扶梯市场国内市场和出口市场将分别占整个全球市场的和,我国在今后相当长的时间内仍将是全球最大的电梯市场,年产值超千亿元,电梯市场可谓前景广阔。 年,我国电梯产量超过万台,年增幅超过,产量超过了全世界电梯年产量的。国务院特种设备安全监察条例规定,特种设备的强制报废制度也为我国电梯改造市场带来了新的机遇。按国外电梯使用寿命惯例,一般日本系列电梯设计寿命为年,欧美电梯设计寿命为年,中国电梯的保有量已经超 过万台,专家预计今后每年大修改造以及已有建筑加装电梯的市场容量将保持在万台以上。 随着我国经济持续增长、城镇化建设的加速和房地产行业的进一步发展,城市轨道交通、机场、大型商场等城市建设投入的增加,电梯市场需求量因多方面需求得到迅速增长。目前市场份额中,外资品牌占国内电梯市场的左右的份额,民族自主品牌约占的市场份额。但我国民族自主品牌与外资品牌在资金和品牌上仍存在一定差距,自主品牌企业的发展还任重道远。 产业集群效应初显 自主品牌加速崛起 自上世纪 年代起,大量民营企业开始介入电梯行业,从为外资企业做配套或者与外资企业合资开始,在生产过程中不断学习和消化技术,借鉴外资企业带来的国际化技术标准、安装维保体系、管理模式等,自主品牌电梯在技术、质量、管理、服务上快速步入了国际化行列,逐步发展到目前占有一定的市场份额,开始打破了外资品牌的垄断地位,涌现出如康力电梯股份有限公司、江南嘉捷电梯股份有限公司、苏州市申龙电梯有限公司等自主品牌企业。从产业布局上看,我国电梯整机及零部件的制造基本集中在长三角、珠三角地区,其中长三角地区电梯生产总量占全国的以上。 江苏省吴江市地处沪、苏、浙交汇中心,是我国电梯生产的重要核心区域,全市拥有电梯整机生产企业家、配件企业家,形成了一个以吴江汾湖经济开发区为中心的电梯、扶梯及零部件产业集群,该产业集群已经列入江苏省个重点培育产业集群。 康力电梯是汾湖产业集群中具有代表性的品牌之一,公司从初期为外资品牌做配套开始,在较短的时间内形成了从研发、设计、制造到安装、维保等完整的业务链条,具备了自主研发能力,拥有成本、技术、网络、人才和国家政策支持等五大相对优势。年至连续四年成为自主品牌 销售额第一,成为为数不多可以与外资品牌在电梯市场进行竞争的民营企业,被中国电梯协会誉为 “ 中国电梯业的希望和骄傲 ” 。 政府支持力度的加大,为民族自主品牌电梯的成长创造了良好的发展空间。年,国家公布了自主创新产品政府首购和订购管理办法,明确了政府优先采购国内自主创新产品;年,国家出台了装备制造业的振兴计划,强调要 “ 依靠区域优势,发挥产业聚集效应,形成若干具有特色和知名品牌的装备制造集中地 ” 。这些政策的出台,都促进了民族电梯业的发展。如康力电梯中标苏州市轨道交通一号线全线车站台自 动扶梯工程,成为我国自主品牌中第一家中标城市轨道交通全线扶梯工程的企业。年月,康力电梯中标南昌昌北机场自动扶梯项目,也是自主品牌中第一家中标省会以上机场工程的企业。 伴随民族自主品牌技术水平的提升,客户对电梯产品认知的增加,以及国内采购者提高对电梯品牌的理性消费,电梯产品将如白色家电等一样,市场将会逐步倾向于价廉物美的自主品牌,未来十年内将能够占据国内市场的半壁江山。届时,我国振兴民族电梯产业的步伐才算是迈上新的台阶。 参考文献: 1 张正修 , 张镇 .模具产 业 的现状与发展 态势 J.五金 科技 , 2005:1-21 2 李发致编著 .模具先进制造技术 M.北京 :机械工业出版社 , 2003. 3 周永泰 .中国模具正在加速融入世界并实现国际共赢 J.模具工业 , 2006:1-6. 4 袁崇磷 .模具标准件的发展趋势及需要解决的问题 J.模具制造 , 2006: 1-2. 5 王秀彦 , 安国平 , 林道盛等 .激光模具表面强化的应用研究 J.锻压机械 , 2000: 3-6. 6 盛晓敏 , 邓朝晖 .先进制造技术 M.北京 :机械工业出版社 , 2000. PLC的现状与发展 一、 PLC 的来源 1、在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968 年美国 GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,使得电气控制功能实现的程序化,这就是第一代可编程序控制器,英文名字叫 Programmable Controller( PC)。 2、随着电子技术和计算机技术的发生, PC 的功能越来越强大,其概念和内涵也不断扩展。 3、上世纪 80 年代,个人计算机发展起来,也简称为 PC,为了方便,也为了反映或可编程控制器的功能特点,美国 A-B 公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器Programmable Logic Controller( PLC),并将 “PLC” 作为其产品的注册商标。现在,仍常常将 PLC 简称 PC。 4、上世纪 80年代至 90年代中期,是 PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为 3040%。在这时期, PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高, PLC 逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS系统 . 5、近年,工业计算机技术( IPC)和现场总线技术( FCS)发展迅速,挤占了一部分 PLC市场, PLC 增长速度出现渐缓的趋势,但其在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。 6、目前,世界上有 200 多厂家生产 300 多品种 PLC 产品,主要应用在汽车( 23%)、粮食加工( 16.4%)、化学 /制药 ( 14.6%)、金属 /矿山( 11.5%)、纸浆 /造纸( 11.3%)等行业。 二、典型的 PLC 产品 1、国外 施耐德公司, Quantum、 Premium、 Momentum 等; 罗克韦尔( A-B 公司), SLC、 MicroLogix、 Control Logix 等; 西门子公司, SIMATIC S7-400/300/200 系列; GE 公司 日本欧姆龙、三菱、富士、松下等。 2、国内 PLC 生产厂约 30 家,但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品,还有一部分是以 仿制、来件组装或 “ 贴牌 ” 方式生产 . 三、 PLC 在我国的应用 虽然我国在 PLC 生产方面非常弱,但在 PLC 应用方面,我国是很活跃的,近年来每年约新投入 10 万台套 PLC 产品,年销售额 30 亿人民币,应用的行业也很广。 在我国,一般按 I/O 点数将 PLC 分为以下级别(但不绝对,国外分类有些区别): 微型: 32 I/O 小型: 256 I/O 中型: 1024 I/O 大型: 4096 I/O 巨型: 8192 I/O 在我国应用的 PLC 系统中, I/O 64 点以下 PLC 销售额占整个 PLC 的 47%, 64 点 256 点的占 31%,合计占整个 PLC 销售额的 78%。 在我国应用的 PLC,几乎涵盖了世界所有的品牌,呈现八国联军的态势,但从行业上分,有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美 PLC 居多,小型控制系统、机床、设备单体自动化及 OEM 产品采用日本的 PLC 居多。欧美 PLC 在网络和软件方面具有优势,而日本 PLC在灵活性和价位方面占优势。 我国的 PLC 供应渠道,主要有制造商、分销商(代理商)、系统集成商、 OEM 用户、最终用户。其中,大部分 PLC 是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。 四、 PLC 发展的重点 1、人机界面更加友好 PLC 制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业,大大提高了其软件水平,多数 PLC 品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件,软件和硬件的结合,提高了系统的性能,同时,为用户的开发和维护降低了成本,使更易形成人机友好的控制系统,目前, PLC网络 IPC CRT 的模式被广泛应用。 2、网络通讯能力大大加强 PLC 厂家在原来 CPU 模板上提供物理层 RS232/422/485 接口的基础上,逐渐增加了 各种通讯接口,而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快,用户对开放性要求很强烈,现场总线技术及以太网技术也同步发展。如罗克韦尔 A B 公司主推的三层网络结构体系,即 EtherNet、 ControlNet、 DeviceNet,西门子公司在 Profibus-DP 及 Profibus-FMS网络等。 3、开放性和互操作性大大发展 PLC 在发展过程中,各 PLC 制造商为了垄断和扩大各自市场,处于群雄割据的局面,各自发展自己的标准,兼容性很差,这给用户使用带来不便,并增加了维护成本。开放是发展的趋 势,这已被各厂商所认识,形成了长时期妥协与竞争的过程,并且这一过程还在继续。开放的进程,可以从以下方面反映: 1) IEC 形成了现场总线标准,这一标准包含 8 种标准,虽然有人说,多种标准就是没有标准,但必竟是一个经过困难的争论与妥协的成果。标准推出后,各厂商纷纷将自己的产品适应这些标准,或者开发与之相应的新产品。 2) IEC 制订了基于 Windows 的编程语言标准 IEC61131-3,它规定了指令表( IL)、梯形图( LD)、顺序功能图( SFC)、功能块图( FBD)、结构化文本( ST)五种编程语 言。这是以数字技术为基础的可编程序逻辑控制装置在高层次上走向开放性的标准化文件。虽然PLC 开发上各工具仍不兼容,但基于这些标准的开发系统,使用户在应用过程中,可以较方便地适不同品牌的产品。 3) OPC 基金会推出了 OPC( OLE for Process Control)标准,这进一步增强了软硬件的互操作性,通过 OPC 一致性测试的产品,可以实现方便的和无缝隙数据交换。目前,多数PLC 软件产品和相当一部分仪表、执行机构及其它设备具有了 OPC 功能。 OPC 与现场总线技术的结合,是未来控制系统向 FCS 技术发展 的趋势。 4、 PLC 的功能进一步增强,应用范围越来越广泛。 PLC 的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强,不再局限于逻辑控制的应用,而越来越应用于过程控制方面,有人统计,除石化过程等个别领域, PLC 均有成功能应用, PLC 在相当多的应用取代了昂贵的 DCS,从而使原来 PLC(顺序控制) DCS(过程控制)的模式变成 PLCIPC 模式。 5、工业以太网的发展对 PLC 有重要影响。以太网应用非常广泛,与工业网络相比,其成本非常低,为此,人们致力于将以太网引进控制领域。目前 的挑战在于 1)硬件上如合适应工业恶劣环境; 2)通讯机制如何提高其可靠。以太网能否顺利进入工控领域,还存在争论。但以太网在工控系统的应用却日益增多,适应这一过程,各 PLC 厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。 西门子 S7-300 PLC 在双电梯协调控制系统中的应用 摘要 :本文以两个五层楼电梯的设计为对象,采用西门子 S7 - 300 系列可编程控制器 (PLC) ,通过安川 VS-616G5 变频器,制定了一套 PLC 交流变频调速的双电梯协调控制系统,只需要一个 PLC 就能进行控制两个电梯的运行。 关键词 : PLC; 双电梯;硬件软件 1 介绍 近年来,随着建筑行业的蓬勃发展,高层建筑和智能建筑不断出现,人们对电梯提出了越来越高的要求,单一的电梯常常不能满足运输的需要,这个时候需要合理地安装更多的电梯,以减轻电梯运行的压力,因此,电梯群控系统(电梯群控制系统)产生了。与此同时,随着自动化技术的快速发展,也极大地促进了电梯控制技术的进步,大量先进的控制技术,适用于电梯群控系统,实现了电梯群控系统的控制,特性有非常大的改善。鉴于目前的这一现状,本论文以两个电梯作为设计对象,对电梯群控问题进行了更透彻的分析研究,提出了一些 自己的理解和观点,设计了一套双电梯 PLC 控制系统。 2 控制系统硬件设计 本系统主要是由 PLC 交流变频调速系统,控制箱,显示器,曳引电动机(变压变频调速被称为变频调速)组成 。顺便说一下,通过可编程控制器控制两个电梯运动,可以避免两个可编程控制器之间的相互影响,从而使控制系统的可靠性较高,结构紧凑。 该系统的硬件框图如图 1 所示。 呼梯信号 平层信号 楼层显示 呼梯显示 门电机P L C一号 曳引 机 二号 曳引 机一号变频器 二号变频器电源图 1 PLC 的双电梯协调控制系统硬件框图 从图 1 可以看出,该系统主要是由两部分组成,通过 PLC 控制逻辑门实现的。通过分析实际情况和电梯的运动控制规则,从 而设计出这一套双电梯联合控制程序,能够使 PLC 同时控制的两个电梯的运行。 电梯速度控制部分选择了高性能的矢量控制变频器,脉冲发生器(编码器)来控制鼠笼式异步曳引电机的转速,从而构成电机闭环矢量控制系统,实现鼠笼式曳引电机交流变频调速(变压变频调速被称为变频调速)。 当 PLC 第一次收到的从电梯发出的阶梯信号后,根据这些行为在输入信号的条件下,通过其内部的一系列复杂的控制程序,处理各种可能发生的逻辑关系,最终实现电动机控制,频率转换及各种监测的电源,在适当的时候发出开关量控制信号,以实现两个电梯群控。 在电梯 控制系统中,因为电梯控制属于随机控制,彼此之间的各种输入信号和输出信号非常多,逻辑关系的过程极其复杂,这使 PLC 的程序将非常困难。从一定意义上讲, PLC 编程水平决定系统的整体运行质量。因此, PLC 应用成为控制电梯运动编程的基本技术,同时也是本系统设计的关键点。 发出开关量控制信号,同时 PLC 为了满足变频器控制电梯的要求,需要通过变频器的鼠笼式曳引电动机管道脉冲发生器和指引卡,完成高速检查和反馈的电动马达,形成闭环系统。 脉冲发生器的输出, A 和 B 两个脉冲,接收卡收到前两个脉冲信号后,再次反馈给变频器,以 便进行运行调整。 根据上次 A、B 脉冲,可以判断电动机的旋转方向,并可以根据 A、 B 脉冲频率获得电机转速。因为本设计选择的是一般频率转换,因此它的建立和参数设计的复杂程度要高于目前一些专用的电梯变频器,其建立的水平也直接将影响到电梯运动实际效果。 2.1 PLC 的选型和 I / O 点分配 电梯逻辑控制系统的核心是可编程控制器控制,而信号输入可编程控制器, PLC 需要驱动的负载,以及使用何种编程方式,所有的问题是需要认真考虑的,这些问题可能会影响系统内部 I / O 点的任务。 因此, I / O 点的决心,是关键点 。整个 PLC 电梯控制系统的设计,首先需要解决的问题就是决定系统的硬件部分的设计,也是系统软件设计前提 。 这个系统是 5 层楼的设计,根据 PLC的 I / O 点使用的原则,应保留一定的 I / O 点 ,以便以后扩展使用。系统实际需要输入点 47 个 ,输出点 40 个,所以我们选择西门子 S7 - 300PLC , 选择的 CPU 型号是 CPU315 ,需要 2 个 DI32xDC24V 负载模块模型,选择的输出模块是两个 DO32xDC24V/0.5A。 I / O 地址分配如表 1 所示。 表 1 I/O 地址分配 名称及作用 地址 名称及作用 地址 门厅 1 楼上呼按钮 I 0.0 门厅 1 楼上呼灯 Q 8.0 门厅 2 楼上呼按钮 I 0.1 门厅 2 楼上呼灯 Q 8.1 门厅 2 楼下呼按钮 I 0.2 门厅 2 楼下呼灯 Q 8.2 门厅 3 楼上呼按钮 I 0.3 门厅 3 楼上呼灯 Q 8.3 门厅 3 楼下呼按钮 I 0.4 门厅 3 楼下呼灯 Q 8.4 门厅 4 楼上呼按钮 I 0.5 门厅 4 楼上呼灯 Q 8.5 门厅 4 楼下呼按钮 I 0.6 门厅 4 楼下呼灯 Q 8.6 门厅 5 楼下呼按钮 I 0.7 门厅 5 楼下呼灯 Q 8.7 1#1 楼内呼按钮 I 1.0 1#1 楼内呼灯 Q 9.0 1#2 楼内呼按钮 I 1.1 1#2 楼内呼灯 Q 9.1 1#3 楼内呼按钮 I 1.2 1#3 楼内呼灯 Q 9.2 1#4 楼内呼按钮 I 1.3 1#4 楼内呼灯 Q 9.3 1#5 楼内呼按钮 I 1.4 1#5 楼内呼灯 Q 9.4 1#1 楼感应器 I 1.5 1#BCD 码低位 Q 9.5 1#2 楼感应器 I 1.6 1#BCD 码中位 Q 9.6 1#3 楼感应器 I 1.7 1#BCD 码高位 Q 9.7 1#4 楼感应器 I 2.0 1#上行指示灯 Q 10.2 1#5 楼感应器 I 2.1 1#下行指示灯 Q 10.3 1#上平层感应器 I 2.2 1#上行输出 Q 10.4 1#下平层感应器 I 2.3 1#下行输出 Q 10.5 1#开门按钮 I 2.4 1#开门输出 Q 10.6 1#关门按钮 I 2.5 1#关门输出 Q 10.7 1#开门到位 I 2.6 1#高速运行 Q 11.0 1#关门到位 I 2.7 1#低速运行 Q 11.1 1#红外感应器 I 3.0 2#1 楼内呼灯 Q 12.0 1#上行限位 I 3.1 2#2 楼内呼灯 Q 12.1 1#下行限位 I 3.2 2#3 楼内呼灯 Q 12.2 电梯使用开关 I 3.3 2#4 楼内呼灯 Q 12.3 2#1 楼内呼按钮 I 4.0 2#5 楼内呼灯 Q 12.4 2#2 楼内呼按钮 I 4.1 2#BCD 码低位 Q 12.5 2#3 楼内呼按钮 I 4.2 2#BCD 码中位 Q 12.6 2#4 楼内呼按钮 I 4.3 2#BCD 码高位 Q 12.7 2#5 楼内呼按钮 I 4.4 2#上行指示灯 Q 13.2 2#1 楼感应器 I 4.5 2#下行指示灯 Q 13.3 2#2 楼感应器 I 4.6 2#上行输出 Q 13.4 2#3 楼感应器 I 4.7 2#下行输出 Q 13.5 2#4 楼感应器 I 5.0 2#开门输出 Q 13.6 2#5 楼感应器 I 5.1 2#关门输出 Q 13.7 2#上平层感应器 I 5.2 2#高速运行 Q 14.0 2#下平层感应器 I 5.3 2#低速运行 Q 14.1 2#开门按钮 I 5.4 2#关门按钮 I 5.5 2#开门到位 I 5.6 2#关门到位 I 5.7 2#红外感应器 I 6.0 2#上行限位 I 6.1 2#下行限位 I 6.2 2.2 频率变换和参数建立 基于对价格的考虑,电梯速度调制控制设计选择 VS-616G5 普通变频器,选择矢量控制鼠笼型曳引电机的控制 方式 。 PLC 通过 VS-616G5 变频器发出的电梯 运行的 输出和 输入 信号,从而控制决定电梯上 /下 运行的 曳引电机旋转方向 , 公司通过 安川 616G5 变频器 输出 电梯高速运 行 和电梯低速 运 行的 信号,从而间接操作决定电梯高速 /低速运 行的 曳引电机转速。 电 动 机和 接受卡 通过脉冲发生器(编码器)的速度迅速反馈 个 安川 616G5 变频器,从而形成速度闭环控制。 接线图 如 图 2。 由于这种控制系统的选择矢量控制,因此,运动前,将需要更换的频率 , 进行的电动机械单体的研究,否则变频器将无法正常工作。 需要确定 电机铭牌 额定电压,额定电流,额定频率,额定 转速, 电机极数 。 通过 频率 更换, 使 电机空 载运行 ,最后 得到 这些 有用的数值 ,通过 图 2 电机 的频率 变换接线 图 自动计算阅读变频器在电机参数。 因此,关于这些参数,没有必要去人为地进行建立。 与 VS-616G5 一般变频器 一样 建立 参数表,如 表 2 所示。 表 2 VS-616G5 通用型变频器设置表 参数 名称 设定值 相关说明 A1-00 显示语言选择 0 英语 A1-01 参数的存储级别 4 ADVANCED A1-02 控制方式选择 3 在 PG 矢量控制 B1-01 频率指令选择 0 数字式操作器输入 B1-02 运行指令选择 1 从外部端子输入 B1-03 停止方式选择 1 自由滑行停止 B1-04 反转禁止选择 0 允许电机反转 RST变频器UVWM3 接地12 VB 相脉冲0 VA 相脉冲PG 卡165432P L C电梯上行输出电梯低速运行电梯高速运行电梯下行输出C O M123411接地PG - B 2 3 控制系统软件设计 在硬件系统设计完成后,以实现优化控制,而且还需要使用专门的西门子编程软件 Simens STEP 7 进行双电梯联动控制程序设计。由于电梯控制系统是随机 控制系统,因此,纯粹的使用顺序控制或逻辑控制是不能 达到 目的 的 ,而应使用随机逻辑控制的设计 方式 。与此同时,因为梯形图之间的相互依存关系非常强,编程非常复杂,因此在双电梯协调控制系统的软件部分,主要 采用模块化编C1-01 加速时间 3s 0Hz 上升到 50Hz 的时间 C1-02 减速时间 3s 50Hz 下降到 0Hz 的时间 C2-01 0.8s S 曲线开始上升时间 C2-02 0.8s S 曲线完成上升时间 C2-03 0.8s S 曲线开始下降时间 C2-04 0.8s S 曲线完成下降时间 C5-01 ASR 比例增益设定 5 C5-02 ASR 积分时间设定 1s D1-01 频率指令 1 0Hz 主速频率值 D1-02 频率指令 2 50Hz 频率 指令 2 的具体值 D1-03 频率指令 3 6Hz 频率指令 3 的具体值 E1-01 变频器输入电压设定 380V E1-04 变频器最高输出频率 50Hz E2-04 电机极数 电机铭牌上的极数 H1-01 多功能输入 1,端子 3 的功能选择 3 多段速指令 1 H1-02 多功能输入 2,端子 4 的功能选择 4 多段速指令 2 H3-05 多功能模拟量输入端子 16 功能选择 1F 不使用模拟量输入 L6-01 过力矩检出动作选择 1 4 检出时切断输出 L6-02 过力矩检出级别 1 100% 有 PG 矢 量控制时设定 L6-03 过力矩检出时间 1 1s L8-05 电源输出欠相保护选择 1 有效 L8-07 变频器输出欠相保护选择 1 有效 输出频率时间C 2 - 01C 2 - 02 C 2 - 03C 2 - 04程的思想进行设计。据电梯运动规律,有 /没有驱动程序,检修,优先服务,防火等 4 个工作方式。建立控制程序,主要的规则如下:两个电梯都遵守的选择规则,尽快 将 电信号首先进行 记录 , 当 电梯运动信号的要求逐一 回应 后, 传输 的指示完成 , 电梯将允许自动被迫扭转。除了这一点,电梯并联运行也相应遵守如下原则:在正常条件下,当使用电梯后,电梯 使用 繁忙的 电梯 可先自动上升到第三等待命令,第一电梯了基站等待命令 再 上层楼。当大厅入口站, 有请求 信号,然后 “ 繁忙的 电梯 ” 迅速接送 入口站 一楼的 乘客 。 然后应 遵循 的有效利用的原则,执行相 反 的动作 。最初作为繁忙的阶梯电梯现在采取基站使用的电梯,但原先在基站使用的电梯即成为繁忙的 电梯 。无论是第一电梯 还是 第二 台 电梯暂停 在基 站后,等待命令。当繁忙的阶梯上 行 ,如果出现上述地点的任何指示, 请求 信号也许出现在其下方入口大厅,根据信号,然后完成了繁忙的 电梯的 ,但基站电梯不放弃答复运动。但是,如果出现向上门厅致电信号繁忙的阶梯下面,然后开始了运动基站电梯回答信号接收客户。当繁忙的阶梯下的线,如果它的下方出现任何方向的入口大厅,要求信号,然后完成了繁忙的电梯 在一周,但基站电梯没有给予 响应 。如果出现在繁忙的 电梯 发 生上述任何向上或 向 下入口大厅,要求信号,然后开始了运 行到 基站电梯回答信号接 送 客 人 。当电梯停由于故障 运行 ,另一个电梯自动承担完全 单独 运 行 ,如下单电梯的运动规律。无论是考虑的第一电梯或第二电梯,由于呼 叫 信号导致电梯方向检测,电梯都必须 运行 。 当 电梯停止使用,这无论目前 在那层都 自动下降 到第一层。 4 结论 实践证明, PLC 双电梯的控制系统协调可以利用两个电梯连锁控制,具有较好的相容性,并可实现稳定 、 可靠的性能。这个系统是很容易实现了许多 集中控制,具有广阔的应用前景。 参考 文献: 1刘延东 .电梯控制技术 .北京:中 国建筑工业出版社, 1997. 2 张汉杰 .现代电梯控制技术 .哈尔滨工业大学出版社 , 1997. 3 黄 京 . PLC 电气控制技术 .北京:机械工业出版社 , 2000. 4 李建新 .可编程程序控制器及其应用 .北京:机械工业出版社 , 2003. 5廖 常初 .S7-300/400 PLC 应用技术 .北京:机械工业出版社, 2005. Simens S7-300 PLC in double elevator coordinated control system application Abstract: This article take two five buildings elevators as the design object, uses the siemens S7 - 300 series programmable controller (PLC), the union settles the ANchuan VS-616G5 general frequency changer, developed a set of exchanges frequency conversion velocity modulation PLC double elevator coordinated control system, thus only needed PLC then to be able to carry on the control to two elevators movement operations. Key word: PLC ; Double elevator ; Hardware software 1 Introduction In recent years, along with the architecture industry vigorous development, the high-rise construction and the intellectualized construction unceasingly emerged, the people proposed to the elevator the more and more high request, the single elevator often could not satisfy in the building the transportation need, this time needed reasonably to install many elevators to alleviate the elevator movement the pressure, therefore the elevator group control system (elevator group control system) arose at the historic moment. At the same time, along with automated technology fast development, also enormously promoted the elevator control technology progress, the massive advanced controls technology applies to the elevator group control system, enables the elevator group control system the control characteristic to have the very big improvement. In view of present this present situation, the present paper take two five elevators as the design object, has conducted the more thorough analysis research to the elevator group control question, proposed some own understanding and the view, designed a set of PLC double elevator coordinated control system. 2 Control systems hardware design This system is mainly the exchange frequency conversion velocity modulation system which by PLC, the frequency changer, the control box, the monitor, the electric motor is composed (Variable Voltage Variable Frequency, is called VVVF). Controls two elevators movements through PLC the way, may omit between two programmable controllers the mutual correspondences, thus causes the control system the reliability to be higher, the structure appears compact. This system hardware diagram like chart 1 shows. May see from chart 1, this system mainly is composed by two parts, elevator controls the logical gate realizes by PLC. Studies the elevator through the analysis the actual movement situation and the control rule, thus designs sends out a set of double elevators linkages control procedure, enables PLC to be able to control two elevators the movement operations. The elevator velocity modulation partial selects the high performance the vector control frequency changer, matches (encoder) surveys the mouse cage type electric motor by the pulse generator the rotational speed, thus constitutes the electrical machinery the closed loop vector control system, the realization mouse cage type electric motor exchange frequency conversion velocity modulation (Variable Voltage Variable Frequency, is called VVVF) to move. C a l l e d s t a i r c a s e s i g n a lO n l a y e r s i g n a lF l o o r s h o wC a l l e d l a d d e r d i s p l a yG a t e M o t o rP L CO n e t r a c t i o n m a c h i n eT w o t r a c t i o n m a c h i n eO n e i n v e r t e rT w o i n v e r t e rP o w e r S u p p l y Chart 1 PLC double elevator coordinated control system hardware diagram PLC first receives shouts the ladder signal, the even level signal from the elevator, then acts according to these input signals the condition, through its interior a series of complex control procedure, has the foreword to each kind of signal logical relations to carry on processing, finally controls the electrical machinery, the frequency changer and each kind of monitor to the direct current gate at the right moment sends out the switch quantity control signal, to two elevators implementations group control. In elevator control system, because the elevator control belongs to the random control, between between between each kind of input signal, output signal as well as input signal and output signal connection very strong, the logical relations processes is extremely complex, this gives PLC the programming to bring the very great difficulty. In a sense, PLC programming level height on decision overall system movement quality quality. Therefore, the PLC application becomes the control elevator movement in the elevator control programming technology the essential technology, at the same time this also is a this system design key point. Sends out the switch quantity control signal while PLC to the frequency changer, in order to satisfy the elevator the request, the frequency changer needs through with the mouse cage type electric motor plumbing pulse generator and the PG card, completes the speed examination and the feedback to the electric motor, forms the closed-loop system. The pulse generator outputs A, the B two pulses, the PG card receives after the pulse signal, again this feedback for frequency changer in, in order to carries on the operation adjustment. According to A, the B pulse the foreword, may judge the electric motor the rotation direction, and may according to A, the B pulse frequency obtain the electric motor the rotational speed. Because this design selects is the general frequency changer, therefore its parameter establishment and the outside plant design the complex degree must be higher than the elevator special-purpose frequency changer by far, its establishment quality also directly will affect the elevator movement actual effect. 2.1 PLC model choice and I/O points assignment The elevator logic control system control core is PLC, which signals need to input to PLC, PLC need to actuate which loads, as well as uses how to program the way, all is the question which needs earnestly to consider, can affect its internal I/O points assignment. Therefore, the I/O points determination, is a question which the design entire PLC elevator control system first needs to solve, is deciding the system hardware partial designs, also is the premise which the system software compiles. This system is 5 buildings designs, according to the PLC I/O pitch point use principle, should keep certain I/O to make time the expansion uses. In the system actual need entrance point 47, the output select 40, therefore we select Simens S7-300PLC, CPU model elects is CPU315, the load module model elects is DI32xDC24V, altogether needs two, the output module model elects is DO32xDC24V/0.5A, altogether also needs two. I/O address distribution list like table 1 shows. Table1 I/O address distribution list Symbol Address Symbol Address 1 upstairs hallcall button I 0.0 1 upstairs hallway light call Q 8.0 2 upstairs hall call button I 0.1 2 upstairs hallway lights call Q 8.1 2 ownstairs hall call button I 0.2 2 downstairs hallway lights call Q 8.2 3 upstairs hall call button I 0.3 3 upstairs hallway lights call Q 8.3 3 ownstairs hall call button I 0.4 3 downstairs hallway lights call Q 8.4 4 upstairs hall call button I 0.5 4 upstairs hallway lights call Q 8.5 4 ownstairs hall call button I 0.6 4 foyer downstairs lights call Q 8.6 5 ownstairs hall call button I 0.7 5 call lights downstairs hall Q 8.7 1 Call button #1 building I 1.0 1 # 1 building called light Q 9.0 1#2 building call button I 1.1 1 # 2 building called light Q 9.1 1 Call button #3 building I 1.2 1 # 3 building called light Q 9.2 1#4 building call button I 1.3 1 # 4 building called light Q 9.3 1#5 building call button I 1.4 1 # 5 building called light Q 9.4 1#1 Floor sensors I 1.5 1 # BCD Code Low Q 9.5 1#2 Floor sensors I 1.6 1 # BCD code median Q 9.6 1#3 Floor sensors I 1.7 1 # BCD code high Q 9.7 1#4 Floor sensors I 2.0 1 # uplink indicator Q 10.2 1#5 Floor sensors I 2.1 1 # Downlink indicator Q 10.3 1#on the floor sensors I 2.2 1 # up output Q 10.4 1#onlayer under the sensor I 2.3 1 # downlink output Q 10.5 1#to open the door button I 2.4 1 # open output Q 10.6 1#close button I 2.5 1 # close output Q 10.7 1#to open the door in place I 2.6 1 # high-speed operation Q 11.0 1#closed in place I 2.7 1 # low-speed operation Q 11.1 1#infrared sensors I 3.0 2 # 1 building called light Q 12.0 1#upstream limit I 3.1 2 # 2 building called light Q 12.1 1#downlink limit I 3.2 2 # 3 building called light Q 12.2 Elevator use switch I 3.3 2 # 4 building called light Q 12.3 2 # 1 building call button I 4.0 2 # 5 building called light Q 12.4 2 # 2 building call button I 4.1 2 # BCD Code Low Q 12.5 2 # 3 building call button I 4.2 2 # BCD code median Q 12.6 2 # 4 building call button I 4.3 2 # BCD code high Q 12.7 2 # 5 building call button I 4.4 2 # uplink indicator Q 13.2 2 # 1 Floor sensors I 4.5 2 # Downlink indicator Q 13.3 2 # 2 Floor sensors I 4.6 2 # uplink output Q 13.4 2 # 3 Floor sensors I 4.7 2 # downlink output Q 13.5 2 # 4 Floor sensors I 5.0 2 # open output Q 13.6 2 # 5 Floor sensors I 5.1 2 # close output Q 13.7 2 # on the floor sensors I 5.2 2 # high-speed operation Q 14.0 2#the next level sensor layer I 5.3 2 # low-speed operation Q 14.1 2 # to open the door button I 5.4 2 # close button I 5.5 2 # to open the door in place I 5.6 2 # closed in place I 5.7 2 # infrared sensors I 6.0 2 # upstream limit I 6.1 2 # downlink limit I 6.2 2.2 Frequency changers shapings and parameter establishment Based on aspect factor the and so on the price consideration, this elevator velocity modulation control design selects is the VS-616G5 general frequency changer, the choice has the PG vector control to take the mouse cage type electric motor control modePLC through to settles the Anchuan 616G5 frequency changer to send out on the elevator under a line of output and the elevator the line of output signal, thus controls the electric motor rotation direction, decides the elevator on/under good movement; PLC through to settles the Sichuan 616G5 frequency changer to send out the elevator high speed movement and the elevator low speed movement signal, thus the indirect operation electric motor rotation speed, decides the elevator the high speed/low speed movement. The electric motor (encoder) and the PG card for settles through the pulse generator the rate signal prompt feedback the Sichuan 616G5 frequency changer, thus rate of formation closed-loop control. Wiring diagram like chart 2 shows. Because this control system choice has the PG vector RSTI n v e r t e r sUVWM3 G r o u n d1 2 VB p h a s e p u l s e0 VA p h a s e p u l s eP G165432P L CU p l i n k o u t p u tL o w - s p e e d o p e r a t i o n H i g h - s p e e d o p e r a t i o nD o w n l i n k o u t p u tC O M12341 1G r o u n dP G - B 2 Chart 2 the frequency changer drives the partial circuit diagram control,therefore before movement, will need the frequency changer to carry on to the electrical machinery monomer from the study, otherwise the frequency changer will not be able the normal work. Its concrete procedure is first the rated voltage, the nominal current, the nominal frequency, the rated revolution per minute, the PG card pulse number and the electrical machinery pole number input which records the electrical machinery data plate above to the frequency changer, then starts the frequency changer, causes the electrical machinery idling revolution, finally these values through from the study, after automatically calculate read in the frequency changer in the electrical machinery parameter. Therefore regarding these parameters, is not unnecessary to go artificially carries on the establishment. VS-616G5 general frequency changer establishment like table 2 shows. Table 2 VS-616G5 general frequency changer establishment Parameters Appellation Settings Instructions A1-00 Display language options 0 English A1-01 Store-level parameters 4 ADVANCED A1-02 Control options 3 PG Vector Control B1-01 Frequency command selection 0 Digital input operation B1-02 Run command selection 1 Input from the outside B1-03 Choose to stop 1 Free sliding stop B1-04 Reverse the prohibition of choice 0 Allow motor reversal C1-01 Acceleration time 3s 0Hz up to 50Hz time C1-02 Deceleration time 3s 50Hz down to 0Hz time C2-01 0.8s S Curve started to rise time C2-02 0.8s S curve of the completion of Rise time C2-03 0.8s S Curve began to decrease time C2-04 0.8s S curve of the completion of decrease time C5-01 ASR proportional gain setting 5 C5-02 ASR Integral time setting 1s D1-01 Frequency command 1 0Hz The main speed frequency value D1-02 Frequency command 2 50Hz The frequency of the specific value of orders 2 D1-03 Frequency command 3 6Hz The frequency of the specific value of orders 3 E1-01 Inverter input voltage set 380V E1-04 Highest inverter output frequency 50Hz E2-04 Phase motor Motor nameplate on the Phas F r e q u e n c yT i m eC 2 - 01C 2 - 02 C 2 - 03C 2 - 043 Control systems software design After the hardware system design completes, in order to realize the optimized control, but also needs to use Simens STEP 7 specialized programming software to carry on the design to the double elevator linkage control procedure. Because the elevator control system is a person machine interactive control system in fact, therefore purely uses the sequential control or the logical control is cannot answer the purpose, but should use the stochastic logic control mode in the design. At the same time, because between trapezoidal chart interdependence very strong, the programming quite is complex, therefore in time double elevator coordinated control system software part, mainly uses modular the programming thought to carry on the design.According to the elevator movement rule, established had/does not have the driver, the overhaul, the priority service, the fire prevention and so on four work ways. Below its establishment procedure mainly follows controls the rule:Two elevators both observe the collection to choose the rule, the soon calling signal first carries on the registration, to with elevator movement with to the calling signal replies one by one, after with and summons the reply to the instruction to finish the elevator to be allowed the automatic reverse forced reversing.Except for this, the elevator parallel operation also follows corresponding dispatch principle: In normal condition, when after elevator use, the second elevator took the busy ladder can first automatically rise to third awaits orders, the first elevator took the elevator awaits orders in a yet higher goal. When some station has the entrance hall calling signal, then the busy ladder starts the passenger immediately which and the direction detection moves meets this station.After two elevators the instruction arrive because of the theater box in closes a door awaits orders, then should defer to the effective use the principle, execution mutually in turn segment. Originally acts as the busy ladder the elevator now namely to take th
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