【正文】 ，可靠性大大提高；可實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能； 可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性 和可靠性，并便于檢修； 用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。 圖 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 第四章 主要元器件選型 門拖動元器件的選擇 永磁同步伺服系統(tǒng) 的 重點 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)，到位準確。相對而言， 永磁同步 電機結(jié)合了直流電機與交流同步電機的優(yōu)點，具有體積小，壽命長，控制簡單，調(diào)速精度高，且不會失步的特點。驅(qū)動器的驅(qū)動能力及驅(qū)動指標的優(yōu)異，影響伺服電機的機械輸出特性；伺服電機性能 參數(shù)的優(yōu)異，影響驅(qū)動器的驅(qū)動和控制效果。 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng)不僅具有伺服快速響應(yīng)性、高速高精度的特性，而且具有如下優(yōu)點： 簡單 （ 1） 設(shè)定簡單 在線自學(xué)習(xí)功能能夠自動測定機械的必要參數(shù)，自動設(shè)定必要的伺服增益，初學(xué)者也能很快得心應(yīng)手的應(yīng)用。對于低剛性機械，定位時間比原產(chǎn)品縮短了 2/3。 2%。 （ 3） 環(huán)境適用性強 保護等級： IP55 標準 ， IP67 標準 。 表 43 SGMSH 伺服電機特性 適用編碼器標準增量式 ，或 選項絕對 式，所選編碼器的 基本指標 如下： 工作時間 連接 耐熱等級 F 環(huán)境溫度 0～＋ 40℃ 環(huán)境濕度 20～ 80%（不結(jié)露） 振動等級 V15 保護方式 全封閉一個上位控制器可以最多實現(xiàn) 15 站點的多軸運動控制。用脈沖指令可以對應(yīng)閉環(huán)位置控制，即使精度上升，仍能高速驅(qū)動并且在安全上也能起到作用。因此，即使低剛性機械其定位整定時間亦可縮短 1/3(與本公司產(chǎn)品相比較 )。5%至 177。靈活使用 “在線自動調(diào)整功能 ”，自動的進行與機械特性相吻合的伺服系統(tǒng)的調(diào)整。 再生電阻連接端子標準配備 配備了外置再生電阻的連接端子，可簡便的連接再生電阻器。因此如何實現(xiàn)加減速過程中的 S 曲線控制至關(guān)重要。 旋轉(zhuǎn) 編碼器的選擇 編碼器有兩方面的作用，一是用于位置的檢測 ； 二是用于測量轉(zhuǎn)差。只有檢測出轉(zhuǎn)子的磁極位置后，才能確定變頻器的通電方式、控制模式以及輸出電流的頻率和 相位， 以保證永磁同步電動機的正常工作。 主拖動元器件的選擇 曳引電動機的選擇 本設(shè)計電梯采用有齒曳引機， 1:1 繞法的曳引系統(tǒng)，額定梯速為 1m/s，額定載重量 800kg，則電動機額定功率為： ?1 0 2)1( NNp vmkk ??? （公式41） ~704~484)~(1800)()~(????????????? 根據(jù)實際電動機額定功率系列，粗選 11kW 電動機即可滿足要求，相當于系數(shù) k 取 。因此，本設(shè)計沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器， 通過合理的配置、設(shè)計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。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比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。 另外， 616G5 變頻器的起動、制動具有可任意調(diào)節(jié)的 S 曲線和零頻仍可 輸出150%力矩的特點，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達 %, 使得電梯運行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。 (2)有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 VS616G5 變頻器的標準規(guī)格如表 42。 由以上分 析可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計采用此法。 光電開關(guān)的選擇 光電開關(guān)是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。 本設(shè)計中， 光電開關(guān) 主要是電梯運行記數(shù)控制，考慮各因素采用日本立石公司的 OMRON、 E4 型光電開關(guān)。 其主要特點： 1. 超小型可編程控制器：與 FX2 系列相比，面積、容積小 50%。 5. 擴展模塊兼容：可選用 FX2N 及 FX0N 的擴展模塊及特殊功能模塊。其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，但有些產(chǎn)品在功能、性能和技術(shù)含量等方面各有獨 到之處，選用時可根據(jù)需要擇優(yōu)選擇，典型產(chǎn)品有 CJ CJ2 CJ2 CJ3NC、 B、 LC1D 系列交流接觸器等。常用的機械連鎖（可逆）交流接觸器有 LC2D型、 6C 系列、 3TD 系列、 B 系列等。由于熄弧過程是在密封的真空容器中完成的，電弧和熾熱的氣體不會向外界噴濺，所以開斷性能穩(wěn)定可靠，不會污染環(huán)境，因此特別適用于條件惡劣的危險環(huán)境中。但是觀光電梯井 道和轎箱一般為太陽直射，熱量在井道內(nèi)聚集，在夏季溫度較高時，電梯內(nèi)溫度遠遠高于人的舒適溫度。所以普通電梯空調(diào)在觀光電梯井道內(nèi)經(jīng)常發(fā)生壓縮機因過熱保護使空調(diào)無法運行。 美冷 觀光電梯專用耐高溫空調(diào) 的優(yōu)點 ： 采用耐高溫技術(shù)，井道溫度高達 60 ℃，空調(diào)可長期穩(wěn)定運行 ； 制冷量大，無論電梯載重量大小，保證 轎廂 內(nèi)涼爽舒適 ； 無線遙控，操作方便，可定時自動開機關(guān)機 ； 采用獨特的除水技術(shù)及隔熱技術(shù)，真正保證了電梯井道、轎 廂 內(nèi)無滴水現(xiàn)象 ； 轎 廂 內(nèi)測試空調(diào)噪音≤ 46分貝，長期低噪聲運行 ； 在轎 廂 內(nèi)可直視自動故障診斷顯示，方便日常維護和維修 ； 采用高風(fēng)壓離心機送回風(fēng)管道長度不受安裝位置限制 ； 壓縮機能效比高達 ，在同行內(nèi)絕對領(lǐng)先，大量節(jié)省能源。 本設(shè)計采用 菱伴系列 電梯光幕 ，它 是一種光線式電梯門安全保護裝置，適用于客梯、貨梯，保護乘客的安全。當其中任何一束光線被阻擋時，控制系統(tǒng)立即輸出開門信號，轎門即停止關(guān)閉并反轉(zhuǎn)開啟，直至乘客或阻擋物離開警戒區(qū)域后電梯門方可正常關(guān)閉，從而達到安全保護目的，這樣可避 免電梯夾人事故的發(fā)生。 表 45 菱伴系列 電梯光幕技術(shù)參數(shù) 發(fā)射 /接收管數(shù)目 32 組紅外發(fā)射管， 32 組紅外接收管 保護間距 遠至 2020mm(最長可至 4000mm),近至 0mm 光束數(shù) 94/128/154 束 信號連接電纜 采用三芯屏蔽電纜 200 mm 引出電纜 發(fā)射 /接收管位置 （離光幕底部）最低 150 mm，最高 1770 mm，平均間距 53 mm 電源盒輸入電壓 AC220V 消耗功率 3VA 繼電器觸發(fā)持續(xù)時間 =250ms 繼電器輸出容量 1N0+1NC（ AC120V， 1A或 DC24V， 1A） 繼電器觸點壽命 =100 萬次 系統(tǒng)檢測信息顯示 正常狀態(tài)，遮擋狀態(tài)，故障狀態(tài) 顯示方式 紅色發(fā)光管 1 個 探測器內(nèi)芯片等級 工業(yè)級 抗強光 =10000lux 溫度實驗 25℃ 85℃ 震動實驗 20HZ， ,1G 介電強度 =1000V 工作溫度 10℃ 65℃ 語音報站鐘的選擇 EVS11/12 型語音報站器是一款電梯專用的高品質(zhì) 的語音報站器，它采用高性能的單片機和專業(yè)語音芯片，可以滿足不同場合對語音的需求，可報樓層數(shù)最大為 63 層。 圖 EVS11/12 型語音報站器 工作原理 EVS11/12 型語音報站器是在高性能 單片機控制下，完成信號檢測、信號處理、語音報站和音量管理等功能的。 完成功能 ： 在開門信號出現(xiàn)時，報站器讀取 UP 端子 (上行方向信號接入端 )和 DN 端子 (下行方向信號接入端 )的方向信號，并播報電梯運行方向 (“電梯下行”或“ 電梯上行” )。 完成功能 ： 用戶信號出現(xiàn)時 ,報用戶自選提示。決定運行方式 和運行條件等重要輸人信號應(yīng)排列在前面，如安全信號、門連鎖、有 /無司機、門機信號、檢修、消防等輸人信號。 表 52 門拖動 PLC輸入輸出點表 地址 組件 組件含義 地址 組件 組件含義 X000 KA4 開門信號 Y000 KM6 運行接觸器 X001 KA5 關(guān)門信號 Y001 KM7 制動接觸器 X002 接旋轉(zhuǎn)編碼器 Y002 KM3 電壓接觸器 X003 接旋轉(zhuǎn)編碼器 Y003 接變頻器正轉(zhuǎn)信號 X004 SQ28 位置開關(guān) Y004 接變頻器反轉(zhuǎn)信號 X005 SQ29 位置開關(guān) Y005 接變頻器多段速輸出 1 X006 接變頻器運行信號 Y006 接變頻器多段速輸出 2 X007 接變頻器故 障信號 Y007 接變頻器多段速輸出 3 X010 接變頻器零速信號 主拖動 I/O 接口電路設(shè)計 主拖動 I/O地址分配及外圍接線圖 ： 根據(jù)選用的 FX2N128MR的輸出、輸人點數(shù)分配情況。如指示燈電路可作為一組輸出，接觸器、繼電器常用 220V，另用一組輸出。該信號可用來播放歡迎詞、背景音樂或電梯故障、檢修等提示音。 完成功能 ： 超載信號出現(xiàn)時 ,重復(fù)報超載提示 (“電梯超載” )，直到超載信號撤消。 完成功能 ： 在換速信號出現(xiàn)時，報站器讀取 X1X7 端的樓層信號，并播報樓層 (“叮咚， XX 樓” )，如果 X1X7 無樓層信號，則播報 (“叮咚” )。 EVS11/12 型語音報站器 圖見圖 。 （ 3） 使用壽命長：繼電器有效輸出次數(shù)大于 100 萬次，過了使用期限，可自行更換； （ 4） 具有良好的抗震性能：元器件焊接采用 SMD 技術(shù)，并有多項抗震措施； （ 5） 可根據(jù)要求設(shè)置自保功能：當光幕被遮擋時，壓力機滑塊停止運行，再次接通 光線，壓力機不能運行，必須按動復(fù)位按鈕后，壓力機滑塊才能再次啟動 。 光幕實物圖見圖 。觀光電梯專用空調(diào) DT25C 技術(shù)參數(shù)見表 44，實物圖見 。根據(jù)技術(shù)要求，選 美冷觀光電梯專用耐高溫空調(diào)分體式結(jié)構(gòu) DT25C，其 工作環(huán)境最高溫度可達 60 ℃ 。 根據(jù) 實測深圳、廈門、杭州、重慶、常州等地井道溫度為 48 ℃ ~52 ℃。 基于以上比較，本設(shè)計采用機械連鎖（可逆）交流接觸器，具體型號： LC2D型。真空開關(guān)管以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)，位于真空中的觸頭一旦分離，觸頭間將產(chǎn)生由金屬蒸汽和其他帶電粒子組成的真空電弧 。它可以保證在任何情況下（如機械振動或錯誤操作而發(fā)出的指令）都不能使兩臺交流接觸器同時吸合，而只能是當一臺 接觸器斷開后，另一臺接觸器才能閉合，能有效地防止電動機正、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。 增加20%備用量，以便隨時增加控制功能： 輸入點數(shù)為： 45? （ 1 + 20%） =54 輸出點數(shù)為： 43? （ 1 + 20%） =52 根據(jù) I/O點數(shù)，選 FX2N128MR001 型 PLC，其輸入點 64 點，輸出點 64 點，擴展模塊可用點數(shù)為 48 點至 64 點。 3. 多種功能：基本指令 27 種，步進指令 2 種，應(yīng)用指令 128 種。 FX2N 系列是 PLC FX 家族中最先進的系列。 在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。 發(fā) 送snvP ??0fPnF ???脈沖）/( / 3 mmsmmPn vs ?????? 器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。 三菱 PLC 允許的脈沖輸入頻率通常為 20KHz，記 為 fo， 假設(shè)梯速為 v，單位 mm/s，電機轉(zhuǎn)速 n， 單位 r/s，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) P，計數(shù)精度 S，單位 mm/脈沖，輸出頻率為 f 。 (2)利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān) ： 這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進行運算時需采用 PLC 指令譯碼， 比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 (4)保護功能完善、維修性能好。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波形，使電機始終運行于靜噪音狀態(tài)。 同時安川 VS616G5 變頻器 是 一類 “多控制方式”通用變頻器，它 有 ：(1)無 PG(速度傳感器 )V/f 控 制 ； (2)有 PGV/f 控制 ； (3)無 PG 矢量控制 ； (4)有 PG矢量控制等四種控制方式。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重要內(nèi)容 。 表 41 電動機選型參數(shù)表 型號 功率 / kW 電壓 / V 電流 / A 轉(zhuǎn)速 / r/min 頻率 / Hz 功率因 數(shù) cos? 噪聲 dB(A) 額定工 作制 YPTD160M14 9 380 1456 50 60 S2/1h YPTD160M24 11 380 1456 50 60 S2/1h YPTD160L14 13 380 1456 50 60 S2/1h 變頻器的選擇 隨著變頻器性能價格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。 可編程控制器 的選擇 根據(jù)輸人信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計算， 輸人點數(shù)