Система программного управления регулируемым электроприводом лифта

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА

Кафедра “Электрооборудование судов”

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

Система программного управления регулируемым электроприводом лифта

Руководитель

Дарьенков А.Б.

Студент

Дубровин Б.Ю.

Нижний Новгород 2012 г.



СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЛИФТОВ

1.1 Общие сведения

1.2 Электропривод

1.3 Виды и системы управления

2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

4.1 Разработка алгоритма управления электроприводом лифта

4.2 Разработка программы управления для промышленного контроллера S7-222 на языке РКС

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ЗАДАНИЕ

На базе программируемого контроллера S7-200 разработать систему управления электроприводом пассажирского лифта на 5 остановок. Для привода лифта применить односкоростной асинхронный короткозамкнутый двигатель с электромагнитным тормозом (тип электродвигателя МАП221-6ОМ1 мощностью 7 кВт).

Лифт должен управляться только из кабины.

Предусмотреть табло на базе семисегментного индикатора для отображения номера этажа, на котором находится кабина лифта.

Ввести звуковой сигнал длительностью 2,5 с., оповещающий о заходе пассажира в лифт.



ВВЕДЕНИЕ

Микроконтроллеры SIMATIC S7-200 предназначены для решения задач управления и регулирования в небольших системах автоматизации. При этом, SIMATIC S7-200 позволяют создавать как автономные системы управления, так и системы управления, работающие в общей информационной сети. Область применения контроллеров SIMATIC S7-200 исключительно широка и простирается от простейших задач автоматизации, для решения которых в прошлом использовались простые реле и контакторы, до задач комплексной автоматизации. SIMATIC S7-200 все более интенсивно используется при создании таких систем управления, для которых в прошлом из соображений экономии необходимо было разрабатывать специальные электронные модули.

Одно из самых важных преимуществ контроллеров S7-200 - возведенная в ранг принципа простота их эксплуатации. Это относится как к средствам программирования контроллеров с их несложной структурой, так и к оптимальному сочетанию программного и аппаратного обеспечения.

Курсовой проект имеет своей целью углубление знаний, полученных в результате изучения теоретического материала на лекциях, самостоятельно и на лабораторных работах, и заключается в разработке системы программного управления электроприводом лифта.

В данном курсовом проекте будет разработана система управления электроприводом пассажирского лифта на базе программируемого контролера S7-222 фирмы “SIEMENS SIMATIC”. Этот контролер также широко применяется для управления прессами, чистящими машинами, автоматическими воротами, деревообрабатывающими станками, конвейерами, и является незаменимым при работе с системами мгновенного контроля.



1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЛИФТОВ

1.1 Общие требования

Техническая характеристика электрического оборудования, электропроводок и их исполнение должны соответствовать параметрам лифта по напряжению и частоте питающей сети, токовым нагрузкам, надежности, а также условиям его эксплуатации, хранения и транспортирования.

Напряжение от источника питания должно подаваться в машинное помещение лифта через вводное устройство с ручным приводом, которым должен оборудоваться каждый лифт.

При размещении двух и более лифтов в общем машинном помещении в это помещение должен быть осуществлен ввод не менее двух питающих линий.

При отсутствии машинного помещения, электроснабжение должно быть подано в помещение, где расположено вводное устройство.

Электрооборудование и электроснабжение лифта должны отвечать требованиям "Правил устройства электроустановок".

Вводное устройство может быть рассчитано как на снятие напряжения с лифта под нагрузкой, так и без нагрузки.

При применении вводного устройства, предназначенного для снятия напряжения без нагрузки или с нагрузкой не более 2А, должен быть предусмотрен дополнительный выключатель силовой цепи и цепи управления, рассчитанный на коммутацию цепей под нагрузкой.

Допускается дополнительно оборудовать вводное устройство приводом для дистанционного отключения (дистанционное включение вводного устройства не допускается); при этом должны быть выполнены следующие условия:

а) вводное устройство должно быть рассчитано на отключение электрических цепей под нагрузкой;

б) выключатель для дистанционного отключения должен быть несамовозвратным;

в) около каждого выключателя для дистанционного отключения вводного устройства должна быть предусмотрена сигнализация о его положении: "Включено", "Отключено";

г) должна быть исключена возможность дистанционного отключения при нахождении в кабине людей;

д) доступ посторонних лиц к выключателю дистанционного отключения должен быть исключен.

В качестве вводного устройства может быть использован автоматический выключатель, если он оборудован ручным приводом; при этом его включение должно быть возможно только вручную.

Вводное устройство должно отключать все питающие фазы и полностью снимать напряжение с электрических цепей, за исключением цепей:

- освещения шахты, машинного и блочного помещений;

- освещения кабины;

- вентиляции кабины;

- вызова обслуживающего персонала из кабины;

- двусторонней переговорной связи из кабины;

- ремонтной связи.

При этом для отключения указанных цепей должны быть предусмотрены отдельные выключатели, расположенные в машинном помещении, а при его отсутствии - в запираемом шкафу. Выключатель освещения блочного помещения должен быть расположен в блочном помещении.

Цепи освещения кабины и ее вентиляции, вызова обслуживающего персонала из кабины, двусторонней переговорной связи из кабины и ремонтной связи допускается подключать после вводного устройства, если предусмотрены дополнительные специальные выключатели для отключения силовой цепи и цепи управления. При этом вводное устройство не должно быть оборудовано приводом для дистанционного отключения, и в качестве вводного устройства не должен применяться автоматический выключатель.

Цепи вспомогательного освещения кабины, вызова обслуживающего персонала из кабины, двусторонней переговорной связи из кабины и ремонтной связи могут подключаться к другим электрическим сетям здания или сооружения.

На одной из посадочных (погрузочных) площадок допускается установка выключателя для дистанционного отключения (включения) силовой цепи и (или) цепей управления при включенном вводном устройстве; при этом должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие возможность отключения электрических цепей при нахождении в кабине людей. Доступ посторонних лиц к этому выключателю должен быть исключен.

Напряжение силовых электрических цепей должно быть:

- не более 660 В - в машинном помещении;

- не более 415 В переменного тока частотой 50 Гц, 440 В переменного тока частотой 60 Гц и 460 В постоянного (выпрямленного) тока - в кабине, шахте и на посадочных (погрузочных) площадках, а также на площадках, где установлено электрооборудование при отсутствии машинного помещения. Напряжение цепей управления, освещения и сигнализации должно быть не более 254 В.

Напряжение цепи переносных ламп должно быть не более 42 В. Применение автотрансформаторов или потенциометров с целью понижения напряжения для этой цели не допускается.

Для питания цепей управления, освещения и сигнализации допускается использование фазы и нулевого провода сети с глухозаземленной нейтралью источника тока (включение на фазное напряжение). При использовании фазы и нулевого провода между ними должно быть не более 254 В.

При включении на фазное напряжение цепей, имеющих выключатели безопасности, один вывод обмоток электромагнитных аппаратов (контакторов, пускателей, реле и т.п.) в этих цепях должен быть наглухо соединен с нулевым проводом.

При питании переменным током от понижающего трансформатора цепей, имеющих выключатели безопасности, один вывод вторичной обмотки трансформатора должен быть заземлен. Один вывод обмотки электромагнитных аппаратов в этих цепях должен быть наглухо присоединен к заземленному выводу трансформатора.

При питании от понижающего трансформатора через выпрямительное устройство цепей управления постоянного тока, имеющих выключатели безопасности, один из полюсов этого устройства на стороне выпрямленного напряжения должен быть заземлен. При этом один вывод обмотки электромагнитных аппаратов цепи управления должен быть наглухо подключен к заземленному полюсу. Вторичную обмотку понижающего трансформатора в этом случае заземлять не допускается.

Защитное заземление или зануление должны отвечать требованиям "Правил устройства электроустановок".

Установка в заземляющих (зануляющих) проводниках предохранителей, контактов и других размыкающих элементов, в том числе бесконтактных, не допускается.

Токоведущие части выключателей с ручным приводом: вводного устройства, выключателей, устанавливаемых в приямке, блочном и машинном помещениях, выключателей дистанционного включения (отключения) электрических цепей должны быть защищены от случайного прикосновения, если напряжение на них может быть более 42 В переменного тока или более 60 В постоянного тока. Положение этих выключателей должно быть обозначено соответствующими символами или надписями: "Вкл."; "Откл.".

1.2 Электpопpивод

Электропривод лифта должен удовлетворять следующим требованиям:

а) замыкание токоведущих частей электрического устройства привода тормоза (электромагнита и т.п.) на корпус не должно вызывать самопроизвольное включение этого привода и снятие механического тормоза при остановленном лифте и не должно нарушать наложение механического тормоза после отключения электродвигателя;

б) у лифта с номинальной скоростью более 0,71 м/с должна быть обеспечена возможность движения кабины с пониженной скоростью не более 0,4 м/с.

Электропривод переменного тока при питании электродвигателя непосредственно от сети должен удовлетворять следующим требованиям:

а) снятие механического тормоза должно происходить одновременно с включением электродвигателя или после его включения;

б) отключение электродвигателя должно сопровождаться наложением механического тормоза;

в) цепь главного тока электродвигателя должна прерываться двумя независимыми электромагнитными аппаратами, один из которых может быть концевым выключателем.

Электропривод переменного тока при питании электродвигателя от управляемого преобразователя должен удовлетворять следующим требованиям:

а) снятие механического тормоза должно происходить только при величине тока двигателя, которая обеспечивает необходимый момент для удержания кабины;

б) отключение электродвигателя должно сопровождаться наложением механического тормоза;

в) цепь главного тока электродвигателя должна прерываться двумя независимыми электромагнитными аппаратами, допускается иметь одинарный разрыв всех фаз контактами одного электромагнитного аппарата при условии, что при его отключении одновременно полностью блокируется (прекращается) поток энергии от преобразователя к электродвигателю;

г) отключение электродвигателя должно производиться в случае неисправности преобразователя, когда преобразователь не пропускает поток энергии к двигателю при пуске, установившейся скорости и торможении или когда поток энергии к двигателю не прекращается при остановке лифта.

Электропривод постоянного тока при питании электродвигателя от управляемого преобразователя должен удовлетворять следующим требованиям:

а) снятие механического тормоза должно происходить только при величине тока электродвигателя, обеспечивающей необходимый момент для удержания кабины;

б) каждая остановка кабины должна сопровождаться наложением механического тормоза. Допускается не накладывать механический тормоз при остановке на уровне посадочной (погрузочной) площадки при условии, что кабина будет удерживаться на этом уровне моментом электродвигателя в предусмотренных пределах;

в) в случае неисправности механического тормоза при нахождении кабины на уровне посадочной (погрузочной) площадки электродвигатель и преобразователь должны оставаться включенными и обеспечивать удержание (электрическое торможение) кабины на уровне посадочной (погрузочной) площадки. Это электрическое торможение не требуется, если лебедка лифта оборудована двумя независимыми тормозами или двумя независимыми тормозными системами одного тормоза;

г) при действии выключателей безопасности во время движения кабины должно обеспечиваться электрическое торможение электродвигателя, отключение преобразователя и наложение механического тормоза. В случае неисправности механического тормоза должно обеспечиваться снижение скорости электродвигателя с последующей остановкой и удержанием кабины моментом электродвигателя на уровне посадочной (погрузочной) площадки.

При этом автоматический привод дверей должен быть отключен и дальнейшая работа лифта до устранения неисправности должна быть предотвращена. Если лебедка лифта оборудована двумя независимыми тормозами или двумя независимыми тормозными системами одного тормоза, то указанный режим работы электропривода (снижение скорости и последующая остановка) не требуется;

д) дистанционное отключение преобразователя, питающего электродвигатель (если оно предусмотрено системой управления), должно быть возможно только после наложения механического тормоза;

е) при размыкании цепи возбуждения электродвигателя должно быть обеспечено автоматическое снятие напряжения с якоря электродвигателя и наложение механического тормоза;

ж) включение предохранителей и выключателей или других размыкающих устройств между преобразователем и электродвигателем не допускается, если система электропривода предусматривает удержание кабины на уровне посадочной площадки моментом электродвигателя.

1.3 Виды и системы управления

Лифты могут иметь следующие виды управления:

- внутреннее;

- наружное;

- смешанное.

В зависимости от способа подачи команд управление может быть кнопочным или рычажным (рычажное - только внутреннее).

Для подачи команд управления могут быть применены аппараты (устройства), использующие электромеханические, электронные, герконовые и другие коммутационные элементы.

Аппараты для подачи команд управления в кабине должны быть расположены вблизи двери.

В лифтах инвалидных аппараты для подачи команд управления в кабине должны быть расположены на высоте 900 - 1200 мм от пола на боковой стенке и не ближе 400 мм от передней и задней стенок кабины.

Рычажный аппарат управления допускается применять только для управления лифтом из кабины.

Рычажный аппарат должен быть устроен так, чтобы после прекращения воздействия на него обеспечивался автоматический возврат рычага в исходное (нулевое) положение. При этом должно происходить либо отключение электродвигателя, либо перевод его на пониженную скорость. В последнем случае в кабине должна устанавливаться кнопка "Стоп".

При рычажном управлении остановка кабины на крайних посадочных (погрузочных) площадках должна осуществляться автоматически. Допускается для этих целей установка в шахте специальных упоров, принудительно возвращающих контактную систему рычажного аппарата в нулевое положение; при этом должно происходить отключение электродвигателя.

Кнопочный пост управления лифтом (кроме постов с кнопками вызова) должен быть снабжен кнопкой "Стоп". Она может быть размещена вне поста управления, рядом с ним. Допускается для пассажирских лифтов с автоматическим приводом дверей кнопку "Стоп" не устанавливать; при этом кнопочный пост управления должен быть оборудован кнопкой с надписью "Двери" или соответствующим графическим символом, нажатие на которую приводит к открыванию дверей, когда кабина находится на уровне посадочной площадки.

При наружном управлении лифтом допускается обеспечить действие кнопок "Стоп" только на погрузочной площадке, с которой дан приказ на движение кабины, и из машинного помещения, а при его отсутствии - из запираемого шкафа.

В случае, когда движение кабины происходит только при нажатой кнопке управления, кнопку "Стоп" допускается не устанавливать.

Пассажирский, грузовой и больничный лифты, работающие в сопровождении лифтера, должны иметь внутреннее управление.

Пассажирский лифт самостоятельного пользования должен иметь смешанное управление.

Грузовой лифт может иметь внутреннее, наружное или смешанное управление.

Больничный лифт может иметь внутреннее или смешанное управление.

Тротуарный и грузовой малый лифты должны иметь наружное управление.

При смешанном управлении у пассажирского лифта на посадочных площадках должны быть установлены кнопки вызова или устройства, выполняющие эти функции.

При смешанном управлении вызов кабины с человеком допускается в лифте, система управления которым позволяет движение кабины только с закрытыми дверями. При этом отправление кабины по команде управления с посадочной (погрузочной) площадки должно происходить, если по истечении времени не менее 5 с, установленного для регистрации приказа вошедшим в кабину человеком, такой приказ не был зарегистрирован. У инвалидных лифтов вызов кабины с человеком не допускается.

У лифта со смешанным управлением вызов пустой кабины допускается с открытой дверью. При этом должно быть невозможно движение по вызову при наличии в кабине пассажира или груза массой 15 кг и более, а также в том случае, если находящийся в ней пассажир каким-то образом освободит пол (двери шахты закрыты); на посадочных площадках такого лифта должно быть установлено световое сигнальное устройство "Занято", действующее:

- при наличии в кабине пассажира или груза массой 15 кг и более;

- после перевода на управление из машинного помещения;

- после перевода в режим "Ревизия";

- во время движения кабины;

- при открытой любой двери шахты.

У лифта с собирательным управлением по вызовам сигнальное устройство "Занято" допускается не устанавливать. В таком лифте должна быть предусмотрена сигнализация о принятии вызова.

Сигнальное устройство "Занято" должно быть вмонтировано в кнопку вызова или установлено в непосредственной близости от нее.

При внутреннем управлении лифт должен иметь сигнализацию в кабину о вызове с посадочных (погрузочных) площадок.

Наружное управление грузовым и грузовым малым лифтами может быть осуществлено с одной, нескольких или со всех погрузочных площадок. При управлении с одной площадки на ней должна быть предусмотрена сигнализация о вызове кабины с каждой погрузочной площадки.

Наружное управление тротуарным лифтом должно осуществляться с площадки расположения люка шахты; на этой площадке должна быть предусмотрена сигнализация о вызове кабины с нижних погрузочных площадок.

Кнопочный пост управления тротуарным лифтом должен быть установлен в запираемом шкафу в непосредственной близости от люка, через который кабина выходит из шахты.

У грузового лифта со смешанным управлением с погрузочной (посадочной) площадки (площадок) могут подаваться команды управления:

- только на вызов кабины на эти площадки;

- как на вызов кабины, так и на пуск ее на другие площадки, при этом устройства для подачи команд управления могут быть расположены на одной, нескольких или на всех погрузочных (посадочных) площадках. При управлении с одной площадки на ней должна быть предусмотрена сигнализация о вызове кабины с каждой погрузочной (посадочной) площадки.

У грузового лифта со смешанным управлением, у которого команды управления могут подаваться как на вызов кабины, так и на пуск ее на другие площадки, а также у тротуарного, грузового малого и грузового лифтов, имеющих наружное управление, на погрузочных (посадочных) площадках, с которых производится управление, должны быть установлены сигнальные устройства "Занято".

Сигнал "Занято" должен быть включен:

- у грузового лифта - при открытой любой двери шахты, во время движения кабины, после перевода на управление из машинного помещения, после перевода в режим "Ревизия";

- у тротуарного лифта - при открытой любой двери шахты или люка, во время движения кабины и после перевода на управление из машинного помещения;

- у грузового малого лифта - при открытой любой двери шахты и во время движения кабины.

У грузового лифта со смешанным управлением, не предназначенного для самостоятельного пользования, должно быть предусмотрено устройство для переключения управления из кабины на управление с погрузочных (посадочных) площадок (и обратно).

Лифты могут иметь одиночное или групповое управление. При установке в жилом или общественном здании пассажирских лифтов, расположенных в непосредственной близости друг от друга и обслуживающих одни и те же этажи, а также имеющих одинаковую номинальную скорость, должно быть выполнено групповое управление. Лифты инвалидные должны иметь одиночное управление независимо от их расположения по отношению к другим пассажирским лифтам и обслуживаемым этажам.

Система управления лифтом должна удовлетворять следующим требованиям:

а) при исчезновении электроснабжения лифта одновременно с отключением электродвигателя должна автоматически отключаться цепь управления. После восстановления электроснабжения, а также после остановки кабины лифта между посадочными (погрузочными) площадками и устранения причины, вызвавшей остановку, пуск кабины у лифтов с одиночным управлением должен быть возможен только после подачи новой команды управления, а у лифтов с групповым управлением - после подачи новой команды управления или от ранее зарегистрированного вызова. Допускается автоматическое движение кабины на одну из посадочных (погрузочных) площадок для восстановления соответствия ее положения в шахте и системы управления - "калибровочный рейс". Во всех перечисленных режимах движение кабины должно быть возможно только при закрытых дверях кабины и шахты. При этом у лифтов с дверью кабины, открываемой (закрываемой) вручную, при наличии в кабине людей пуск кабины допускается только по команде управления из кабины;

б) у лифта с собирательным управлением должна быть исключена возможность остановки кабины по командам управления из кабины или с посадочной (погрузочной) площадки, поступившим в момент, когда кабина находилась от этой площадки на расстоянии, меньшем пути рабочего торможения;

в) электрические контакты аппаратов, предназначенные непосредственно для отключения электродвигателя и обеспечения наложения механического тормоза, а также электрические контакты выключателей безопасности должны работать на размыкание электрической цепи;

г) индуктивные или емкостные помехи, возникающие при работе лифта или поступающие извне, не должны вызывать ложные срабатывания в цепях выключателей безопасности.

Система управления лифтом, кроме лифта с собирательным управлением, после начала движения кабины должна исключать возможность выполнения новой команды, кроме команды "Стоп", до тех пор, пока ранее поданная команда не будет выполнена.

Система управления тротуарным лифтом должна исключать возможность пуска и движения кабины при разомкнутых контактах выключателей закрытия люка шахты и его замка, кроме периода, когда крышка (створки) люка открывается кабиной при выходе ее из шахты и находится после этого в открытом положении или закрывается при возвращении кабины в шахту.

Система управления лифтом с номинальной скоростью 1,6 м/с и более должна обеспечивать перед крайними посадочными (погрузочными) площадками предварительное замедление, дублирующее действие рабочего замедления кабины.

Системой управления лифтом, в котором применены буфера с уменьшенным ходом плунжера, должно быть предусмотрено аварийное устройство ограничения скорости при подходе кабины к верхней и нижней посадочным (погрузочным) площадкам. Устройство должно уменьшать скорость, если при подходе к этим площадкам рабочее замедление и предварительное замедление не обеспечивают расчетное снижение скорости.

Аварийное устройство ограничения скорости должно удовлетворять следующим требованиям:

а) действовать независимо от устройства рабочего замедления;

б) снижать к моменту соприкосновения с буфером скорость движения кабины до величины не более V/1,15, где V - скорость, на которую рассчитан буфер;

в) обеспечивать при снижении скорости замедление не более 9,81 м/с.

Система управления лифтом, в кабине которого применена перегородка с дверью, должна обеспечивать возможность работы с открытой дверью перегородки при выполнении следующих условий:

а) возможности перевода лифта на работу в этот режим только обслуживающим персоналом;

б) исключения действия команд управления от кнопок вызовов, установленных на посадочных (погрузочных) площадках;

в) шунтирования контакта выключателя замка этой двери.

При открывании и последующем закрывании двери перегородки у лифта, не переведенного в режим работы с открытой дверью, должно быть исключено действие команд управления по приказам и вызовам до проведения коммутационных работ в машинном помещении.

Для пассажирских и больничных лифтов, имеющих групповую систему управления, должна быть обеспечена возможность:

- отключения одного или нескольких лифтов без нарушения нормальной работы остальных лифтов, входящих в группу;

- полного снятия напряжения со всего электрооборудования, отключенного для ремонта лифта. Если невозможно полностью снять напряжение с общих для группы элементов схемы, с которыми электрически связаны элементы каждого лифта, открытые токоведущие части, остающиеся под напряжением более 42 В переменного тока и более 60 В постоянного тока, должны быть защищены от прикосновения и обозначены предупредительными надписями или специальной маркировкой.

При групповом управлении на посадочных площадках должна быть предусмотрена сигнализация о подходе кабины к площадке (перед ее остановкой) и направлении ее дальнейшего движения. В жилом здании эту сигнализацию допускается не выполнять.

Отключение электродвигателя, наложение механического тормоза и остановка кабины должны происходить в следующих случаях:

а) при тепловой перегрузке электродвигателя;

б) при коротком замыкании в силовых цепях и цепях управления;

в) при исчезновении возбуждения двигателя постоянного тока;

г) при срабатывании выключателей безопасности, за исключением концевого выключателя, установленного в лифте, оборудованном электроприводом постоянного тока, и выключателя тормоза безредукторной лебедки.

Допускается при тепловой перегрузке электродвигателя производить его отключение, наложение механического тормоза и остановку кабины на ближайшей по направлению движения посадочной (погрузочной) площадке.

Допускается движение кабины с помощью электродвигателя после срабатывания концевого выключателя, выключателей ловителей, буферов, ограничителя скорости и шунтирования контактов этих выключателей контактом (контактами) специального выключателя (переключателя); при этом должны быть выполнены следующие условия:

а) управление должно осуществляться только из машинного помещения, а при его отсутствии - из запираемого шкафа. При этом должно быть исключено действие команд управления от аппаратов, установленных вне этого помещения или шкафа (кроме кнопки "Стоп");

б) шунтирующий выключатель (переключатель) должен находиться в машинном помещении, а при его отсутствии - в запираемом шкафу;

в) скорость движения кабины должна быть не более 0,71 м/с;

г) движение кабины должно осуществляться только вверх при шунтировании контактов выключателей ловителей кабины и буферов, взаимодействующих с кабиной, а также концевого выключателя, срабатывающего при нахождении кабины в нижней части шахты;

д) движение кабины должно осуществляться только вниз при шунтировании контактов выключателей ловителей противовеса и буферов, взаимодействующих с противовесом, а также концевого выключателя, срабатывающего при нахождении кабины и верхней части шахты.

Допускается движение в режиме "Ревизия" кабины лифта, оборудованного автоматически открывающимися дверями шахты, с помощью электродвигателя при шунтировании контактов выключателей закрытия дверей шахты и выключателей автоматических замков дверей контактом (контактами) специального устройства (кнопка, переключатель и т.п.), при этом должны быть выполнены условия:

а) на крыше кабины должна быть установлена дополнительная кнопка; управление должно осуществляться только с крыши кабины одновременным воздействием на указанную кнопку и кнопку режима "Ревизия";

б) скорость движения кабины должна быть не более 0,4 м/с.

Лифт, имеющий машинное помещение, должен иметь устройства для управления из этого помещения.

Управление из машинного помещения должно быть возможно при:

а) исключении действия команд управления от аппаратов, установленных вне машинного помещения, кроме кнопки "Стоп"; при этом допускается исключать действие кнопок "Стоп", установленных на погрузочных площадках;

б) предотвращении воздействия подвижной отводки на автоматические замки дверей шахты у лифта, оборудованного такой отводкой;

в) исключении автоматического открывания дверей шахты и кабины;

г) включении сигнала "Занято" у лифта, оборудованного таким устройством.

При управлении из машинного помещения пуск кабины и ее движение должны быть возможны только при замкнутых контактах выключателей безопасности.

Для управления из машинного помещения должны быть применены кнопки для пуска кабины вверх и вниз, а также кнопка "Стоп".

При управлении из машинного помещения кабина должна автоматически останавливаться на уровне нижней и верхней посадочных (погрузочных) площадок.

После каждой остановки пуск кабины должен быть возможен только после вновь поданной команды управления.

Требования настоящего пункта распространяются также на управление грузовым малым лифтом, осуществляемым из запираемого шкафа, при отсутствии машинного помещения.

Допускается у грузового малого лифта не предусматривать специальных устройств для управления из машинного помещения или из шкафа, если пуск кабины может быть осуществлен путем нажатия на аппарат НКУ управления (реле и т.п.), при котором движение кабины возможно только при замкнутых контактах выключателей безопасности.

Лифт, кроме грузового малого и тротуарного, должен иметь управление с крыши кабины (режим "Ревизия").

Скорость движения при управлении с крыши кабины должна быть не более 0,4 м/с; при этом допускается на лифтах с односкоростным электродвигателем переменного тока движение вверх и вниз на скорости не более 0,71 м/с.

Управление лифтом должно осуществляться кнопочным постом с кнопками управления для пуска кабины вверх и вниз. Движение кабины при управлении с крыши должно быть возможно при:

а) только нажатой кнопке;

б) замкнутых контактах выключателей безопасности;

в) исключении действия команд управления от кнопочных аппаратов, установленных в кабине, машинном помещении и на посадочных (погрузочных) площадках, кроме кнопки "Стоп", при этом допускается исключать действие кнопок "Стоп", установленных на погрузочных площадках;

г) предотвращении воздействия подвижной отводки на автоматические замки дверей шахты у лифта, оборудованного такой отводкой;

д) исключении автоматического открывания дверей шахты и кабины;

е) включении сигнала "Занято" у лифта, оборудованного таким устройством.

Системой управления лифтом должна быть предусмотрена:

а) возможность перевода лифта на управление с крыши кабины только после исключения из машинного помещения действия всех команд управления с посадочных (погрузочных) площадок и изнутри кабины, кроме кнопки "Стоп", при этом допускается исключать действие кнопок "Стоп", установленных на погрузочных площадках;

б) автоматическая остановка кабины в зонах подхода к нижней и верхней посадочным (погрузочным) площадкам или на уровне этих площадок при нажатой кнопке управления на крыше кабины.

Сигнализация о перегрузке должна быть выполнена в виде звукового и светового сигнального устройства с надписью "Лифт перегружен" или с соответствующим графическим символом. Допускается указанную надпись или графический символ размещать рядом со световым сигнальным устройством.

При внутреннем и смешанном управлениях должна быть предусмотрена звуковая, а при необходимости и световая сигнализация из кабины о вызове обслуживающего персонала.

У лифта самостоятельного пользования должна быть предусмотрена двусторонняя переговорная связь между кабиной и местом нахождения обслуживающего персонала, а также звуковая и световая сигнализации о вызове персонала на двустороннюю переговорную связь.

Допускается ввод в эксплуатацию лифта самостоятельного пользования кроме лифта инвалидного без двусторонней переговорной связи; при этом органом Госгортехнадзора должен быть определен срок установки двусторонней переговорной связи.



2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

Кабина пассажирского лифта приводится в движение от односкоростного асинхронного короткозамкнутого двигателя с электромагнитным тормозом серии МАП221-6ОМ1 мощностью 7 кВт.

Система управления построена на базе программируемого контроллера А1 (S7-222) с модулем расширения входов и выходов A2. Лифт имеет только внутреннее управление. Кнопки SB1-SB6 предназначены для вызова лифта с внутреннего поста управления из кабины.

К входам основного блока ПЛК A1 и блоку расширения входов А2 подключены этажные переключатели (герконовые датчики) SQ1-SQ5, расположенные на каждом этаже, датчик закрытия дверей SQ6, кнопка "СТОП" SB11 и переключатель постов управления SA1.

К выходам контроллера А2, подсоединены катушки контакторов КМ1 и КМ2, обеспечивающих движение лифта, реле переключения постов управления K1 и 2 светодиодных блока индикации (по 5 светодиодов), отображающих, на каком этаже находится лифт. К блоку расширения выходов A3 подключены семисегментные индикаторы (5 штук в параллель) для отображения номера текущего этажа.

Рисунок 1 - Принципиальная электрическая схема силовой части лифта

Рисунок 2 - Принципиальная электрическая схема системы управления лифтом

управление электропривод контроллер лифт

Рисунок 3 - Схема подключения блока расширения входов А2

Рисунок 4 - Схема подключения блока расширения выходов А3



3. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

Выбор автоматических выключателей.

Номинальные значения напряжения UНОМ,А и тока IНОМ,А автомата, тока нагрузки IНОМ,Н и напряжения сети UНОМ,С должны удовлетворять соотношениям:

UНОМ,А ? UНОМ,С; IНОМ,А ? IНОМ,Н

Для автомата защиты двигателя с короткозамкнутым ротором ток уставки электромагнитного расцепителя:

IУСТ,ЭМ ? (1.5 ч1.8)·IПУСК

Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме, номинальный ток теплового расцепителя:

IНОМ,РАСЦ ? 1.5·IНОМ, ДВ

Исходя из этих данных, выбираем автоматический выключатель NG125H18725 фирмы “Merlin Gerin”, рассчитанный на переменный ток, частотой 50 Гц, напряжением до 500 В. Тип расцепителя - комбинированный.

IУСТ,ЭМ=1.7· IПУСК=100 А.

IНОМ,РАСЦ=1.5·IНОМ,ДВ=20 А. [2]

Выбор магнитных пускателей.

Для данного случая выбираем магнитные пускатели типа ПМ2111, катушка которых рассчитана на напряжение 380 В. Тепловая защита этого типа пускателей не срабатывает при пуске двигателя и их кратковременных перегрузках.

Наибольший номинальный ток IНОМ=22.5 А. [1]

Выбор типа микроконтроллера.

Микроконтроллер

Выбираем МК с CPU 222,его данные:

- размеры 90х80х62 мм;

- вес 310 г;

- потребление энергии 7Вт;

- входы и выходы 8 входов/6 выходов;

- таймеры 256 таймеров;

- источники питания 85ч264 В, при 47ч63 Гц.

Блоки расширения

Выбираем блоки расширения EM223, его данные:

- размеры 71,2х80х62 мм;

- вес 300 г;

- потребление энергии 3Вт;

- входы и выходы 8 входов/8 выходов;

- тип входов приемник/источник;

- тип выходов транзисторный MOSFET .

Выбор пусковых контакторов КМ1 и КМ2.

Контакторы КМ1 и КМ2 типа LC1-D18 фирмы “TeSys” (контакты полюсов нормально разомкнутые). Контакторы КМ1 и КМ2 типа LC1- D18 обладают следующими основными параметрами:

- номинальный ток полюсов 18 А;

- номинальное напряжение полюсов UН=380 В;

- количество полюсов - 3;

- номинальное напряжение цепи управления Uc=220 В

- потребление катушки - 7 Вт;

- пределы напряжения цепи управления - 0,7…1,25Uc.[3]

Выбор кнопок управления.

Для управления лифтом внутри кабины используем кнопки

ВК-12-ОМ5 со следующими параметрами:

- максимальное напряжение переменного тока 380 В;

- максимальный ток 320 А.

Выбор светодиодных ламп индикации.

Для световой индикации используем светодиодные лампы АЛ307 [5], в паре с понижающими резисторами C2-23Н-43 кОм [4], со следующими параметрами:

- максимальный ток 10 мА.



4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

4.1 Разработка алгоритма управления электроприводом лифта

Циклограмма алгоритма управления движения вниз (без остановок) представлена на рисунке 6.

На рисунке приняты следующие обозначения:

SQ5 - сигнал с конечного выключателя пятого этажа;

SQ4 - сигнал с конечного выключателя четвертого этажа;

SQ3 - сигнал с конечного выключателя третьего этажа;

SQ2 - сигнал с конечного выключателя второго этажа;

SQ1 - сигнал с конечного выключателя первого этажа;

SB1 - сигнал вызова лифта на первый этаж;

KV1 - промежуточное реле первого этажа (для запоминания сигнала SB1);

КМ2 - магнитный пускатель, движение вниз;

Рисунок 6 - Циклограмма движения вниз (без остановок)

В соответствии с рисунком 6 записываем уравнения:

4.2 Разработка программы управления для промышленного контроллера s7-212 на языке РКС

Составим программу управления промышленным контроллером S7-212 на языке РКС в программе “STEP7-Micro/WIN32”.

Таблица 1 - Символьная таблица

Имя	Адрес	Комментарий
Область памяти входов ПЛК
SB1,SB6	E0.0	Кнопки вызова на 1 этаж
SB2,SB7	E0.1	Кнопки вызова на 2 этаж
SB3,SB8	E0.2	Кнопки вызова на 3 этаж
SB4,SB9	E0.3	Кнопки вызова на 4 этаж
SB5,SB10	E0.4	Кнопки вызова на 5 этаж
SQ1	E0.5	Этажный переключатель (1 этаж)
SQ2	E0.6	Этажный переключатель (2 этаж)
SQ3	E0.7	Этажный переключатель (3 этаж)
SQ4	E1.0	Этажный переключатель (4 этаж)
SQ5	E1.1	Этажный переключатель (5 этаж)
ЗАКР_ДВ	E1.2	Контакт закрытия дверей
СТОП	E1.3	Кнопка "СТОП"
ПЕРЕКЛЮЧ	E1.4	Переключатель постов управления
Область памяти переменных ПЛК
KV1	V0.0	Реле вызова 1 этажа
KV2	V0.1	Реле вызова 2 этажа
KV3	V0.2	Реле вызова 3 этажа
KV4	V0.3	Реле вызова 4 этажа
KV5	V0.4	Реле вызова 5 этажа
ЗАДЕРЖКА	V0.5	Вспомогательный бит таймера выдержки
ВВЕРХ	V0.6	Бит условий движения вверх
ВНИЗ	V0.7	Бит условий движения вниз
Область памяти меркеров ПЛК
	M0.1	Меркер этажного датчика 1 этажа
	M0.2	Меркер этажного датчика 2 этажа
	M0.3	Меркер этажного датчика 3 этажа
	M0.4	Меркер этажного датчика 4 этажа
	M0.5	Меркер этажного датчика 5 этажа
Область памяти выходов ПЛК
KM1	Q0.0	Контактор движения вверх
KM2	Q0.1	Контактор движения вниз
K1	Q0.2	Контактор переключения постов управления
VD1_VD5	Q0.3	Индикация движения вверх
VD1_VD5	Q0.4	Индикация движения вниз
A	Q1.0	Сегмент A индикатора
B	Q1.1	Сегмент B индикатора
C	Q1.2	Сегмент C индикатора
D	Q1.3	Сегмент D индикатора
E	Q1.4	Сегмент E индикатора
F	Q1.5	Сегмент F индикатора
G	Q1.6	Сегмент G индикатора



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте разработана принципиальная электрическая схема автоматизированного электропривода лифта на пять остановок. Лифт имеет двойное управление - наружное и внутреннее, при движении вверх останавливается на всех этажах, которые находятся на пути следования, и на которых были нажаты кнопки вызова, предусмотрена задержка повторного вызова кабины после остановки ее на соответствующем этаже. Произведён выбор электрооборудования для принципиальной электрической схемы электропривода лифта. Составлены циклограммы алгоритма управления и разработано программное обеспечение на языке релейно-контактных схем для ПЛК Simatic S7-212, широко распространенного в схемах, в качестве альтернативы существующим релейно-контактным схемам.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Китаенко, Г.И. Справочник судового электротехника. В 3 т. Т.2. Судовое электрооборудование - Л.: Изд-во “Судостроение”, 1975.

Низковольтная аппаратура. Электрооборудование и приборы: каталог - Изд-во «Электромонтаж», 2004.

Резисторы (справочник) / Ю. Н. Андреев, А. И. Антонян, Д. М. Иванов и др.; Под ред. И. И. Четверткова. - М.: Энергоиздат, 1991.

Техническая документация по промышленным контроллерам серии S7

Яуре А.Г., Богословский А.П., Певзнер Е.М. Электроприводы судовых грузоподъемных механизмов. Л., «Судостроение», 1971.

Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПБ10-06-92).

1. Размещено на www.allbest.ru

2.