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自动货梯PLC控制系统设计

时间:2018-03-30 16:18:42 编辑:知网查重入口 www.cnkiid.cn

 

前言
跟随着工业革命时代的步伐,工业水平的不断提高,电梯技术也得到了飞速的发展,现今已发展成为一个系统性工程并在生产生活中占有重要地位。在电梯控制系统的安全性、可靠性、稳定性有了飞跃的提高外,电梯的功能特点更加完善、专业,控制更加便捷、完善,维修速度更快,更方便,但体积比以前小。特别是上世纪80年代交流变频调速技术出现以来,电梯的发展速度惊人,应用范围更广,甚至达到现在随处可见程度。
电梯控制技术是指电梯传动和电气控制系统的自动控制系统,随着科学技术的发展,电梯控制技术也经历了一个从简单到复杂的变化,从单一到集群,控制方式也有了很大的发展,目前主要的控制方式有继电器控制、微机控制,可编程逻辑控制器(PLC)控制。
    随着固体功率器件的飞速发展和微机技术的应用和完善,电梯的调速系统已由二十世纪上半叶的直流调速系统发展为现如今广泛应用的交流变频调速系统,较之前更为稳定、便捷。我国通过引进国际标准和发达国家先进技术和成品电梯,不断完善自身的生产和研发实力,取得了良好成果。


1 综述
1.1电梯的发展历史
电梯起源于古埃及金字塔中的升降装置,用于完成人力难以完成的垂直运输 1845年,英国人汤姆制成了液压升降机,它的动力来源于水压。与此同时,在欧美地区蒸汽动力被用于驱动升降装置。
1853年,美国机械工程师奥的斯(Elisha Graves Otis)发明了升降机的自动安全装置,有效地改善了升降装置的安全性。
1857年,首部使用这种自动安全装置的客运升降机在美国的一家商场投人使用。从此以后,升降机的安全性得到了人们的认可,被快速地发展和应用。
1880年,德国(Werner von Siemens)发明了使用电力驱动的电梯,从那时起就有了真正意义上的“电梯”。
1889年12月,奥的斯生产了第一台电梯,由直流电动机驱动。由涡轮减速机驱动卷筒上缠绕的曳引绳悬吊并使轿厢上升或是下降。
1892年,奥的斯率先生产了使用按钮控制的电梯。
1899年,奥的斯开发了一个由硬木台阶制成的阶梯式扶梯。
1903年,奥的斯用曳引驱动代替卷筒驱动,而开发了齿轮减速机曳引式高速电梯,电梯驱动装置的重量和体积大大降低,成为曳引驱动电梯的基本形式并沿用至今。
1915年,奥的斯电梯推出微调自动平层控制系统,1924年开发了由电信号控制的电梯,电梯驾驶员操作步骤急剧简化1928年大大简化了集中控制电梯的方式(集选电梯),1946年群控方式到来,1949年在纽约市联合国大厦投入使用。
二十世纪初,引进了交流感应电动机来驱动电梯。二十世纪上半叶,直流调速系统在中高档电梯中占有很大比例。
从20世纪60年代到80年代,半导体技术、电力电子技术和计算机控制技术在电梯中得到了广泛的应用。
1967年,用于电梯驱动,交流电压调节,速度控制,电梯驱动晶闸管,使交流电梯迅速发展。
1976年,日本福希达公司开发了速度为10m / s的直流无齿轮电梯。
1977年,三菱电机开发的晶闸管控制的无齿轮曳引电梯。
1979年,奥的斯公司把计算机控制技术引电梯系统,开发了基于微型计算机和微处理器的电梯控制系统,使电梯控制技术进入了一个新的时代而继电器控制系统则因局限性被这种系统逐渐取代
1983年,日本三菱电机公司开发了交流变频变压调速(VVVF,下文中用VVVF代替)电机,并正式应用到电梯中去,便有了VVVF电梯。舒适性与节能特点。
20世纪90年代,无机房电梯问世。
1996年,芬兰通力电梯公司发布了无机房电梯,由变频变频永磁同步电机驱动,电机固定在井顶,曳引绳曳引驱动车与日本三菱电机公司开发双轿厢升降机无齿轮永磁同步电机和双盘制动系统的电梯。
1997年,迅达电梯公司推出了无需曳引绳、承重井道的移动无机房电梯,自驱动轿厢在自支撑轨道上垂直运行。
2000年,在迅达电梯公司发布该无机房电梯、合成纤维绳,不使用高强度钢丝绳芯,永磁电机曳引无齿轮机驱动,每根曳引绳包括约30万条纤维束,曳引绳比传统钢丝绳轻超过4倍,绳索中灌入石墨纤维导体,可以监测曳引绳轻度磨损的变化。同时,奥的斯发布了Gen2无机房电梯,使用扁平钢丝绳加固曳引绳的皮带,拉动轿厢,提高了无齿轮曳引机驱动的绳索弹性。
由于无机环境中电梯曳引机和电梯控制柜都很好,节省了独立的计算机机房,节约了建设成本,提高了建筑物的有效面积。此外,电梯还具有节能,无油污染,免维护和高安全性等优点。
100多年来,在电梯驱动控制技术的发展中,先后经历了直流电机驱动控制、单速交流电机驱动控制、交流双速电机驱动控制、直流调速齿轮传动控制、直流调速齿轮传动控制、交流可变电压变速驱动控制、VVVF驱动控制、交流永磁同步电机驱动控制等几个技术阶段。
20世纪90年代以来,随着超高层建筑的林立,高速电梯也得到了快速发展。
1998年,奥的斯开发了具有SKYway双轿厢的超级电梯,最高速度为10m / s,起重高度超过400米。
2002年,日本东芝电梯公司在台北世界金融中心建成了速度16.8/s的超速电梯,提升的高度为388米。
2010年,韩国公司现代电梯发布超高速电梯THE EL,最高速度达到18m / s,最大举升高度可达600米。为了有效地监控电梯的运行,保证电梯的安全运行,应该出现远程监控技术。
90年代末,随着时代的发展,尤其是计算机技术和网络技术的飞速发展,电梯厂商开发了使用数据通信技术的电梯远程监控系统,为电梯的实时安全可靠运行和维护工作提供了技术支持。
电梯远程监控(REMS,远程电梯监控)是某个区域的电梯安装远程集中监控,对电梯故障诊断和维护统计管理,更新,统计和分析的数据的使用,运行和维护。如REM OTIS电梯远程监控系统,德国Thyssen J Ru(蒂森克虏伯),TE-E(tele-service)电梯系统、日本日立herios和MAS系统。
20世纪90年代末,自动扶梯开发了一种驱动式自动人行道,自动行人段速度,乘客从低速模式进入,然后进入稳定的高速模式,进入超速运行模式可以有效提高乘客在井道上的乘坐时间,极大的缩短了时间。
2002年,日本三菱电机公司开发了变速模式自动扶梯,它使铰链伸缩级联间隔在运行时间内变化,从而使速度变化。它的倾斜速度是进入剖面的人的1.5倍。可以缩短旅行时间,又使乘客的安全性得到了极大保障。
    1900年,奥的斯电梯公司通过代理商与中国签订了第一份电梯供应合同,1907年合同完成,电梯在中国上海的一家饭店投入运行,迄今为止,电梯进入我国已有100多年的历史。
据统计,截至2013年,我国电梯保有量约为250万台,电梯的年总产量约为58万台。目前,电梯已成为生产生活中依赖程度最高的几种运输和交通工具
    在中国电梯发展史:虽然电梯进入我国的时间较早,制造电梯的研究起步较晚,我国,大致可分为三个阶段
    第一阶段新中国成立之前的1900-1949年我国基本上没有生产研制电梯的能力,主要依靠引进国外电梯成品和技术   
第二阶段新中国成立后至改革开放初期(1950-1979年)。我国独立自主,自行设计研发、批量制造了各种电梯,逐步建立了我国电梯研发和生产的体系。
第三阶段改革开放初期至今(1980年至今)。
我国经过百十年的不懈努力,现在电梯的生产水平已处于世界前列。

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