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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

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学号: *********

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.

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/R134a 23/25/52%组)和R507 (R125/R143A 50/50%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50 Hz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50 Hz。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50 Hz。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50 Hz的频率。