电气自动化毕业设计论文.docx
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电气自动化毕业设计论文
毕业设计
设计题目:
PLC对电梯控制的应用设计
院系：
电子工程系
班级：
电气081班
姓 名:
耿庆辉
学 号:
080433141
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本科
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电气与信息学院
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自动化
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讲师助理试验师
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2008年4月19日
摘要
当今时代随着高层建筑的日益增多和建筑设计的档次的提高，使得人们对电梯的要求也越来越高。
目前已不仅限于要求电梯搭乘快速、舒适，制造坚固，装潢考究，人们对电梯的安全可靠性及多功能性正提出越来越高的要求，为此电梯正朝着控制智能化的方向发展。
而电梯的核心是电梯控制器,电梯控制器的实现也有多中方式,诸如PLC,单片机,等等.在以前的电梯控制器设计中,大部分都是采用PLC来实现,但是PLC是基于外围的硬件实现电梯的控制,这样的设计很难实现电梯的智能化,要实现电梯的智能化,就得选用其他的设计方法完成对电梯控制器的设计,而采用硬件描述语言来完成电梯控制器的设计,就能很容易的实现电梯的智能.
学生姓名
学历层次
所在系部
所学专业
指导教师
教师职称
完成时间
在这篇文章里，所提到的是在通常应用于商业上的蒸汽压缩制冷装之中，用模糊控制算法控制制冷压缩机的速度使之达到最有效的速度来控制冷气的温度。
它主要的目标是根据模糊控制算法，通过变换器对压缩机速度进行连续调控，并估算节能效果；不同于传统恒温控制，这里通过控制压缩机冷藏容量，施加给控制压缩机50Hz的开关运转频率。
通过控制压缩机的电动机的供电电流达到的速度变化范围是30-50Hz，由于转动频率过低会有因飞溅系统而出现的润滑问题，现今所提供的压缩机转动频率一般不考虑小于30Hz的。
在这个范围，在二个最适当的工作流体之中，可以代替R22有很多，例如R407C（R32/R125/R134a23/25/52%组）和R507（R125/R143A50/50%组）比较好。
压缩机速度模糊控制与传统的温度控制相比，更多的用于冷藏和其他制冷系统。
实验结果表明，当R407C作为工作流体时，可以达到显著的节能效果，（13%）。
值得注意的是，从节能观点看，当压缩机速度变化时可以达到的最佳的效果。
另外，考虑到变换器费用问题，回收期要比可接受的产品型号更具有决定性。
关键词：
压缩系统;冷室;活塞式压缩机;易变的速度;章程;模糊逻辑;R407C;R507
引言
1.节能型是发展方向
目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率还很低，可节电30%以上的无齿轮电梯普及率不及10%，可以能源再生的造能电梯普及率不及2%。
因此专家预计，节能电梯市场会在“十一五”期间进入快速增长期。
节能电梯从2001年开始进入我国办公楼、住宅楼、酒店等场所，经过5年的发展，全国的无齿轮电梯市场从几千台增长到近6万台。
截至2006年9月，全国取得电梯制造许可证的整机企业超过300家。
电梯企业竞争日趋激烈，产品利润率走低，WALESS、奥的斯、三菱等大企业保持了较高的市场份额，中小企业仅占全国1/5的市场份额，同时行业整体企业数目急剧增多。
有关专家表示，我国已超过日本成为世界最大的新装电梯市场。
由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来10年，我国的电梯市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。
受以下三个因素影响，我国节能电梯未来市场容量十分可观。
房地产市场快速发展，对电梯的需求继续扩大。
专家估计未来50年我国新增住房面积将达到200亿平方米。
目前国家规定20米以上高楼就应安装电梯，因此未来电梯最大的市场就是住宅市场。
此外，机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的需求量也十分可观。
西部地区的小城镇建设速度加快。
东部地区城市化经过20年的发展，有些发达地区城市化水平已达到80%，基本饱和，甚至出现了逆城市化的趋势。
而近年来西部地区国民生产总值的增长速度，已经与电梯需求高速发展所需的GDP水平相吻合。
电梯更新进入高峰期。
虽然国家对电梯寿命目前没有提出强制标准，但是按国外电梯使用寿命的惯例，一般日本系列电梯设计寿命为15年，欧美电梯设计寿命为25年。
根据我国电梯选购的实际情况，采用日本系列产品或技术的比例大约有60%以上，国内在1990年前安装的日系电梯已经全部到了更新期。
而且1990年以前的电梯生产技术相对比较落后，电梯的耗电水平是现在节能电梯的三到四倍。
按电梯使用寿命及15年前电梯安装数量看，预计2007年将有15000至20000台电梯需要更新。
2、电梯节能潜力巨大
电梯和空调被认为大型建筑两大耗能大户。
据了解，目前我国星级酒店每平方米平均年耗电量为150千瓦时，一座3万～5万平方米的星级酒店，其年总能耗大约相当于3000至4000吨标准煤，其中将近一半用于电梯供电。
电梯行业协会统计，2005年在我国所有使用的电梯中如果有80%采用节能电梯，全年可以节约耗电122亿千瓦时。
如果2015年全部采用节能电梯，将节电800亿千瓦时，几乎等于三峡大坝一年的发电量。
在政府采购中对节能性能予以优先考虑。
目前国内的电梯销售有接近一半的数量在政府采购领域或跟政府采购有关，因此政府采购对节能电梯的倾向性可以有效扶持节能电梯产业。
由于节能电梯产量不大，市场价格偏高，政府在初期可将其作为环保项目给予政策倾斜，或者对采用节能电梯的开发商以政策鼓励。
节能电梯技术应与其他技术相结合。
与节能相比，使用者目前更为看重的还是电梯的安全性能。
传统电梯安全部件正在改用双向安全系统，电梯使用的安全技术也在不断扩大。
将节能技术和其他安全技术相结合有利于提升产品品质，更容易进入采购商的视野。
3.控制节能选择
蒸气压缩冷却装置，虽则被设计满足最大载荷，但为了延长寿命，通常在部分装载下工作，并通过开关周期调控，在50Hz的频率下运作，这样就决定了高能消耗量的恒温控制。
而且，制冷时耗电量低被认为间接的释放了温室气体;改进上述的系统的能量转换效率可以减少这种排放物。
各种各样的冷藏容量控制方法和部分装载理论表明压缩机速度变异是最高效率的技术。
[1,2]。
冷藏容量控制这个方法在最近3–10年已经被分析研究，包括提高压缩机的速度以不断的达到制冷效果。
变换器可以被用于调控压缩机速度。
有电子易变速度驱动的不同的类型，但是脉冲宽度调整变换器（PWM）由于它的低成本和高效率而最适用。
冷藏容量的此种控制应用于商业压缩机，虽则在节能上有优势，但也有某缺点例如设备的费用和由压缩机润滑和可靠性[11,12]带来的麻烦。
最后问题是，当热转换器的次要流体在气相时，例如在被审查的工厂中时，是有害的。
但是当次要流体在液体阶段时[13]它似乎是有利的。
因此，本文的主要目的是设定控制器能够连续调控没有油泵的缩机和其他小型制冷设备。
这种控制允许我们在任何时候调整压缩机冷藏容量以得到冷却载荷，因此压缩机可能也运转在其他频率小于50Hz。
当传统的温度控制用于冷藏或其他小型制冷系统时，压缩机只能工做在50Hz。
特别是，对比于常用的蒸气压缩冷却装置，本文提到了根据模糊逻辑的控制算法，能选择在冷藏气温的作用的最适当速度的压缩机。
除模糊逻辑之外，压缩机速度控制也许可以通过其他技术也获得例如传统比例缺一不可和PID控制[14–18]。
特别是，模糊逻辑控制，比较PID，准许根据设备工作状况更好的使用实验性知识和采取一个非数学的模型的控制逻辑。
而且，关于PID控制的一个模糊控制器有时需要有可比性，或者在指定的工作点工作的更好。
除提到一个模糊控制器以外当冷却装载上有突然变化时调整时间快跳动小是其显著的动力特征;所有这通常导致一个鲁棒控制[22–24]。
因此，实验性测试指导比较了工厂使用压缩机冷却容量控制系统的能力，模糊算法和确定压缩机开-关周期的传统温箱都工作在50Hz的频率。
被测试的工作流体，R407C（主要是R32/R125/R134a23/25/52%）和R507（R125/主要是R143A50/50%），是R22中最有替代性的。
。
1.实验工厂
1.1电梯控制器的流程
总流程图
N
Y
N
电梯运行流程图
N
Y
N
Y
停车门控流程图
1.2蒸气压缩实验设备
如图1所示的商业上通用的设备，是由以下部分组成，一台液体接收器，一台空气冷凝器，三极管与二个扩展阀门，一个是恒温的一个是手工的，靠这些支撑冷藏室里面的一台蒸汽压缩器工作。
就想厂商所说的，压缩机可用流体R22、R507和R407工作;它用聚酯油润滑，并且它的速度通过PWM变换器调控。
并有一组三相电压的整流器，即直流380V，50Hz和一个直-交三相交流电压变换器;产品的变换器可调整电压的频率。
与两个阀门的三级管可以解决可能的麻烦，因为当压缩机速度变化时，扩展阀们的工作是未知的[13]。
使用的扩展阀门是为R407C和R507特别设计的。
使用R407并工作在50Hz时，当温度在-20到10°C时冷凝器的容量在1.4-1.8kw范围内变化较大。
为固定在冷凝器气温和模仿外部条件，在一个决热的通道向其风。
使用调节器控制电阻可得到确定的温度。
在一些实验性测试中，可通过与调节器有关的电暖气来模拟冷藏负载，并且通过电力计测量电压。
表1列出了使用的变换装置的规格。
测试用具装有与个人计算机连接的32张位A/D卡片，它有高采样率并通过变换装置模拟结果。
数据收集软件在Labview环境里已经实现，并且能通过一个可以平衡能量和放射的软件评估R407C和R507的热力性质。
图1.实验系统的剪影
表1
Transducers规格
2实验描述
要评估使用时产品的性能，有必要比较一下在50Hz时由开关周期调控和由由模糊算法控制时的耗能量。
在实验性测试，冷却的装载的不同的类型已经考虑了。
首先，当对冷藏门有周期性开关和与室外空气不可避免的热交换时的实验已经实现了。
这些实验已经在各种各样的温度下测试完成了，而且当外界温度为18.8C时每隔20分钟就打开冷藏库门5分钟，这样得到的冷库温度正好在5.0到25.8C。
另外在有些测试中冷却负载可通过位于冷藏室的可控制电子加热器获得，而在其他测试真正的冷却负载被认为是可以保存200kg水果和蔬菜5.8C。
在这前二个情况下，每10分钟打开冷藏门来模仿真正的工作环境;而且，实验在冬天和夏季都进行了测试。
在夏天的测试中由于电暖气加热而是冷凝器外面的温度保持在32.8C，而在冬天室外气温被保持在10.8C。
实验结果主要为体现耗电量，它由好耗电能米来衡量，并由节能效果评估得到。
这个持续2天的测试，已经实现了R407C和R507。
3.在压缩机速度控制的模糊逻辑
模糊逻辑代表允许我们获得从隐晦，模棱两可或者不定的信息的被定义的解答的方法学。
对于此模糊的过程非常类似那人脑能够发现被定义的结论从接近的信息和数据开始。
与经典逻辑方法对比，那要求描绘现象的数学模型等式的一个确切的定义，模糊逻辑允许我们解决不明确定义的问题，并且为哪些是困难的，甚至不可能，确定一个确切的数学模型。
所以，人的经验和知识为此种塑造是必要的。
特别是，模糊逻辑是非线性控制问题的解答的一个合法的选择。
实际上非线形性通过规则、会员资格作用和推理过程被对待，保证更加简单的实施和较小设计费用。
在另一边一个非线性模型的线性略计是足够简单的，但是它有限制的缺点控制表现，并且可能发生，在一些情况中，昂贵。
而且，模糊控制器是健
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