陕西科技大学计算机控制作业

计算机控制作业专业名称：电气与信息工程学院学 号：_5姓 名：戈扌旨导老师： 恩让2013年12月24日电梯控制系统一、按电梯控制驱动方式划分1. 交流电梯：曳引电动机由交流电源驱动。2. 直流电梯：曳引电动机由直流电源驱动。3. 液压电梯：由液压传动驱动电梯，通常分为柱塞直顶式和柱塞侧置式两种。柱塞直顶式液压电梯：油缸柱塞直接支撑轿厢底部，使轿厢升降。柱塞侧置式液压电梯：油缸柱塞设置在井道侧面，借助曳引绳通过滑轮组与轿厢 连接，使轿厢升降。4. 齿轮齿条式电梯。由齿轮齿条驱动电梯。齿条固定在构架上，电动机一齿轮传 动机构装在轿厢上（2 3套），靠齿轮在齿条上的爬行来驱动轿厢，一般为工程 电梯。5. 螺杆式电梯。将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹， 再将带有推力轴承的大螺 母安装于油缸顶，然后通过电动机经减速器（或皮带传递）带动大螺母旋转，从而 使螺杆顶起轿厢上升或下降。6. 直线电动机驱动电梯。用直线电动机作为动力源，是目前最新电梯驱动方式。7. 按电梯控制的运行速度划分单速电梯：控制系统使曳引电动机单速运行，速度一般不高于0.5n/s。双速电梯：控制系统使曳引电动机双速运行，速度一般不高于1m/s。调速电梯：控制系统使曳引电动机按要现调速运行。8. 按驱动控制装置结构划分调压调速电梯。电动机具有调压调速装置，速度一般高于1.75m/s。调频调压电梯（简称VVVF控制电梯）。电动机具有调压调频调速装置，速度可高 于 6m/s。二、VVVF电梯电控系统框图1.原理：根据电机学理论可知：交流电动机的转速公式为：n=60 x fl x （l-s）/P。式中:fl为定子的电源 频率，P为极对数，s为转差率，n为转速。由公式可知：转速n与三个变量（因素）有关改变定子电源频率f可达到调速目的，但f最大不能超过电机额定频率，电梯作为恒转 矩负载，调速时为保持最大转矩不变， 根据转矩公式：M=Cmlcos（式中Cm为电机常数， I为转子电流，为电机气隙磁通，cos为转子功率因数），必须保持恒定。又根据电压公式：U=4.44fWK鄭（式中U为定子电压，f为定子电压频率， W为定子绕组匝数，K为电机 常数）。必须保持U/f为常数，即：变频器必需兼备变压、变频两种功能，简称为VVVF型变频器。交流异步电动机的转速是施加于定子绕组上的交流电源频率的函数，均匀且连续地改变定子绕组的供电频率， 可平滑地改变电机的同步转速。但是根据电机和电梯为恒转矩负载的要求，在变频调速时需保持电机的最大转矩不变，维持磁通恒定。这就要求定子绕组供电电压要作相应的调节。 因此，其电动机的供电电源的驱动系统应能同时改变电压和频率。即对电动机供电的变频器要求有调压和调频两种功能。使用这种变频器的电梯常称为VVVF型电梯。JiLPII <36 Q 2 KVt )采用PLC控制系统集中处理电梯的、外呼召唤信号，开、关门信号，井道信号，变频 器状态信号，高速计数信号等。通过逻辑运算，形成变频器运行必需的控制信号（如：正/反转信号，多段速度信号，停止信号）以及楼层显示信号，方向信号，门机构驱动信号。VWF变频器与PG构成闭环矢量控制系统。 经查找资料得知，VS 616G5型变频器还 具备转差补偿功能，转矩补偿功能及“S”曲线特性。转差补偿功能对电梯的空、满载时上、下行速度稳定非常有利，避免超、欠速运行。例如：电梯正常速度为50 Hz（以频率表示），空载上行时，速度较平衡时快，转差补偿-0.5Hz，满载上行时，速度较平衡时慢，转差补偿+0.5HZ，从而保证在各种状态下速度稳定。转矩补偿功能对满载起动时转矩提升非常有效， 能达到正常值的 150%。而“ S”曲线特性可防止启动、换速或停止时产生振动，这在电梯 中最为适用。可使乘坐舒适感大大改善。此外，该变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对 系统维护亦非常方便、实用。速度曲线（长站运行情形）v4vA交流双速电梯速度曲线VVVF电梯速度曲线三、各功能原理1、平层以隔磁板与干簧管感应器平层装饰为例如图是隔磁板与干簧管感应器平层装置，轿厢顶部装有三个感应器（中间一个 为开门区感应器，其余为上、下平层感应器），隔磁板在轿厢导轨架上。隔磁板由铁板按规格尺寸和形状制成。感应器是由 U 形永磁钢、干簧管、盒体组成。 平层装置动作原理：当电梯轿厢上行，接近预选的层站时，电梯运行速度由快速（额定梯速）变为慢 速后继续运行， 装在轿厢顶上的下平层感应器先进入隔磁板， 此时电梯仍继续慢 速上行；当上平层感应器进入隔磁板后， 这时上平层感应器干簧管触电转换， 上、 下平层感应器触点均断开， 证明电梯已经平层， 使上行接触器线圈失电， 制动器 抱闸停车。具有提前开门功能的平层器，当轿厢慢速向上运行，下平层感应器首先进入 隔磁板，轿厢继续慢速向上运行；接着，开门区感应器进入隔磁板，使干簧管触 电位置转换，提前使开门继电器吸合，轿门、厅门提前打开；其他与没有提前开 门的一样。具有自动再平层功能的平层器若电梯因某种原因超过平层位置时，上平层感 应器离开了隔磁板将使相应的继电器动作， 电梯反向平层， 最后获得较好的平层 精度。2、呼叫选层器模拟电梯轿厢运行状态， 及时向控制系统发出所需的信号。 其主要功 能是：根据登记的指令与外召唤信号和轿厢的位置关系， 确定运行方向； 当电梯 将要到达所需停站的楼层时，给曳引电机减速信号，使其换速；当平层停车后， 消去已应答的指令信号并指示轿厢位置。微机选层器： 它由专门的选层信息传送装置与接收装置组成， 并经微机处理 与运算来完成选层任务。格雷码编码选层器： 轿厢所在的位置信号， 当轿厢导轨架上的圆形永久磁铁 吸合轿厢顶上的双稳态磁性开关， 用格雷码编码来表示。 格雷码是一种特殊形式 的编码名称。 格雷码编码微机选层器主要由格雷码二进制转换电路、 轿厢位置信 息电路、扫描器、步进逻辑电路、 并行装入逻辑电路、 选层器的输出电路等组成。当轿厢停止时， 直接提供当时轿厢位置； 当轿厢运行时， 提供即将要到达的 层楼位置因微机采用二进制处理数据， 所以由井道传来的格雷码编码信息， 必须 先经格雷码二进制转换电路转换成微机应用的二进制编码后才可执行。扫描器为一个步进式开关装置。 在微机每执行一个程序循环中， 扫描器对所 有曾站的上召唤和下召唤以及轿厢选层信号各扫描一次。 例如，先由首层逐层向 上扫到最高层， 而后再由最高层逐层向下扫描， 确定已登记的呼梯信号和轿厢位 置，并形成一组脉冲，当电梯处于某一位置时，由选层器给出一个相应信号，同 时，扫描器不断地扫描，发出扫描信号，两种信号在比较器中进行比较，其结果 由微机发出最终信号。在电梯处于停止状态， 只要电路仪开始工作， 必须把电梯的位置告诉微机系 统，电梯一旦运行起来， 该电路就停止工作。 完成这个任务的电路叫并行装入逻 辑电路。电梯在运行时， 选层器应步进到它的前一层。 如果电梯向上行， 则步进为加 1 方式；反之，如果电梯向下运行，步进为减 1 方式。因为轿厢每次停层，用并 行装入逻辑电路装入当时轿厢位置信号，轿厢开始运行，就应按选定方向步进。 实现这个过程的电路称为步进逻辑电路。选层器输出信号直接送到微机中，由微机对电梯进行选层等控制。3、显示电梯层楼指示器用于指示电梯目前所在的位置以及运行方向。通常，电梯层楼指示器有电梯上下运行方向指示灯、层楼位置指示灯以及到站钟等。5.1楼层指示器种类（1）信号灯（2）数码管数码管层楼指示器，一般在微机与 PLC控制的电梯上使用，层楼指示器上有译 码器和驱动电路，显示轿厢位置。若电梯运行楼层超过9层时，则每层指示用的 数码管需要两个，可显示 一999不同的层楼数。上、下方向指示一般为上、 下行三角形发光二极管指示。有时为提醒乘客和厅外侯梯人员电梯已到本层，电梯配有喇叭（俗称到站钟、语音报站），以声响来传达信息。5.2层楼信息获得方法通过机械选层器获得通过装在井道中的感应器获得通过微机选层器获得微机与PLC控制的电梯，通过对旋转编码器或光电开关的脉冲计数，可以计 算出电梯的运行距离，结合层楼数据，就可获得电梯所在的位置信号。工厂、小区恒压供水系统一、恒压供水系统1.1系统概述供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质 易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工 作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性 能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需 要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压 供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵 站供水中可完成以下功能：（1）维持水压恒定；（2）控制系统可手动 /自动运行；（3）多台泵自动切换运行；（4）系统睡眠与唤醒，当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求 时自动唤醒；（5）在线调整 PID参数；（6）泵组及线路保护检测报警，信号显示等；1.2控制系统的组成供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器（P比统）、变频器和电控设备三个部分，如图3.1a在恒压供水节电智能控制系统中，通过三菱变频器实现调整水泵的转速来调整水泵的压力和流量，在一天当中除了供水高峰时段外，其它时间都是运行在 很低的频率状态下，即使在用水高峰时段也未必是运行在 50Hz,因此可以大幅 度的节能。同时，实现自动增泵、停泵、轮换、自动保护等功能；b、通过UNO2050的串口，读取变频器的PID设置参数、当前运行参数和 各种报警，并通过MODEM和网传送到上位控制中心；c、在收到现场报警后，控制中心可以远程的控制 UNO2050，进行变频器的 启停控制。UN02050单无变频器1恒压供水控现场图3.1恒压供水控制系统的组成1.3恒压供水系统的机理及调速泵的调速原理恒压供水系统的控制方案有多种，有1台变频器控制1台水泵的简单控制方案，也有1台变频器控制几台水泵的方案，下面将分别加以叙述：1.3.1单台变频器控制单台水泵：单台变频器控制单台水泵的控制方案在国通常是指是一台变频器控制一台水泵。由于 全部变频系统中，变频器、控制器、电机均无备份设备，出现问题无法切换，故目前多适用 于用水量不大，对供水的可靠性要求不高的场合。该控制方案的控制原理框图见图3.2,电路见图3.3。r-十图3 2控制方寒的原同惬图F硒 3*空 CTkjntrol block <1虹呂1*3» a T convq achctrte值得一提的是，在国外或国少数大企业，也有一种每台变频器只带一 台水泵的运行方式， 但它的控制方式与上面是不同的， 这些泵站往往是同时配备了多台变频 器配多台水泵， 采用集中控制的办法， 这种变频系统与国水泵站常用的一台变频器控制单台 水泵的工作方式是完全不一样的。 在这种系统中， 由于有多台变频器， 各水泵既可以同时变 频运行，也可以分别工频运行， 使其可靠性、 安全性、可调节性大大优于国常见的各种控制 方式，不过在成本上，也远远高于目前国的常用的变频恒压供水系统。 (2)单台变频器控制多台水泵 利用单台变频器控制多台水泵的控制方案适用于大多数供水系统，是目前应用中比较 先进的一种方案。 下面以单台变频器控制 2 台水泵的方