11層高層住宅樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 11層高層住宅樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)： 自動化（數(shù)控技術(shù)） 班級： 學(xué)號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 設(shè)計地點： 工程實踐中心 graduationdesign(thesis)design of eleventh floor high-rise residential buildings of elevator control systembyzhangtaosupervised byassociatepr.xiong guanghuadepartment of automation engineeringnanjing instit

2、ute of technologyjune, 2011摘 要本文介紹一種電梯plc控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運輸設(shè)備。它靠電力，拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運動，在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運行的plc系統(tǒng)也要求越來越高，要求達到電梯運行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運行目的。該系統(tǒng)主要由plc、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動機、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機控制單元采用以西門子公司的可編程控制器plc對機器進行全過程控制。整個系統(tǒng)通過plc、邏輯控制電路對電梯的升降；加、

3、減速；平層；起動、制動控制。其結(jié)構(gòu)簡單、運行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。關(guān)鍵詞：驅(qū)動系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；plc程序abstractthis paper describes a lift plc control system. is the vertical lift transport equipment, is an indispensable high-rise building transportation equipment. it relies on power, drag a person or thing can be contained in the car, in the

4、 construction of the shaft to do within the rail vertical movement in peoples lives plays an important role. the plc to control elevator systems have become increasingly demanding, requiring elevator reached the steady, accurate, fast operational purposes. the system is composed of plc, logic contro

5、l circuit. including ac induction motors, relays, contactors, trip switches, buttons, led indicators and frequency composition as one of the control system. the machine control unit to siemens plc programmable controller controls the whole process of the machine. the entire system through the plc, l

6、ogic control circuit of the elevator lift; accelerating or decelerating; flat layer; starting and braking control. its structure is simple, high efficiency, high precision leveling, easy to understand and grasp.keywords: drive system;control system;plc procedure目 錄第一章 緒論11.1 引言11.2 選題的背景及意義11.3 變壓變頻

7、調(diào)速電梯特點2第二章 電梯的發(fā)展、規(guī)格參數(shù)及組成42.1 概述42.2 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸52.3 電梯的組成部件6第三章 電梯驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計103.1 電梯驅(qū)動系統(tǒng)103.2 拽引電機的選擇103.3 門系統(tǒng)電機的選擇113.4 變頻器的選擇123.4.1 通用變頻器發(fā)展及前景概況123.4.2 變頻器的工作原理133.4.3 富士變頻器簡介143.5 交流接觸器的選擇183.6 電梯空調(diào)的選擇18第四章 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計204.1 電梯控制面板的設(shè)計204.2 高層住宅樓電梯電氣原理圖設(shè)計234.3 控制功能的選擇274.4 電梯控制柜介紹284.4.1高層住宅樓電梯控制柜平面圖的

8、設(shè)計28第五章 plc控制程序設(shè)計315.1 電梯的運行規(guī)則315.2 plc的選擇，i/o地址分配315.3 電氣控制流程圖355.4 主程序設(shè)計36第六章 總結(jié)426.1 總結(jié)426.2 感想42致 謝43參考文獻44附錄 plc程序45 第一章 緒論1.1 引言電梯:elevator；lift；movingstaircase。一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。也有臺階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運行，俗稱扶梯。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉

9、升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩?，先生們?！闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。1889年12月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實的電梯，它采用直流電動機為動力，通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。中國最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國奧的斯公司于1901

10、年安裝的。1932年由美國奧的斯公司安裝在天津利順德酒店的電梯至今還在安全運轉(zhuǎn)著。1951年，黨中央提出要在天安門安裝一臺由我國自行制造的電梯，天津從慶生電機廠榮接此任，四個月后不辱使命，順利地完成了任務(wù)。十一屆三中全會后，沐浴著改革開放的春風(fēng)，我國電梯業(yè)進入了高速發(fā)展的時期。如今，在我國任何一個城市，電梯都在被廣泛應(yīng)用著。電梯給人們的生活帶來了便利，也為我國現(xiàn)代化建設(shè)的加速發(fā)展提供了強大的保障。1.2 選題的背景及意義改革開放的30來，我國經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，城市化水平也得到了很大的提高，小高層、高層住宅也空前崛起，這從客觀上導(dǎo)致了電梯行業(yè)的空前繁榮景象，所以研究電梯的驅(qū)動方式能更有效的促

11、進電梯發(fā)展，同時也是我們自動化技術(shù)的一個重要研究內(nèi)容。此次選題高層住宅樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計符合本學(xué)科專業(yè)的發(fā)展，符合科技、經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，解決理論或?qū)嶋H工作中的問題，并能理論聯(lián)系實際，具有一定的科技、應(yīng)用的參考價值。而且符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，基本達到科學(xué)研究和實踐能力培養(yǎng)和鍛煉的目的。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定快速的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，高層建筑迅速增加，電梯得到廣泛的應(yīng)用。在許多建筑物中，電梯已成為不可缺少的配套設(shè)施。作為建筑物內(nèi)的交通工具，電梯給人們帶來舒適、快捷的享受。電梯已然成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚牟糠?，所以此次的畢業(yè)設(shè)計研究高層住宅電梯驅(qū)動有很大的現(xiàn)實意義。1.3

12、 變壓變頻調(diào)速電梯特點交流異步電動機的轉(zhuǎn)速是施加于定子繞組上的交流電源頻率的函數(shù)，均勻且連續(xù)地改變定子繞組的供電頻率，可平滑地改變電動機的同步轉(zhuǎn)速。但是根據(jù)電動機和電梯為恒轉(zhuǎn)矩負載的要求。在變頻調(diào)速時需保持電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變，維持磁通恒定。這就要求定子繞組供電電壓要作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。因此，其電動機的供電電源驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)能同時改變電壓和頻率。即對電動機供電的變頻器要求有調(diào)壓和調(diào)頻兩種功能。使用這種變頻器的電梯常稱為vvvf型電梯。（1）變頻器變頻器可分為交-交變頻器和交-直-交變頻器兩大類。交-交變頻器。交交變頻調(diào)速系統(tǒng)是一種不經(jīng)過中間直流環(huán)節(jié)，直接將較高固定頻率的電壓變換為頻率較低而可變輸出電壓

13、的變頻調(diào)速系統(tǒng)。其每一相均由兩組（正、負組）三相全波變流器反并聯(lián)構(gòu)成。通過改變正、負兩組整流器觸發(fā)角的頻率，即可改變輸出電壓的頻率；改變輸出電壓比k值，即可改變輸出電壓值。交交變頻器通過兩組反并聯(lián)的晶閘管交替工作來產(chǎn)生一相低頻的交流電壓供給負載，存在環(huán)流問題。在可逆直流傳動中采用的工作方式（如邏輯無環(huán)流、錯位無環(huán)流、可控環(huán)流）一般在交交變頻器中均可適用。交交變頻器的主電路及基本控制部分可采用直流傳動的相同組件和技術(shù)。交-直-交變頻器。變頻器原理是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。交直交變頻器則是先把交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行

14、平滑濾波，再經(jīng)過逆變器把這個直流電流變成頻率和電壓都可變的交流電。（2）pwm控制器目前電梯用vvvf調(diào)速系統(tǒng)大多采用脈寬調(diào)制控制器pwm。它按一定的規(guī)律控制逆變頻器中功率開關(guān)元件的通與斷，從而在逆變器的輸出端獲得一組等幅而不等寬的矩形脈沖波，用來近似等效與正弦波。脈沖寬度調(diào)制（pwm）是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。pwm信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(on)，要么完全無(off)。電壓或電流源是以一種通(on)或斷(off)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時

15、候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用pwm進行編碼。（3）低中速vvvf電梯拖動系統(tǒng)vvvf電梯的驅(qū)動部分是其核心，也是與定子調(diào)壓控制方式的主要區(qū)別之處。vvvf驅(qū)動控制部分由三個單元組成：第一單元是根據(jù)來自速度控制部分的轉(zhuǎn)矩指令信號，對應(yīng)該供給電動機的電流進行運算，產(chǎn)生出電流指令運算信號；第二單元是將數(shù)/模轉(zhuǎn)換后的電流指令和實際流向電動機的電流進行比較，從而控制主回路轉(zhuǎn)換部分的pwm控制器；第三單元是將來自pwm控制部分的指令電流供給電動機的主回路控制部分。第二章 電梯的發(fā)展、規(guī)格參數(shù)及組成2.1 概述2.1.1 電梯產(chǎn)品的錄屬關(guān)

16、系和在人民物質(zhì)生活中的作用在我國，電梯、手扶梯、自動人行道等屬于起重運輸設(shè)備。電梯是在垂直方向上運行的運輸設(shè)備，手扶梯是在斜面上運行的運輸設(shè)備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一個水平面提升到另一個水平面的起重運輸設(shè)備。隨著人口的增加、科學(xué)技術(shù)日新月異地發(fā)展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。完全可以預(yù)想到，隨著社會的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會和汽車一樣，成為重要的運輸設(shè)備之一。2.1.2 電梯產(chǎn)品發(fā)展簡史據(jù)國外有關(guān)資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當(dāng)時的金字塔，曾使用過由人

17、力驅(qū)動的升降機械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機后，1858年美國研制出以蒸汽機為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特郎發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又采用液壓泵和控制閥以及直接拄塞式和側(cè)拄塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯，這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。我國電梯的使用歷史悠久。80年代中期以來，隨著我國對外開放，對內(nèi)告活經(jīng)濟的政策深入貫徹執(zhí)行，隨著技術(shù)引進工作的進一步開展，在國內(nèi)建立一批合資和獨資電纜生產(chǎn)廠，使我國的電梯工業(yè)又取得巨大的發(fā)展，我國又新頒布一批具有80年代國際水平的電梯制造標(biāo)準(zhǔn)，隨著采

18、用新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電梯批量推向市場，技術(shù)性能和質(zhì)量明顯提高的電梯又進一步促進建筑業(yè)和電梯業(yè)的發(fā)展，電梯工業(yè)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。2.1.3 電梯的運行工作情況電梯在做垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點站和終點站之間還設(shè)有停靠站。起點站設(shè)在一樓，終點站設(shè)在最高樓，設(shè)在一樓的起點站常作為基站。起點站和終點站之間的?？空痉Q為中間站。各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩只按鈕或觸鈕。對于無司機控制的電梯。在各層站的召喚箱上均設(shè)置一只按鈕或觸鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)

19、置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開關(guān)或與層站對應(yīng)的按鈕或觸鈕，供司機或乘用人員控制電梯上下運行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱為指令或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕稱為內(nèi)指令按鈕或觸鈕。外指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為外指令信號。內(nèi)指令按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號稱為內(nèi)指令信號。80年代中期后，觸鈕已被微動按鈕所取代。作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰匙開關(guān)，以便下班關(guān)閉電梯時，司機或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動鑰匙開關(guān)，把電梯的廳轎門關(guān)閉妥當(dāng)后，自動切斷電梯控制電源或動力源。電梯的運行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的起動、加速、?？康热克緳C

20、控制操作，而且在運行過程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機必須經(jīng)過嚴格的培訓(xùn)和考核。而電梯的自動化程度比較高，一般電梯的司機或乘用人員只需要通過操縱箱上按鈕或觸鈕向電氣控制系統(tǒng)下達一個指令，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、加速，在預(yù)定的層站平層停靠開門。對于自動化程度比較高的電梯，司機或乘用人員一次還可以下達一個一上的指令信號，電梯便能夠依次起動和?？浚来瓮瓿扇蝿?wù)。盡管電梯和汽車在運行工作過程有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運行工作情況類似公共汽車，在起點站和終點站之間往返運行，在運行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘枙r，電梯到站能自動平層停靠開門接客。而載貨電梯的運行

21、工作情況下則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機或乘用人員控制電梯上下運行時一般一次只能下達一個指令任務(wù)，當(dāng)一個指令任務(wù)完成后才達另一個任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一層站時，假若中間層站出現(xiàn)指令信號，一般都不能自動?？浚暂d貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。2.2 電梯的主要參數(shù)及規(guī)格尺寸2.2.1 電梯的主要參數(shù)1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計規(guī)定的電梯載重量。2）轎廂尺寸（mm）：寬深高。3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風(fēng)扇、電話的要求等。4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。5）

22、開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度。9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。11）提升

23、高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快，底坑一般越深。14）井道深度（mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。15）井道尺寸（mm）：寬深。2.2.2我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定為了加強對電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國家曾于1974年頒布了jbi435-74、jbi816-74、jb/z110-74等一批電梯產(chǎn)品的部

24、標(biāo)準(zhǔn)。電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠和設(shè)計和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點、載運對象等，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設(shè)計和建造安裝電梯的建筑物。否則會影響電梯的使用效果。2.3 電梯的組成部件電梯是一種復(fù)雜的機電產(chǎn)品，一般由機房、轎廂、廳門及井道和井底設(shè)備等4個基本部分組成。1.機房機房位于電梯井道的最上方或最下方，用于裝設(shè)曳引機、控制柜、限速器、選層器、地震檢測儀、配線板、總電源開關(guān)及通風(fēng)設(shè)備等。當(dāng)機房設(shè)在井道底部時，稱為下置式曳引方式。由于此種方式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鋼絲繩彎折的次數(shù)較多，縮短了鋼絲繩的使用期限，增加了井道承重

25、，且保養(yǎng)困難，所以一般不采用，只有機房不可能設(shè)在井道頂部時才采用。相反，機房上置式曳引方式因設(shè)備簡單，鋼絲繩彎折次數(shù)少，成本低，維護簡單等特點，最為普遍采用。如果機房即不可能設(shè)在井道底部，也不了能設(shè)在頂部時，可考慮選用液壓式電梯，即機房側(cè)置式。機房結(jié)構(gòu)必須堅固，防震和隔音，有足夠的面積，、高度、承重能力和良好的通風(fēng)條件，而且室內(nèi)經(jīng)常保持有適度的照明亮度，保持干燥清潔等。通常有如下的規(guī)定：1)面積一般至少為井道側(cè)面積的2倍以上，對交流電梯，一般為22.5倍；對直流電梯，一般為33.5倍。2)高度指機房地面至頂板的垂直距離。對客梯、病房梯，一般為2.22.8m以上；對貨梯，一般為2.22.4m以上

26、。3)承重能力。機房的地板要求能承重6kpa(雜物梯為4kpa)的均部載荷。在曳引機安裝的上方，應(yīng)設(shè)吊鉤用于維修。鉤的承重能力如下：對額定載重量5003000kg的電梯，應(yīng)大于2000kg；對額定載重量5000kg的電梯，應(yīng)大于3000kg。4)對于機房的設(shè)置有以下3種方式：機房下置式、機房上置式和機房側(cè)置式。(1)曳引機曳引機是電梯升降的動力源，由曳引電動機、電磁制動器、減速器、曳引輪和盤車手輪等組成，通過業(yè)余繩與曳引繩輪的摩擦產(chǎn)生的牽引力來實現(xiàn)轎廂和平衡對重升降驅(qū)動裝置。按曳引電動機與曳引輪之間有無減速箱，又可以分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機。有齒輪曳引機采用渦輪蝸桿減速傳動。a)曳引電動

27、機：根據(jù)梯形的不同，可分別采用籠型單速電動機、籠型雙速電動機、籠型三速電動機或直流電動機。b)電磁制動器：采用閉式雙制動瓦塊直流電磁制動器，電動機旋轉(zhuǎn)時松閘，停止時制動，以保持轎廂位置不變。c)曳引輪：具有v形、半圓形或帶缺口的繩槽輪，靠摩擦力曳引起動。d)盤車手輪：裝在曳引電動機的后端軸上，供盤手時使用。(2)控制柜該裝置能發(fā)出指令，檢測各機器的動作情況，并具有控制功能，從而使電梯能安全、穩(wěn)妥、快速到達目的層。該裝置由主電路接觸器、管理繼電器、控制繼電器、時限繼電器、半導(dǎo)體器等組裝而成。因是精密設(shè)備，所以要防塵，并保持良好的通風(fēng)，以維持規(guī)定電溫度。(3)限速器限速其為電梯限速保護裝置，是重要

28、的安全設(shè)備。當(dāng)電梯超過額定速度或失控時（為額定速度的115%），限速器能發(fā)出電信號，自動切斷控制電路。如果轎廂仍然繼續(xù)高速下行，此時限速器則以機械方式操縱安全鉗動作，將轎廂夾持在導(dǎo)軌上，阻止起繼續(xù)下降，避免產(chǎn)生不良后果。電梯上的限速器大多屬于離心式限速器，由輪盤、開關(guān)、纜繩和夾鉗裝置構(gòu)成，以旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力反映電梯的運行速度，常見的有甩塊式和甩球式兩種。軸承、銷部的磨損是誤動作的主要原因，會降低安全裝置的機能，故要經(jīng)常檢查。2.轎廂與對重(1)轎廂轎廂是是用來安全運送乘客及物品到目的層的箱體裝置，它的運行軌跡是在曳引鋼絲繩的牽引下沿導(dǎo)軌上下運行。(2)對重對重又稱平衡重，起到平衡轎廂的作用（

29、但這種平衡是相對的和變化的）。對重與轎廂通過曳引繩的連接，利用曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力驅(qū)動轎廂的上升和下降。3.廳門（層門）廳門是為確保在候梯廳的乘客安全而設(shè)置的開閉裝置，只有在轎廂停層和平層時才被打開。4.井道與井底設(shè)備(1)曳引鋼絲繩連接轎廂與對重，驅(qū)動轎廂上下運行。(2)導(dǎo)軌使轎廂和平衡對重在井道內(nèi)垂直升降的導(dǎo)向裝置。(3)限速鋼絲繩、張緊裝置用以防止限速鋼絲繩的松弛或搖動，把轎廂速度正確地傳送到限速器的輔助裝置。(4)補償鏈由于轎廂升降，轎廂側(cè)與對重側(cè)的曳引鋼絲繩重量比隨之變化。為了修正這個變化，減輕電動機的負載，將轎廂與對重用補償鏈連接起來，一般用于提升高度超過30m的電梯。(5

30、)終端保護裝置終端保護裝置由終端電氣保護裝置和機械緩沖裝置兩部分組成，終端電氣保護裝置由換速開關(guān)、限速開關(guān)和極限開關(guān)組成。機械緩沖裝置是指位于底坑的各種緩沖器，它們是電梯安全保護的最后一道措施，設(shè)置在井道底坑中且正對轎廂和對重，起作用是防止轎廂和對重沖頂撞底。常用的緩沖器有彈簧緩沖器和油壓緩沖器兩種。主要組件：橋廂、懸吊系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、樓層開關(guān)、電機及調(diào)速器、控制盤、通訊系統(tǒng)。電梯示意圖1控制柜2限速器3門聯(lián)動裝置4轎門5轎廂底板6樓層地面7層門8補償繩9張緊裝置10地坑11緩沖器12對重13對重導(dǎo)軌14轎廂導(dǎo)軌15井道壁16導(dǎo)靴17導(dǎo)軌壓板18轎廂19安全鉗20曳引繩端接裝置21曳引繩2

31、2曳引機23機房圖2.1第三章 電梯驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計3.1 電梯驅(qū)動系統(tǒng)電梯驅(qū)動系統(tǒng)是電梯的動力來源，它驅(qū)動電梯部件完成相應(yīng)的運動，在電梯中主要有如下兩個運動：轎廂的升降運動，轎門及廳門的開關(guān)運動。轎廂的運動由拽引電動機產(chǎn)生動力，經(jīng)拽引傳動系統(tǒng)進行減速、改變運動形式（將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橹本€運動）來實現(xiàn)驅(qū)動，其功率在幾千瓦到幾十千瓦，是電梯的主驅(qū)動。轎門及廳門的開關(guān)則由開門電動機產(chǎn)生動力，經(jīng)開門機構(gòu)進行減速、改變運動形式來實現(xiàn)驅(qū)動，其驅(qū)動功率較?。ㄍǔＴ?00w以下），是電梯的輔助驅(qū)動。3.2 拽引電機的選擇拽引電機參數(shù)：載重，1000kg，速度，1.5m/s,加速度，0.5m/s2,根據(jù)以上參數(shù)的

32、所需電機功率：根據(jù)實際電動機額定功率系列，對照電機選型參數(shù)表，可選上海南洋電機ytdp270.20-4。該電機參數(shù)如下： 功率：15kw電壓：380v頻率：50hz級數(shù)：4 轉(zhuǎn)速：1450r/min電流：36a 自重：160kg表3.1 電動機選型參數(shù)表3.3 門系統(tǒng)電機的選擇電梯門機控制系統(tǒng)要使電梯門開關(guān)動作時快速起、停、加速、減速，且運行平穩(wěn)，到位準(zhǔn)確。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，需解決好電機的選擇問題，控制電路的選擇及設(shè)計問題。三相異步電動機原理：當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體

33、開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為：當(dāng)電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形

34、成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。三相異步電動機的變頻調(diào)速：變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流直流交流變頻器和交流交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交直交變頻器。其特點：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動機；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；本方法適用于電梯門電機調(diào)速場合。通過對三相異步電機的篩選，確定上海英皇激光科技有限公司的型號為yvp71-6-2.7n的三相異步電動機作為此次設(shè)計的電梯門電機使用電機。該電機技術(shù) 參數(shù)如下：額定功率: 80w額定電

35、壓: 220v額定電流: 0.65a額定轉(zhuǎn)速: 930r/min額定頻率: 50hz3.4 變頻器的選擇3.4.1 通用變頻器發(fā)展及前景概況變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式(vvvf變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為igbt三相橋式逆變器，且輸出為pwm波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。最初開發(fā)的變頻器

36、的根本目的并非為了節(jié)能，主要是交流傳動代替直流傳動，并滿足過程化控制的要求。變頻器技術(shù)是當(dāng)今自動化技術(shù)中比較成熟、比較先進的技術(shù)，是電力技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。變頻器的主要工作原理是:通過微電子器件、電力電子器件和控制技術(shù)，將供給電機定子的工頻交流電源經(jīng)過二極管整流成直流，再由igbt等逆變?yōu)轭l率和電壓都可調(diào)的交流電源，此電源再拖動電機和負載。在網(wǎng)絡(luò)化日益普及的今天，與普通的點對點硬線連接方式而言，通過高速通訊網(wǎng)絡(luò)連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護時間、提高生產(chǎn)效率、減少運行成本。另外，通過現(xiàn)場總線模塊，不同型號的變頻器以同一種編程語言和通訊協(xié)議來與不同功率段、不同型

37、號的變頻器進行組態(tài)，如功率、速度、轉(zhuǎn)矩、電流、設(shè)定值等。上世紀(jì)80年代外資變頻器產(chǎn)品開始進入我國市場，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人們節(jié)能環(huán)保意識的增強，90年代以來變頻器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)普及，行業(yè)規(guī)模迅速擴大。在過去的20幾年，我國變頻器行業(yè)從起步階段到目前正逐步開始趨于成熟，發(fā)展十分迅速。進入21世紀(jì)以來，我國中、低壓變頻器市場的增長速度超過了20%，遠遠大于近幾年的gdp增長水平。2006年我國中、低壓變頻器市場容量已達76億元左右。隨著國內(nèi)對大規(guī)模變頻裝置的需求上升，高檔變頻產(chǎn)品的開發(fā)成功，變頻器智能化的開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。我們的變頻基本性能還沒有達到相應(yīng)的水準(zhǔn)，市場還沒有發(fā)育到這個

38、程度。可喜的是，我們已經(jīng)看到國內(nèi)一些變頻企業(yè)進行了有益的研發(fā)實踐，一方面消化國外的先進技術(shù)，一方面嘗試推出自己的變頻標(biāo)準(zhǔn)。隨著市場的擴大和用戶端需求的多樣化，國內(nèi)變頻器產(chǎn)品的功能在不斷完善和增加，集成度和系統(tǒng)化越來越高，并且已經(jīng)出現(xiàn)某些專用變頻器產(chǎn)品。另外，變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。目前，我國變頻器市場正處于一個高速增長的時期，在電力、有色金屬、冶金、機械、建材等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。因此，綜合考慮變頻器自身優(yōu)勢、行業(yè)及市場的發(fā)展速度、現(xiàn)狀及潛力、良好的宏觀環(huán)境，我國變頻器行業(yè)的發(fā)展前景十分樂觀。3.4.2 變頻器的工作原理我們知道，交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式為：n60f(1s)/p式中：n為

39、異步電動機的轉(zhuǎn)速；f為異步電動機的頻率；s為電動機轉(zhuǎn)差率；p為電動機極對數(shù)。由上式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。3.4.3 富士變頻器簡介富士變頻器是由取得環(huán)境管理系統(tǒng)iso14001認證的工廠制造高性能和多功能的理想結(jié)合動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制能在各種運行條件下實現(xiàn)對電動機的最佳控制。動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制是一種先進的驅(qū)動控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)高速計算電動機驅(qū)動負載所需功率，最佳控制電壓和電流矢量，最大限度地發(fā)揮電

40、動機的輸出轉(zhuǎn)矩。按照動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制方式，能配合負載實現(xiàn)在最短時間內(nèi)平穩(wěn)地加減速。使用高速cpu能快速響應(yīng)急變負載和及時檢知再生功率，設(shè)有控制減速時間的再生回避功能，實現(xiàn)無跳閘自動減速過程。采用富士獨自開發(fā)的控制方式，在0.5hz能輸出200%高起動轉(zhuǎn)矩（22kw）。30kw以上時為180%。帶pg反饋更高性能的控制系統(tǒng)使用pg反饋卡（選件）構(gòu)成帶pg反饋的矢量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)更高性能、更高精度的運行。速度控制范圍：1：1200速度控制精度：0.02%速度響應(yīng)：40hz電動機低轉(zhuǎn)速時脈動大大減小采用動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制，結(jié)合富士專有的數(shù)字avr，實現(xiàn)電動機低轉(zhuǎn)速（1hz）運行時的轉(zhuǎn)速脈動比以前機種減

41、小1/2以上。在電動機運行過程中常時進行自整定，常時核對電動機特性變化，實現(xiàn)高精度速度控制。第2電動機亦有自整定功能。1臺變頻器切換運行2臺電動機時，保證2臺電動機都能高精度運行。優(yōu)良的環(huán)境兼容性采用低噪聲控制電源系統(tǒng)，大大減小對周圍傳感器等設(shè)備的噪聲干擾影響。標(biāo)準(zhǔn)裝有連接抑制高次諧波電流的dc電抗器端子。連接選件emc濾波器后，能符合歐洲emc指令。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有風(fēng)機、泵等最佳自動節(jié)能運行模式。采用使電動機損耗降至最小的新控制方式，取得更好的節(jié)能效果。更方便使用的鍵盤面板，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有復(fù)寫功能，能容易地將1臺變頻器的功能碼數(shù)據(jù)復(fù)寫至其他變頻器。顯示器標(biāo)準(zhǔn)可選擇3種語言（中文、英文和日文），便于國內(nèi)外配

42、套使用?？珊唵蔚赜涉I盤面板或外部接點信號進行點動（jog）運行操作。使用延伸電纜選件（cbiii-10r-），可簡單地實遠方操作。完整的產(chǎn)品系列適應(yīng)不同用途，提供兩種系列，一般工業(yè)用的g11s系列和風(fēng)機、泵用的p11s系列。g11s系列容量范圍為0.2315kw，風(fēng)機、泵用p11s系列為7.5400kw。機種規(guī)格齊全。符合國際標(biāo)準(zhǔn)（ec指令、tuv、ul/cul）標(biāo)準(zhǔn)系列符合使用于歐洲地區(qū)、北美地區(qū)和加拿大地區(qū)的ec指令（ce標(biāo)志）、tuv認證（22kw）、ul規(guī)格、cul規(guī)格。適應(yīng)各種環(huán)境的結(jié)構(gòu)對22kw標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品采用全封閉結(jié)構(gòu)ip40，耐環(huán)境性能好。對22kw變頻器，允許橫向密集安裝，節(jié)省控

43、制盤的安裝空間。另外對7.5kw，變頻器的高度統(tǒng)一為260mm，使用多臺不同容量的變頻器時，安裝盤設(shè)計容易。提供可選防水型ip65（7.5kw）和ip54（1122kw），適用于食品機械、木工機械、化工機械等有粉塵和水份的環(huán)境。各種通信功能標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)裝接口rs485，由此可由個人計算機向變頻器輸入運行命令和設(shè)定功能碼數(shù)據(jù)等。設(shè)有萬用di/do功能，變頻器的輸入/輸出端子狀態(tài)（接點信號的有無）能傳送至上位機和受其監(jiān)控，這樣可簡化fa系統(tǒng)?？蛇B接現(xiàn)場總線：profibus-dp、interbus-s、devicenet、modbusplus（選件）等。豐富的實用功能，用于風(fēng)機、泵等pid控制功能變頻器

44、風(fēng)扇on/off控制商用電切換順序用于搬運、傳送設(shè)備可選擇預(yù)先設(shè)定的16種速度運行程序運行（7步，每步最長6000s，可連續(xù)、單循環(huán)或單循環(huán)終速繼續(xù)運行）無沖擊瞬停再起動運行采用富士獨自開發(fā)的變頻器頻率追蹤（引入運行）功能，變頻器能無沖擊地再起動瞬停后正在旋轉(zhuǎn)的電動機。保護功能的充實能設(shè)定電子熱繼電器的熱時間常數(shù)，因此電子熱繼電器能適用于各種電動機。設(shè)有輸入缺相保護，防止電源斷線損壞變頻器。能用ptc熱敏電阻保護電動機。豐富的維護功能在鍵盤面板的lcd上能顯示和確認變頻器的運行狀態(tài)、輸入/輸出信號狀態(tài)和跳閘時的詳細數(shù)據(jù)，由此較易進行異常原因分析和提出對策。i/o端子檢查功能主電路電容器壽命變頻

45、器負載率測定累計運行時間的記錄、顯示運行狀態(tài)（變頻器輸出電流、散熱板溫度、消耗功率等）監(jiān)視跳閘時詳細數(shù)據(jù)的記其他各種有用功能標(biāo)準(zhǔn)裝有（31.5kw）控制電源輔助輸入電路，因此斷開主電源時，能保持異常輸出信號。接點輸入控制端子（9點）、開路集電極晶體管輸出（4點）、繼電器輸出（1點）等可根據(jù)用途任意設(shè)定其端子功能。負載過大的場合，可選擇變頻器不跳閘繼續(xù)運行（失速防止功能）或跳閘停止運行。g11s/p11s系列和機種所有機種（0.2400kw）為統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，便于用戶構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)以上的信息及選擇電機的功率，本次設(shè)計選用富士frn15lmis-4c作為控制主電機的變頻器，選用frn5.5

46、lmis-4c作為控門電機的變頻器。富士該系列變頻器外觀：圖3.1變頻器實物圖內(nèi)部基本連接圖：圖3.2變頻器內(nèi)部基本連線3.5 交流接觸器的選擇基于本次設(shè)計的要求，本次設(shè)計采用的是機械連鎖（可逆）交流接觸器，機械（可逆）交流接觸器實際上是由兩個相同規(guī)格的交流接觸器再加上連鎖機構(gòu)和電氣連鎖機構(gòu)組成。它可以保證在任何情況下（如機械震動或錯誤操作而發(fā)出的指令）都不能使兩臺交流接觸器同時吸合，而只能當(dāng)一臺接觸器斷開后，另一臺接觸器才能閉合，能有效防止電動機正、反轉(zhuǎn)時出現(xiàn)相間短路的可能性，比單在電器控制回路中加電氣連鎖電路的應(yīng)用更安全可靠。機械連鎖交流接觸器主要用于電動機可逆控制，雙路交流電源的自動切換

47、也可用于需要頻繁地進行可逆換接的電氣設(shè)備上。常用的機械連鎖（可逆）交流接觸器有l(wèi)c2-d型、6c系列、3td系列、b系列等。本次選用的為lc2-d型。圖3.3接觸器實物圖本次設(shè)計選用的接觸器為施奈德電梯專用接觸器。其基本尺寸為長7.5cm，寬7.2cm。3.6 電梯空調(diào)的選擇由于本次設(shè)計的是高層住宅樓電梯，所以人流量大是其特點之一，為提高電梯內(nèi)空氣質(zhì)量及乘客的舒適感，在電梯內(nèi)安裝空調(diào)也是必然的選擇。本次設(shè)計選用的為上海巴陵機電有限公司bl-kt325電梯空調(diào)。下表是bl-kt系列的產(chǎn)品對照表。根據(jù)該電梯參數(shù)表可選用bl-kt325作為本次設(shè)計的高層住宅樓電梯的空調(diào)設(shè)備。表3.2空調(diào)參數(shù)表第四章

48、 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1 電梯控制面板的設(shè)計電梯控制面板是電梯驅(qū)動系統(tǒng)與電梯控制系統(tǒng)連接的具體體現(xiàn)，控制面板設(shè)計圖如下：圖4.1 層樓面板設(shè)計圖4.2 轎內(nèi)面板設(shè)計圖4.3 柜內(nèi)面板設(shè)計根據(jù)實際高層住宅樓電梯驅(qū)動系統(tǒng)控制面板的設(shè)計，面板上主要分為三塊，第一塊上分布著兩個按鈕兩個開關(guān)，分別為轎內(nèi)自動開關(guān)，轎內(nèi)手動開關(guān)，轎內(nèi)上行按鈕，轎內(nèi)下行按鈕。第二塊上分布著一個開關(guān)和兩個按鈕，分別為轎頂手動開關(guān)，轎頂上行按鈕，轎頂下行按鈕。第三塊分布著一個開關(guān)和兩個按鈕，分別為柜內(nèi)手動開關(guān)，柜內(nèi)上行按鈕，柜內(nèi)下行按鈕。根據(jù)以上分析，可以畫出高層住宅樓電梯驅(qū)動控制面板平面安裝圖。下面我們來了解其內(nèi)部線路原理，

49、如下圖所示，自動-手動回路是由420#與400#線提供的直流48v電源供電。420#線將直流48v正電源，經(jīng)轎內(nèi)自動開關(guān)，轎內(nèi)急停開關(guān)常閉觸點，轎內(nèi)手動常閉觸點，輸入到plc相關(guān)端口，此時電梯為自動運行狀態(tài)。將開關(guān)撥動到轎內(nèi)手動是，轎內(nèi)手動常閉觸點斷開，所以此時若轎內(nèi)自動閉合也不會得到響應(yīng)，當(dāng)按下轎內(nèi)up按鈕時，電梯上行，當(dāng)按下轎內(nèi)dn按鈕時，電梯下行，因為二極管正常情況下只能單向?qū)?，所以在圖中增加二極管有助于增加線路的安全性。同理將開關(guān)撥到轎頂手動時，當(dāng)按下轎頂up按鈕時，電梯上行，當(dāng)按下轎頂dn按鈕時，電梯下行。同理將開關(guān)撥到柜內(nèi)手動時，當(dāng)按下柜內(nèi)up按鈕時，電梯上行，當(dāng)按下柜內(nèi)dn按鈕

50、時，電梯下行。圖4.4面板內(nèi)部接線圖4.2 高層住宅樓電梯電氣原理圖設(shè)計電源配置，接通機房內(nèi)電梯電源開關(guān)，由上圖主回路中r1、s1、t1、得到三相交流380v線電壓。三相線電壓經(jīng)過噪聲過濾器lf，由r1a、s1a、t1a輸出到主回路接觸器的靜主觸點l1、l2、l3,并通過r4b、s4b、t4b輸出到控制變壓器tr-01，如下圖所示：圖4.5主回路電源電路圖控制變壓器tr-01得電后，經(jīng)chg1、chg2熔斷器，e1電路板得到ac220v-240v電源，預(yù)充電回路開始充電。如下圖所示。圖4.6 控制回路電源之一控制變壓器tr-01得電后，經(jīng)cst1熔斷器，c10與c00之間有100v交流電壓。c

51、10與c20之間有200v交流電源。以上是供給轎廂頂部的電源?？刂谱儔浩鱰r-01得電后，經(jīng)hst熔斷器，h10、h20得電，供給層站外呼ac105v電源?？刂谱儔浩鱰r-01得電后，經(jīng)r-cr整流器，420#、400#接線端輸出直流電壓dc48v供給觸電輸入緩沖器pad?？刂谱儔浩鱰r-01得電后，經(jīng)r-acr1、r-acr2整流器整流，79#、00#接線端輸出直流電壓dc125v,供給制動器、接觸器電源?？刂谱儔浩鱰r-01得電后，經(jīng)mps熔斷器輸出，穩(wěn)壓電源mps-1整流穩(wěn)壓，p1板多路電源+12v、-12v、+5v直流電壓。如下圖所示。圖4.7 控制回路電源之二根據(jù)設(shè)計的要求，可得到如

52、下的高層住宅樓電梯的電氣原理圖：圖4.8 高層住宅樓總電氣原理圖4.3 控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。運算功能簡單plc的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通plc的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型plc中還有模擬量的pid運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在plc中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應(yīng)

53、用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和pid運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。控制功能控制功能包括pid控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。plc主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高plc的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用pid控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、asc碼轉(zhuǎn)換單元等。通信功能大中型plc系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如tcp/ip），需要時應(yīng)能與

54、工廠管理網(wǎng)（tcp/ip）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合iso/ieee通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。plc系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（rs2232c/422a/423/485）、rio通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用dcs接口等；大中型plc通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求。plc系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1mbps，通信負荷不大于60%。plc系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）pc為主站，多臺同型號plc為從站，組成簡易plc網(wǎng)絡(luò)；2）1臺plc為主站，其他同型號plc為從站，構(gòu)成主從式plc網(wǎng)絡(luò)；3）pl

55、c網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型dcs中作為dcs的子網(wǎng)；4）專用plc網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用plc通信網(wǎng)絡(luò)）。為減輕cpu通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。編程功能plc的編程有離線編程和在線編程兩種，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求合理選用。離線編程方式：plc和編程器公用一個cpu，編程器在編程模式時，cpu只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，cpu對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：cpu和編程器有各自的cpu，主機cpu負責(zé)現(xiàn)場控制

56、，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型plc中常采用。診斷功能plc的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對plc內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對plc的cpu與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。plc的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。處理速度plc采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則plc將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長度、cpu處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，plc接點的響應(yīng)快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.20.4ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要