plc及变频调速器的电机控制研究(附件)【字数：11126】
摘 要摘 要随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，对电梯的需求越来越大，无论是购物商场、居民住房以及办公写字楼等领域，都需要使用电梯。在电梯大规模应用的背景下，人们对电梯的性能要求更高。本设计通过使用PLC及变频调速器，实现电机无极化转速调节以及上位机监测控制系统。以满足人们对电梯各个性能的要求，同时本设计采用PLC编程控制电梯以及带动电梯升降的电机，以确保系统达到更高的安全性。因此，为了对电梯电机控制的进一步研究，本设计结合电机的实用性，以及变频器调速技术在电梯电机转速控制中无极差和快速反应的特点，模拟设计电梯控制系统，由上位机实时时检测，通过位置传感器进行信息的采集，经过PLC的相关控制处理，将PLC与变频器联合，改变电机的工作频率，完成电梯电机的调速。本电梯控制系统不仅仅是对电机的启停、正反转控制，还涉及对电机转速的速度调节，以及控制电梯楼层选择的设计，从而实现电梯使用过程中的合理性，提高人们的生活质量。
关键词PLC；电梯控制；电机调速；
目　录
第一章 绪 论  1
1.1 课题研究的背景及意义  1
1.2 电梯交流调速的发展及趋势  1
1.2.1 电梯交流调速的发展  1
1.2.2 电梯控制系统节能趋势  2
1.2.3 电梯控制系统的智能化趋势  2
1.3 电梯控制方式及比较  3
1.3.1 电梯电机的启动方式  3
1.3.2 电梯电机的调速控制方式  3
1.3.3 电梯电机控制方式的比较  4
1.4 主要研究内容  4
1.5 论文的主要结构  4
第二章 系统总体设计  6
2.1 系统的整体方案  6
2.2 电梯控制设计  7
2.3 电梯电机调速功能的要求  7
2.3.1 电机调速控制电路  7
2.3.2 电机调速主电路  8
2.4 电梯电机转速的自动控制  9
2.5 本章小结  10
第三章 系统硬件设计  11
3.1 系统主电路设备  11
3.2 电梯调速系统  12
3.2.1 行程开关  12
3.2.2 接近开关  13
3.3 变频调速器  13
3.3.1 变频调速器的原理  13
3.3.2 变频调速器的组成部分  14
3.3.3 变频调速器的参数设置  14
3.4 PLC的概述及选型  15
3.4.1 PLC的概述  15
3.4.2西门子EM235模块  16
3.4.3 PLC的选型  16
3.5变频调速I/O口的参数设置  17
3.5.1工作端口分配及功能表  17
3.5.2变频器的参数设置  18
3.6电梯电机主电路电气设计  19
3.7电梯变频转速控制电路  20
3.8 本章小结  20
第四章 系统软件设计  11
4.1 系统软件开发环境  21
4.2 系统流程图  22
4.3 变频调速主程序设计  23
4.4 电梯控制主程序设计  26
4.5 本章小结  28
第五章 调试与实现  11
5.1 系统调试  29
5.2 设备运行过程  31
5.3 故障分析  31
5.4 本章小结  32
第六章 模拟电梯控制  33
6.1 组态王Kingview软件简介  33
6.2 电梯控制系统组态分配  33
6.3 电梯控制系统组态设计  34
6.3.1 电梯控制模拟总图  34
6.3.2 指示灯组态设置  34
6.3.3 选择楼层组态设置  36
6.3.4 电梯厅门组态设置  38
6.3.5 电梯显示组态设置  39
6.4本章小结  39
结论与展望  40
致 谢  41
参考文献  42
第一章  绪 论
1.1 课题研究的背景及意义
随着变频调速技术和可编程控制器的广泛应用，继电器控制的缺陷越来越明显，所以更多的电梯制造企业将PLC（可编程控制技术）以及变频调速技术应用在电梯控制领域。其改造过程是将之前的电梯控制系统加入数据采集元件等来提高系统的自动化程度，同时提高电梯的安全性、可靠性，只有不断地进行电机控制系统的完善与改进电机的变频调速机构，才使得人们的生活更为便捷和安全。
可编程控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。
为了对电机控制的不断研究，结合电机的实用性，以及变频器技术在电机转速控制中的优越性，本设计将设计采用PLC与变频器联合进行的电机控制，实现对电梯控制的模拟。
1.2 电梯交流调速的发展及趋势
1.2.1 电梯交流调速的发展
交流电梯调速方法经经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展历程。分析这些方法，可以大致将电梯交流调速的发展历史划分为如下三个阶段[1]。
第一个阶段主要在上世纪70年代，其主要标志是交流双速电梯，该方法采用改变牵引电机极对数来实现调速。这种电梯结构简单、价格低廉、使用和维护都很方便，但调速不够平滑、舒适感较差。
第二个阶段主要在上世纪80年代，主要使用交流调压调速方法，其性能优越于交流双速电梯。调压调速的方法是通过改变三相异步电机定子端的供电电压实现电机的调速，其制动多采用能耗制动。
第三个阶段开始于上世纪90年代，变压变频调速电梯（VVVF电梯）开始占据了世界电梯的市场。VVVF电梯通过调节电机定子绕组供电电压的幅值和频率来实现转速的调节。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。
VVVF电梯以其独特的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层准确、低噪音、安全等目标。由于其优越的调速性能、显著的节能效果，在很多应用场合已取代交流调压调速电梯而成为现在电梯市场的主流。
1.2.2 电梯控制系统节能趋势
相对于仅仅用性能高效的电机来替换普通的电机，这种方式对于整体电梯电机控制系统节能效果的提升是并不显著的，只有整体地对电机系统的进行节省能源才可以真正意义上的实现的、节能。
所以整个电梯控制系统[14]包括的各个器件，比如轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、以及电机驱动下升降机等一些列都需要实现其相应的高效使用，使得整个系统高效的运行，从而达到节能的效果，对保护环境以及社会的发展都起到积极的作用。
变频调速器是电机控制系统能够实现节能的主要器件，其节能就是通过表现在电机驱动应用上，在使用变频调速器之后，就能够实现对电机的转速的降低通过供电的频率来降低来实现。因为电机的功率与电机的转速成一定比例关系，所以电机的功率因数一定程度上取决于电机的转速。即电机功率变下受到电机转速的控制。
同时对于电网来说，功率因数的提高一定程度上可以，通过变频器采用的交-直-交的变频提供电力的方式，实现吸收交流异步电机的滞后无功功率，所以总体上其调速方式是在节省电网输电过程中的损耗电能是起到积极的作用。
1.2.3 电梯控制系统的智能化趋势
随着经济社会的不断发展，电梯制造业要想在激烈的竞争中脱颖而出，就必须不断的提高电梯控制的智能化水平，通过科学技术手段提高乘坐电梯的舒适性以及安全性，实现电梯控制的智能化。
而这其中电机的有效合理的控制，不仅可以为减少电能的使用，更是整个电梯控制系统实现趋向于智能化的。比如，当人员站在电梯门口5秒以上时候，电梯轿厢直接升降到该楼层，同时，电梯门打开等。


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