【正文】 為 10 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為 8 點(diǎn) ； 輸人、輸出信號(hào)都是數(shù)字量。在開門過程中，出現(xiàn)轉(zhuǎn)差大于設(shè)置 值，則停止開門 。除了具備通用變頻器的功能外，還具有啟動(dòng)力矩補(bǔ)償、停電時(shí)控制 (蓄電池運(yùn)轉(zhuǎn) )、自動(dòng)加減速運(yùn)行、抱閘控制、 超速檢測(cè)等電梯專用功能 。 主回路 ? 控制回路電源分離 主回路與控制回路的電源完全分離，報(bào)警時(shí)可只關(guān)斷主回路電源，容易維護(hù)。即使初次接觸，亦可在短時(shí)間內(nèi)完成最佳設(shè)定。 平滑運(yùn)轉(zhuǎn) 采用了速度觀測(cè)控制，使電機(jī)的速度波動(dòng)大幅度減低，低速下亦可平滑運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，因采用了高分辨率串行編碼器 (16， 17bits)，提高了定位精度。 圖 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng) 伺服驅(qū)動(dòng)器 為了實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率， ∑Ⅱ 系列以最佳的控制 機(jī)械的最高性能，與原有機(jī)型相比， CPU運(yùn)算時(shí)間為其 1/2，通過擴(kuò)充新控制算法，定位時(shí)間縮短到原有產(chǎn)品的 1/3，實(shí)現(xiàn)了出類拔萃的響應(yīng)性。 PointtoPoint 定位（可多段速定位）和站編號(hào)方式內(nèi)置豐富的定位功能，因此可以用 PLC 或 PC 進(jìn)行設(shè)定和 保養(yǎng) 。 m 瞬間最大轉(zhuǎn)矩 / N （ 4） 符合國(guó)際主要安全標(biāo)準(zhǔn) 一、 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng) 伺服電機(jī) 介紹 伺服電機(jī) 采用 Yaskawa 安川電機(jī) SGMSH 型 。 柔性化設(shè)計(jì) （ 1） 多合一控制 轉(zhuǎn)矩控制、位置控制和速度控制三位一體，控制方位切換采用參數(shù)設(shè)定切換。采用 dp 軸變換電流控制法，將轉(zhuǎn)矩控制精度從177。 （ 3） 維護(hù)簡(jiǎn)單 主控回路分離布線，用戶參數(shù)可在控制器上直接設(shè)定，減少了配線（絕對(duì)編碼器配線數(shù)從 15 減少到 7 根，增量式從 9 根減少到 5 根），這些都使配線、維護(hù)更加簡(jiǎn)單方便。 綜合考慮各種因素，為滿足設(shè)計(jì)要求，采用 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng)。 三相交流永磁同步伺服電機(jī)簡(jiǎn)稱交流伺服電機(jī)（ AC server motor)或伺服電機(jī)，由于它具有高響應(yīng)、高精度、運(yùn)行平穩(wěn)、恒轉(zhuǎn)矩輸出、能過載、低噪聲、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介、可靠性高、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前旋轉(zhuǎn)電機(jī)中最佳的控制電機(jī)。 眾所周知，在所有的電機(jī)中，直流電機(jī)的調(diào)速特性最好，但其不可避免的有刷結(jié)構(gòu)制約了其應(yīng)用場(chǎng)合。 第三章 電梯控制系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 電梯控制系統(tǒng)原理框圖設(shè)計(jì) 電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖 所示，主要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼 叫電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及 PLC 電路等組成的。 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較見表 22。 表 21 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng) 比較項(xiàng)目 繼電器控制系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng) 控制功能 實(shí)現(xiàn) 有許多繼電器，采用接線的方式來(lái)完成控制功能 各種控制功能通過編制的程序來(lái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)控制要求變更適應(yīng)性 適應(yīng)性差，需要重新設(shè)計(jì)，改變繼電器和接線 適應(yīng)性強(qiáng)，只需針對(duì)程序進(jìn)行修改 控制速度 低，靠機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn) 極快，靠微處理器進(jìn)行處理 特殊功能 一般沒有 有 安裝，施工 連線多，施工繁 安裝容易，施工方便 可靠性 差，觸點(diǎn)多，故障多 高，因元器件采取了篩選和抗老化等可靠性措施 壽命 短 長(zhǎng) 可擴(kuò)展性 困難 容易 維護(hù) 工作量大，故障不易查找 有自診能力，維護(hù)工作量小 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中，其主機(jī)一般采用能夠在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠運(yùn)行的工控機(jī)。 (5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn)： (1)在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。 PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。 最后， 靈活性， PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :： 1）編程的靈活性。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握 f 地解。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對(duì)大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。軟件自診斷 。對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù) 。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì) 的硬件使可靠性大大提高。 1）PLC 不需要大量的活動(dòng)元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。 PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握；系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器；大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜；多年來(lái)我國(guó)一 直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。 可編程序控制器 (PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來(lái)的，是專門為工業(yè)環(huán) 境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 綜上所述， 本設(shè)計(jì)采用調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速（ VVVF）電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)，以期達(dá)到預(yù)期的目的 。現(xiàn)代化高科技設(shè)計(jì)，全電腦控制，大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體大功率模塊在電梯控制中的應(yīng)用，使現(xiàn)代電梯控制部份的可靠性、免維護(hù)性大大提高 。經(jīng)過電腦的高速、大量運(yùn)算，采用高精度光電碼盤，將速度 —— 轉(zhuǎn)矩 — — 位置全閉環(huán)，停車時(shí)零速抱閘，平層精度在士 2mm以內(nèi)。因此，節(jié)省機(jī)房空間，減輕機(jī)房承重，提高建筑利用率，從而可節(jié)約建筑費(fèi)用。 節(jié)約電能。 舒適感好。下面與 ACVV 控制的電梯相比較。 是目前最新的電梯拖動(dòng)系統(tǒng) ，以下簡(jiǎn)要介紹其優(yōu)點(diǎn)。 世界上最高速度的 10 米 /秒電梯就是采用這種系統(tǒng) ， 其調(diào)速比達(dá) 1:1200。 它控制的電梯速度達(dá) 4 米 /秒 ， 但是 ,機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大 ， 耗電大 ， 維護(hù)工作量較大 ， 造價(jià)高 ， 因此常用于對(duì)對(duì)速度 ， 舒適感要求較高的建筑物中 。 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng) 交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)國(guó)外已大量應(yīng)用于電梯 。 單 、 雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) 交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊 ， 維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn) 。 電梯 主拖動(dòng)方案設(shè)計(jì) 電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電梯的起動(dòng)加速、穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著控制作用。因此在實(shí)際應(yīng)用中需要一個(gè)運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定的電梯門機(jī)控制系統(tǒng)。光電編碼器的分辨率將大幅度提高，傳感器的電子信號(hào)處理部分將以微處理器為核心構(gòu)成獨(dú)立的微機(jī)系統(tǒng)，成為高性能伺服系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分 ； 永磁同步 電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼由采用鐵氧體、稀土鉆轉(zhuǎn)向更多的應(yīng)用欽鐵硼，使電機(jī)具有更好的性能價(jià)格比 。基于 DSP 的永磁電機(jī)控制系統(tǒng)滿足現(xiàn)代電機(jī)控制的基本要求 ： 信號(hào)處理快而準(zhǔn)確 。 (4) DSP 在交流伺服系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。而且采用高性能控制策略的控制系統(tǒng)具有很好自適應(yīng)能力和抗干擾能力，能夠在參數(shù)時(shí)變及干擾等惡劣的工況下保證系統(tǒng)良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能 。所以，在我國(guó)永磁電機(jī)的應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。但我國(guó)的電機(jī)控制技術(shù)，與國(guó)外還有很大的差距，并且這種差距又有逐漸增大的趨勢(shì)。這些特性保證了用于電機(jī)控制的算法，如PID 控制、矢量控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制等可以高速、高精度的完成。目前，多家公司都推出了專門用于電機(jī)控制的 DSP。 隨著微電子學(xué)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，高速、高集成度、低成本的微處理器問世及商品化，使全數(shù)字化的交流伺服系統(tǒng)成為可能。而 PMSM 不需要?jiǎng)?lì)磁電流，逆變器供電的情況下，不需要阻尼繞組， 效率和功率因數(shù)都比較高，而且體積較之同容量的異步電機(jī)小，能克服 BLDCM 系統(tǒng)的不足， 常用于高精度、高性能的場(chǎng)合。他控式變頻調(diào)速雖然能夠解決永磁同步電機(jī)的起動(dòng)問題，但仍存在失步、振蕩等問題，因此永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)一般采用自控式運(yùn)行。 因此對(duì)電梯門控系統(tǒng)，具有相當(dāng)高的要求。但是隨著交流伺服在國(guó)內(nèi)的成熟發(fā)展，三相交流電機(jī)伺服控制器控制三相永磁伺服電機(jī)應(yīng)用于電梯開門機(jī)將是一大趨勢(shì)，它是繼 VVVF 驅(qū)動(dòng)技術(shù)后的、 更新一代的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù) 。隨著高磁場(chǎng)永磁材料價(jià)格和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子制造價(jià)格降低，以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善與提高，永磁同步電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展及應(yīng)用。如汽車工業(yè)，電機(jī)現(xiàn)以永磁電機(jī)為主 。 70 年代人們對(duì)交流電機(jī)提出 了矢量 控制的概念。這使以單片機(jī)為核心的全數(shù)字控制系統(tǒng)取代模擬器件控制系統(tǒng)成為可能。同時(shí)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)而言解決了起動(dòng)問題。 （ 2）新型電力電子技術(shù)器件和脈寬調(diào)制 (PWM)技術(shù)應(yīng)用 電力電子技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間重要的接口，是弱電與被控強(qiáng)電之間的橋梁?？紤]綜合指標(biāo)(系統(tǒng)性能、重量、能量消耗等 )之后，永磁 同步 電機(jī)的應(yīng)用正處于上升趨勢(shì)，其主要的原因有： （ 1）高性能永磁材料的發(fā)展 1983 年問世的欽鐵硼永磁材料，由于其磁特性和物理特性優(yōu)異，成本低廉且材料來(lái)源有保證 (我國(guó)占有世界蘊(yùn)藏量 8%以上的欽資源 )，所以在開發(fā)高磁場(chǎng)永磁材料 (特別是欽鐵硼永磁材料 )方面具有得天獨(dú)厚的有利條件，我國(guó)的 欽 鐵硼永磁材料特性水平已達(dá)到世界的先進(jìn)水平，為永磁同步電機(jī)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)報(bào)道，美國(guó) 55%以上的電力是消耗在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行上，因此提高電動(dòng)機(jī)的效率很有意義。而后者盡管控制簡(jiǎn)單，但直流電機(jī)體積大，維護(hù)困難，壽命短，電刷結(jié)構(gòu)帶來(lái)電磁火花，易形成干擾。但是，它調(diào)速性能差，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，過載能力和效率低，并且在這類拖動(dòng)中，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 的產(chǎn)生需從電網(wǎng)吸取無(wú)功功率，故功率因數(shù)低，輕載時(shí)尤甚，這大大增加了線路和電網(wǎng)的損耗，無(wú)形中損失了大量電能。 最老式的用傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的電梯門機(jī)一般由電動(dòng)機(jī)配以繼電器、限位開關(guān)和電阻實(shí)現(xiàn)開關(guān)門的控制 ，由于 控制簡(jiǎn)單，調(diào)速性能好，變流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期以來(lái)在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域里占統(tǒng)治地位。它 是電梯系統(tǒng)中動(dòng)作最頻繁，也是直接面對(duì)乘客的部分。在電梯門系統(tǒng)中，還有一個(gè)重要的問題就是 門保持時(shí)間的選擇 。直到全部乘客進(jìn)入轎廂，從時(shí)刻 t5 開始進(jìn)入減速階段。 tlt2時(shí)間段為加速階段 ； t2t5為勻速階段 ； t5t 6 為減速階段 ； t6t7 為門 鎖定階段。有的門機(jī)系統(tǒng)還采用熱敏電磁裝置和圖像采集系統(tǒng)檢測(cè)乘客或物體，由于受到性能和成本的限制，應(yīng)用的并不多。目前的安全系統(tǒng)主要大都采用光電 式裝置 (如光敏 元件 )，也有的采用電磁式裝置。這部分對(duì)乘客安全非常重要。這部分如同一個(gè)小型的電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)。電梯門機(jī)系統(tǒng)主要由門電動(dòng)機(jī)、門電動(dòng)機(jī)控制器、門電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置 、門結(jié)構(gòu) (門系統(tǒng)機(jī)械部分 )、安全檢測(cè)系統(tǒng)、大廳內(nèi)乘客監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。本部分內(nèi)容主要是電梯的電力 拖動(dòng) 系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì) 。第一章 電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯的動(dòng)力來(lái)源，它驅(qū)動(dòng)電梯部件完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。轎門及廳門的開與關(guān)則由開門電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，經(jīng)開門機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速、改變運(yùn)動(dòng)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)功率較?。ㄍǔＴ?200W 以下），是電梯的輔助驅(qū)動(dòng)。 在電梯中 ，門機(jī)系統(tǒng)的主要任務(wù)是接收來(lái)自上位管理與調(diào)度系 發(fā)送的門機(jī)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)門電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以控制電梯轎廂門和廳門的聯(lián)動(dòng)開關(guān)。其中門電機(jī)控制器主要用來(lái)控制門電機(jī)，使其沿給定門機(jī)曲線運(yùn)行，以快速、安靜、準(zhǔn)確的開關(guān)電梯轎廂門和廳門。其中門扇必須具 有堅(jiān)固、防火的特點(diǎn) ； 導(dǎo)軌用來(lái)支撐門扇，故必須表面光滑、堅(jiān)固且足夠大，以便門扇可靠的移動(dòng) ； 廳門門鎖必須滿足安全要求，當(dāng)門扇到達(dá)關(guān)門點(diǎn)時(shí)應(yīng)及時(shí)的鎖住門。轎廂門打開則不必有此過程。目前主要采用光電裝置和紅外光幕保護(hù) 裝置來(lái)檢測(cè)乘客或物體。速度曲線大致可分為四個(gè)階段 ： 加速階段、勻速階段、減速階段和廳門鎖定階段。此時(shí)，如果有乘客在轎廂門前一定距離內(nèi)或者在門扇 中間阻擋轎廂門的關(guān)閉，則電機(jī)得到一個(gè)脈沖信號(hào)，則電機(jī)提前進(jìn)入減速階段，如 t3t4時(shí)刻所示，然后反轉(zhuǎn)，轎廂門重新打開。 圖 電梯門機(jī)運(yùn)行速度曲線 以上簡(jiǎn)要敘述了電梯門系統(tǒng)的組成和功能。 v1v2v2t1t 3t 4t 5t 6t 7t1v 門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) 方案 設(shè)計(jì) 電梯門機(jī) 拖動(dòng)系統(tǒng)作為一個(gè)子系統(tǒng)，相對(duì)整個(gè)電梯系統(tǒng)來(lái)說， 是不容忽視的。 目前 有 三大類 門機(jī)拖動(dòng) 系統(tǒng) ： 直流電動(dòng)機(jī) 門機(jī) 拖動(dòng) 系統(tǒng)、異步電動(dòng)機(jī) 門機(jī) 拖動(dòng) 系統(tǒng)、永磁同步 門機(jī) 拖動(dòng) 系統(tǒng)。 在交流電網(wǎng)上，因異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、壽命長(zhǎng)、成本低，保養(yǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以長(zhǎng)期以來(lái)，在不要求調(diào)速的場(chǎng)合，異步電動(dòng)機(jī)占有主導(dǎo)地位，例如風(fēng)機(jī)、水泵、普通機(jī)床的驅(qū)動(dòng)中，人們廣泛使用交流異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)機(jī)械工作。除整套系統(tǒng)的成本較高外，前者雖然體積小，壽命長(zhǎng)，但控制較復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)中的處理器性能要求較高，而且如果為同步電機(jī)，在帶載情況下還易出現(xiàn)失步現(xiàn)象。而且，從提高效率，節(jié)約能量方面看，永磁 同步 電機(jī)也有優(yōu)勢(shì)。 隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件的價(jià)格不斷下降。當(dāng)今中小功率的同步電動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)已采用永磁式結(jié)構(gòu)。 70 年代出現(xiàn)了通用變頻器的系列產(chǎn)品，為交流電機(jī)的變頻調(diào)速創(chuàng)造了條