PLC控制電梯設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于組態(tài)王、PLC的四層電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)所屬系部： 自動(dòng)化工程系 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2013年 月 日學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：電氣自動(dòng)化技術(shù) 所屬系部：自動(dòng)化工程系設(shè)計(jì)題目： 基于組態(tài)王、PLC的四層電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、原始資料： 設(shè)計(jì)一基于組態(tài)王和PLC的四層電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、軟件實(shí)現(xiàn)控制方案，分析系統(tǒng)的控制流程和PLC控制的梯形圖該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行速度快、可靠性高等特點(diǎn)。.二、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、四層電梯控制的硬件結(jié)構(gòu)及控制流程2、程序設(shè)計(jì)3、監(jiān)控設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求： 1、方案設(shè)計(jì)2、硬件電路硬件設(shè)計(jì)

2、3、組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、參考文獻(xiàn).時(shí)間安排：10周開題11-13完成PLC部分調(diào)試，14周中期檢查15-18周監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)19周完善設(shè)計(jì)，提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書20周答辯目 錄第一章 緒論1 第一節(jié) 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題1第二節(jié) PLC及在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)1 第三節(jié) 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)3第二章 電梯設(shè)備與電梯發(fā)展動(dòng)態(tài)4第一節(jié) 電梯設(shè)備4第二節(jié) 電梯的發(fā)展動(dòng)態(tài)5第三章 基本方案選擇7第一節(jié) 變頻器的選擇7第二節(jié) 可編程序控制器(PLC)的選擇9第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)11第一節(jié) 變頻器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置11第二節(jié) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)13第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17第一節(jié) 電梯上行17第二節(jié) 電

3、梯下行17第三節(jié) PLC控制四層電梯梯形圖18結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24致謝25 第一章 緒論第一節(jié) 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題一、電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。(2)系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。(3)大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。(4)多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。二、電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題(1)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。

4、(2)普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。(3)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。 (4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。 (5)由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(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。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來(lái)不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。第二節(jié) PLC及在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn)一、PLC的特點(diǎn)PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于

5、計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通微機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道(字)的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器(布爾處理器)，進(jìn)行點(diǎn)(位)運(yùn)算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作，編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。(1)可靠性：對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。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，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)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MTBF（兩次故障間的平均時(shí)間），降低了ml TR，使可靠性提高。3、PLC有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)

6、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(guò)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)控制更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程出錯(cuò)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。5、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;軟件自診斷;簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言等。(2)易操作性：PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面:1、操作方便對(duì)

7、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。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。2、編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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(yǔ)言時(shí)，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降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很

8、快的找到故障的部位，以便維修。 (3)靈活性：PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1、.編程的靈活性。PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。2、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。二、PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)(1)在電梯控制中采用了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。(2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。(3)PLC可

9、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。(4)PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。(5)用于群控調(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。第三節(jié) 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn):隨著電力電子技術(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)交流變頻調(diào)速技術(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)步的一種主要手段。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(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻調(diào)速電梯的特點(diǎn):(1)變頻調(diào)

10、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(jiǎn)單，維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)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)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能;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。 (3)變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。 第二章 電梯設(shè)備與電梯發(fā)展動(dòng)態(tài)第一節(jié) 電梯設(shè)備一、電梯的分類電梯的分類有各式各樣:(1)按用途分類有客梯、貨梯、醫(yī)用梯等(2)按速度 低速電梯 1 m/s以下中速電梯 1 -2m/s高速

11、電梯 2m/s以上超高速電梯 4m/s以上(3)按驅(qū)動(dòng)電源分類 交流電梯 速度一般小于2m/s直流電梯 速度一般大于2m/s(4)按控制方式分類 有/無(wú)司機(jī)控制、群控、有層間控制、簡(jiǎn)易集選控制、集選控制等二、電梯的主要組成部分(1)曳引部分通常由曳引機(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。(2)轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等。 (3)電器設(shè)備及控制裝置有曳引機(jī)，選層器傳動(dòng)及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳站指示器組成。 (4)其它裝置對(duì)重裝置、補(bǔ)償裝置等。三、電梯的安全保護(hù)裝置(1)電磁制動(dòng)器，裝于曳引機(jī)軸上，

12、一般采用直流電磁制動(dòng)器，啟動(dòng)時(shí)通電松閘，停層后斷電制動(dòng)。(2)強(qiáng)迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過(guò)端站換速未減速時(shí)，轎廂上的撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過(guò)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(guò)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(guò)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。 (7)關(guān)門安

13、全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過(guò)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)重新開門，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)，安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。第二節(jié) 電梯的發(fā)展動(dòng)態(tài)隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，日益增高的高層建筑已成為現(xiàn)代都市的重要標(biāo)志，作為高層建筑的垂直運(yùn)載工具電梯得到了快速發(fā)展。一、電梯技術(shù)發(fā)展概況(1)電梯的速度要求越來(lái)越快，高速、超高速電梯的數(shù)量愈來(lái)愈多。 (2)電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位

14、置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級(jí)調(diào)速(AC-VP)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(AC-VV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVV F)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。 (3)電梯的邏輯控制己從過(guò)去簡(jiǎn)單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制(PLC)和微機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。 (4)電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。 (5)智能群控管理得到廣泛

15、應(yīng)用。 (6)機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動(dòng)形式多樣化。二、電梯發(fā)展展望(1)結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wú)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(wú)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

16、機(jī)的主流:由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來(lái)很有可能取代VVVF技術(shù)。另外，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(wú)腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式;隨著新技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來(lái)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(wú)抵抗、無(wú)線控制、綠色環(huán)保安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來(lái)電梯的重要發(fā)展方向。第三章 基本方案選擇本設(shè)計(jì)通過(guò)多種方案的比較和對(duì)照，完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器和可編程控制器的選擇。 第一節(jié) 變頻器的選擇隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)

17、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。目前，有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早已問(wèn)世，其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格相對(duì)較貴。因此，本設(shè)計(jì)沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過(guò)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。這是本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一。目前，市場(chǎng)流行的通用變頻器的種類繁多，而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。選用變頻器的概況（一）通用變頻器的發(fā)展上個(gè)世紀(jì)80年代初，通用變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個(gè)大發(fā)

18、展過(guò)程。1、容量不斷擴(kuò)大2、結(jié)構(gòu)的小型化3、多功能和智能化4、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大（二）通用變頻器的功率輸出驅(qū)動(dòng)技術(shù)動(dòng)向采用變頻器的調(diào)速傳動(dòng)技術(shù)，近年來(lái)取得驚人的進(jìn)步。從技術(shù)發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，大致有如下幾個(gè)方面:1、 IGBT的應(yīng)用最近幾年來(lái)，IGBT的應(yīng)用正在迅速推進(jìn)。其顯著的特點(diǎn)是:開關(guān)頻率高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。用于通用變頻器時(shí)，有如下明顯的效果:（1）.由于載波效率的提高(20KHz或更高)，負(fù)載電動(dòng)機(jī)的噪聲明顯減少，降低噪聲傳動(dòng)。（2）.同樣由于載波頻率的提高，使電動(dòng)機(jī)的電流(特別是低速時(shí)的電流)波更加趨于正弦波，因而減少了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和電動(dòng)機(jī)的損耗。（3）.由于IGBT為電壓驅(qū)動(dòng)型，因而簡(jiǎn)化

19、了驅(qū)動(dòng)回路，使整個(gè)裝置更加緊湊，可靠性提高，成本降低。（4）.主開關(guān)器件如果采用IPM，上述效果將更加明顯。2、網(wǎng)側(cè)變流器PWM控制的變頻器目前上市的絕大多數(shù)通用變頻器，其網(wǎng)側(cè)變流器采用不可控的二極管整流器。雖然控制簡(jiǎn)單，成本較低，但也有它的缺點(diǎn)。比如，網(wǎng)側(cè)電流波形嚴(yán)重畸變，影響電網(wǎng)的功率因數(shù)，諧波損耗大，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的再生能量無(wú)法回饋給電網(wǎng)等?，F(xiàn)已開發(fā)出一種新型的采用PWM控制方式的自換相交流器，并己經(jīng)成功地用作變流器中的網(wǎng)側(cè)變流器。電器結(jié)構(gòu)形式與逆變器完全相同，每個(gè)橋臂均由一個(gè)自關(guān)斷器件和一個(gè)二極管反并聯(lián)組成。其特點(diǎn)是:直流輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸入電流(網(wǎng)側(cè)電流)波形基本為正弦，功率因數(shù)可保

20、持為1，并且能量可以雙向流通。網(wǎng)側(cè)變流器采用PWM控制交流器又稱為“雙PWM控制變頻器”。這種再生能量回饋式高性能通用變頻器，代表著另一個(gè)新的技術(shù)動(dòng)向。它的大容量化，對(duì)于制動(dòng)頻繁的或可逆運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備十分有意義。但因其價(jià)位高、投資大，所以在某種程度上限制了它的發(fā)展速度.3、矢量控制變頻器的通用化在造紙、軋鋼等應(yīng)用領(lǐng)域，要求精度高，響應(yīng)快，一般性的通用變頻器已經(jīng)不能勝任，往往要采用矢量控制方案.但是矢量控制往往需要速度傳感器，運(yùn)算復(fù)雜、調(diào)整麻煩，對(duì)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)依賴性較大。目前，國(guó)內(nèi)正在努力使矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)通用化。因此，對(duì)無(wú)速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)的理論研究和實(shí)用化的開發(fā)代表著另一個(gè)新的技術(shù)發(fā)

21、展方向。保護(hù)功能，電機(jī)保護(hù)，變頻器過(guò)載，瞬間過(guò)電流，電壓下降，過(guò)電壓，輸入缺相。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(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?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS-61665型全數(shù)字變頻器，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(chǎng)合。另外，61665變頻

22、器的起動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出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，零速抱閘，平層精度高。無(wú)須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。（三） VS-61665型變頻器簡(jiǎn)介（四） 61665型變頻器的特點(diǎn)VS-61665型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容

23、易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。VS-61665變頻器的特點(diǎn)如下:1、包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。2、有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。3、由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。4、保護(hù)功能完善、維修性能好。5、通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。第二節(jié) 可編程序控制器(PLC)的選擇電梯PLC控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運(yùn)動(dòng)的機(jī)械選層器。電梯運(yùn)行過(guò)程中，轎廂所處樓層位置如何檢測(cè)，PLC軟件如何根據(jù)給定輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或計(jì)算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問(wèn)題，是正確定向和選層換速的必要前提。一、轎廂樓層位置檢測(cè)方法:主要方法有如下幾種:(1)用干簧管磁感應(yīng)

24、器或其它位置開關(guān):這種方法直觀、簡(jiǎn)單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用PLC太多的輸入點(diǎn)。(2)利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān):這種方法需對(duì)磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無(wú)權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。(3)利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測(cè)取電梯運(yùn)行過(guò)程中的準(zhǔn)確位置，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡(jiǎn)單方便。可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計(jì)采用此法。二、 PLC的選

25、型根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測(cè)方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)殡娞菔请p向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列機(jī)。FX系列機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):1 體積極小2 先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu)3 提供多種子系列供用戶選用4 靈活多變的系統(tǒng)配置 5 功能強(qiáng)、使用方便第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第一節(jié) 變頻器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采用開關(guān)量而不用模擬量。由于61665是通用型變頻器，因而用在電梯控制上為了滿足運(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復(fù)雜得多。其系統(tǒng)由轎廂、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、曳

26、引機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成，如圖4.5所示。 一、VS-61665變頻器的參數(shù)61665變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。常用參數(shù)如表4.1二、參數(shù)設(shè)置積分時(shí)間常數(shù)宜大些:(2)為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車參數(shù)設(shè)置的原則:(1)為減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些(3)零速一般設(shè)置為OHz，速抱閘功能將影響舒適感;(4)變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置見表4.2三、變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法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)，而61

27、665就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是: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)，使變頻器能對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。四、變頻器容量計(jì)算變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為P1，電梯運(yùn)行速度為v，電梯自重為W1，電梯載重為W2，配重為W3;，重力加速度為g，變頻器功率為P。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率為P2, P2=(W1 +W2-W3) g+F1 v 其中F1=

28、K (W1+W2-W3) g+為摩擦力，可忽略不計(jì)。電機(jī)功率P1，變頻器功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對(duì)于P2留有安全裕量，可取Pl.5P2 五、變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能.帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高.采用能耗制動(dòng)方式通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果.能耗制動(dòng)電阻R1的大小應(yīng)使制動(dòng)電流I1的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即 I1=U。/R1I/2其中U。為額定情況下變頻器的直流母線電壓.由于制動(dòng)申阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可

29、以大大小于通電時(shí)消耗的功率.第二節(jié) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖4. 1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。 一、設(shè)計(jì)思想（一）信號(hào)控制系統(tǒng)電梯信號(hào)控制基本由PLC軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖4. 2所示，輸入到PLC的控制信號(hào)有:運(yùn)行方式選擇(如自

30、動(dòng)、有司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等)、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。（二）電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能1、一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降2、各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)(最頂層與起始層只設(shè)一只)3、電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能4、電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵5、電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈6、待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客7、自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門.在一般情況下，電梯停站4-6秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門;在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作.8、按鈕開門。

31、在開關(guān)過(guò)程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。9、內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)?？寇囬T，并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。10、自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上，選層指令相對(duì)與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。11、呼梯記憶與順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。12、自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。13、自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無(wú)層外呼梯信號(hào)時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。14、自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回