【正文】 摘 要電梯是一種用于電力拖動(dòng)的特殊升降設(shè)備，是現(xiàn)代城市生活中必不可少且應(yīng)用最廣泛的垂直交通運(yùn)輸工具。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書(shū)）題 目：商場(chǎng)手扶電梯變頻系統(tǒng) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書(shū)姓名 專(zhuān)業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）題目： 商場(chǎng)手扶電梯變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì) A設(shè)計(jì)題目： 商場(chǎng)手扶電梯變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)題（論文）題目： 商場(chǎng)手扶電梯變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)? 。扶手電梯的發(fā)展已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的一個(gè)標(biāo)志。同時(shí)也明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能顯著。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)和穩(wěn)定節(jié)能措施。電梯的定義廣義的電梯概念包括載人（貨）電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道等，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)動(dòng)的梯級(jí)（踏步） ，進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人或者貨物的機(jī)電設(shè)備。電梯的分類(lèi)1）根據(jù)用途分類(lèi)：乘客電梯、載貨電梯、病床電梯、雜物電梯、服務(wù)電梯、住宅電梯、商場(chǎng)電梯、特種電梯。本論文主要介紹商場(chǎng)手扶電梯變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如圖：圖 11 商場(chǎng)手扶電梯 選題背景電梯是電氣自動(dòng)化和集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土5建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問(wèn)題。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80 億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。自 1969 年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開(kāi)發(fā)的第一臺(tái) PLC問(wèn)世以來(lái)，迄今己 30 多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用。6總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。隨著電梯拖動(dòng)技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，手扶電梯也逐漸的在各大商場(chǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在，電梯已從直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到交流單速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，到交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV，Alternating Current Voltage)控制，發(fā)展到交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù) (VVVF，Variable Voltage Variable Frequency)控制，其邏輯控制也由 PLC 代替原來(lái)的繼電器控制，使得手扶電梯的運(yùn)行得到了可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運(yùn)行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。商場(chǎng)隨著城市的發(fā)展也在不斷的發(fā)展著，電梯作為這些建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹闹械囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng)。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。2022 年安裝驗(yàn)收電梯7124465 臺(tái)，截至 05 年底，我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá) 651794 臺(tái)。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。自1985 年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TCl78 以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年銷(xiāo)售量己達(dá) l 萬(wàn)臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的 1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。8第二章 設(shè)計(jì)思路本章確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并針對(duì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)變頻器的類(lèi)型進(jìn)行了述，并確定由 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器和可編程控制器的選擇。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色” ，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類(lèi)的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。智能化我們所說(shuō)的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無(wú)法勝任的。使大樓商廈的交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的智能化，現(xiàn)代化，可靠化。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，更要美觀與環(huán)境的協(xié)調(diào)達(dá)到平衡，讓乘客看上去心情舒暢，安全和可靠的運(yùn)行的同時(shí)達(dá)到美觀大方不失華麗。9與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：1）視覺(jué)協(xié)調(diào)：有人曾經(jīng)做過(guò)環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的辦公自動(dòng)化(OA)、樓宇自動(dòng)化(BA)、電氣自動(dòng)化（EA） 、通訊自動(dòng)化(CA)這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一般為0．5m／s 、0 ．65m／s 及 0．75m／s。梯級(jí)寬度(B)：梯級(jí)名義寬度(mm)。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 課題的核心問(wèn)題有兩個(gè)：一是變頻器的參數(shù)設(shè)置以滿足運(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求；二是由 PLC 編程實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行時(shí)各種信號(hào)控制。由于這是一種改變電機(jī)同步轉(zhuǎn)速方式，因而無(wú)論轉(zhuǎn)速如何變化，轉(zhuǎn)差功率的消耗基本不變，因此系統(tǒng)效率高，是一種很有前途的電梯調(diào)速方式。11第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 手扶電梯的硬件結(jié)構(gòu) 扶梯由桁架、驅(qū)動(dòng)減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、導(dǎo)軌系統(tǒng)、梯級(jí)、梯級(jí)鏈，或齒條、扶欄扶手帶以及各種安全裝置所組成。 圖 31 桁架分體桁架一般由 3 部分組成，即上平臺(tái)、中部桁架與下平臺(tái)。必要時(shí)，扶梯桁架應(yīng)設(shè)中間支承，它不僅起支撐作用，而且可 隨桁架的脹和縮自行調(diào)節(jié)。12圖 32 驅(qū)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置：驅(qū)動(dòng)裝置主要由驅(qū)動(dòng)鏈輪、梯級(jí)鏈輪、扶手驅(qū)動(dòng)鏈輪、主軸及制動(dòng)輪或棘輪組成該裝置從驅(qū)動(dòng)機(jī)獲得動(dòng)力，經(jīng)驅(qū)動(dòng)鏈用以驅(qū)動(dòng)梯級(jí)和扶手帶，從而實(shí)現(xiàn)扶梯的主運(yùn)動(dòng)，并且可在應(yīng)急時(shí)制動(dòng)，防止乘客倒滑，確保乘客安全。當(dāng)梯級(jí)鏈斷裂或伸長(zhǎng)時(shí)，張緊小車(chē)上的滾子精確導(dǎo)向產(chǎn)生位移，使其安全裝置(梯級(jí)鏈斷裂保護(hù)裝置)起作用，扶梯立即停止運(yùn)行。同時(shí)，減小了上平臺(tái)(上部桁架) 與下平臺(tái)( 下部桁架) 導(dǎo)軌平滑的轉(zhuǎn)折半徑，又減少了梯級(jí)輪、梯級(jí)鏈輪對(duì)導(dǎo)軌的壓力，降低了垂直加速度，也 延長(zhǎng)了導(dǎo)軌系統(tǒng)的壽命。圖 34 梯級(jí)鏈梯級(jí)：梯級(jí)有整體壓鑄梯級(jí)與裝配式梯級(jí)兩類(lèi)。14圖 36 電梯的階梯上述兩類(lèi)梯級(jí)既可提供不帶有安全標(biāo)志線的梯級(jí)，也可提供帶有安全標(biāo)志線的有特殊要求的梯級(jí)。皮帶的張緊度由皮帶輪中一個(gè)帶彈簧與螺桿進(jìn)行調(diào)整，以確保扶手帶正常工作。梳齒、梳齒板、樓層板：151）梳齒：在扶梯出入口處應(yīng)裝設(shè)梳齒與梳齒板，以確保乘客安全過(guò)渡。2）梳齒板：梳齒板用以固定梳齒。1扶欄：扶欄設(shè)在梯級(jí)兩側(cè)，起保護(hù)和裝飾作用(圖 38)。由于扶欄結(jié)構(gòu)不同，扶手帶驅(qū)動(dòng)方式也隨之各異。一般用于較大提升高度的扶梯，原因是扶欄重量較大，不能以玻璃作為支撐物，另在扶手帶轉(zhuǎn)折處還要增加轉(zhuǎn)向輪。潤(rùn)滑系統(tǒng)中泵或電磁閥的啟動(dòng)時(shí)間、給油時(shí)間均由控制柜中的延時(shí)繼電器控制(PC 控制則由 PC 內(nèi)部時(shí)間繼電器控制)。2）斷帶(扶手帶) 急停開(kāi)關(guān)。6）梳齒板觸點(diǎn)。10）梯的間隙照明。14）防梯級(jí)舉升軌道。 可編程控制器 PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 39 所示：17圖 39 PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中央處理單元 CPUCPU 是 PLC 的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成。輸入接口用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量） 、調(diào)速裝置（模擬量）等。 可編程控制器 PLC 的工作原理工作方式18PLC 有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。PLC 的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱(chēng)為掃描工作方式。其典型值為 1100ms。 （1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 （2）用戶(hù)程執(zhí)行階段 在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。羅克韋爾公司（包括 AB 公司）PLC 產(chǎn)品，目前有 SLC、Micro Logix、Control Logix 等產(chǎn)品。比如在冶金工業(yè)上基本都是由西門(mén)子公司的產(chǎn)品覆蓋，另外 GE 公司產(chǎn)品也有一定的市場(chǎng)，還有AB 公司把持的水利、水處理，施耐德公司把持的電力領(lǐng)域等。F2X 系列機(jī)執(zhí)行基本指令速度為 步，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的容量可擴(kuò)展至 8k 步。S7200 的用戶(hù)程序中包括了位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的。非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。如： 沖壓機(jī)床、磨床、印刷機(jī)械、橡膠化工機(jī)械、中央空調(diào)、電梯控制、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等。綜上所述，了解到西門(mén)子 s7200 PLC 具有功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、編程方便等優(yōu)點(diǎn)。在同一品牌中選擇具體型號(hào)時(shí)，則主要依據(jù)己經(jīng)確定的變頻調(diào)速方案、負(fù)載類(lèi)型以及應(yīng)用所需要的一些附加功能來(lái)決定。在近 20 年的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用 BJT 到采用工 GBT 兩個(gè)大發(fā)展過(guò)程。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”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)電路和檢測(cè)電路與功率開(kāi)關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護(hù)迅速且可靠，傳感信號(hào)也十分迅速。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)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。變頻器的種類(lèi)很多，下面根22據(jù)不同的分類(lèi)方法對(duì)變頻器分類(lèi)：（1）按變換頻率的方法分交—直—交變頻器交—交變頻器。（5）按照用途分類(lèi)通用變頻器高性能專(zhuān)用變頻器高頻變頻器。（2）按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇。綜上所述，根據(jù)實(shí)際工程情況，以適當(dāng)?shù)姆椒ㄟx擇變頻器規(guī)格很重要。選擇的變頻器應(yīng)滿足的條件（1）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇通用變頻器的類(lèi)型。（5）變頻器帶有防止失速功能。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(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。無(wú)須配專(zhuān)用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。VS 一 616G5 變頻器的特點(diǎn)如下:（1）包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。（5）通過(guò) LCD 操作裝置，可提高操作性能。%（無(wú) PG） %（帶 PG）速度響應(yīng) 5Hz（無(wú) PG）30Hz （帶 PG）轉(zhuǎn)矩極限 有轉(zhuǎn)矩精度 177。VS616G5 將 U/f 控制、矢量控制、閉環(huán) U/f 控制、閉環(huán)矢量控制四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。時(shí)，可認(rèn)為電動(dòng)機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。VS616G5 還需要配置 600 脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器和電25梯運(yùn)行曲線輸入板（可選配） 。 電機(jī)的選擇采用交流雙速異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的雙速電梯的雙速電梯，由于電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方便。如下是其電機(jī)需用的指標(biāo)分析。無(wú) PG 矢量控制方式，可設(shè)定任意 V/f 曲線( 參數(shù) E 1 04 ～E1 10)，但不能 選擇固定的 V/f 曲線。E 1 04(FMAX) ＞=E106(FA) ＞E1 07(FB) ＞=E 1 09(FMIN)若 V/f 曲線為直線，則請(qǐng)?jiān)O(shè)定 E1 07(中間輸出頻率) 與 E 109(最低輸出頻率) 為同一值，這時(shí)將無(wú)視 E 108(中間輸出頻率電壓) 。請(qǐng)按電機(jī)銘牌上記載的額定電流值設(shè)定。請(qǐng)?jiān)O(shè)定電機(jī)在額定電壓額定頻率時(shí)的空載電流。通常電機(jī)的銘牌上沒(méi)有被記載，線間電阻值請(qǐng)向電機(jī)制造廠詢(xún)問(wèn)。具體操作如下 41 圖表所示：圖 41 變頻器操作面板變頻器的操作按鍵如下表所示它有菜單鍵，返回鍵，點(diǎn)動(dòng)鍵，正轉(zhuǎn)鍵，反轉(zhuǎn)鍵，復(fù)位鍵，運(yùn)行鍵，停止鍵，數(shù)據(jù)輸入輸出按鍵等。29表 42 方式的種類(lèi)和內(nèi)容 變頻器的初始設(shè)定方式的切換按[ 菜單] 鍵，表示驅(qū)動(dòng)方式，然后按[ ∧] 、[ ∨] 鍵切換方式。設(shè)定狀態(tài)返回方式各表示時(shí)，按[ESC] 鍵。新品初次試運(yùn)行，沒(méi)有實(shí)施參數(shù)初始化的必要。按下表 43 所示順序給參數(shù)初始化。在此，以加速時(shí)間變更 (s) 為例的操作作說(shuō)明。 變頻器的驅(qū)動(dòng)方式設(shè)置驅(qū)動(dòng)方式是變頻器運(yùn)行方式。異常記錄等