南通职业大学plc在三层轿外按钮控制电梯中的应用
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南通职业大学plc在三层轿外按钮控制电梯中的应用,毕业设计
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PLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 1 南通职业大学 电气控制及 P L C 课 程 设 计 课题名称： PLC在集选控制电梯中的应用 班级： 机制 054D 姓名： 指导老师： 张佳星 时间： 2007年 12月 目 录 PLC 的发展 趋势 ， 应用 及 需要注意的问题 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 2 一、 设计 目的 14 二、 设计 内容 14 （一）方案设计与论证 16 （二）系统原理图 16 （三）主要软件设计 17 （四）主要硬件设计 19 1断路器 19 2熔断器的保护原理 22 3三菱 FX2N 24 4 交流接触器 24 5 ABB Limit Switches 行程开关 27 6电机说明 28 7 5 伏电压 31 8. 电机正反转接线图 32 三、 小结 33 四、附录 33 （一） 梯形图 34 （二） 指令表 35 PLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 PLC 的发展 趋势 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 3 1向高速度、大容量方向发展 为了提高 PLC 的处理能力，要求 PLC 具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的 PLC 的扫描速度可达 0.1ms/k 步左右。 PLC 的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。 在存储容量方面，有的 PLC 最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公 司已使用了磁泡存储器或硬盘。 2向超大型、超小型两个方向发展 当前中小型 PLC 比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC 要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有 I/O 点数达 14336 点的超大型 PLC，其使用 32 位微处理器，多 CPU 并行工作和大容量存储器，功能强。 小型 PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型 PLC，最小配置的 I/O 点数为 8 16 点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司系列 PLC。 3 PLC 大力开发智能模块，加强联网通信能力 为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程 I/O 模块、通信和人机接口模块等。这些带 CPU 和存储器的智能 I/O 模块，既扩展了 PLC 功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC 应用范围。 加强 PLC 联网通信的能力，是 PLC 技术进步的潮流。 PLC 的联网通信有两类：一类是 PLC 之间联网通信，各 PLC 生产厂家都ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 4 有自己的专有联网手段；另一类是 PLC 与计算机之间的联网通信，一般 PLC 都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力 ， PLC 生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统， PLC 已成为集散控制系统（ DCS）不可缺少的重要组成部分。 4增强外部故障的检测与处理能力 根据统计资料表明：在 PLC 控制系统的故障中， CPU 占5%， I/O 接口占 15%，输入设备占 45%，输出设备占 30%，线路占 5%。前二项共 20%故障属于 PLC 的内部故障，它可通过 PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余 80%的故障属于 PLC的外部故障。因此， PLC 生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提 高系统的可靠性。 5编程语言多样化 在 PLC 系统结构不断发展的同时， PLC 的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数 PLC 使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（ BASIC、C 语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是 PLC 进步的一种趋势。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 5 PLC 的应用特点 1.可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采 取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 2.配套齐全，功能完善，适用性强 PLC 发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外， PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC 是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 6 语言的人从事工业控制打开了方便之门。 4.系统的设计，工作量小，维护 方便，容易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。 （ 2）安装与布线 动力线、控制线以及 PLC 的电源线和 I/O 线应分别配线，隔离变压器与 PLC 和 I/O 之间应采用双胶线连接。将 PLC 的 IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干 扰降到最低限度。 PLC 应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内 PLC 应远离动力线（二者之间距离应大于 200mm）。与 PLC 装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联 RC 消弧电路。 PLC 的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的 1/10. 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避 免并行。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 7 （ 3） I/O 端的接线 输入接线 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 输入 /输出线不能用同一根电缆，输入 /输出线要分开。 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元 件的负载短路，将烧毁印制电路板。 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。 PLC 的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。 PLC 应用中需要注意的问题 PLC 是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 8 述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁 干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证 PLC 的正常运行，要提高 PLC 控制系统可靠性，一方面要求 PLC 生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题： 1.工作环境 （ 1）温度 PLC 要求环境温度在 055oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。 （ 2）湿度 为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85%（无凝露）。 （ 3）震动 应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 1055Hz 的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。 （ 4）空气 避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 9 的控制室或控制柜中。 （ 5）电源 PLC 对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地 之间的干扰。一般 PLC 都有直流24V 输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使 PLC 接收到错误信息。 2.控制系统中干扰及其来源 现场电磁干扰是 PLC 控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。（ 1）干扰源及一般分类 影响 PLC 控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电 磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 10 主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 （ 2） PLC 系统中干扰的主要来源及途径 强电干扰 PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。 柜内干扰 控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC 造成一定程度的干扰。 来自信号线引入的干扰 与 PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一 是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。 来自接地系统混乱时的干扰 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 11 接地是提高电子设备电磁兼容性（ EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使 PLC 系统将无法正常工作。 来自 PLC 系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相 互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。 变频器干扰 一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。 3.主要抗干扰措施 （ 1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰 对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为 1： 1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接 LC 滤波电路。 （ 4）正确选择接地点 ，完善接地系统 良好的接地是保证 PLC 可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是 PLC 控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 12 PLC 控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对 PLC 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端 A、B 都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流 将更大。 此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响 PLC 内逻辑电路和模拟电路的正常工作。 PLC 工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响 PLC 的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 安全地或电源接地 将电源线接地端和柜体连线接地为安 全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。 系统接地 PLC 控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于 4，一般需将 PLC 设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。 信号与屏蔽接地 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 13 一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路 ”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在 PLC 侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一 定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。 5）对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式： 加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。 使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。 使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影 响其它设备正常工作。 一、 设计 目的 （ 1） 熟悉轿外按钮控制电梯的控制要求及特点 （ 2） 掌握轿外按钮控制电梯的 PLC 实现方法 （ 3） 掌握 PLC 与外设的 I/O 连接方法 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 14 二、 设计 内容 图一 三层楼电梯示意图 轿外按钮控制电梯的公平能够做特点及控制要求 轿外按钮控制是电梯控制方式中较为简单的一种。电梯由各个楼层厅门口的召唤进行操纵控制，其操纵内容为：召唤呼叫电梯到呼叫层、控制运行方向和停靠层。 图 1 为三层楼电梯的示意图。电梯的上、下运行由曳引电动机拖动，电动机正转电梯上升， 反转电梯 下降。每层设有召唤按钮 SB1SB3，召唤指示 HL1HL3，及停靠行程开关 SQ1SQ3。 响应召唤信号，召唤指示灯亮。电梯到达该层，召唤指示灯熄灭。若电梯在运行中，任何反向召唤均无效，召唤指示灯不亮。其动作要求如表 1 所示。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 15 表 1 电梯动作要求表 序号 输 入 输 出 原停靠楼层 召唤楼层 运行方向 运行情况 1 1 3 升 上升到 3 层停 2 2 3 升 上升到 3 层停 3 3 3 停 召唤无效 4 1 2 升 上升 到 2 层停 5 2 2 停 召唤无效 6 3 2 降 下降到 2 层停 7 1 1 停 召唤无效 8 2 1 降 下降到 1 层停 9 3 1 降 下降到 1 层停 10 1 2， 3 升 先上升到 2 层，暂停 2s 后上升到 3 层停 11 2 先 1 后 3 降 先下降到 1 层停，运行中反向召唤无效 12 2 先 3 后 1 升 先上升到 3 层停，运行中反向召唤无效 13 3 2， 1 降 先下降到 2 层，暂停 2s 后下降到 1 层停 （一） 方案设计与论证 根据电梯的控制要求，我们提出以下两个设计方案： ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 16 方案一 判断电梯是否到位，我们采用红外线光电传感器，还有指示灯采用 220V 电压 方案二 电梯到位采用行程开关判断，指示灯采用 5V 直流电压。 方案比较 在方案一中，光电传感器的耗电量低，可靠性高，但是电路相对于行程开关比较复杂。而指示灯采用 220V 电压耗电量大且不安全。所以我们采用方案二。 （二） 系统原理图 （三） 主要软件设计 1、 I/O 端口设备及编号分配 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 17 输入设备 输入点编号 输出设备 输出点编号 SB1 X1 HL1 Y1 SB2 X2 HL2 Y2 SB3 X3 HL3 Y3 SQ1 X4 KM1 上升 Y4 SQ2 X5 KM2 下降 Y5 SQ3 X6 2、 各层召唤及指示 1 楼召唤 根据控制要求，一楼召唤应该考虑以下 :情况电梯在 2 层、 3 层， 1 层召唤有效；电梯上升， 1 层呼叫为反向呼叫， 1层呼唤无效；电梯在 2 层， 3 层先呼叫 1 层呼叫无效。 1 楼召唤控制的梯形图如图 2 所示。 图 2 1 楼召唤控制梯形图 3 楼召唤 与 1 楼召唤相似，其控制的体型图如图 3 所示。 图 3 3 楼召唤控制梯形图 2 楼召唤 根据控制要求， 2 楼召唤需要考虑的因素很多：ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 18 电梯在 1 层或 3 层时， 2 层召唤有效；当电梯停在 2 楼时，召唤无效；当电梯从 3 楼下降至 2 楼后继续下降， 2 楼召唤无效，但当电梯下降到 1 楼时， 2 楼召唤应变为有效；当电梯从 1 楼上升到 2 楼后继续上升， 2 楼召唤无效，但当上升到 3 楼时， 2 楼召唤应变为有效。 2 楼召唤的梯形图如图 4 所示。 图 4 2 楼召唤控制梯形图 3、 电梯的上升、下降运行 控制 根据控制要求上升，下降运行控制 （ 1） 电梯在一层，二层有召唤， Y2 有效， Y4 动作，电梯上升到二层停止。 （ 2） 电梯在一或二层，三层有召唤， Y3 有效， Y4 动作，电梯上升到三层停止。 （ 3） 电梯在一层，二，三层有召唤无效 Y2， Y3 有效，电梯上升到二层，暂停 2S 后，再上升到三层停止。 （ 4） 电梯在三层，二层有召唤， Y2 有效， Y5 动作，电梯下降到二层停止。 （ 5） 电梯在二或三层，一层有召唤， Y1 有效， Y5 动作，电梯ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 19 下降到一层停止。 （ 6） 电梯在三层， 2 层和一层均有召唤， Y2， Y1 均有效，电梯下降到二层，暂停 2S 后，再下降到一层停止。 （ 7） 根据以上的 控制要求，电梯控制的梯行图如图 5 所示。 图 5 电梯升降运行控制梯形图 （四） 主要硬件设计 1 断路器 用于 100A断路器 用于 225A及以上断路器 断路器内部可以安装附件，附件均安装在支架上，此支架插在基座的安装槽内，安装方便可靠。 （ 1）欠电压脱扣器 其用途及保护功能如下： 1、当电源电压 U=（ 70-35） %Ue时欠电压脱扣器应释放，ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 20 使断路器断开。 2、当电源电压 U30%Ue时，欠电压脱扣器不能吸合，以防止断路器闭合。 3、当电源电压 U 85%时，欠 电压脱扣器应能保证断路器可靠闭合。 4、其工作电压为 AC380（ 400） V， AC220（ 240） V， 50Hz；DC220V三种。 提醒用户：装有欠电压脱扣器的断路器，必须将欠电压脱扣器通上相应额定电压， 否则断路器不能合闸。 （ 2）分励脱扣器 由一个线圈和一个常开触头组成，额定控制电源电压为交流 50Hz， AC220（ 240） V或 AC380（ 400） V， Dc110V， Dc220V下工作，在额定控制电源电压的 70-110%之间时，分励脱扣器应可靠动作使断路器断开 。 （ 3）辅助触头 辅助触头可根据动触头支架 的 “ 合 ” 、 “ 分 ” 位置反映触头所处的状态，它的作用就是提供控制信号壳架等级电流400A及以上断路器为四对桥式触头，壳架等级电流 225A有以下的断路器为一组两对触头。 （ 4）报警触头 作为事故报警用，由一常开和常闭的微动转换开关组成，当线路故障时断路器处于自由脱扣位置，面带动报警触头接ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 21 通报警信号。 以上附件均安装在一个支架上，此支架插在基座的安装 槽内，安装方便可靠。 （ 5）断路器的外部附件 电动操作机构的高度尺寸 型号 DZ20Y(J)-100 DZ20Y(J)-225 DZ20Y(J)-400 DZ20Y(J)-630 DZ20J-400 DZ20Y(J)-1250 DZ20Y(J)-2000 H 157.5 213 230 252 268 420 （ 6）断路器的转动手柄操作机构 转动手柄操作通过 CS系列转动手柄操作机构来达到闭合，断开和再扣断路器的目的，并且有故障脱扣复位指示和联锁功能，即控制柜门不能打开。因特殊情况须打开柜门时，可通过紧急解锁将门打开。同时为了保证安全，防止误操作，手柄可同时加装挂锁或加装其它附件后，可与有关抽屉柜配套，具有抽屉单元柜体的联锁功能。 外型安装尺寸如图和表 型 号 用断路器型号 安装尺寸 A B C H CS-100 DZ20JY-100 35 72.5 72.5 125 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 22 CS-200 DZ20JY-225 35 115 115 145 CS-400 DZ20Y-400 51 123 117 140 CS-630 DZ20J-400 DZ20JY-630 70 115 115 140 CS-1250 DZ20JY-1250 195 175 205 340 手柄面板开孔尺寸如表 手柄序号 1# 2# D 42 63 d 4.5 5 .5 a 65 88 b 65 88 L 65 或 95 200 注 : 1#用于 DZ20-100-630断路器 2#用于 DZ20-1250断路器 2 熔断器的保护原理 半导体器件和相关联的熔断器是大型大电流整流器的核心元件。在现代大型整流器系统中， 5#快速熔断器被设计成电压和电流能力与负载条件相匹配。在这样的系统中，快速熔断器的任务是：在正常工作时，以尽可能小的功率损耗携带负载电流；其次是发生半导体器件失效时切断线路的失效部分，隔离崩毁的半导体器件。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 23 N-1工作模式 大型整流器具有很高的输出 电流，而且每个支路需要几个半导体器件并联。在当今每套整流装置的输出额定值高达 100kA/1600V的情况下，已见到每个支路并联半导体器件多达 14个，每一个半导体器件由它自己的快速熔断器保护。虽然现代的半导体器件是高可靠的，但半导体器件失效仍偶然发生：晶闸管或二极管的阻断能力丧失，然后发生两相之间的内部短路。几毫秒内，在失效元件前面的快速熔断器使电流回零，将通过半导体器件的能量限制在低于半导体器件管壳炸裂极限的数值。 在这种连接中，重要的是强调大型整流器系统中的内部短路保护原理。串联连接熔断器的目的不是保护半 导体器件本身，而是将失效的半导体器件与系统隔离，使系统能够在支路中少一个半导体器件并联的情况下继续运行。这个原理被称为 “N -1工作模式 ” 。半导体器件的电气失效不可能也不会受到保护，它已经损坏。然后，相关联的熔断器的任务就是隔断器件，并将允许通过能量限制到能防止半导体器件管壳炸裂的数值。最后将喷射的等离子体限制到一个可能接受的水平。 半导体器件与熔断器之间的这种协调性被认真地设计到整流器系统中。适当设计的快速熔断器的优点在于半导体器件炸裂的风险极低。反之，半导体器件炸裂会产生电弧，从而引起火灾，毁坏整个整流装 置和导致随之而来的人员伤ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 24 害的风险。由于 N-1工作模式的安全保证，熔断器保护系统的所有者不因生产系统的部分或全部停工而蒙受收益的损失。 3 三菱 FX2N： 三菱 FX2N是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当 FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出 16 25点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC。 特点： -系统配置即固定又灵活； -编程简单； -备有可自由选择，丰富的品种； -令人放心的高性能； -高速运算； -使 用于多种特殊用途； -外部机器通讯简单化； 4 交流接触器 （ 1） CJ10包括 :10、 20、 40、 100、 150 五个等级。 该产品适用于交流 50赫兹 ,电压至 380伏 ,电流至 150安的电力线路中 ,供远距离接通与分断电力线路及频繁控制三相鼠笼型电动机之用。 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 25 JR16双金属片式热继电器包括 :20/3、 20/3D、 60/3、60/3D四个等级。 该产品适用于交流 50赫兹 ,电压至 380伏 ,电流至 150安的电气装置中 ,作为电动机的过载保护 ,带有断相保护装置的热继电器能在一相断电时起保护作用。 JR20系列双金属 片式热继电器包括 :10、 16、 25、 63、160 五个等级。 该产品适用于交流 50赫兹 , 主电路额定电压至 660伏 ,电流至 630安的电力系统中作为三相交流电动机的过载保护。 CJ10型系列交流接触器 用途：久经考验的卓越品质，赢得用户的充分信赖。 CJ10系列交流接触器适用于交流 50HZ电压至 380V，电流至 150A的电力线路中供远距离接通与分断电力线路及频 繁起动控制电机之用。 （ 2） 交流接触器的原理 /用途 。 了解交流接触器、热继电器、时间继电器、行程开关和按钮的结构及其在控制电路中的应用 .继电接触器 控制大量应用于对电动机的起动、停转、正反转、调速、制动等控制，从而使生产机械按既定的要求动作；同时也能对电动机和生产机械进行保护。 交流接触器有一个铁心线圈吸引衔铁动作，还有三个主ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 26 触点和若干辅助触点。主触点接在主电路中，对电动机起接通或断开电源的作用，线圈和辅助触点接在控制电路中，可按自锁或联锁的要求来联接，亦可起接通或断开控制电路某分支的作用。接触器还可起欠压保护作用。选用接触器时，应注意它的额定电流、线圈电压及触点数量。 热继电器主要由发热元件、感受元件和触点组成。发热元件接在主电路中，触点接在 控制电路中。当电动机长期过载时，主电路中的发热元件通过感受元件使接在控制电路中的动断（常闭）触点断开，因而接触器线圈断电，使电动机主电路断开，起到过载保护作用。选用热继电器时，应使其整定电流与电动机的额定电流基本一致。 在自动控制系统中，有时需按时间控制原则换接电路，采用时间继电器可以达到上述要求。时间继电器种类很多，按其基本功能有通电延时和断电延时两类，它们的延时时间可按要求事先整定。本实验选用通电延时的晶体管式时间继电器，它有一个延时断开的动断（常闭）触点，一个延时闭合动合（常开）触点，这种时间继电器延 时范围大。 在生产中有时需要控制生产机械的行程和位置，采用装有限位开关的控制电路可解决此类问题。限位开关又称行程开关，一般具有一对动合（常开）触点和一对动断（常闭）触点。其操作机构有直杆式、单臂滚轮式、双臂滚轮式等，它是由装在运动部件上的档块来撞动的，具有瞬时换接触ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 27 点，大部分品种具有自动复位的特点。 控制电路原理图中所有电器的触点都处于静态位置，即电器没有任何动作的位置。例如：对于继电器接触器，是指其线圈没有电流时的位置；按钮是指没有受到压力时的位置 。 5 ABB Limit Switches 行程开关 由 增强型 UL-VO 热塑性玻纤塑料制成的限位开关具有双重绝缘的特性，防护等级为 IP65。 外壳有两种尺寸： -LS30P 宽 30mm -LS31P 宽 30mm -LS40P 宽 40mm 应用场合： 使用简单的机电式极限开关有以下功能： 可视操作 可开断大电流（约定发热电流 10A） 电气上分开的触头元件 准确的操作位置（动作性能验证） 不受电磁干扰 由于以下特点限位开关也可用作特定的检测器件： 在位 /离位 定位和限位 目标通过 /计数 ntsPLC 在三层轿外按钮控制电梯中的应用 28 6 电机说明 ： YZR 系列起重及冶金用绕线转子三相异步电动机 ,具有 过载能力大、可靠性高等优点。它能适应负载持续率高，起动次数多、高温、多尘的工况条件，适用于各种类型的起重机械及冶金辅助设备的电力传动。它的性能已达到世界先进水平，已被宝钢等国家重点工程所采用。它全面符合国际标准，能与日本标准 JEM1202 产品互换，能替代德国标准DIN42681 产品，已大量出口。 使用条件： 额定电压为 380v； 额定频率为 50Hz； 接法：一般为 Y 接，当功率大于 132kv 时也可接； 冷却介质温度：普通环境不超过 40，冶金环境不超过 60； 海拔不超过 1000m； 经
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