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基于PLC和变频器的电梯控制系统的设计(河南理工大学毕业设计)

来源:用户分享 时间:2025/6/1 17:54:23 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1 2 3 4 5 6 7 8 11 15 33 13 14 16 17 12 9和10 25 26 27 18~20 21 22 23 正转运行-停止指令 反转运行-停止指令 外部故障输入 异常复位

主速/辅助切换(多段速指令1)

多段速指令2 点动指令 外部基极封锁 顺控器输入公共端 +15V电源输入 -15V电源输入 主速频率指令 主速频率指令 多功能模拟输入 控制用公共端

屏蔽线的网线,选项接地线端子

运行中信号(1a接点)

零速检出 速度一致检出

开路集电极输出公共端 故障输出信号(1c接点)

频率表输出 公共端 电流监视

“闭”正转,“开”停止 “闭”反转,“开”停止 “闭”故障,“开”正常

“闭”时复位 “闭”辅助频率指令 “闭”多段速设定2有效

“闭”时点动运行 “闭”时变频器停止输出

——

模拟量指令用+15V电源 模拟量指令用-15V电源 -10~+10V/-100%~+100% 4~20mA/-10~+10V/-100%~+100%

-10~+10V/-100%~+100%

—— —— 运行“闭”

零数指(b2-01)以下时“闭” 设定频率的+2Hz以内时“闭”

——

故障时18-20之间“闭” 0~+10V/100%频率

——

5V/变频器额定电流 变频器的输入信号包括对运行/停止、正转/反转、点动等运行状态进行操作的数字操作信号。变频器通常利用继电器触点或晶体管集电极开路形式得到这些运行信号,PLC的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相连接,从而实现PLC对变频器的控制。

变频器的监测输出信号分为开关量检测信号和模拟量检测信号两种,用来和其他设备配合,以组成控制系统。模拟量检测输出信号既可根据需要送给电流表或频率表,也可以送给PLC的模拟量输入模块。对于开关量检测信号,由于是通过继电器触点或晶体管集电极开路的形式输出,额定值均在24V/50mA之上,符合FX系列PLC对输入信号的要求,所以将变频器的开关量检测信号FX系列PLC的输入端直接相连接,从而实现信号的反馈控制。

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1.1.19 VS-616G5变频器多级调速的PLC控制

利用PLC的开关量输入输出模块对变频器的多功能输入端进行控制,实现三相异步电动机的正反转、多速控制。这种控制方式满足其工艺要求,且接线简单,抗干扰能力强,使用方便,成本低,并且不存在由于噪声和漂移带来的各种问题。

表2-5中多功能输入端子和多功能输出端子的功能为出场时所设定,用户也可以根据需要利用变频器的数字操作器,对这些端口重新进行功能设定。用数字操作器对参数H1-01~H1-06进行设定,最多可达9段速运行。设定情况如表2-4所示。

表2-4 多段速参数的设定表

端子 5 6 7 8 对应参数 H1-03 H1-04 H1-05 H1-06 设定值 3 4 5 6 功能说明 多段速指令1 多段速指令2 多段速指令3 点动频率选择

变频器的5、6、7端子经过功能设定后,再通过通断组合,可控制8档频率,连同端子8对应的点动频率,共可实现9段速的控制。点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转的驱动功能。每档相应额定频率可以通过数字操作器,对参数D1-01~D1-09的设置而定(范围0~400Hz),这样既可实现频率可变。

图2-1是利用FX系列PLC和VS-616G5变频器实现9段速的硬件接线图。由上述变频器端口的重新设定和通断可知,Y006、Y007、Y008和 Y009全为OFF时,电动机以频率指令1对应的频率运行 (D1-01设定值);Y006为ON,而Y007、Y008和Y009全为OFF时,电动机以频率指令2对应的频率运行(D1-02设定值);依次类推,可知电动机以其他频率指令运行时,Y006~Y009的ON/OFF对应情况。变频器以数字量检测信号直接和PLC的输入端相连。

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图2-1 多段速硬件连接接线图

电梯从起动运行到减速停车,方向使能信号和速度信号动作的时序如下:电梯运行方向确定后,在关门信号和门锁信号符合要求的情况下,电梯开始起动运行,PLC正转(或反转)及高速信号输出有效,电动机从0Hz到50Hz开始起动,起动时间可由变频器参数设置(如:3s则C1-01=3s),然后维持高速一直运行(如:D1-02=50Hz),完成起动及运行段的工作。在接近目标楼层时,相应的接近开关动作,给PLC输入换速信号,PLC撤消高速信号输出,同时输出爬行信号。爬行的输出频率由变频器参数设置(如:D1-03=6Hz),从高速运行时频率到爬行速度运行时频率的减速时间,由变频器参数设置(如:C1-02=3s),当达到6Hz的速度后,电梯就以此速度爬行。电梯到达目标楼层时,给PLC输入平层信号,PLC撤消正转(或反转)及爬行信号,电动机从爬行频率减速到0Hz。减至0Hz后,零速输出点断开,通过PLC发出抱闸信号及自动开门信号。

VS-616G5变频器使用时,为了达到最好效果及保护,必须同周边设备配合使用,周边设备规格应该根据用途目的正确选用,这样即可大大增加安全性。表2-5给出了周边设备及添加目的。

表2-5 VS-616G5变频器周边设备及目的说明表

名称 接线用断路器 电磁接触器 隔离器 DC/AC电抗器 输入/输出侧噪声滤波器

目的

保护变频器的接线 防止烧坏制动电阻 隔离输入和输出信号 改善变频器的输入功率因数 降低噪声对收音机及控制器的影响

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制动电阻/制动单元

VS操作器/VS系统/VS系统模块 瞬时停电补偿单元 频率表及其设定表 输出电压表

频率指令用可变电阻基板 频率表刻度校正电阻器

缩短减速时间,机械按设定时间停止 实现从远处用模拟量可进行操作 确保变频器瞬时停电补偿时间 设定监视从外部来的频率 设定监视从外部来的频率、电压

频率指令输入,频率表、电流表刻度校正 频率指令输入,频率表、电流表刻度校正

1.1.20 变频器容量及制动电阻参数的计算

VS-616G5变频器功率等级有7.5kW、11 kW、15 kW、18.5 kW、22 kW、30 kW 。15 kW 以下的变频器内置制动单元,18.5 kW 以上的变频器内置直流电抗器。采用变频器驱动异步电动机调速,在异步电动机确定后,通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器,或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器。当运行方式不同时,变频器容量的计算方式和选择方法不同,变频器应满足的条件也不一样。选择变频器容量时,变频器的额定电流是一个关键量,变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。电梯变频器可视作连续运转,所以应按照连续运转时情况选定。

由于变频器传给电动机的是脉冲电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时,变频器应同时满足以下三个条件:

变频器容量必须大于负载所要求的输出,即

P ON ? ? KVA ? (2-1)

?cos?变频器容量不能低于电动机容量,即

KPMPON?K3UMIM?10?3?KVA? (2-2)

变频器

ION?KIM?A? (2-3)

式中:PM、η、COS?、UM、IM分别为电动机输出功率、效率(取0.85)、功率因数(取0.75)、电压(V)、电流(A)。

K:电流波形的修正系数(PWM方式取1.05~1.1); PON:变频器的额定容量(KVA); ION:变频器的额定电流(A)。

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