基于PLC及變頻器在電梯控制中的應(yīng)用_圖文

1、畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）中文題目：基于PLC 及變頻器在電梯控制中的應(yīng)用 英文題目： PLC and inverter-based control of the elevator姓 名學(xué) 號(hào)專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師提交日期 教務(wù)處制惠州學(xué)院 HUIZHOU UNIVERSITY完美版本請(qǐng)找QQ363599287摘 要電梯走進(jìn)人類生活已經(jīng)有158年的歷史，在現(xiàn)代社會(huì)中，它已經(jīng)成為高層建筑不可缺少的垂直交通運(yùn)輸工具。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)電梯的要求也越來(lái)越高，電梯控制技術(shù)也得到了很快的發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了變壓變頻調(diào)速，其邏輯控制也由PLC 控制代替原來(lái)的繼電器控制。本文在研究電

2、梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了電梯的拖動(dòng)原理和控制原理，采用了PLC 和變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的常規(guī)控制，通過合理的選擇和設(shè)計(jì)，利用安川VS-616G5型變頻器可編制速度曲線的特點(diǎn)為電梯舒適度的提高，提供了技術(shù)支持，大大提高了電梯的控制水平，使電梯達(dá)到了較為理想的控制和運(yùn)行效果。同時(shí)，利用旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)構(gòu)成位置反饋，實(shí)現(xiàn)電梯的精確位移控制。最后，通過PLC 程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電梯的變頻調(diào)速、樓層計(jì)數(shù)、開門等控制，使電梯運(yùn)行更加可靠、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵詞：電梯 PLC 變頻器 變頻調(diào)速 旋轉(zhuǎn)編碼器AbstractThe elevator step in human's life has b

3、een 158 years of history, in the modern society, its a necessary vehicle for high-buildings perpendicular transportation. With the development of economy and the improvement of technology, the requirement of elevator is more and more paid attention to, so the elevator gets quickly development, its t

4、echnology has developed to drag the PSA Frequency Control, the logic control Also by the PLC to replace the original relay control.The article was based on the fundamental structure of elevator, clarifying the elevator's drive and control principle, it adapts PLC and inverter, achieving the norm

5、al control of elevator by reasonable choice and design,use of Yaskawa VS-616G5-speed converter can be prepared for the lift of the characteristics of the improved comfort, to provide Technical support. Greatly improving the control of the elevator, so that the lift reached a better control and opera

6、tion results. At the same time, using a rotary encoder pulse a position feedback, and lift the precise control of displacement. Finally, PLC program designed to achieve through Frequency Control of elevator, the floor count,to open the door of control and so on, so the elevator is more reliable, com

7、fortable, safe, affordable.Keywords: Elevator PLC Inverter Frequency Control Encoders目 錄第1章 電梯概述 . . 11.1 電梯的組成和基本結(jié)構(gòu) . 11.2 電梯的主要參數(shù) . 41.3 電梯的性能指標(biāo) . 41.4 電梯的種類 . 5第2章 PLC及變頻器 . 82.1 PLC的相關(guān)介紹 . . 82.2 變頻器的相關(guān)介紹 . 10第3章 硬件設(shè)計(jì) . . 143.1 電梯系統(tǒng)及主電路圖 . 143.2 電梯的主電路圖 . 153.3 PLC控制系統(tǒng)I/O分配 . . 163.4 PLC外部接線圖 .

8、. 183.5 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算 . 18第4章 軟件設(shè)計(jì) . . 224.1 程序設(shè)計(jì)思路 . 224.2 系統(tǒng)梯形圖 . 234.3 程序語(yǔ)句表 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 程序仿真 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 總結(jié) . . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 致謝 . . 錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) . . 24第1章 電梯概述1.1 電梯的組成和基本結(jié)構(gòu)電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門

9、系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。 圖1-1 電梯的組成（從占用四個(gè)空間劃分） 圖1-2 電梯的基本結(jié)構(gòu)圖1-1是典型電梯的結(jié)構(gòu)組成框圖，是根據(jù)使用中電梯所占據(jù)的四個(gè)空間，對(duì)電梯結(jié)構(gòu)作了劃分；圖1-2所示為曳引式電梯的組成和部件安裝示意圖，從兩張圖中不難看出一部完整電梯組成的大致情況。根據(jù)電梯運(yùn)行過程中各組成部分所發(fā)揮的作用與實(shí)際功能，可以將電梯劃分為八個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，表1-1列明了這八個(gè)系統(tǒng)的主要功能和組成。 表1-1 電梯八個(gè)系統(tǒng)的功能及主要構(gòu)件與裝置1.2 電梯的主要參數(shù)1、額定載重量（）：電梯

10、設(shè)計(jì)所規(guī)定的轎廂內(nèi)最大載荷。2、轎廂尺寸（）：轎廂內(nèi)部尺寸：寬×深×高。3、轎廂型式：?jiǎn)蚊骈_門、雙面開門或其他特殊要求，包括轎頂、轎底、轎壁的表面處理方式，顏色選擇，裝飾效果，是否裝設(shè)風(fēng)扇、空調(diào)或電話對(duì)講裝置等。4、轎門型式：常見轎門有柵欄門、中分門、雙折中分門、旁開門及雙折旁開門等。5、開門寬度（）：轎廂門和層門完全開啟時(shí)的凈寬度。6、開門方向：對(duì)于旁開門，人站在轎廂外，面對(duì)層門，門向左開啟則為左開門，反之為右開門；兩扇門由中間向左右兩側(cè)開啟者稱為中分門。7、曳引方式：即曳引繩穿繞方式，也稱為曳引比，指電梯運(yùn)行時(shí)，曳引輪繩槽處的線速度與轎廂升降速度的比值。8、額定速度（m

11、/s）：電梯設(shè)計(jì)所規(guī)定的轎廂運(yùn)行速度。9、電氣控制系統(tǒng)：包括電梯所有電氣線路采取的控制方式、電力拖動(dòng)系統(tǒng)采用的型式等方面。10、停層站數(shù)：凡在建筑物內(nèi)各樓層用于出入轎廂的地點(diǎn)稱為停層站，其數(shù)量為停層站數(shù)。11、提升高度（）：由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。12、頂層高度（）：由頂層端站樓面至機(jī)房樓面或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。13、底坑深度（）：由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離14、井道高度（）：由井道底面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。15、井道尺寸（）：井道的寬×深。1.3 電梯的性能指標(biāo)（1）安全性電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通

12、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。（2）可靠性電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來(lái)經(jīng)常出故障，就會(huì)影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們?cè)斐珊艽蟮牟槐?，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。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)電梯才能使可靠的。（3）停站的準(zhǔn)確性停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。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。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，

13、分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測(cè)量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。（4）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。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無(wú)電磁干擾。（5）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)于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(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。（6）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。1.4 電梯的種類1、根據(jù)電梯用途分類（1）乘客電梯 passenger lift為運(yùn)送乘

14、客而設(shè)計(jì)的電梯，代號(hào)TK 。（2）載貨電梯 goods lift；freight lift主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯，通常有人伴隨，代號(hào)TH 。（3）客貨電梯 passenger-goods lift以運(yùn)送乘客為主，但也可運(yùn)送貨物的電梯，代號(hào)TL 。（4）病床電梯、醫(yī)用電梯 bed lift為運(yùn)送病床（包括病人）及醫(yī)療設(shè)備而設(shè)計(jì)的電梯，代號(hào)TB 。（5）住宅電梯 residential lift供住宅樓使用的電梯，代號(hào)TZ 。（6）雜物電梯 dumbwaiter lift；service lift只能運(yùn)送圖書、文件、食品等少量貨物，不允許人員進(jìn)入的電梯，代號(hào)TW 。（7）船用電梯 lift o

15、n ships船舶上使用的電梯，代號(hào)TC 。（8）觀光電梯 panoramic lift；observation lift井道和轎廂壁至少有同一側(cè)透明，乘客可觀看轎廂外景物的電梯，代號(hào)TG 。（9）汽車電梯 motor vehicle lift；automobile life用作運(yùn)送車輛而設(shè)計(jì)的電梯，代號(hào)TQ 。（10）其他電梯用作專門用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、建筑工地電梯等。2、根據(jù)電梯運(yùn)行速度分類（1）低速梯：轎廂額定速度小于等于1m/s的電梯，通常用于10層以下的建筑物，多為客貨兩用梯或貨梯。（2）中速（快速）梯：轎廂額定速度大于1m/s且小于2m/s的電梯，通常用于1

16、0層以上的建筑物內(nèi)。（3）高速梯：轎廂額定速度自2m/s起且小于3m/s的電梯，通常用于16層以上的建筑物內(nèi)。（4）超高速梯：轎廂額定速度大于等于3m/s的電梯，通常用于超高層建筑物內(nèi)。3、 按有無(wú)電梯機(jī)房分類（1）有機(jī)房電梯根據(jù)機(jī)房的位置與型式可分為以下幾種： 機(jī)房位于井道上部并按照標(biāo)準(zhǔn)要求建造的電梯； 機(jī)房位于井道上部，機(jī)房面積等于井道面積、凈高度不大于2300的小機(jī)房電梯； 機(jī)房位于井道下部的電梯。（2）無(wú)機(jī)房電梯根據(jù)曳引機(jī)安裝位置分為以下幾種： 曳引機(jī)安裝在上端站轎廂導(dǎo)軌上的電梯； 曳引機(jī)安裝在上端站對(duì)重導(dǎo)軌上的電梯； 曳引機(jī)安裝在上端站樓頂板下方承重梁上的電梯； 曳引機(jī)安裝在井道底坑

17、內(nèi)的電梯。4、按曳引機(jī)結(jié)構(gòu)型式分類（1）有齒輪曳引機(jī)電梯：曳引電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力通過齒輪減速箱傳遞給曳引輪，繼而驅(qū)動(dòng)轎廂，采用此類曳引機(jī)方式的稱為有齒輪曳引電梯。（2）無(wú)齒輪曳引機(jī)電梯：曳引電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)曳引輪，繼而驅(qū)動(dòng)轎廂，采用此類曳引機(jī)方式的稱為無(wú)齒輪曳引電梯。第2章 PLC及變頻器2.1 PLC的相關(guān)介紹可編程邏輯控制器（PLC ），是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)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)與算術(shù)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。其特點(diǎn)有：（1）可靠性 PL

18、C不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單、維修時(shí)間縮短，因此可靠性得到提高； 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)、掉電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，使可靠性得到提高； PLC有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)，因?qū)Σ僮骱途S修人員的技能要求降低，容易學(xué)習(xí)和掌握，不容易發(fā)生操作的失誤，可靠性高； 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)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件； 在PLC 的硬件設(shè)計(jì)方面，采用了一系列提高可靠性的措施； 在PLC 的軟件設(shè)計(jì)方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)

19、可靠性的措施。（2）易操作性 操作方便對(duì)PLC 的操作包括程序輸人的操作和程序更改的操作； 編程方便PLC 有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用； 維修方便，PLC 所具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低了。（3）靈活性 編程的靈活性； 擴(kuò)展的靈活性； 操作的靈活性。（4）機(jī)電一體專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。（1）開關(guān)邏輯和順序控制是PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合；（2）制造工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物理量需要進(jìn)行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模

20、擬量；（3）定時(shí)控制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；（4）數(shù)據(jù)處理新型PLC 都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些PLC 還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算；（5）信號(hào)連鎖系統(tǒng)信號(hào)連鎖是安全生產(chǎn)所需的。在信號(hào)連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC 是安全生產(chǎn)的要求；（6）通信把PLC 作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行通信，成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的信息控制和管理，因此PLC 是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。1、PLC 與繼電器控制系統(tǒng)比較（1）繼電接觸

21、控制全部用硬器件、硬觸點(diǎn)和“硬”線連接，為全硬件控制。PLC 內(nèi)部大部分采用“軟”電器、“軟”接點(diǎn)和“軟”線連接，為軟件控制；（2）繼電接觸控制系統(tǒng)體積大。PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；（3）繼電接觸控制全為機(jī)械式觸點(diǎn)，動(dòng)作慢。PLC 內(nèi)部全為“軟接點(diǎn)”，動(dòng)作快；（4）繼電接觸控制功能改變，須拆線、接線乃至更換元器件，比較麻煩。PLC 控制功能改變，一般僅需修改程序即可，極其方便；（5）PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短；（6）PLC 控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強(qiáng)；（7）PLC 的應(yīng)用范圍比繼電接觸控制的要廣泛；（8）PLC 可靠性比繼電接觸控制的高。2、

22、PLC 與微型計(jì)算機(jī)的比較（1）PLC 輸出輸入口較多，中大型PLC 輸出輸入口更多，便于多路多點(diǎn)控制；（2）PLC 編程簡(jiǎn)便，因?yàn)镻LC 是采用易于用戶理解、接收和使用的梯形圖編程語(yǔ)言，指令較少。而計(jì)算機(jī)使用匯編語(yǔ)言或其他高級(jí)語(yǔ)言編程，比PLC 編程復(fù)雜；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)給定的輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或計(jì)算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問題，是正確定向和選層換速的前提。根據(jù)電梯選擇的轎廂樓層位置檢測(cè)法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器，本設(shè)計(jì)選擇了三菱公司生產(chǎn)的FX2N 系統(tǒng)PL

23、C 。FX2N 系統(tǒng)PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： FX2N配置靈活，除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。 FX2N指令功能豐富，有各種指令107條，且指令執(zhí)行速度快。 FX2N PLC可用內(nèi)部輔助繼電器M ，狀態(tài)繼電器S ，定時(shí)器T ，寄存器D ，計(jì)數(shù)器C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計(jì)數(shù)器(C251等 能接受脈沖編碼器脈沖。 FX2N PLC 的編程，可用編程器，也要以在PC 機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC進(jìn)行。編程語(yǔ)言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC 機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。

24、2.2 變頻器的相關(guān)介紹80年代初采用的BJT 的PWM 變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT 通用變頻器的容量達(dá)到了600KVA ，400KVA 以下的已經(jīng)系列化。前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT ，僅三、四年的時(shí)一間，IGBT 變頻器的單機(jī)容量已達(dá)1800KVA ，隨著IGBT 容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。 （2）結(jié)構(gòu)的小型化變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化。 （3）多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是

25、微機(jī)的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。 （4）應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實(shí)現(xiàn)了多功能化和高性能化，進(jìn)而使之對(duì)各類生產(chǎn)機(jī)械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)。（1）磁通矢量控制使任何類型的負(fù)載都可在低速下平穩(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(cè)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。它在低速下(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(wú)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是通過精確的力矩控制功能來(lái)控

26、制輸出力矩的。萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí)，也能確保無(wú)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。（3）寬調(diào)速范圍的精確控制VS-616G5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)。 （4）優(yōu)秀的伺服響應(yīng)帶PG 反饋時(shí)，需要選用PG 速度控制卡。 2、VS-616G5變頻器的特點(diǎn)（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??； （4）保護(hù)功能完善，維修性能好；（5）通過LCD 操作裝置，可提高操作性能。 3、VS-616G5變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 表2-1 VS-61

27、6G5變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 表2-2 變頻器參數(shù)第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1 電梯系統(tǒng)及主電路圖電梯的硬件系統(tǒng)由操縱盤、門廳信號(hào)、PLC 、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如3-1所示，圖中變頻器只完成調(diào)速功能，而邏輯控制部分由PLC 完成。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)出起停信號(hào)，同時(shí)變頻器也將自身的工作狀態(tài)返回PLC 形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。系統(tǒng)還配置了與電動(dòng)機(jī)同軸連接旋轉(zhuǎn)編碼器及PG 卡，完成速度檢測(cè)及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此系統(tǒng)還必須配置制動(dòng)電阻，當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。 圖 3-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-2所示為電梯驅(qū)動(dòng)

28、機(jī)構(gòu)原理圖，動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)機(jī)，一般選11KW 或15KW 的異步電動(dòng)機(jī)。拽引機(jī)的作用有三個(gè)：一是調(diào)速，二是驅(qū)動(dòng)拽引鋼絲繩，三是在電梯停止時(shí)實(shí)施制動(dòng)。為了加大載重能力，鋼絲繩的一端是轎廂，另一端加裝了配重裝置，配重的重量隨電梯載重的大小而變化，計(jì)算公式如下：配重的重量=（載重量/2+轎廂自重）×45% （45%為平衡系數(shù)） 圖 3-2 電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖這種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使電梯的載重能力大大提高，在電梯空載上行或空載下行時(shí)，電動(dòng)15 機(jī)額負(fù)載最大，處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，這就要求電動(dòng)機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。為滿足乘客的舒適感和平層精度，要求電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確停車性能。為滿足這些要求采

29、用變頻器控制電動(dòng)機(jī)是最合適的。變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能，這是目前電梯大量采用變頻器控制的主要原因。下面以正弦輸入和正弦輸出電壓源變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例并結(jié)合圖3-3說明VVVF 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。圖 3-3 變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）使用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維護(hù)方便，適于高速運(yùn)行；（2）電力傳動(dòng)效率高，節(jié)約電能。電梯屬于一種位能負(fù)載，在運(yùn)行時(shí)具有動(dòng)能，因此在制動(dòng)時(shí)，將其回饋電網(wǎng)具有很大意義；（3）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，占地面積大大減少。3.2 電梯的主電路圖圖3-4是電梯的主電路圖，圖中M1為YTD 系列電梯專用雙速籠型異步電

30、動(dòng)機(jī)；KM1、KM2為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯上下行控制；KM3、KM4為電梯高低速運(yùn)行接觸器，用以實(shí)現(xiàn)電梯的高速和低速運(yùn)行；KM5是啟動(dòng)加速接觸器；KM6、KM7、KM8為減速制動(dòng)接觸器，用以調(diào)整電梯制動(dòng)時(shí)的加速度；L1、L2與R1、R2為串入電動(dòng)機(jī)定子電路的電抗與電阻，與KM5-KM8配合實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制。當(dāng)KM1或KM2與KM3通電吸合時(shí)，電梯將上行或下行啟動(dòng)，延時(shí)后KM5通電吸合，切除R1、L1，電梯將轉(zhuǎn)為上行 16 或下行的勻速運(yùn)行；當(dāng)電梯接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通電吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為低速接法，串入阻抗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升與下降的低速運(yùn)行，且KM5-KM8依次通

31、電吸合，用來(lái)控制制動(dòng)過程的強(qiáng)度，提高停車制動(dòng)時(shí)的舒適感；到達(dá)平層位置時(shí)，接觸器全部斷電釋放，電梯抱匣抱死，電梯停止運(yùn)行。在檢修狀態(tài)時(shí)，電梯只能在低速接法下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。圖片請(qǐng)找QQ ：363599287圖3-4 電梯主電路圖3.3 PLC控制系統(tǒng)I/O分配PLC 輸入模塊的功能主要是檢測(cè)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成PLC 內(nèi)部可處理的點(diǎn)評(píng)信號(hào)。輸入信號(hào)及地址分配如表3-1所示。 （1）輸入信號(hào)的類型選擇常用的開關(guān)量輸入模塊按信號(hào)類型分為三種：直流輸入、交流輸入和交/直流輸入。選擇時(shí)一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)以及周圍環(huán)境來(lái)考慮。交流輸入模塊觸電接觸可靠，適合于油污、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。直流輸入模

32、塊的延遲時(shí)間較短，可直接接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子設(shè)備連接。 （2）輸入信號(hào)的電壓等級(jí)選擇直流中有分5V 、12V 、24V 、60V 和68V ，交流又分為115V 和220V 兩種。 對(duì)于傳輸距離比較近的，可選用低電平，如5V 、12V 和24V 。一般24V 以下屬于低電平，用于傳輸距離較近的場(chǎng)合，如5V 模塊最遠(yuǎn)不超過10m 。 （3）輸入接線方式的選擇PLC 的I/O模塊外部接線方式分為隔離式、分組式和匯點(diǎn)式。匯點(diǎn)式模塊的所用點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM ）；分組式模塊是將I/O點(diǎn)分成若干組，每一組共用一個(gè)公共端，各組之間是隔離的；分隔式的每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)公共端，各點(diǎn)之間相互隔離，每一個(gè)點(diǎn)

33、可使用不同的電源。隔離式每點(diǎn)平均價(jià)格較高，如果信號(hào)之間不需要隔離，應(yīng)選用前兩種方式接線。 17 表3-1 輸入信號(hào)及地址分配PLC 輸出模塊的功能主要是將內(nèi)部的輸出電平，在輸出前轉(zhuǎn)換可匹配外部負(fù)載設(shè)備的控制信號(hào)。輸出信號(hào)及地址分配如表3-2所示。 （1）輸出方式選擇輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出型、晶閘管輸出型和晶體管輸出型。 晶閘管輸出模塊比較適合于開關(guān)頻率高、電感性和低功率因數(shù)的負(fù)載設(shè)備，其缺點(diǎn)是價(jià)格高，過載能力較差。晶體管輸出型只能用于直流負(fù)載，它和晶閘管屬于無(wú)觸點(diǎn)元件，可靠性高、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)，適用于通斷頻繁的負(fù)載，但過載能力稍差。相比之下，繼電器輸出模塊的優(yōu)點(diǎn)是使用電壓范圍寬

34、，導(dǎo)通壓降損失少，并且價(jià)格較低，但使用壽命不長(zhǎng)，而且響應(yīng)速度較慢。 （2）輸出接線方式的選擇 與輸入接線方式的選擇相同。 （3）輸出電流的選擇輸出模塊同時(shí)接通電樞的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模18 塊的輸出電流大小要大于負(fù)載電流的額定值。 表3-2 輸出信號(hào)及地址分配由上面可知三層電梯有25個(gè)輸入信號(hào)，22個(gè)輸出信號(hào)，考慮到留有余量，選擇FX2N-64MR （32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)輸出）的PLC 。3.4 PLC外部接線圖圖片請(qǐng)找QQ ：3635992873.5 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算19 表3-3 VS-616G5 變頻器主要參數(shù)設(shè)置變頻器的輸入信號(hào)包括對(duì)運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反

35、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(cè)輸出信號(hào)分為開關(guān)量檢測(cè)信號(hào)和模擬量檢測(cè)信號(hào)兩種，用來(lái)和其他設(shè)備配合以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測(cè)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(cè)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，復(fù)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(cè)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

36、制。 表3-4 控制電路端子的功能說明利用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(jiǎn)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(lái)的各種問題。表3-4中多功能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出廠時(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)H1-01H1-06進(jìn)行設(shè)定，最多可達(dá)9段速運(yùn)行，設(shè)定情況如表3-5所示。 表4-5 多段速參數(shù)的設(shè)定然后通過端子5、6、7、8和公共端子11之間的接通/斷開的組合，可得9段速頻率的選擇。端子接通/斷

37、開的組合與被選擇頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-6所示。表中1表示接通，0表示斷開。其中點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是一種與所設(shè)置的加減速時(shí)間無(wú)關(guān)的、單步的、以點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)功能。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。每檔相應(yīng)額頻率可以通過數(shù)字操作器對(duì)參數(shù)D1-01D1-09的設(shè)置而定（范圍0400HZ ）。 表3-6 多段頻率的選擇圖3-5是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。端子5、6、7和8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）；端子5為ON ，而6、7和8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）；依此類推，可知電動(dòng)機(jī)以其他頻率指令運(yùn)行時(shí)端子58的ON/OFF情況。變頻器的數(shù)字量檢測(cè)信號(hào)直接和PLC 的輸入端相連。圖片請(qǐng)找QQ ：363599287圖3-5 VS-616G5變頻器多段速運(yùn)行硬件接線圖變頻器的功率可根據(jù)拽引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、