基于什么控制系统设计 控制系统的设计方法

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基于什么控制系统设计 控制系统的设计方法

1、电梯的硬件设计2.1电梯控制系统的硬件配置本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、拽引电动机组成的交流变频调速系统（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）。

2、通过PLC去控制电梯的运行方式，可以使得控制系统的可靠行更高，结构显得更加紧凑。

3、本系统的硬件框图如图3-1所示。

4、图2-1 PLC电梯联动控制系统硬件框图从图3-1可以看出，该系统主要由两个部分组成，其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。

5、通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出电梯联动控制程序，使得PLC能够控制电梯的运行操作。

6、电梯的调速部分则选用高性能的矢量控制变频器，配以脉冲发生器（编码器）测量鼠笼式拽引电动机的转速，从而够成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式拽引机电动机交流变频调速（Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF）运行。

7、PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过其内部一系列复杂的控制程序，对各种信号的逻辑关系有序的进行处理，后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号，对电梯实施控制。

8、在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，逻辑关系处理起来非常复杂，这就给PLC的编程带来很大难度。

9、在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过鼠笼式拽引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡，对电动机完成速度检测及反馈，形成闭环系统。

10、脉冲发生器输出脉冲，PG卡接收到脉冲以后，再将此反馈给变频器内部，以便进行运算调节。

11、根据脉冲的相序，可判断出电动机的转动方向，并可以根据脉冲的频率测得电动机的转速。

12、2.1.1硬件电路图2-2 硬件接线图其各部分功能说明如下；Q1—三相电源断路图K1—电源控制接触器K2—负载电机通断控制接触器VS—变频器BU—制动单元RB—能耗制动电阻M—主拖动拽引电机2.1.2主电路主电路由三相交流输入、变频驱动、拽引机和制动单元几部分组成。

13、由于采用交-直-交电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能送回电网，为限制泵升电压，采用受控能耗制动方式。

14、2.1.3PLC控制电路PLC接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。

15、PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。

16、2.2电梯的速度控制曲线电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确，电梯的运行速度应当符合图2-3所示，平层误应符合表2-1所示：Vm电梯运行额定速度 Vp 平行爬层慢车速度图2-3 电梯运行速度曲线图表2-1平层误范围高速梯 快速梯 低速梯m/s≤±5 ≤±10 ≤0.5 >0.5≤±15 ≤±30采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需要进一步改进。

17、本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口，通过累计脉冲数，经式计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。

18、电梯位移h=SI式中I:累计脉冲数S:脉冲当量S=IpD/(pr)(1)本系统采用的减速机,其减速比1=1/20,拽引轮直径D=580mm,电机额定转速ne=1450r/min,旋转编码器每转对应脉冲数p=1024,PG卡分频比r=1/18,带入式（1）得S＝1.6mm/脉冲2.3 拖动电动机的选择电动机的选择包括选择电动机的种类、结构形式及各种额定参数。

19、电动机选择的基本原则电动机的机械特性应满足生产机械的要求，要与负载特性相适应。

20、保证运行稳定且具有良好的启动性能和制动性能。

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