【正文】 安全可靠。隨著電梯拖動技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展 ，電梯已從直流電動機拖動到交流單速電動機驅(qū)動、交流雙速電動機驅(qū)動，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 代替原來的繼電器控制，使得電梯運行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。采用 PLC 對電梯信號系統(tǒng)進(jìn)行控制，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(dá)到了較為理想的控制效果。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。目前，由可編程序控制器 (PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。它不僅充分利用微處理器的優(yōu) 點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達(dá)方式，獨具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯都很容易?？删幊绦蚩刂破?PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。 PLC 是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，隨著 PLC 應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響?？傏厔菔巧仙模M(jìn)入了“第三次浪潮”， 2021年總產(chǎn)量超過了 8 萬臺，而且目前還沒有減速的跡象。到那時候，全國在用電梯將達(dá)到 130 萬臺，每年僅報廢更新就需要 6 萬臺。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、 芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等 13 家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達(dá)到了 74％。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國際市場創(chuàng)造了有利條件。 世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧的斯公司、瑞士山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 5 迅達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的 51％。 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、 PLC 控制和微型計算機控制三種。然 而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。傳統(tǒng)的智能控制是一種技 術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。運行安全是電梯的根本和關(guān)鍵。當(dāng)小孩和老人乘坐時，電梯對他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其 家人感到放心。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化 (OA)、樓宇自動化 (BA)、通訊自動化 (CA)的正常運轉(zhuǎn)。 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較 繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實現(xiàn)電梯控制的方法。同時，由于機電交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯 的拖動方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾，且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身 事故。（ 2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。（ 6）更改控制方案時不需要改動硬件接線。 課題研究的內(nèi)容 課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（ PLC）自動控制電梯系統(tǒng)。 第 2 章 電梯的概述 本章介紹了電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各種分類方式。曳引機為電梯的運行提供動力，由電動機，曳引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌做升降運動。 (4)轎廂 轎廂是運送乘客或者貨物的電梯組件。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定。重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設(shè)計影響的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號。其中控制裝置根據(jù)電梯的運行邏輯功山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 12 能要求，控制電梯的運行，設(shè)置在機房中的控制柜上。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用箭頭指示電梯的運行方向。 電梯的種類 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的 電梯。 雜物電梯 ： 供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設(shè)計的電梯。 建筑施工電梯 ： 建筑施工與維修用的電梯。 直流電梯 ： 用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。 螺桿式電梯 ： 將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 低速梯 ： 常指低于 。 隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。 (5)按操縱控制方式分類 手柄開關(guān)操縱 ： 電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 集選控制電梯 ： 是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。 (6)其它分類方式 按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側(cè)的（下機房）電梯，以及有機房在井道內(nèi)部的（無機房）電梯。 （ 2）轎廂尺寸（ mm）：寬深高。 （ 6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門。 （ 8）額定速度（ m/s）：制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度。 （ 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面間的垂直距離。一般電梯的運行速度越快，底坑越深。電梯的安全與設(shè)計、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故?！峨娞菁夹g(shù)條件》對平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下： 表 21 平層準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn) 山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 17 電梯類型 額定速度（ m/s） 平層準(zhǔn)確度 （ m/s） 交流雙速電梯 或 ≤177。 5 電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。因側(cè)要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。 （ 6）節(jié)能 現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實際應(yīng)用的需要而定，可大可小。在這個系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱 CPU），它包括： CPU，存儲器，通信接口等部分。目前，生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種型號的模塊供用戶選擇。 3. 電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供 CPU 存儲器所需的直流電源，是整山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 20 個 PLC 系統(tǒng)的能源供給中心。 4. I/O 電路 PLC 的基本功能就是控制，它采集被控對象的各種信號。輸出電路的功能就是接受 PLC 輸出的控制信號，對被控對象執(zhí)行控制任務(wù)。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。 山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 21 1. PLC 系統(tǒng)軟件與工作過程 PLC 系統(tǒng)軟件是 PLC 工作所必須的軟件。隨著 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴大，應(yīng)用水平的提高， PLC 應(yīng)用軟件也大大豐富起來了。 (2)應(yīng)用軟件與硬件緊密相關(guān)。特別是 PLC 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)， PLC 控制系統(tǒng)不再是一個單獨的裝置。 山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 22 3. 編程語言及編程支持工具軟件 PLC 有多種編程語言：梯形圖語言，助記符語言，邏輯功能圖語言，布爾代數(shù)語言和某些高級語言（ Basic， C 語言等）。 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾措施 自動化系統(tǒng)中所使用的各種 類型 PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機設(shè)備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制裝置，在設(shè)計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的 I/O 設(shè)備相連，外來干擾很容易通過電源線 或 I/O 傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作。 山東科技大學(xué)本科 畢業(yè)論文 23 PLC 控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 PLC 是專為工業(yè)控制設(shè)計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將 PLC 封閉安裝。但是，如果遇上特殊情況，電源 干擾特別嚴(yán)重，可加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以減少設(shè)備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。若達(dá)不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖 24（ b）。完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。交流地是 PLC 控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變壓器中心點構(gòu)成供電兩條回路之一。地線各點之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。機械限位開關(guān)是容易 產(chǎn)生故障的元件，設(shè)計時，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機械限位開關(guān)。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，晶體管輸出只能用于直 流負(fù)載。這一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點部位進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測到異常信號時，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。 利用“看門狗”方法對系統(tǒng)的運動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設(shè)計一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯誤信號，防止輸出元件的誤動作。在發(fā)出該部件的動作指令時，同時啟動 看門狗定時器。對于有大幅度隨機干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。為了完成 設(shè)定的控制任務(wù) ,主要根據(jù)電梯輸入 /輸出點數(shù)確定 PLC 的機型。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(dá)到專用變頻器的控制效果。在近 20 年的時間內(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IGBT 兩個大發(fā)展過程： (1)容量不斷擴大 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 變頻器實現(xiàn)了通用化。 (3)多功能和智能化 電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。 (4)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大 通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)?；旌峡刂?，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實現(xiàn)了多功能化和高性能化，進(jìn)而使之對各類生產(chǎn)機械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場合。 VS616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的通用型變頻器。 (3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。5% 400V級 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,380/400/415/440/460V(對應(yīng)輸入電壓 ) 額定輸出頻率 最大 400Hz 額定輸入電壓和 頻率 3 相 ,380/400/415/440/460V 5060Hz 電源 允許電壓波動 +10%， 15% 允許頻率波動 177。5% 力矩響應(yīng) 20Hz(帶 PG, 40Hz) 頻率控制范圍 0. 1～ 400Hz 頻率控制精度 數(shù)字指令 :0. 01% ( 10 0C～ +40 ℃ ) 模擬指令 :% (250℃～ 177。 FU1 為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。輸入開關(guān)的一端接到 DC24V 的正極，輸入開關(guān)的另一端連接到 CPU224 或 ME223 各輸入端。假設(shè)電梯停在 N（ N=1,2,3,4）樓 ,M 樓有信號 ,M ＞ N時，電梯上行； M＜ N 時，電梯下行。 電梯響應(yīng)流程圖見圖 45。電梯轎箱內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕 S1～ S4，用以選擇需?？康臉菍印? 當(dāng)有內(nèi)呼梯信號到來時，電梯響應(yīng)該呼梯信號，到達(dá)該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時 3S后自