【正文】 運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術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械或 生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種采用微型計算機技術的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。但是為了避免與個人計算機 (Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱 PLC,plc 自 1966 年美國數(shù)據(jù)設備公司（ DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質量優(yōu) 良，功能強大。 PLC 的發(fā)展歷史 1968 年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。 1969 年，美國數(shù)字設備公司研制出了第一臺可編程控制器 PDP— 14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱 Programmable，是世界上公認的第一臺 PLC。 1969 年，美國研制出世界第一臺 PDP14。 1971 年，日本研制出第一臺 DCS8。 1973 年，德國研制出第一臺 PLC。 1974 年，中國研制出第一臺 PLC。 20 世紀 70 年代初出現(xiàn) 了微處理器。人們很快便將其引入到可編程控制器，使平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 PLC 增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的 PLC 為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC）。 20 世紀 70 年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量 運算、 PID 功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20 世紀 80 年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 20 世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為 3040%。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 20 世紀末期，可編 程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。 PLC 的主要特點 PLC 是綜合了繼電器接觸器控制的優(yōu)點以及計算機靈活、方便的優(yōu)點而設計制造和發(fā)展起來的，這就使 PLC 具有許多其他控制器所無法相比的特點。 (1) 可靠性高，抗干擾能力 強。 (2) 通用性強，使用方便。 (3) 功能強，適應面廣 (4) 編程簡單，容易掌握 (5) 減少了控制系統(tǒng)的設計及施工的 工作量 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 (6) 體積小、重量輕、功耗低、維護方便 變頻器及其特點 關于變頻器 變頻器的英文譯名是 VFD（ Variablefrequency Drive），它是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電動機的電力傳動元件。變頻器利用電力半導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，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉精度、改變功率因數(shù)、過流 /過壓 /過載保護等功能。變頻器在中、韓等亞洲地區(qū)受日本廠商影響而曾被稱作 VVVF（ Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。 變頻器的主電路可分為兩類：電壓型和電流型。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。 變頻器集成了高壓大功率晶體管技術和電子控制技術，得到了廣泛應用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，從而改變其運動磁場的周期，達到平滑控制電動機轉速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使復雜的調(diào)速控制簡單化，用變頻器和交流鼠籠式感應電動機組合替代了大部分原先只 能用直流電機完成的工作，并且縮小了設備體積，降低了維修率，使傳動技術發(fā)展到新階段。變頻器可以優(yōu)化電機運行，所以也能夠起到增效節(jié)能的作用。 變頻調(diào)速控制電梯的特點 隨著電力電子技術、微電子技術和計算機控制技術的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術的發(fā)展也十分迅速。電動機交流變頻技術是當今節(jié)電，改善工藝流程以提高產(chǎn)品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種手段。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)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式 [3]。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 （ 1） 變頻調(diào)速電梯使用的是異步電動機，比同容量的直流電動機具有體積小、占空間小、結構簡單、維護方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點。 （ 2）變頻調(diào)速電源使用了先進的 SPWM 技術 SVPWM 技術，明顯改善了電梯運行質量和性能 。調(diào)速范圍寬、控制精度高，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機調(diào)速。 （ 3）變頻調(diào)速電梯使用先進的 SPWM 和 SVPWM 技術，明顯改善了電動機供電電源的質量，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。 [3] 本課題主要研究內(nèi)容 本課題所研究的主要內(nèi)容是利用可編程序控制器和變頻器控制電梯運 行的系統(tǒng)。首先對電梯系統(tǒng)及 PLC 和變頻器做一些基本的介紹，然后闡述電梯控制系統(tǒng)的分類及特點，電梯的控制系統(tǒng)分為信號控制和調(diào)速兩部分。在確定了系統(tǒng)的總體結構之后，用 PLC 控制電梯運行的邏輯信號，用變頻器控制調(diào)節(jié)電梯的運行速度，選擇出 PLC 和變頻器的型號。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了變頻器的參數(shù)設置及 PLC 的 I/O 接口的分配，以及旋轉編碼器與 PLC 的連接。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設計方法基礎上，設計出軟件流程圖，編寫出控制程序梯形圖。平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 二 章 電梯控制系統(tǒng)的設計方案 電梯的介紹 電梯的種類 乘客電 梯：為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 載貨電梯：主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨的電梯。 醫(yī)用電梯：為運送病床、擔架、醫(yī)用車設計的電梯，轎廂長而窄。 雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件等設計的電梯。 觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 車輛電梯：用作裝運車輛的電梯。 船舶電梯：船舶上使用的電梯。 建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 電梯的主要參數(shù)及性能指標 主要參數(shù)： （ 1）額定載重量（ kg）：制造和設計規(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）開門寬度（ mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 （ 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。 （ 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）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面間的垂直距離。 （ 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。一般電梯的運行速度越快，底坑越深。 （ 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件之間的垂直距離。 （ 15）井道尺寸（ mm）：寬深。 性能指標 （ 1）安全性 電梯時運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設計、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。要想提高可靠性，首先應提高構成電梯的各個零部件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。 （ 3）停站的準確性 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 停站準確性又稱平層準確度?！峨娞菁夹g條件》對平層準確度規(guī)定如下： 表 21 平層準確度標準 電梯類型 額定速度（ m/s） 平層準確度（ m/s） 交流雙速電梯 或 ≤177。 15 或 ≤177。 30 交直流快速電梯 — ≤177。 15 交直流 高速電梯 ≥ ≤177。 5 電梯轎廂的平層準確度與電梯的額定速度，電梯的負載情況有密切關系。負載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準確度時，分別以空載，滿載，上下運行，到達同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準確度。 （ 4）振動、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。因側要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。 （ 5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時間，這對于現(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的不合理變 化又會造成乘客的不適感。因此在電梯設計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。 （ 6）節(jié)能 現(xiàn)代電梯應該合理的選擇拖動方式，以達到節(jié)能的目的。 電梯的結構及組成部件 電梯是機電一體化產(chǎn)品。分為機械部分，電氣部分和控制部分。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。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、鋼絲繩拽引式結構，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成；而電氣控制部分由平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系 統(tǒng)組成。 （ 1）曳引系統(tǒng) 電梯曳引系統(tǒng)的功能是輸出動力和傳遞動力，驅動電梯運行。主要由曳引機，曳引鋼絲繩，導向輪和反繩輪組成。曳引機為電梯的運行提供動力，由電動機，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。曳引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦來驅動轎廂升降。導向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復繞型還可以增加曳引力。 （ 2）導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)由導軌，導靴和導軌架組成。它的作用是限制轎廂和對重