【正文】 頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍 [10,11]。 （ 4）保護(hù)功能完善、維修性能好。無傳感器矢量控制 (無 PG) 178。 %(無 PG) %(帶 PG) 速度響應(yīng) 5Hz(無 PG) 30Hz(帶 PG) 轉(zhuǎn)矩極限 有 轉(zhuǎn)矩精度 177。 2線日語(yǔ)液晶顯示器 接通插件板可選擇 16種 (最多可裝 3塊 ) 保護(hù)功能 電機(jī)保護(hù)、變頻過載、瞬間過電流、電壓下 降、過電壓、輸入缺相 VS— 616G5 型通用變頻器電梯調(diào)速系統(tǒng) 通用變頻器 VS616G5 可直接控制交流異步電動(dòng)機(jī)的電流，使電動(dòng)機(jī)保持較高 的輸出轉(zhuǎn)矩；它適合用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，可以低速下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)并且極其精確地運(yùn)行，其自動(dòng) 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 調(diào)整功能可使各種電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能的控制。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出 A、 B、兩相脈沖，當(dāng) A相脈沖超前 B 相脈沖 90176。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給 PG 卡， PG 卡再將此反饋信號(hào)送給 616G5 內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。這時(shí)同步轉(zhuǎn)速下降，交 直 交變頻器的直流部分電壓升高，制動(dòng)電阻的作用就是 消耗回饋電能。其容量可選 1∶ 1 配置，即電動(dòng)機(jī)容量和變頻器容量相等。 參數(shù)設(shè)計(jì) 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則： （ 1） 減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比 例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些； 表 變頻器常用參數(shù) 參數(shù) 功用 A 組 確定控制模式 B 組 選擇運(yùn)行功能 C 組 確定加減速時(shí)間和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間 D 組 選擇頻率 E 組 確定運(yùn)行壓頻曲線 F 組 保護(hù)設(shè)置 H 組 確定偏差標(biāo)準(zhǔn) （ 2）提高了運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊； （ 3）零速一般設(shè)計(jì)為 0Hz，速抱閘功能將影響舒適感； 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置見表 [14]； 表 安川 616G5 變頻器主要參數(shù)設(shè) 置表 參數(shù) 設(shè)定值 說明 A101 4 存取級(jí)別為： ADVANCED A102 3 帶 PG 的矢量控制 B101 0 主速來自 D101 C101 3S 加速時(shí)間為 3S C102 3S 減速時(shí)間為 3S C201 加速開始時(shí)的 S曲線特性時(shí)間 C202 加速完成時(shí)的 S曲線特性時(shí)間 C203 減速開始時(shí)的 S曲線特性時(shí)間 C204 減速完成時(shí)的 S曲線特性時(shí)間 C501 5 速度環(huán)比例，舒適感不好時(shí)在 5~40S 間調(diào)整 C502 1S 速 度環(huán)積分，舒適感不好時(shí)在 ~5S 間調(diào)整 D102 50Hz 快車速度 D103 6Hz 爬行速度 D109 10Hz 慢車速度 E101 380V 輸入電壓 E104 50Hz 最高輸出頻率 E105 380V 最大電壓輸出 E201 電動(dòng)機(jī)額定電流（按電動(dòng)機(jī)銘牌輸入） 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 E204 6 電機(jī)極數(shù)（按電動(dòng)機(jī)銘牌輸入） H201 37 變頻器輸出端子 910 為運(yùn)轉(zhuǎn)中 2 H305 1F 選 D102 不選端子 16 輸入 L304 0 失速防止無效 L601 4 過轉(zhuǎn)矩檢出動(dòng)作選擇 L603 10S 過轉(zhuǎn)矩檢出時(shí)間 L604 4 過轉(zhuǎn)矩檢出動(dòng)作選擇 2 L605 200 過轉(zhuǎn)矩檢出標(biāo)準(zhǔn) 2 L606 2S 過轉(zhuǎn)矩檢出時(shí)間 2 L801 1 制動(dòng)電阻過熱 L805 1 輸入缺相 L807 1 輸出缺相 F101 600 PG 脈沖數(shù) F105 1/0 編碼器方向錯(cuò)時(shí)更改 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法 為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而 616G5 就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能 ，其方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。在最大載重下，電梯上升所需曳 引功率為 P2： P2=[(W1+W2+W3)g+F1]*V 其中 F1=(W1+W2+W3)g+δ為摩擦力，δ可忽略不計(jì)。 ）179。 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng) 功能。 U2D/RZ=179。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 第四章 PLC 的選擇及其硬件開發(fā) 電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號(hào)、 PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。此外系統(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。其主要功能是：根據(jù)登記的內(nèi)選與外呼信號(hào)和轎廂的位置關(guān)系，確定運(yùn)行方向；當(dāng)電梯將要到達(dá)所需停站的樓層時(shí)，給曳引電動(dòng)機(jī)減速信號(hào)，使其換速；當(dāng)平層停車后，發(fā)出信號(hào)以消去已應(yīng)答的選層、呼梯信號(hào)，并指示轎廂當(dāng)前位置，選層器種類較多，通常分為三大類，即機(jī)械選層器、繼電器選層器和微機(jī)選層器。 2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)。 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種 旋轉(zhuǎn)式測(cè)量裝置，通常安裝在被測(cè)軸上，隨被測(cè)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用以測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)量（主要是轉(zhuǎn)角），并把它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸出信號(hào)。 可編程 控制器（ PLC）的選型 根據(jù)以上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，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N系統(tǒng) PLC。 4） FX2N的編程可用編程器，也可以在 PC機(jī)上使用三菱公司的專用編程軟件包 MELSE 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 MEDOC 來進(jìn)行。 PLC 控制系統(tǒng)硬件開發(fā) 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖 所示，輸入到 PLC 的控制信號(hào)有：運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、有 /無司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。 ④待客自動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客。 ⑥按鈕開門。 ⑧自動(dòng)定向，當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤選層指令相對(duì)與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。 ⑩自動(dòng)返基站。 ①單轎廂下集選控制：登記所有轎廂和廳門下行召喚；轎廂上行時(shí)，只答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層；自動(dòng)改變運(yùn)行方向?yàn)橄滦校瑧?yīng)答廳門下行召喚。人們對(duì)于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。因此通過改變起動(dòng)加速時(shí)間可獲得不同的起動(dòng)曲線斜率。同理，制動(dòng)曲線也可按此方法調(diào)整。 5）減速及平層控制 電梯的工作特點(diǎn)是頻繁起制動(dòng)，為了提高工作效率、改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時(shí)，準(zhǔn)確平層，即“無速停車抱閘”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即直接停止，要做到這一點(diǎn)關(guān)鍵是準(zhǔn)確發(fā)出減速信號(hào)，在接近層樓面時(shí)按距離精確的自 動(dòng)矯正速度給定曲線。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34 第五章 系統(tǒng)軟件開發(fā) 在電梯控制中，有大量的邏輯信號(hào)需要處理，這部分工作是由 PLC 來完成的，系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求由 PLC 來實(shí)現(xiàn)邏輯控制。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這。電梯在三種工作狀態(tài)之間來回切換，構(gòu)成了完整的電梯工作過程。 不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令，由于負(fù)載的變化、電網(wǎng)波動(dòng)、鋼絲繩打滑等，都會(huì)使減速過程不符合平層技術(shù)要求，為此一般在離層樓 100~200mm 處需設(shè)置一個(gè)平層矯正器，以確保平層的長(zhǎng)期準(zhǔn)確性。 圖 速度運(yùn)行曲線 在 0~t3 時(shí)間內(nèi)加速啟動(dòng)階段，其中 0~t1 和 t2~t3 時(shí)間內(nèi)為拋物線速度曲線，在 t1~t2時(shí)間內(nèi)為直線速度曲線； t3~t4 時(shí)間內(nèi)為穩(wěn)速運(yùn)行階段； t4~T 時(shí)間內(nèi)為減速制動(dòng)階段。同理，增加 S 曲線變化率起動(dòng)曲線彎曲部分變緩，反之，起動(dòng)曲線彎曲部分變急。加速斜率是以速度給定從 0 加速到 1000 轉(zhuǎn) /分所需要的時(shí)間來定 義的。 系統(tǒng)采用全集選操作方式。 3）電梯操作方式 單臺(tái)電梯的操作方式有手柄操縱控制、按鈕控制、信號(hào)控制和集選控制等。 ⑨呼梯記憶與順向截停。 光電脈沖 拖動(dòng)控制系統(tǒng) 安全保護(hù)信號(hào) 輸入接口 PLC 輸出接口 呼梯信號(hào)指示 樓層顯示 運(yùn)行方向指示 呼梯鈴 開關(guān)門控制 開關(guān)門信號(hào) 門區(qū)或平層信號(hào) 運(yùn)行控制信號(hào) 內(nèi)指令信號(hào) 號(hào) 外指令信號(hào) 運(yùn)行方式選擇 安全裝置 井道裝置 轎廂操縱盤 廳外呼梯 指層器 調(diào)整器 拖動(dòng)控制 PC 主機(jī) CPU 存儲(chǔ)器 輸入接口 輸出接口 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 ⑦內(nèi)指令記憶。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無 層外呼梯信號(hào)時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。 ②電梯到位后，具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能。 系統(tǒng)控 制核心為 PLC 主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過 PLC 輸入接口送入 PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。尤其是可用 PC 機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。 2） FX2N指令功能豐富，有各種指令 107 條，且指令執(zhí)行速度快。旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸直接與曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器輸出與轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，通過累計(jì)脈沖數(shù)量可直接算出轎廂相應(yīng)的位置行程，進(jìn)而，算出電梯運(yùn)行過程中轎廂所處層樓位置，確定換速點(diǎn)、提前開門區(qū)、平層停車點(diǎn)等 [18]。 3）利用旋轉(zhuǎn)編碼器。 位置檢測(cè)方法主要有如下幾種： 1）用于簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān)。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。 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)變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給 PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。 513/30≈ 最后，選用的制動(dòng)電阻為 R=30(Ω )，功率為 P= [16]。 513/≈ (Ω ) 其中 UO為額定情況下變頻器的直流母線電壓，取 RZ≥ 30（ Ω ）由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。 由于采用變頻 調(diào)速，效率高。 k=002, W1=20xxkg, W2=1000kg, W3=2400kg, g=所以： P2=（ 600179。 變頻器容量計(jì)算 變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。 變頻器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì) VS616G5 變頻器共有 9 組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)計(jì)都具有特定的含義。 除 PG 卡和制動(dòng)電阻外。 圖 、 B 兩相脈沖波形圖 VS616G5 用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中時(shí)，還必須配置制動(dòng)電阻。 當(dāng) A 相脈沖滯后于 B 相脈沖 90176。 變頻器的配置及容量選擇 VS616G5 變頻器用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中時(shí)，必須配 PG 卡及旋轉(zhuǎn)編碼器，以供電動(dòng)機(jī)測(cè)速及反饋。 %(10℃ ~+40℃ ) 模擬式指令 177。 V/F 控制 178。 VS— 616G5 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 表 VS— 616G5 型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 電壓 200V 400V 容量范圍 ~1100KVA ~460KVA 電 源 電壓頻率 200V：三相 200/200/208/220V 400V: 三相 380/400/415//460V 電壓允許變動(dòng) +10% 15% 頻率允許變動(dòng) 177。 （ 2）有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 考慮以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等，到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技術(shù)，把功率電橋、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“智能電力模塊”（ Intelligent Module，IPM）這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu)，所以防電磁干擾能力強(qiáng)，保護(hù)電路