【正文】 38 展望 .................................................................................................................... 38 參考文獻 .........................................................................................................................39 致 謝 ...........................................................................................................................40 附錄 A 電梯控制系統(tǒng)原理圖 .......................................................................................41 附錄 B 電梯控制系統(tǒng)梯形圖 .......................................................................................42 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 1 緒論 1 1 緒 論 電梯簡史 電梯的雛形源于公元前 236 年的古希臘，它是阿基米德設(shè)計的由人力驅(qū)動的卷筒式卷機。比較傳統(tǒng)的電磁電機，永磁同步電機具有效率高且功率因數(shù)高，體積小，重量輕，材料使用率高等，具有無與倫比的優(yōu)勢。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 電梯電器控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： x x 學(xué)生學(xué)號： 20xx1050xxx 院（系）： 電氣信息工程學(xué)院 年級專業(yè)： xxx 自動化 xx 指導(dǎo)教師： xxxxxx 教授 助理指導(dǎo)教師： 二〇一三年六月 xxx 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 I 摘 要 21 世紀，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷涌現(xiàn)的高新技術(shù)，可 利用的資源也越來越少。 本設(shè)計在采用 PLC 和變頻器相互結(jié)合而實現(xiàn)電梯常規(guī)控制的基礎(chǔ)上，通過對變頻器和 PLC 芯片的合理選擇和設(shè)計，大大提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感 ，使電梯達到了較為理想的控制和運行效果。其實，我國 北方農(nóng)村常見的水井絞車 —— 轆轤，就是我們的祖先早在公元前使用的一種人力升降裝備。 20 世紀 80 年代出現(xiàn)了交流變壓變頻（ VVVF[1]）調(diào)速電梯開拓了電梯拖動的新領(lǐng)域。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，在 1949~1979 年間，我國生產(chǎn)的電梯總數(shù)只有一萬臺。 90 年代，出現(xiàn)了調(diào)壓調(diào)速調(diào)頻電梯（ VVVF 電梯），其調(diào)速方法是調(diào)節(jié)交流電機定子繞組供電電壓的幅值和頻率。 隨著電梯技術(shù)的發(fā)展以及產(chǎn)量的提高，中國電梯在亞洲市場占用越來越重要的位置。 狹義的電梯是指服務(wù)于規(guī)定樓層、有轎廂的垂直升降設(shè)備，不包括自動人行道、自動扶梯。 （ 2）按電梯的運行速度分類 電梯運行速度在 1m/s 一下為低速電梯，1~2m/s 為快速電梯， 2~5m/s 為高速電梯，速度在 5m/s 及以上時為超高速電梯。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 概述 4 一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機、控制柜 /箱、導(dǎo)軌等主要部件組成。 各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。 電梯的運行工作情況和汽車有共同之處，而電梯自動化 的 程度 是 比較高 的 ，一般電梯的乘用或司機人員 只用在操縱箱上的一系列的按鈕 下達一個 個 指令 的 信號，電梯就能自動關(guān)門、定向、起動、在預(yù)定的層站平層?？块_門。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，從一個層站出發(fā)到另一個層站時，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號，一般都不能自動?？浚暂d貨電梯的自動化程度比乘客電梯低。 具有轎廂層樓顯示（十進制方式），能自動顯示電梯運行方向。其機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。即機房、井道、轎廂、層站。分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機。 (2)曳引輪 曳引輪是掛曳引鋼絲繩的輪子，通過曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力帶動轎廂與對重垂直運行。要求曳引輪強度大、耐磨損、耐沖擊。各類電梯采用的曳引鋼絲繩根數(shù)因數(shù)一般應(yīng)符合 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 概述 8 表 1 曳引鋼絲繩與安全因素 電梯類型 曳引繩根數(shù) 安全因數(shù) 客梯、貨梯、 醫(yī)梯 ≥4 ≥12 雜貨梯 ≥2 ≥10 可見懸掛電梯轎廂的鋼絲繩除雜物電梯外，一般不少于根，其安全因數(shù)均不小于 12。 (4)反繩輪 反繩輪是指設(shè)置在轎廂頂和對重頂上的動滑輪及設(shè)置在機房的定滑輪 .曳引鋼絲繩繞過反繩輪可構(gòu)成不同曳引比的傳動方式。 導(dǎo)靴裝在轎廂和對重架上，與導(dǎo)軌配合，強制轎廂和對重的運動服從于導(dǎo)軌的直立方向。開門機設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟 閉的動力源。 操縱箱：操縱箱安裝在電梯轎箱內(nèi)靠門的轎壁上，包括運行方式開關(guān)、指令按鈕、方向按鈕、開關(guān)門按鈕、檢修運行開關(guān)、警鈴按鈕、直駛按鈕、風(fēng)扇開關(guān)、召喚蜂鳴器、召喚 樓層和召喚方向指示燈、照明開關(guān)等。 召喚盒：是給廳外乘用人員提供召喚電梯的裝置。目前主要的平層裝置有兩種：一、隔磁板與干簧管 感應(yīng)器平層裝置 。 安全保護器件： a、機械安全保護系統(tǒng) 1 電磁制動器 2 轎門上的安全觸板裝置 3 自動門鎖機構(gòu) 4 轎頂安全窗 5 轎頂安全柵欄 6 限速器與安全鉗 7 緩沖器 8 底坑防護欄 b、電氣安全保護系統(tǒng) 1 門開關(guān)保護 門兩側(cè)有安全觸板和關(guān)門檢測裝置，當(dāng)門未關(guān)完或有人觸碰到安全觸板時電xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 概述 10 梯不會啟動。 。 安全保護系統(tǒng) 安全保護系統(tǒng) 有 械電氣和機的各類保護系統(tǒng)， 能夠 保護電梯安全使用。另外， 隨著時代的發(fā)展和生活水平的不斷提高人們對于電梯的要求也越來越高，就使得控制系統(tǒng)更加的復(fù)雜和合理化 ，以滿足人們的需要。電梯檢修 的 時 候 ， PLC 會給 變頻器發(fā)出檢修運行信號和方向， 系統(tǒng)按照之前編好的指令運行 。 、工作原理及其分類 ① 變頻器組成及工作原理 變頻器通常由主電路、控制電路和保 護電路組成。利用參考電壓波與載頻三角波互相比較來決xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 電梯電力拖動控制系統(tǒng) 13 定開關(guān)器件導(dǎo)通時間，從而實現(xiàn)調(diào)壓。 ② 變頻器的類型 按電源的性質(zhì)來分：電壓型變頻器，電流型變頻器 按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分： PAM 方式， PWM 方式，高載波變頻率 PWM 方式 按控制方式分： U/f 控制，轉(zhuǎn)差頻率控制，矢量控制 按電壓等級分：低壓變頻器，高壓大容量變頻器 按用途分：通用變頻器，高性能專用變頻器，高頻變頻器，小型變頻器。 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，它的舒適度指標往往是選擇中的一項重要內(nèi)容，此外電梯節(jié)約用電也日益受到重視。 VS616G5 變頻器的特點如下： ① 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。 ⑤ 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 電 動 機功率 P1，變頻器 它的 功率 P 應(yīng) 該 接近電 動 機 得 功率 1P ，相對于 2P 留有較大裕量，因此可以取 PP ? 式（ ） xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 電梯電力拖動控制系統(tǒng) 16 ② 變頻器制動電阻參數(shù)的計算 我們可以通過能耗制動單元使再生的能量 全部消耗在制動電阻上面，成本很低而且使用效果良好，能耗制動的電阻 ZR 的 大小 應(yīng)該要 使制動 的 電流 ZI 不 能 過變頻器 的 額定電流的一半，即 20 NZZ IRUI ?? 式（ ） 其中 在 額定情況下變頻器直流母線 的 電壓 是 0U 。 電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的。提高速度的同時應(yīng)加強安全性、可靠性的措施，故此梯速提高電梯的造價也隨之 提高。 ③ 盡可能減少電梯起、停過程中的加減速時間。 ② 由加速度變化率引起的不適 人體不僅對 加 加速度敏感，對加速度也很敏感。 圖 電梯運行速度曲線 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 電梯電力拖動控制系統(tǒng) 18 圖 中 ， 30t? 為加速過渡階段， 43 tt? 為穩(wěn)速運行階段（此時電梯速度為額定速度）， 74 tt? 為減速停車階段。 ③ 電梯的運行屬于周期斷續(xù)工作方式，要求選用周期斷續(xù)工作制的電動機。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 電梯電力拖動控制系統(tǒng) 19 、啟動校驗 ① 初選電動機 以上面介紹的方法粗選電動機的額定功率 NP ,將該電動機作為初選電動機可計算其額定轉(zhuǎn)矩 9550 NN NPM n? 式（ ） ② 對交流電動機進行過載校驗和起動校驗 1）過載校驗 異步電動機機械特性曲線中最大轉(zhuǎn)矩 Mm 與額定電磁轉(zhuǎn)矩 MN的比值反映了電動機的過載能力，用 ? 表示 mNMM?? 式 () ? 被稱作電動機的過載倍數(shù)或最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。同樣，在實際應(yīng)用時，需要考慮電網(wǎng)電壓波動的影響，當(dāng)電壓下降 10%時，起動轉(zhuǎn)矩降低到原值的 倍，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)也降低到原值的 倍，即 倍，如果此時電動機的起動轉(zhuǎn)矩不能大于等于電梯滿載時要求的負載起動轉(zhuǎn)矩 MQZ，電梯就轉(zhuǎn)不起來。當(dāng)然，如果上述校驗裕量很大，則可以適當(dāng)減小電動機額定 功率后再進行上述校驗，直至裕量適當(dāng)?！? （ 1）可靠性高 由于 在 制造 PLC 時在硬件和軟件兩個方面采用了一系列抗干擾措施，如評比、濾波、隔離 和 故障診斷等，使 PLC 具有很強的抗干擾能力，其平均無故障運行時間可達到 5 萬 ~10 萬 個 小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。 xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 電梯 電氣 控制系統(tǒng) 22 PLC 的選擇 PLC 電梯控制系統(tǒng)的控制核心是 PLC。本設(shè)計所使用的樓層檢測方法就是此種方法。現(xiàn)在電梯設(shè)計使用此種方法的比較常見。平層一般有一定的誤差規(guī)定，誤差不得超過 3mm。在電梯上行時，由上平層感應(yīng)器插入隔磁板上，發(fā)出電梯減速信號，電機速率減慢，電梯開始減速。因本設(shè)計是六層建筑 的電梯設(shè)計，樓層較低，參考經(jīng)濟、安全以及實用價值，選取三菱通用電梯平層感應(yīng)器 YG— 30 品牌型號傳感器。 根據(jù)自己所設(shè)計的為六層的電梯控制系統(tǒng)，根據(jù)需要控制的開關(guān)、設(shè)備大約xxx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 電梯 電氣 控制系統(tǒng) 24 有 32 個輸入點， 28 個輸出點需進行控制，同時留有 20%的裕量，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司的 FX2N80MR 機型。 ④ FXZN 的編程可用編程器，也 能 在 PC 機上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSEMEDOC 來進行 編程 。 電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案 電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案的確定對于電梯電氣控制系 統(tǒng)整體軟件設(shè)計起著至關(guān)重要的作用，這也是電梯電氣控制系統(tǒng)的一個主貫穿線，它主要包括以下幾個部分。 樓層的乘客在請求電梯時嗎，除了頂層還有底層的是一個按鈕之外其他都是兩個按鈕， 6 層就需要十個按鈕。 表 輸入地址分配表 輸入地址口 含義 輸入地址口 含義 X001 上終端限位開關(guān) X021 內(nèi)呼去 2 樓按鈕 X002 下終端限 位開關(guān) X022 內(nèi)呼去 3 樓按鈕 X003 一樓上召喚按鈕 X023 內(nèi)呼去 4 樓按鈕 X004 二樓上召喚按鈕 X024 內(nèi)呼去 5 樓按鈕 X005 三樓上召喚按鈕 X025 內(nèi)呼去 6 樓按鈕 X006 四樓上召喚按鈕 X0