基于plc和變頻器的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)和城市生活發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可或缺的垂直運(yùn)輸設(shè)備。傳統(tǒng)繼電器電梯控制系統(tǒng)，由于繼電器本身的機(jī)械和電磁慣性大，大大降低了電梯系統(tǒng)的可靠性和安全性。為了保證電梯運(yùn)行，既高效節(jié)能又安全可靠，必須改進(jìn)電梯控制方式。

2、根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來的可編程控制器（PLC），它是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。PLC處理速度快，可靠性高，能夠保證電梯正常、安全、可靠地運(yùn)行。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式己由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了變頻調(diào)速，這不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費(fèi)用。本文將基于PLC的變頻調(diào)速方法應(yīng)用到電梯系統(tǒng)中，并對(duì)此方法進(jìn)行研究。</p>&

3、lt;p>　　關(guān)鍵詞：電梯； 可編程控制器； 變頻器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the development of modern economy and city life, computer technology, automatic control technology and powe

4、r electronic technology rapid development, the elevator has become a symbol of urban material civilization. Especially in high-rise buildings, the elevator is an indispensable vertical transportation equipment. Tradition

5、al relay elevator control system, due to the mechanical and electromagnetic relay inertia big, greatly reduces the reliability and security of the elevator system</p><p>　　Key Word：The elevator; PLC; VFD<

6、/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論5</b></p><p>　　1.1課題的研究背景5</p><p>　　1.2交流曳引電梯調(diào)速方式的發(fā)展7</p><p>　　1.3電梯發(fā)展展望7</p><p&g

7、t;　　1.4變頻器的特點(diǎn)和其在電梯中應(yīng)用8</p><p>　　1.4.1變頻器的工作原理8</p><p>　　1.4.2變頻器系統(tǒng)構(gòu)成9</p><p>　　1.4.3變頻器的分類、規(guī)格以及滿足條件9</p><p>　　1.4.4電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)10</p><p>　　1.5可編程

8、控制器的特點(diǎn)及其在電梯控制中的應(yīng)用10</p><p>　　1.5.1PLC的系統(tǒng)構(gòu)成11</p><p>　　1.5.2PLC的工作原理12</p><p>　　1.5.3PLC的特點(diǎn)13</p><p>　　1.5.4PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)15</p><p>　　1.6電梯的基本結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo)

9、15</p><p>　　1.6.1曳引系統(tǒng)16</p><p>　　1.6.2轎箱和重量平衡裝置16</p><p>　　1.6.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)17</p><p>　　1.6.4電氣控制系統(tǒng)17</p><p>　　1.6.5安全保護(hù)系統(tǒng)17</p><p>　　1.6.

10、6電梯的性能指標(biāo)18</p><p>　　2變頻器簡介20</p><p>　　2.1變頻器的選型20</p><p>　　2.2VS-616G5變頻器20</p><p>　　2.2.1VS-616G5變頻器的簡介21</p><p>　　2.2.2VS-616G5變頻器的主要性能、特點(diǎn)及選用

11、22</p><p>　　2.2.3VS-616G5變頻器運(yùn)行參數(shù)及設(shè)置原則23</p><p>　　2.2.4VS-616G5變頻器控制回路的端子25</p><p>　　2.2.5VS-616G5變頻器多級(jí)調(diào)速的PLC控制26</p><p>　　2.2.6變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算28</p><

12、p>　　3PLC的簡介30</p><p>　　3.1PLC的選型30</p><p>　　3.2FX2N-80MR型PLC32</p><p>　　3.2.1FX2N-80MR型PLC的 I/O點(diǎn)分配32</p><p>　　3.2.2FX2N-80MR型PLC的硬件接線34</p><p>

13、;<b>　　4硬件設(shè)計(jì)35</b></p><p>　　4.1電梯速度曲線35</p><p>　　4.2電梯位置的確定36</p><p>　　4.3轎廂的平層與停車36</p><p>　　4.4電梯的安全保護(hù)環(huán)節(jié)36</p><p>　　4.5電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)38

14、</p><p>　　4.6電梯自動(dòng)門的設(shè)計(jì)39</p><p>　　4.7拖動(dòng)電機(jī)電路的設(shè)計(jì)40</p><p>　　4.8電梯設(shè)備的選擇42</p><p><b>　　5軟件設(shè)計(jì)43</b></p><p>　　5.1電梯的三個(gè)工作狀態(tài)43</p><

15、p>　　5.2電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能44</p><p>　　5.3電梯主要梯形圖程序說明45</p><p>　　5.3.1樓層顯示電路控制45</p><p>　　5.3.2轎廂內(nèi)選層按鈕指示燈控制46</p><p>　　5.3.3門廳召喚電路控制47</p><p>　　5.3.4電

16、梯選向電路控制48</p><p>　　5.3.5電梯平層電路48</p><p>　　5.3.6電梯起動(dòng)電路和換速電路控制49</p><p><b>　　總結(jié)51</b></p><p><b>　　致謝52</b></p><p><b>　　參

17、考文獻(xiàn)53</b></p><p><b>　　附錄54</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了

18、更高的要求。在電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的實(shí)際最大轉(zhuǎn)速為其額定轉(zhuǎn)速，因此，電梯的變頻調(diào)速屬“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”。</p><p><b>　　課題的研究背景</b></p><p>　　電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。

19、在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有在電梯的制造、安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。</p><p>　　同時(shí)，隨著電梯拖動(dòng)技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，電梯已從直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到交流單速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，到交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV，Alternating Current Voltage）控制，發(fā)展到交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)（VV

20、VF，Variable Voltage Variable Frequency）控制，其邏輯控制也由可編程序控制器（PLC）代替原來的繼電器控制，使得電梯運(yùn)行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運(yùn)行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。新制造的電梯都采用了對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)線性調(diào)速的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)，由于VVVF電梯采用PLC控制，有完善的自檢測、自診斷、自保護(hù)功能，因而十分安全可靠。</p><p>　　PLC是

21、微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器， 它是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。可編程序控制器不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置，它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。P

22、LC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，具有可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口，能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同時(shí)可以取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電——接觸控制系統(tǒng)。由此，可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。</p><p>　　隨著

23、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動(dòng)機(jī)交流變頻技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電，改善工藝流程，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)，而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。</p><p>　　總之，利用PLC和變頻器對(duì)舊電梯進(jìn)行改造，不但可以增加電梯的舒適感、安

24、全性、可靠性，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。本文所選用的VS-616G5通用變頻器，可自行設(shè)置速度曲線來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使乘客在乘坐電梯時(shí)更加舒適。為滿足電梯安全性的要求，變頻器通過與電動(dòng)機(jī)同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器和脈沖發(fā)生器（PG， Pulse Generator ），完成速度檢測及反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。PLC負(fù)責(zé)處理各種信號(hào)的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起、停等信號(hào)，同時(shí)變頻器也將工作狀態(tài)信號(hào)送給PLC

25、，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系，這是系統(tǒng)的核心。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸連接，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B兩相脈沖，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)A、B脈沖的相序，可判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并可根據(jù)A、B脈沖的頻率測得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號(hào)送給變頻器內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)，所以旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)運(yùn)行。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 電梯的控制系統(tǒng)&l

26、t;/p><p>　　交流曳引電梯調(diào)速方式的發(fā)展</p><p>　　交流電梯與交流電機(jī)的發(fā)展緊密相連，至今已有三十多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展歷程，大致可以分化為三個(gè)階段。</p><p>　　第一個(gè)階段是七十年代，其主要標(biāo)志是交流雙速電梯，它采用改變牽引電機(jī)極對(duì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。電機(jī)通常采用兩種或兩種以上不同極對(duì)數(shù)的繞組制成，其中極對(duì)數(shù)少的繞組

27、成為高速繞組，用于電梯的啟動(dòng)及穩(wěn)速運(yùn)行，極對(duì)數(shù)多的繞組成為低速繞組，用于電梯的制動(dòng)及維修。這種電梯結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，使用和維護(hù)都很方便，但調(diào)速不夠平滑，舒適感較差。</p><p>　　第二個(gè)階段是八十年代盛行的交流調(diào)壓調(diào)速電梯，其性能優(yōu)越于交流雙速電梯。調(diào)壓調(diào)速的方法是通過改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)定子端的供電電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，其制動(dòng)多采用能耗制動(dòng)。</p><p>　　第三個(gè)階段是九十年代至

28、今，變壓變頻調(diào)速電梯開始占據(jù)了世界電梯的市場。VVVF電梯通過調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組供電電壓的幅值和頻率來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。電梯傳動(dòng)系統(tǒng)技中，由于大量采用微機(jī)控制技術(shù)和脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），其運(yùn)行效率得到了大幅度的提高，電梯的體積大為縮小。現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)向電梯控制領(lǐng)域的滲透，使得交流調(diào)速電梯的調(diào)速性能幾乎完全可以和直流電梯相媲美。VVVF電梯以其獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)和性能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、快速、舒適、平層準(zhǔn)確、低噪音、安全等目標(biāo)。由于其優(yōu)越的調(diào)速性能

29、，顯著的節(jié)能效果，在很多應(yīng)用場合已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯，而成為現(xiàn)代電梯市場的主流。</p><p>　　目前，生產(chǎn)VVVF電梯的公司已經(jīng)遍布世界各國，如日本的三菱公司、東芝公司、日立公司，美國的奧的斯公司等大的電梯制造廠家，他們?cè)赩VVF電梯的研制和進(jìn)一步開發(fā)等方面，都取得了驕人的成就。在我國，電梯工業(yè)起步較晚，改革開放以來，也取得了很大的進(jìn)步，如上海三菱、天津奧的斯、中國迅達(dá)、蘇州迅達(dá)、廣州電梯工業(yè)公司等電梯生

30、產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品都有一定的市場份額和技術(shù)含量。但遺憾的是，這些公司多為合資企業(yè)，電梯控制的關(guān)鍵部分的變頻器、控制器等重要組成部分，很大程度依賴進(jìn)口，其核心技術(shù)牢牢控制在國外大公司手中。</p><p><b>　　電梯發(fā)展展望 </b></p><p>　?。?）不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。</p><p>　　隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料

31、、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，體積小型化，材料輕型化，工藝先進(jìn)化，外觀漂亮化。同時(shí)，無機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度發(fā)展。 （2）技術(shù)含量更高，性能更好。 電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。因?yàn)橛来磐綗o齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流，將來很有可能取代VVVF技術(shù)。另外，

32、網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性，亦是電梯的發(fā)展潮流。 （3）安裝更方便、更快捷 高效、安全、可重復(fù)使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式。隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保 、安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。 </p><p>　　變頻器

33、的特點(diǎn)和其在電梯中應(yīng)用</p><p>　　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器間的通斷作用，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、變頻調(diào)速，提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，改變功率因數(shù)，過流/過壓/過載保護(hù)等功能。</p><p>　　主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分。變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流

34、型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變化為直流功率的“整流器”，吸收變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。</p><p><b>　　變頻器的工作原理</b></p><p>　　電壓反饋信號(hào)Uf與交流電源同步，信號(hào)US送入PWM1回路產(chǎn)生出符合電動(dòng)機(jī)的信號(hào)，作為電動(dòng)運(yùn)

35、行狀態(tài)的PWM1信號(hào)，控制正弦與再生部分中開關(guān)器件，使之作為二極管整流橋工作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生再生作用，功率器件在PWM1信號(hào)作用下進(jìn)入再生狀態(tài)，電能回饋交流電網(wǎng)。交流電抗器主要是限制回饋到電網(wǎng)的再生電流，減少對(duì)電網(wǎng)的干擾，起到保護(hù)功率開關(guān)元件的作用。逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成幅值與頻率可調(diào)的交流電，輸入交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。實(shí)行電流環(huán)與速度環(huán)的PWM2信號(hào)，輸入正弦電流。</p><p><b>

36、　　變頻器系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　（1）再生部分。這部分有兩個(gè)功能，一是將電網(wǎng)三相正弦交流電壓整流成直流，向逆變部分提供直流電源；二是在減速制動(dòng)時(shí)，有效控制傳動(dòng)系統(tǒng)能量回饋給電網(wǎng)。主電路器件是IGBT模塊。根究系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，既可作整流器使用，也可作有源逆變器使用。</p><p>　?。?）逆變器部分。逆變器部分同樣是有IGBT模塊組成，作為無源逆變器，向交流電

37、動(dòng)機(jī)供電。</p><p>　?。?）平波部分。在該電源系統(tǒng)中，由電解電容器構(gòu)成平波器。如果是電流源，將由電感器組成。</p><p>　?。?）檢測部分。PG作為交流電機(jī)速度與位置傳感器，電流互感器作為主回路交流電流檢測器，智能防護(hù)技術(shù)作為與三相交流電網(wǎng)同步信號(hào)的檢測，電壓互感器為直流母線電壓檢測器。</p><p>　　（5）控制回路?？刂苹芈芬话阌形C(jī)、DSP

38、、PLC等構(gòu)成，可選16或32位微機(jī)?？刂苹芈分饕瓿呻娏鲃?dòng)系統(tǒng)的指令形成，電流、速度和位置控制，產(chǎn)生PWM1控制信號(hào)，故障診斷、檢測、顯示，電梯的控制邏輯管理、通訊和群控等任務(wù)。 </p><p>　　變頻器的分類、規(guī)格以及滿足條件 </p><p>　　變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對(duì)變頻器分類： </p><p>　　（1）按變換頻率的方法分：交

39、—直—交變頻器和交—交變頻器； （2）按主電路工作方式分：電壓型變頻器和電流型變頻器；（3）按變頻器調(diào)壓方法的不同分：PAM變頻器和PWM變頻器；（4）按工作原理分：U/F控制變頻器、VC控制變頻器和SF控制變頻器；（5）按照用途分：通用變頻器、高性能專用變頻器和高頻變頻器。</p><p>　　變頻器產(chǎn)品說明書都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實(shí)際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。因此，按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選

40、擇，在實(shí)際中常?？赡軙?huì)行不通。根據(jù)具體的工程情況，可以有以下的幾種選擇方式： （1）按照標(biāo)稱功率選擇，一般做為初步投資估算依據(jù)；  （2）按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇，多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計(jì)項(xiàng)目；  （3）按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流選擇，多用于改造工程；  （4）按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。</p><p>　　（5）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選用通用變頻器的類型； </p><p>　　

41、選擇的變頻器應(yīng)滿足以下條件： （1）所選用通用變頻器的類型與被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)匹配；  （2）電梯的啟動(dòng)和停車都要平穩(wěn)；  （3）變頻器帶有防止失速功能；  （4）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。</p><p>　　電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) </p><p>　　（1）變頻調(diào)速電梯使用的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)

42、格低等優(yōu)點(diǎn)。 （2）變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。 （3）變頻調(diào)速電梯調(diào)速范圍寬，控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。</p><p>　　可編程控制器的特點(diǎn)及其在電梯控制中的應(yīng)用</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Cont

43、roller，中文全稱為可編程邏輯控制器， 它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用可編程的控制器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與運(yùn)算操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。開關(guān)邏輯和順序控制，這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡單或十分復(fù)雜的控制要求。PLC在實(shí)現(xiàn)各種數(shù)量的I/O控制

44、的同時(shí)，還具備輸出模擬電壓和數(shù)字脈沖的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號(hào)的伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，變頻電機(jī)等。</p><p><b>　　PLC的系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，所以其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。PLC由中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源五部分組成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1-2。</p>

45、;<p>　　圖1-2 PLC硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　中央處理單元（簡稱CPU）</p><p>　　中央處理單元是PLC的控制中樞和核心部件，其性能決定了PLC的性能。其由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，與存儲(chǔ)器的輸入和輸出接口電路相連。其作用是處理和運(yùn)行用戶程序，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個(gè)系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)工

46、作。CPU接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描方式接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)存入輸入映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器。同時(shí)，診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤。PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，CPU從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)指令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)的控制電路，分時(shí)、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等操作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。最后，根

47、據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更換有關(guān)映象區(qū)的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，根據(jù)輸出狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的控制。</p><p><b>　　存儲(chǔ)器</b></p><p>　　存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。其作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序。邏輯變量和其它一些信息。系統(tǒng)程序是控制PLC完成各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀式存儲(chǔ)器ROM中，用戶不能訪問

48、。用戶程序是用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的程序。通過編程器輸入到PLC的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，允許修改，由用戶啟動(dòng)運(yùn)行。ROM是存放PLC制造廠家寫入的系統(tǒng)程序，并永遠(yuǎn)駐留在ROM中，PLC去電后再上電，ROM內(nèi)容不變。RAM是讀出時(shí)其內(nèi)容不被破壞，寫入時(shí)，新寫入的內(nèi)容覆蓋原有的內(nèi)容。為防止掉電后信息丟失，配有后備鋰電池。除此而外，PLC還有EPROM、EEPROM存儲(chǔ)器。PLC產(chǎn)品樣本或使用說明書中給出的存儲(chǔ)器形式或容量等均

49、指用戶存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器容量是PLC的一個(gè)重要性能指標(biāo)。</p><p><b>　　輸入單元</b></p><p>　　輸入單元是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控設(shè)備相連的輸入接口，是現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁。其作用是接收主令元件，檢測元件傳來的信號(hào)。輸入類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。輸入接口采用光電耦合電路，目的是把PLC與現(xiàn)場電路隔離，提高PLC的抗干擾能力。接口

50、電路內(nèi)部有濾波，電平轉(zhuǎn)移，信號(hào)鎖存電路。各PLC生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的I/O部件或模塊供用戶選用。</p><p><b>　　輸出單元</b></p><p>　　輸出單元也是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，把輸出信號(hào)送給控制對(duì)象的輸出接口。其作用是將中央處理器送出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘

51、管輸出。 輸出接口電路也采用光電耦合，每一點(diǎn)輸出都有一個(gè)內(nèi)部電路，由指示電路、隔離電路、繼電器組成。輸出接口電路也有輸出狀態(tài)鎖存、顯示、電平轉(zhuǎn)移和輸出接線端子排。輸出部件或模塊也有多種類型供選用。</p><p><b>　　電源</b></p><p>　　電源的作用是將交流電轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部所需的直流電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有

52、：交流電源（220V或110V），直流電源（常用的為直流24V）。 PLC大部分采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。</p><p><b>　　PLC的工作原理</b></p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階

53、段。</p><p><b>　　輸入處理階段 </b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須

54、大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p><b>　　程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該

55、邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)，或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)，或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。</p><p><b>　　輸出處理階段</b></p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才

56、是PLC的真正輸出。</p><p><b>　　PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　　電梯信號(hào)控制系統(tǒng)主要有繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式。由于計(jì)算機(jī)的種類很多，根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成放時(shí)及運(yùn)行方式的不同，計(jì)算機(jī)控制可分為個(gè)人計(jì)算機(jī)控制和微機(jī)控制兩種方式。 </p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為： （1）所有控制功能及信號(hào)處

57、理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和工人水平。 （2）系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修及故障檢查不需要高深的技術(shù)和特殊的工具及儀器。 （3）大部分電器均為常用控制器，更換方便，價(jià)格便宜。 繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)為： （1）系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜。 </p><p>　?。?）難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 （3）電梯的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作比較慢，機(jī)械和電磁慣

58、性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。線路復(fù)雜，易出故障，保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高。而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。</p><p>　　電梯繼電器控制系統(tǒng)故障高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員生活和工作帶來不便和驚擾。一旦沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部分損壞，還可能出現(xiàn)人身事故，因而傳統(tǒng)電梯的控制系統(tǒng)更新?lián)Q代勢在必行。用計(jì)算機(jī)控制方式取代是保證和提高電梯

59、運(yùn)行可靠性和安全性的重要途徑。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的電梯應(yīng)用越來越廣泛，其主要應(yīng)用在四個(gè)方面：信號(hào)處理及運(yùn)行、拖動(dòng)系統(tǒng)的速度控制、梯群的管理和調(diào)度控制、電梯的運(yùn)行監(jiān)控和故障診斷。 </p><p>　　PLC作為一種自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)功能強(qiáng)，可靠性高，壽命長，噪音低，能耗小，維護(hù)保養(yǎng)簡便，因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　

60、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （1）PLC不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。 （2）PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了平均恢復(fù)時(shí)間，使可靠性提高。 （3）PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 （4）PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)更

61、簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程錯(cuò)誤率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件，使可靠性大大提高。</p><p>　?。?）在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件；采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù)；對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)等。 （6）PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等；軟件自

62、診斷等。 </p><p>　　易操作性 （1）操作方便。PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作，編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。</p><p>　?。?）編程方便。PLC有多種程序

63、設(shè)計(jì)語言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。 （3）維修方便。PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求減低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，方便維修。 </p><p>　　靈活性 （1）編程的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描

64、述編程語言。 </p><p>　?。?）擴(kuò)展的靈活性。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展，功能的擴(kuò)展，應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。 （3）操作的靈活性。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。</p><p>　?。?）定時(shí)控制的靈活性。PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)與計(jì)數(shù)器。其定時(shí)時(shí)間間隔可以由用戶加以設(shè)

65、定。</p><p>　　PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　?。?）電梯控制中采用了PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。</p><p>　　（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。 （3）PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　?。?）PLC可進(jìn)行

66、故障自動(dòng)檢測報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 （5）便于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 （6）更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。</p><p>　　電梯的基本結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo)</p><p>　　電梯是機(jī)電一體的用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控制理論、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、微機(jī)技術(shù)和土建工程等多學(xué)科領(lǐng)域。</p&

67、gt;<p>　　從總體來講，電梯由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)、轎箱和門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置等部分組成；而電氣控制部分由電力控制系統(tǒng)、運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)組成。</p><p><b>　　曳引系統(tǒng) </b></p><p>　　曳引系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪和

68、反繩輪組成。</p><p>　　曳引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)、曳引輪和電磁制動(dòng)組成。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與曳引輪之間是否有減速箱，又可分為有齒曳引機(jī)和無齒曳引機(jī)。其中無齒曳引機(jī)的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)曳引輪，一般用于2m/s以上的高速電梯。由于這種電梯沒有減速箱，所以其傳動(dòng)效率較高，噪聲小，傳動(dòng)平穩(wěn)。而有齒曳引機(jī)的電動(dòng)機(jī)通過減速箱驅(qū)動(dòng)曳引輪，從而降低了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，提高了輸出轉(zhuǎn)矩。如果曳引機(jī)的曳引輪安裝在主軸的伸出端

69、，稱為單支撐式（懸臂式）曳引機(jī)，這種結(jié)構(gòu)簡單輕巧，適用于起重量較?。~定起重量不大于1t）的電梯。如果曳引輪兩側(cè)均有支撐，則稱為雙支撐式曳引機(jī)，這種結(jié)構(gòu)適用于大重量的電梯。</p><p>　　曳引鋼絲繩由鋼絲繩股和繩芯組成。曳引鋼絲的兩端分別連轎廂和對(duì)重，依靠鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦來驅(qū)動(dòng)轎廂升降。 我國使用鋼絲繩的強(qiáng)度有1274、1327、1519 n/mm*mm三種。 電梯曳引鋼絲繩承受著電梯的全部懸掛重量

70、，并繞著曳引輪、導(dǎo)向輪、反向輪反復(fù)彎曲，繩在曳引輪繩槽中承受很高的比壓，還要頻繁承受電梯啟動(dòng)和制動(dòng)的沖擊。因此，對(duì)電梯曳引鋼絲繩的強(qiáng)度、耐磨性和繞行均有很高的要求。</p><p>　　導(dǎo)向輪是將曳引鋼絲繩移向?qū)χ鼗蜣I箱的鋼絲繩輪，安裝在曳引機(jī)架或承重梁上。</p><p>　　反繩輪是設(shè)置在轎箱頂部和對(duì)重頂部位置的動(dòng)滑輪以及設(shè)置在機(jī)房里的定滑輪。</p><p>

71、<b>　　轎箱和重量平衡裝置</b></p><p>　　轎箱是用來運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件，由轎箱架和轎箱體組成。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，有橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎廂體有廂底、轎廂壁、轎廂頂以及照明通風(fēng)設(shè)備、轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕等組成。轎廂體空間大小有額定載重量和額定載客數(shù)決定。</p><p>　　重量平衡裝置由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重裝置

72、位于井道內(nèi)，由對(duì)重架和對(duì)重塊組成，通過曳引繩、曳引輪與轎箱連接。在電梯運(yùn)行過程中，對(duì)重裝置通過對(duì)重導(dǎo)靴在對(duì)重導(dǎo)軌上滑行，對(duì)重平衡轎廂自重和部分額定載重，主要起平衡作用。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化及對(duì)電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。</p><p><b>　　電力拖動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋

73、裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。曳引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)行速度控制。</p><p><b>　　電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝

74、置，操縱裝置，平層裝置和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用箭頭指示電梯的運(yùn)行方向。<

75、;/p><p><b>　　安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。電梯的安全保護(hù)裝置有： (1) 電磁制動(dòng)器：裝于曳引機(jī)軸上，一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟

76、動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。 (2) 強(qiáng)迫減速開關(guān)：分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站未減速時(shí)，轎廂上撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。 (3) 限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。 (4) 行程極限保護(hù)開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時(shí)，此開關(guān)動(dòng)作。 (5) 急停按鈕：裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時(shí)，按此按鈕切斷電源，電磁制動(dòng)器制

77、動(dòng)，電梯緊急停車。 (6) 廳門開關(guān)：每個(gè)廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中，如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。 </p><p>　　(7) 關(guān)門安全開關(guān)：常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中，如安全觸板碰到乘客時(shí)發(fā)出信號(hào)，門電機(jī)停止關(guān)門，反向開門，延時(shí)重新關(guān)門，此外還有紅外線開關(guān)等。 (8) 超載開關(guān)：當(dāng)超載時(shí)轎底下降開關(guān)動(dòng)作，電梯不能關(guān)門和運(yùn)行。 (9) 其它的開關(guān)：安全

78、窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。</p><p>　　(10）報(bào)警和救援裝置：電梯發(fā)生人員被困在轎廂內(nèi)時(shí)，通過報(bào)警或通信裝置，應(yīng)能將情況及時(shí)通知管理人員，并通過救援裝置將人員安全救出轎廂。</p><p><b>　　電梯的性能指標(biāo)</b></p><p>　　電梯作為重要的工具，其主要性能指標(biāo)如下：</p><p>　?。?/p>

79、1）安全性。電梯運(yùn)行時(shí)，總是需要運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨。因此，對(duì)電梯的第一要求就是安全。電梯的安全，與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。</p><p>　?。?）可靠性。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能是可靠的。其次，供電的可靠性也是至關(guān)重要。對(duì)電梯而言，必須設(shè)

80、置獨(dú)立備用電源，以便在停電時(shí)安全停車。最后，軟件編程的可靠性，軟件應(yīng)能做到程序出錯(cuò)時(shí)，首先保證安全停車。</p><p>　?。?）停站的準(zhǔn)確性。停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度，與電梯的額定速度、電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載、滿載上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度?！峨娞菁夹g(shù)條件》對(duì)平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下，</p><

81、p>　　表1-1 平層準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表</p><p>　?。?）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾 。現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境，因此要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)、安靜，無電磁干擾。 </p><p>　?。?）舒適感和快速感。電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是，加速度和減速度的過大及不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電

82、梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。</p><p>　?。?）節(jié)能。現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。 </p><p><b>　　變頻器簡介</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的負(fù)載不一樣，對(duì)變頻器的要求也不一樣。對(duì)于起重機(jī)類負(fù)載，其特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊很大，因此要求變頻器有一定余量。南方地區(qū)常年高溫潮濕

83、，沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主，這些都會(huì)造成設(shè)備絕緣下降，北方氣候干燥，容易產(chǎn)生靜電，冬夏溫差大，還有每個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬別，這些因素都是在選購變頻器時(shí)應(yīng)考慮的。根據(jù)價(jià)格選購變頻器，也是選購變頻器時(shí)主要考慮的因素。但如果片面追求低價(jià)格，往往會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量與可靠性的下降。因此，選擇變頻器應(yīng)綜合考慮各方面因素。</p><p><b>　　變頻器的選型</b></p><p&g

84、t;　　隨著變頻器性價(jià)比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域。由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。此外，電梯的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，它的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品

85、質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)的可靠性影響很大。選擇品牌時(shí)，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)，顯然是選擇時(shí)的重要考慮方面。同時(shí)，設(shè)備的平均壽命的長短是一個(gè)重要的參數(shù)，所以根據(jù)預(yù)期使用壽命來選擇品牌。在同一品牌中選擇具體型號(hào)時(shí)，則主要依據(jù)己經(jīng)確定的變頻調(diào)速方案、負(fù)載類型以及應(yīng)用所需要的一些附加功能來決定。</p><p>　　目前有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早已問世，其功能較強(qiáng)，使用靈活。但價(jià)格相對(duì)較貴。為了節(jié)約能源，降低成本

86、，本設(shè)計(jì)沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器（VS－616G5變頻器）。VS－616G5變頻器通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。</p><p>　　VS-616G5變頻器</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用VS-616G5型全數(shù)字變頻器。VS-616G5變頻器屬于電壓型變頻器，包括4種控制方式：V/F控制、帶PG反饋的V/F控制、無傳感器的磁通矢量控制和帶PG

87、反饋的磁通矢量控制。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場合。另外，VS-616G5變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻時(shí)可輸出150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá)0.01%~0.02%，使得電梯運(yùn)行舒適感好，并可實(shí)現(xiàn)零速抱閘，平層精度高。VS-616G5變頻器無須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配

88、電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。由于采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。矢量控制與V/F控制相比，因?yàn)殡娞輪?dòng)力矩大，速度控制精度要求也高，VS-616G5通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍，所以推薦使用矢量控制方式。</p><p>　　VS-616G5變頻器的簡介</p&g

89、t;<p>　　通用變頻器VS-616G5可直接控制交流異步電動(dòng)機(jī)的電流，使電動(dòng)機(jī)保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩；同時(shí)，它可以低速時(shí)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)，并且極其精確地運(yùn)行，其自動(dòng)調(diào)整功能可使各種電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能的控制。VS-616G5將U/F控制、矢量控制、閉環(huán)U/F控制、閉環(huán)矢量控制四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。</p><p>　　當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋

90、電能。這時(shí)同步轉(zhuǎn)速下降，交-直-交變頻器的直流部分電壓升高，制動(dòng)電阻的作用就是消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。電動(dòng)機(jī)容量最好采用大一個(gè)數(shù)量級(jí)選配，即11kW電動(dòng)機(jī)選15kW的變頻器，15kW電動(dòng)機(jī)選18kW的變頻器。</p><p>　　變頻器自學(xué)習(xí)功能在矢量控制方式時(shí)有效。當(dāng)電機(jī)參數(shù)的設(shè)定非常困難時(shí)，或者電機(jī)的負(fù)載不能完全脫離的場合，這樣的問題用自學(xué)習(xí)功能可以解決。設(shè)定在電機(jī)銘牌上記載的額定電壓、額定電流、額定

91、頻率及電機(jī)極數(shù)，并按下RUN鍵。這些數(shù)值與通過自學(xué)習(xí)功能的數(shù)值，自動(dòng)的計(jì)算后寫入到電機(jī)參數(shù)中。為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，VS-616G5參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能使用方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能

92、對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。</p><p>　　VS-616G5變頻器的主要性能、特點(diǎn)及選用</p><p>　　VS-616G5變頻器作為廣泛應(yīng)用的通用型變頻器，有著優(yōu)越的性能，是其他同類產(chǎn)品所無法比擬的，其性能如下：（1）磁通矢量控制使任何類型的負(fù)載都可在低速時(shí)平穩(wěn)啟動(dòng) VS-616G5具有全頻域磁通電流矢量控制的特點(diǎn)。它是根據(jù)現(xiàn)代控制理論，采用磁通檢測和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，直

93、接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。它在低速時(shí)（1％額定轉(zhuǎn)矩），即使不采用PG反饋，也可提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和無故障運(yùn)行。當(dāng)增加PG控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)零速高轉(zhuǎn)矩控制。 (2)可靠的力矩控制 VS-616G5變頻器是通過精確的力矩控制功能來控制輸出力矩的。萬一發(fā)生故障時(shí)，也能確保無沖擊安全運(yùn)行。VS-616G5在傳送帶和重型傳輸機(jī)械的應(yīng)用中，證明了它的耐久性和完美的性能。 </p><p>　　(3)寬調(diào)速范圍的精確控制</

94、p><p>　　VS-616G5變頻器即使在負(fù)載變動(dòng)條件下，也具有全速范圍高精度運(yùn)行的特點(diǎn)。 </p><p>　　(4)優(yōu)秀的伺服響應(yīng)</p><p>　　帶PG反饋時(shí)，需要選用PG速度控制卡。</p><p>　　VS-616G5變頻器作為廣泛應(yīng)用的通用型變頻器，有著優(yōu)越的特點(diǎn)，是其他同類產(chǎn)品所無法比擬的，其特點(diǎn)如下：（1）包括電流矢量控制

95、在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波，且功率因數(shù)高，輸入諧波小。 （2）由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小，模塊式設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性。 （3）保護(hù)功能完善、維修性能好，有的采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。 （4）功率單元自動(dòng)旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機(jī)功能。</p><p>　　為了保證在低速時(shí)能有足夠大的轉(zhuǎn)

96、矩，VS-616G5變頻器最好采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。為滿足吊鉤從“床面”上升時(shí)，需要消除傳動(dòng)間隙，將鋼絲繩拉緊的要求，VS-616G5變頻器應(yīng)采用S型起動(dòng)方式。配合采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方法，點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)是用來調(diào)整被吊物體空間位置的，應(yīng)能單獨(dú)控制，點(diǎn)動(dòng)頻率不宜過高。</p><p>　　VS-616G5變頻器運(yùn)行參數(shù)及設(shè)置原則</p><p>　　VS-616G5

97、變頻器適用電機(jī)功率有0.4~300Kw（37機(jī)種）。電機(jī)的啟動(dòng)和加速特性，受到額定電流的制約。變頻器發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)功能動(dòng)作，使輸出停止，但是這不可能使電機(jī)急停，因此，必須設(shè)置非常停止所必要的機(jī)械設(shè)備。VS-616G5變頻器具有瞬停再啟動(dòng)、跳躍頻率、高滑差制動(dòng)、故障自復(fù)位、轉(zhuǎn)矩控制、自學(xué)習(xí)、節(jié)能控制等功能。由于我國三相電壓為380V，故選用400V等級(jí)的變頻器。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)如表2.1。</p><p>　　表2

98、.1 VS-616G5變頻器220V級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)表</p><p>　　參數(shù)設(shè)置時(shí)，應(yīng)該保證使電梯平穩(wěn)安全運(yùn)行，并具有舒適感，可實(shí)現(xiàn)零速抱閘，并使平層精度高。其設(shè)置原則如下：</p><p>　?。?）為減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些，其斜坡上升時(shí)間和斜坡下降時(shí)間應(yīng)當(dāng)長一些；</p><p>　　（2）為了提高運(yùn)

99、行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊；</p><p>　　（3）零速一般設(shè)置為0Hz，帶速抱閘將影響舒適感。</p><p>　　為使電梯符合以上的設(shè)置要求，應(yīng)該對(duì)相應(yīng)的參數(shù)（表2-2）進(jìn)行設(shè)置。具體設(shè)置如下表2-2：</p><p>　　表2-2 VS-616G5變頻器常用參數(shù)設(shè)置表</p><p>　　

100、VS-616G5變頻器常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體參數(shù)可根據(jù)說明書詳細(xì)了解。另外，VS-616G5變頻器已經(jīng)成功地大幅降低了對(duì)電機(jī)及電源的不良影響，解決了變頻器的潛在問題，能夠快速的響應(yīng)用戶的特殊的要求。若安裝PG，能實(shí)現(xiàn)從零速至150%以上的高力矩運(yùn)行。</p><p>　　VS-616G5變頻器控制回路的端子</p><p>　　控制回路的端子按種類索引，其功能如

101、表2-3</p><p>　　表2-3 控制回路端子的一覽表</p><p>　　變頻器的輸入信號(hào)包括對(duì)運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的數(shù)字操作信號(hào)。變頻器通常利用繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路形式得到這些運(yùn)行信號(hào)，PLC的輸出端口可以和變頻器的上述信號(hào)端子直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)變頻器的控制。 變頻器的監(jiān)測輸出信號(hào)分為開關(guān)量檢測信號(hào)和模擬量檢測信號(hào)兩種，用來

102、和其他設(shè)備配合，以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測輸出信號(hào)既可根據(jù)需要送給電流表或頻率表，也可以送給PLC的模擬量輸入模塊。對(duì)于開關(guān)量檢測信號(hào)，由于是通過繼電器觸點(diǎn)或晶體管集電極開路的形式輸出，額定值均在24V/50mA之上，符合FX系列PLC對(duì)輸入信號(hào)的要求，所以將變頻器的開關(guān)量檢測信號(hào)FX系列PLC的輸入端直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的反饋控制。</p><p>　　VS-616G5變頻器多級(jí)調(diào)速的PLC控制</p

103、><p>　　利用PLC的開關(guān)量輸入輸出模塊對(duì)變頻器的多功能輸入端進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、多速控制。這種控制方式滿足其工藝要求，且接線簡單，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，成本低，并且不存在由于噪聲和漂移帶來的各種問題。 表2-5中多功能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出場時(shí)所設(shè)定，用戶也可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操作器，對(duì)這些端口重新進(jìn)行功能設(shè)定。用數(shù)字操作器對(duì)參數(shù)H1-01~H1-06進(jìn)行設(shè)定，最

104、多可達(dá)9段速運(yùn)行。設(shè)定情況如表2-4所示。</p><p>　　表2-4 多段速參數(shù)的設(shè)定表</p><p>　　變頻器的5、6、7端子經(jīng)過功能設(shè)定后，再通過通斷組合，可控制8檔頻率，連同端子8對(duì)應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)頻率，共可實(shí)現(xiàn)9段速的控制。點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是一種與所設(shè)置的加減速時(shí)間無關(guān)的、單步的、以點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)功能。每檔相應(yīng)額定頻率可以通過數(shù)字操作器，對(duì)參數(shù)D1-01~D1-09的設(shè)置而定（范圍0

105、~400Hz），這樣既可實(shí)現(xiàn)頻率可變。 圖2-1是利用FX系列PLC和VS-616G5變頻器實(shí)現(xiàn)9段速的硬件接線圖。由上述變頻器端口的重新設(shè)定和通斷可知，Y006、Y007、Y008和 Y009全為OFF時(shí)，電動(dòng)機(jī)以頻率指令1對(duì)應(yīng)的頻率運(yùn)行 （D1-01設(shè)定值）；Y006為ON，而Y007、Y008和Y009全為OFF時(shí)，電動(dòng)機(jī)以頻率指令2對(duì)應(yīng)的頻率運(yùn)行（D1-02設(shè)定值）；依次類推，可知電動(dòng)機(jī)以其他頻率指令運(yùn)行時(shí)，Y006~Y

106、009的ON/OFF對(duì)應(yīng)情況。變頻器以數(shù)字量檢測信號(hào)直接和PLC的輸入端相連。</p><p>　　圖2-1 多段速硬件連接接線圖</p><p>　　電梯從起動(dòng)運(yùn)行到減速停車，方向使能信號(hào)和速度信號(hào)動(dòng)作的時(shí)序如下：電梯運(yùn)行方向確定后，在關(guān)門信號(hào)和門鎖信號(hào)符合要求的情況下，電梯開始起動(dòng)運(yùn)行，PLC正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）及高速信號(hào)輸出有效，電動(dòng)機(jī)從0Hz到50Hz開始起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間可由變頻器參數(shù)設(shè)

107、置（如：3s則C1-01=3s），然后維持高速一直運(yùn)行（如：D1-02=50Hz），完成起動(dòng)及運(yùn)行段的工作。在接近目標(biāo)樓層時(shí)，相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作，給PLC輸入換速信號(hào)，PLC撤消高速信號(hào)輸出，同時(shí)輸出爬行信號(hào)。爬行的輸出頻率由變頻器參數(shù)設(shè)置（如：D1-03=6Hz），從高速運(yùn)行時(shí)頻率到爬行速度運(yùn)行時(shí)頻率的減速時(shí)間，由變頻器參數(shù)設(shè)置（如：C1-02=3s），當(dāng)達(dá)到6Hz的速度后，電梯就以此速度爬行。電梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，給PLC輸入平層信號(hào)