【正文】 6 普通微機(jī)一樣，以通過(guò)或?qū)Ｓ?PLC 作為字處理器，實(shí)現(xiàn)通道（字）的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器（布爾處理器），進(jìn)行點(diǎn)（位）運(yùn)算與控制， PLC 控制一般具有可靠性高，易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。 可編程控制器（ 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(zhuān)門(mén)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。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 廈中的大樓的辦公自動(dòng)化 （ OA） 、樓宇自動(dòng)化 （ BA） 、通訊自動(dòng)化 （ CA） 的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)小孩和老人乘坐時(shí)，電梯對(duì)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。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說(shuō)到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)際上還算不上智能。然而，人們的追求并沒(méi)有就此停止下來(lái)，哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。 世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧的斯公司、瑞士迅達(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(chǎng)的 51％。國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到 130 萬(wàn)臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要 6 萬(wàn)臺(tái)。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素的影響。可編程序控制器 PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。目前，由可編程序控制器 (PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。 35 結(jié)論 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 24 操作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 19 通用變頻器 18 變頻器的選擇 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 9 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) 6 2 電梯的概述 新制造的電梯都采用了對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)線性調(diào) 速的調(diào)壓調(diào)頻 (VVVF， Variable Voltage Variable Frequency)技術(shù)，由于 VVVF 電梯采用微機(jī)控制，有完善的自檢測(cè)、自診斷、自保護(hù)功能，因而十分安全可靠。 任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計(jì)劃、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求） 內(nèi)容 ： 采用 PLC 和變頻器，完成 電梯（至少三層）電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用 PLC 與變頻器實(shí)現(xiàn)電梯電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 可以使電梯運(yùn)行的可靠性、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。 按照計(jì)劃進(jìn)度、指導(dǎo)教師的要求完成預(yù)定的工作量、提高論文的設(shè)計(jì)水平。錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1 課題的研究背景 5 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 PLC 的電源與接地 PLC PLC 外部接線圖 28 報(bào)警器及超重控制 28 內(nèi)指令信號(hào)的登記與消除 29 電梯選層定向輔助 39 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論 課題的研究背景 電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。因此，可以說(shuō)乘坐電梯更安全。用 戶(hù)買(mǎi)到所需 PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)或提示，做少量的安裝接線和用戶(hù)程序的編制工作，就可靈活而方便地將 PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù) 【 1】 。從 1949 年建國(guó)以來(lái)全國(guó)共生產(chǎn)安裝了 6l 萬(wàn)多臺(tái)電梯。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。 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)。而 PLC 實(shí)際上是一種專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，它采用循回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于 PLC 中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無(wú)線圈又無(wú)觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電 器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向 【 3】 。可以說(shuō)，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開(kāi)的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。國(guó)內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)等方面也有相應(yīng)要求 【 4】 。 但是，電梯繼電器控制系統(tǒng)存在很多的問(wèn)題：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜、且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，成接觸不良，因而故障率較高；普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高；電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大；由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量 大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。 （ 5） 用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。接著確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，完成了 PLC 和變頻器的選擇。 1. 控制柜 (屏 ) 2. 曳引機(jī) 3. 曳引 鋼絲繩 4. 限速器 5. 限速器鋼繩 6. 限速器張緊裝置 7. 轎廂 8. 安全鉗 9. 轎廂門(mén)安全觸板 10. 導(dǎo)軌 11. 對(duì)重 12. 廳門(mén) 13. 緩沖器圖 圖 21 電梯的基本結(jié)構(gòu) 214538791011126 13哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 （ 1） 曳引系統(tǒng) 電梯曳系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。轎廂門(mén)設(shè)在轎廂入口，由門(mén)扇，門(mén)導(dǎo)軌架，等組成，層門(mén)設(shè)在層站入口處。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)行速度控制。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。 車(chē)輛電梯：用作裝運(yùn)車(chē)輛的電梯。 液壓電梯：一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。 高速梯：常指速度大于 。 信號(hào)控制電梯：這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。此外，還有雙層轎廂電梯等。半繞 2： 1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿(mǎn)載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測(cè)量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度 【 8】 。 圖 31 典型 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成圖 硬件的組成 圖 31 為典型 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成圖。生產(chǎn)過(guò)程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開(kāi)關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的 I/O 模塊作為 CPU 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁。目前，大多數(shù) PLC 采用高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比， PLC 的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強(qiáng)。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。PLC 的這種工作方式就稱(chēng)之為循環(huán)掃描。設(shè)計(jì)必須根據(jù)硬件系統(tǒng)，接口的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在世界上各個(gè) PLC 生產(chǎn)廠家都研制了自己的 PLC 編程支持工具軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件。PLC 使用環(huán)境溫度通常在 0℃ ～ 55℃ 范圍內(nèi)，應(yīng)避免太陽(yáng)光直接照射，安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件，同時(shí)應(yīng)保證有足夠大 的散熱空間和通風(fēng)條件。良好的接地是保證 PLC 安全可靠運(yùn)行的重要條件。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號(hào)系統(tǒng)歸路的接地。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 PLC 的輸入、輸出設(shè)備 輸入電路是 PLC 接受開(kāi)關(guān)量、模擬量等輸入信號(hào)的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。如用 PLC 控制某一運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，編程時(shí)可定義一個(gè)定時(shí)器作 “看門(mén)狗 ”用，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。即用 n 次采樣的平均值來(lái)代替當(dāng)前值。 表 31 I/O 口分配表 序號(hào) 名 稱(chēng) 輸入點(diǎn) 序號(hào) 名 稱(chēng) 輸出點(diǎn) 0 一層內(nèi)呼 0 一層內(nèi)呼指示 1 二層內(nèi)呼 1 二層內(nèi)呼指示 2 三層內(nèi)呼 2 三層內(nèi)呼指示 3 四層內(nèi)呼 3 四層內(nèi)呼指示 4 一層外呼上 4 一層外呼上指示 5 二層外呼下 5 二層外呼下指示 6 二層外呼上 6 二層外呼上指示 7 三層外呼下 7 三層外呼下指示 8 三層外呼上 8 三層外呼上指示 9 四層外呼下 9 四層外聽(tīng)下指示 10 開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān) 10 電梯上行門(mén) 11 關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān) 11 電梯下行門(mén) 12 一層平層 12 門(mén)電機(jī)開(kāi) 13 二層平層 13 門(mén)電機(jī)關(guān) 14 三層平層 14 電梯上行指示 15 四層平層 15 電梯下行指示 16 開(kāi)門(mén)限位 16 超重指示 17 關(guān)門(mén)限位 17 警報(bào)器 18 電梯上升極限位 18 一層指示 19 電梯下降極限位 19 二層指示 20 超重 20 三層指示 21 警報(bào)器按鈕 21 四層指示 22 激光傳感器 22 變頻器的選擇 隨著變頻 器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在 IGBT 變頻器的單機(jī)容量已1800KVA，隨著 IGBT 容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)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(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類(lèi)負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。 (5)通過(guò) LCD 操作裝置，可提高操作性能 。圖中 M1， M2為曳引電機(jī)和門(mén)電機(jī)，交流接觸器 KM1~KM4 通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門(mén)，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。輸出負(fù)載的一端接到 DC24V 的負(fù)極，輸入開(kāi)關(guān)的另一端連接到 CPU224 或 EM223 各輸出端。此過(guò)程期間， 按開(kāi)門(mén)按鈕電梯門(mén) 打開(kāi)，按關(guān)門(mén)電梯門(mén)關(guān)閉，并且當(dāng)門(mén)關(guān)閉動(dòng)作時(shí)，門(mén)間來(lái)人會(huì)使光電傳感器產(chǎn)生信號(hào)，控制系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)，電梯開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖見(jiàn)圖 46 所示 。假設(shè)電梯停在 N（ N=1,2,3,4）樓 ,M 樓有信號(hào) ,M ＞ N 時(shí)，電梯上行； M＜ N 時(shí)，電梯下行。 FU1 為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。5% 400V 級(jí) 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,380/400/415/440/460V(對(duì)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(dòng) +10%， 15% 允許頻率波動(dòng) 177。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)。 (3)多功能和智能化 為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。因此，本設(shè)計(jì)沒(méi)有采用專(zhuān)用變頻器，而是選用了通用變頻器通過(guò)合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專(zhuān)用變頻器的控制效果。對(duì)于緩慢變化信號(hào)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(hào)。在發(fā)出該部件的動(dòng)作指令時(shí)，同時(shí)啟動(dòng) 看門(mén)狗 定時(shí)器。這一方面可以通過(guò)選用高質(zhì)量的元器件來(lái)提高可靠性，另一方面，在對(duì)系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場(chǎng)合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對(duì)輸出單元的一些重點(diǎn)部位進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測(cè)到異