電梯系統(tǒng)需求分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上需求分析一、 性能需求圖1 電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：1、驅(qū)動系統(tǒng)部分曳引驅(qū)動系統(tǒng)作為電梯的核心部分，對電梯的起動、加速、穩(wěn)速運行和制動減速起著控制作用，其性能直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度和乘坐舒適性等指標。對曳引電動機有如下的技術(shù)性能要求：a、電動極為短時重復(fù)工作制，應(yīng)能頻繁起動、制動及正反轉(zhuǎn)運行;b、能適應(yīng)一定的電源電壓波動，有足夠啟動力矩，能滿足轎廂滿負荷啟動、加速的要求;c、起動電流小;d、要有較硬的機械特性，不會因電梯載重的變化而引起電梯運行速度的過大變化;e、要有良好的調(diào)速性能，尤其在低速時，轉(zhuǎn)矩不能下降太大，避免造成電機步進;f、應(yīng)運行平穩(wěn)、工作可

2、靠、噪聲小且維護簡單。2、PLC部分PLC作為邏輯控制部件，與驅(qū)動部分通訊采用的是開關(guān)量而不用模擬量。曳引電動機的轉(zhuǎn)速控制是閉環(huán)的，其轉(zhuǎn)速的檢測由和電動機同軸旋轉(zhuǎn)的光電編碼器完成，這樣保證了平層的精度以及運行的可靠性。在系統(tǒng)啟動時，PLC通過編碼器記憶各點的位置，實際使用時PLC根據(jù)運行距離，決定運行的速度。PLC處理的邏輯信號有：a、樓層計數(shù)信號，該信號用來識別電梯所在的樓層位置以及位置的變化情況，是控制電梯運行的重要依據(jù)。b、呼梯、選層信號，用以登記呼梯和選層情況，以便確定電梯的啟動和運行。c、定向信號，它根據(jù)電梯當(dāng)前所在位置以及呼梯、選層情況決定電梯的運行反向。d、換速信號，用于停車前的

3、換速控制。e、主控制信號，用來控制電梯的啟動、運行和?？?。f、其他信號：開、關(guān)門控制，樓層顯示，呼梯，選層顯示，單、雙控制，安全條件自動檢測，自動平層，消防等各種控制信號。3、驅(qū)動單元部分基于時光IMS系列通用型伺服控制器，本系統(tǒng)采用電梯專用交流伺服控制器，外形如圖1所示。此控制器厚度僅為一塊磚的厚度，便于安裝，適配功率為11kW，載重1000kG，最大電梯速度2m/s?？刂破饔布娐吩韴D圖2硬件電路原理圖電梯專用伺服控制系統(tǒng)的性能a、正反向運行靈活，能夠頻繁起停，且啟動停止曲線可調(diào)。b、輸入電壓范圍為380V440V，允許的波動范圍+10%-15%，基本滿足一般電源的要求。c、從0Hz到基

4、頻能夠以最大三倍額定轉(zhuǎn)矩的恒轉(zhuǎn)矩輸出，保證了電梯剛啟動時就有足夠的力矩，且在啟動后輸出電流小。d、具有多種保護功能：過電流、過電壓、功率模塊過熱、欠電壓、過載保護，QMCL語言編程錯誤保護。e、內(nèi)部的電流環(huán)保證了在電梯載重不同的情況下電梯運行速度的平穩(wěn)性。f、與控制交流同步電動機相比，省去了勵磁電源或者永磁裝置，結(jié)構(gòu)簡單，電機壽命長。g、具有一個機電式制動器，當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時，制動器必須動作。切斷制動器電流，至少應(yīng)由兩個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)。h、采用了零速抱閘制動技術(shù)，使機械摩擦制動過程減少到極限狀態(tài)。i、具有先進的速度圖形生成器：根據(jù)人體工程學(xué)原理，做到運行曲線起停平穩(wěn)。并能真正

5、做到直接?？?，提高了電梯的使用效率。 速度運行曲線圖3速度運行曲線為了提高乘客乘坐的舒適性，加減速曲線采用S曲線方式，使電機的運行曲線平滑，不但把對轉(zhuǎn)動慣量的瞬時擾動降到最低，還可提高機器運轉(zhuǎn)速度和控制精度，使得各種構(gòu)件的磨損率顯著降低，同時也增加人的舒適性。二、功能需求 （以下只給出前三層）1.主要控制需求：（1）電梯運行到召喚位置后，能夠自動開/關(guān)門，而且也能夠手動開/關(guān)門。（2）電梯內(nèi)指令和外部召喚指令的記憶，消除,并利用多個指示燈顯示電梯內(nèi)指令和外部指令。（3）方向選擇功能 電梯接受到指令能夠自動判別的運行方向，并發(fā)出指令。（4）電梯轎箱門由一個小功率電機驅(qū)動，電機正轉(zhuǎn)，箱門

6、打開；電機反轉(zhuǎn)，箱門關(guān)閉；并具有延時開/關(guān)門功能，箱門上有紅外線檢測裝置，防止箱門關(guān)閉時夾傷乘客。（5）平層提前減速和啟動加速功能（6）在電梯的行程的起始端安裝行程開關(guān)，防止電梯運行超程，撞壞建筑物，傷害到乘客2.詳細控制需求1系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機、無司機、消防三種工作模式。 2系統(tǒng)應(yīng)具備下列幾項控制功能: 1）自動響應(yīng)層樓召喚信號(含上召喚和下召喚)。 2）自動響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號。 3）自動完成轎廂樓層位置的顯示(二進制方式)。 4）自動顯示電梯運行方向。 5）具有電梯直達功能和反向最遠停站功能。 3系統(tǒng)提供的輸入控制信號: AYS 向上行駛按鈕 AYX 向下行駛按鈕 YSJ 有/無司機選擇

7、開關(guān) 1YC 一樓行程開關(guān) 2YC 二樓行程開關(guān) 3YC 三樓行程開關(guān) A1J 一樓指令按鈕 A2J 二樓指令按鈕 A3J 三樓指令按鈕 AJ 指令專用開關(guān)(直駛) ZXF 置消防開關(guān) A1S 一樓上召喚按鈕 A2S 二樓上召喚按鈕 A2X 二樓下召喚按鈕 A3S 三樓上召喚按鈕 A3X 三樓下召喚按鈕 4系統(tǒng)需要輸出的開關(guān)控制信號： KM 開門顯示 GM 關(guān)門顯示 MGB 門關(guān)閉顯示 DCS 上行顯示 DCX 下行顯示 S 上行繼電器(控制電動機正轉(zhuǎn)) X 下行繼電器(控制電動機反轉(zhuǎn)) YX 運行顯示 A LED 七段顯示器 a 段發(fā)光二極管 B LED 七段顯示器 b 段發(fā)光二極管 C L

8、ED 七段顯示器 c 段發(fā)光二極管 D LED 七段顯示器 d 段發(fā)光二極管 E LED 七段顯示器 e 段發(fā)光二極管 F LED 七段顯示器 f 段發(fā)光二極管 G LED 七段顯示器 g 段發(fā)光二極管 1DJA 一樓指令信號登記顯示 2DJA 二樓指令信號登記顯示 3DJA 三樓指令信號登記顯示 1DAS 一樓上召喚信號登記顯示 2DAS 二樓上召喚信號登記顯示 2DAX 二樓下召喚信號登記顯示 3DAS 三樓上召喚信號登記顯示 3DAX 三樓下召喚信號登記顯示 三、接口需求1、IO點的估算：系統(tǒng)的輸入點有：門廳召喚按鈕6個輸入點；轎內(nèi)指令按鈕4個點；樓層感應(yīng)器4個點；門區(qū)感應(yīng)l點；手動開門

9、l點：共計輸入點16點。而輸出點有：快慢速接觸器2點；上下行接觸器2點；樓層指示燈4點；門鎖1個點；共計輸出點9點?？傆婭O點數(shù)為169；四、可靠性和可用性需求1、PLC的控制技術(shù)（1）PLC實現(xiàn)控制的過程一般是：圖4 PLC典型開機流程PLC典型開機流程：輸入刷新-再運行用戶程序-再輸出刷新-再輸入刷新-再運行用戶程序-再輸出刷新永不停止地循環(huán)反復(fù)地進行著。 圖4所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時間關(guān)系。有了上述過程，用PLC實現(xiàn)控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷

10、新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環(huán)反復(fù)地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應(yīng)的時間上，略有滯后。當(dāng)然，這個滯后不宜太大，否則，所實現(xiàn)的控制不那么及時，也就失去控制的意義。為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是PLC實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾，或零點零幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。三、運行環(huán)境約束電梯是安裝在建筑物內(nèi)的用來往返運輸旅客的交通工具。電梯通常是安全可靠并易于使用的，通常用于樓層間進出和不同層間的運行，安全系統(tǒng)是由設(shè)計、日常調(diào)

11、整及檢查來保證的。典型的電梯安裝是從建筑物井道中完成的。電梯的支撐以及需要的附加設(shè)備是在電梯機房內(nèi)安裝完成的，通常在電梯系統(tǒng)的最高部分，基坑則位于最低的部分。同時需要一些輔助設(shè)施，包括：驅(qū)動設(shè)備的電源和機房內(nèi)的現(xiàn)代化空調(diào)系統(tǒng)；必須提供的通道包括樓層與電梯比鄰的直通電梯前室的疏散廳。為了方便維護和修理，必須有通向機房和基坑的入口。電梯的安裝者對于井道、機房、基坑、疏散廳的建筑結(jié)構(gòu)往往很少關(guān)心，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師提供的緊急出口的尺寸、建筑荷載、以及其他附屬需求是非常重要的。設(shè)備運行時釋放的熱量及規(guī)定的廢氣排放，由通風(fēng)與空調(diào)工程師解決；電氣工程師根據(jù)設(shè)備的品質(zhì)特性設(shè)計必要的電源設(shè)備。 在建筑物出現(xiàn)緊

12、急情況下，由于電梯的強制操作約束規(guī)則的限制，必須建立建筑物的生命安全系統(tǒng)與設(shè)定的電梯系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)信號接口。一般認為，由于電梯設(shè)備故障、電源故障以及可能的對乘客的誤導(dǎo)，設(shè)置轎箱內(nèi)外的通信是非常必要的。顧客應(yīng)該能夠利用轎箱內(nèi)報警和通信系統(tǒng)向外界通報一些轎箱內(nèi)的緊急情況。到目前為止，電梯監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)可以制作得非常精良，并且可以預(yù)報電梯故障、給乘客提供輔助需要的通知或潛在危害的預(yù)警。四、軟件系統(tǒng)的確認測試準則1、PLC的性能指標（1）存儲容量存儲容量是指用戶程序存儲器的容量。用戶程序存儲器的容量大，可以編制出復(fù)雜的程序。一般來說，小型PLC的用戶存儲器容量為幾千字，而大型機的用戶存儲器容量為幾萬字。（2

13、）I/O點數(shù)輸入/輸出（I/O）點數(shù)是PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標。I/O點數(shù)越多，外部可接的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就越多，控制規(guī)模就越大。（3）掃描速度掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標。一般以掃描1K字用戶程序所需的時間來衡量掃描速度，通常以ms/K字為單位。PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間，來衡量掃描速度的快慢。（4）指令的功能與數(shù)量指令功能的強弱、數(shù)量的多少也是衡量PLC性能的重要指標。編程指令的功能越強、數(shù)量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強，用戶編程也越

14、簡單和方便，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。 （5）內(nèi)部元件的種類與數(shù)量在編制PLC程序時，需要用到大量的內(nèi)部元件來存放變量、中間結(jié)果、保持數(shù)據(jù)、定時計數(shù)、模塊設(shè)置和各種標志位等信息。這些元件的種類與數(shù)量越多，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。（6）特殊功能單元特殊功能單元種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個重要指標。近年來各PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發(fā)，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強，使PLC的控制功能日益擴大（7）可擴展能力PLC的可擴展能力包括I/O點數(shù)的擴展、存儲容量的擴展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴展、各種功能模塊的擴展等。在選擇PLC時，經(jīng)常需要考慮PLC的可擴展能力。

15、五、將來可能提出的要求PLC部分： 1向高速度、大容量方向發(fā)展    為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。    在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。 2向超大型、超小型兩個方向發(fā)展    當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O

16、點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。    小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數(shù)為816點，以適應(yīng)單機及小型自動控制的需要，如三菱公司系列PLC。 3PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力    為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能

17、，又使用靈活方便，擴大了PLC應(yīng)用范圍。    加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。為了加強聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。 4增強外部故障的檢測與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而