【正文】 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)期以來在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域里占統(tǒng)治地位。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)帶來電磁火花，易形成干擾?？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)。同時(shí)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)而言解決了起動(dòng)問題。70年代人們對(duì)交流電機(jī)提出了矢量控制的概念。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。 因此對(duì)電梯門控系統(tǒng)，具有相當(dāng)高的要求。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。目前，多家公司都推出了專門用于電機(jī)控制的DSP。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)。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。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。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)。　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)。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。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)。舒適感好。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?，F(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。 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。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。采用了精簡(jiǎn)化的編程語言，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。軟件自診斷。對(duì)電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握f地解。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。(5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。PLC控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較見表22。 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。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)。采用dp軸變換電流控制法，將轉(zhuǎn)矩控制精度從177。（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 。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)。dq軸變換電流控制系統(tǒng)的采用，轉(zhuǎn)矩控制精度(重復(fù)性)亦提高了177。 電機(jī)自動(dòng)識(shí)別 伺服驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)判別伺服電機(jī)的功率、規(guī)格，自動(dòng)設(shè)定電機(jī)參數(shù)?？墒褂闷胀ˋ、B、Z相編碼器檢測(cè)目前所有永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極位置。增加20%備用量，以便隨時(shí)增加控制功能：輸入點(diǎn)數(shù)為： 10(1+20%)=12輸出點(diǎn)數(shù)為： 8(1+20%)=根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，可選FX0N24MR001型可編程控制器，其輸入點(diǎn)14點(diǎn)，輸出點(diǎn)10點(diǎn)，擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感。VS616G5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。(3)利用旋轉(zhuǎn)編碼器：目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測(cè)取電梯運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡(jiǎn)單方便。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。由于FX2N系列具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能，適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，可以為工業(yè)自動(dòng)化提供最大的靈活性和控制能力。 其他元器件的選擇 交流接觸器的選擇1. 空氣電磁式交流接觸器在接觸器中，空氣電磁式交流接觸器應(yīng)用最為廣泛，產(chǎn)品系列、種類最多。真空電弧依靠觸頭上蒸發(fā)出來的金屬蒸氣來維持，因真空介質(zhì)有很高的絕緣強(qiáng)度且介質(zhì)恢復(fù)速度很快，真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散，在第一次過零時(shí)真空電弧就能熄滅。而普通空調(diào)工作環(huán)境最高溫度 43 ℃。表44 觀光電梯專用空調(diào)DT25C技術(shù)參數(shù)制冷量（ W ）2425額定功率（ W） 843額定電流（ A ）循環(huán)風(fēng)量 /h380噪音≤ dB（ A ）48制冷劑R22壓縮機(jī)品牌松下能效比EER重量 （ kg ）主機(jī)31付機(jī)11送風(fēng)φ mm150回風(fēng)φ mm200外形尺寸 （ mm ）主機(jī)長(zhǎng)寬高580 275 435付機(jī)長(zhǎng)寬高395 265 365底角固定尺寸 （ mm ）主機(jī) 長(zhǎng)寬320 290付機(jī) 長(zhǎng)寬200 275保護(hù)裝置防結(jié)霜保護(hù) 壓機(jī)過電流保護(hù) 觀光電梯專用空調(diào)實(shí)物圖 紅外光幕的選擇紅外光幕電梯門保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)用紅外線掃描探測(cè)與自動(dòng)化控制技術(shù)。表45 菱伴系列電梯光幕技術(shù)參數(shù)發(fā)射/接收管數(shù)目32組紅外發(fā)射管，32組紅外接收管保護(hù)間距遠(yuǎn)至2000mm(最長(zhǎng)可至4000mm),近至0mm光束數(shù)94/128/154束信號(hào)連接電纜 mm引出電纜發(fā)射/接收管位置（離光幕底部）最低150 mm，最高1770 mm，平均間距53 mm電源盒輸入電壓AC220V消耗功率3VA繼電器觸發(fā)持續(xù)時(shí)間=250ms繼電器輸出容量1N0+1NC（AC120V，1A或DC24V，1A）繼電器觸點(diǎn)壽命=100萬次系統(tǒng)檢測(cè)信息顯示正常狀態(tài)，遮擋狀態(tài)，故障狀態(tài)顯示方式紅色發(fā)光管1個(gè)探測(cè)器內(nèi)芯片等級(jí)工業(yè)級(jí)抗強(qiáng)光=10000lux溫度實(shí)驗(yàn)25℃85℃震動(dòng)實(shí)驗(yàn)20HZ，,1G介電強(qiáng)度=1000V工作溫度10℃65℃ 語音報(bào)站鐘的選擇EVS11/12型語音報(bào)站器是一款電梯專用的高品質(zhì)的語音報(bào)站器，它采用高性能的單片機(jī)和專業(yè)語音芯片，可以滿足不同場(chǎng)合對(duì)語音的需求，可報(bào)樓層數(shù)最大為63層。 完成功能：在開門信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，報(bào)站器讀取UP端子(上行方向信號(hào)接入端)和DN端子(下行方向信號(hào)接入端)的方向信號(hào)，并播報(bào)電梯運(yùn)行方向(“電梯下行”或“電梯上行”)。決定運(yùn)行方式和運(yùn)行條件等重要輸人信號(hào)應(yīng)排列在前面，如安全信號(hào)、門連鎖、有/無司機(jī)、門機(jī)信號(hào)、檢修、消防等輸人信號(hào)。門機(jī)系統(tǒng)開門、關(guān)門指令由電梯主拖動(dòng)控制系統(tǒng)PLC產(chǎn)生， 當(dāng)門機(jī)控制系統(tǒng)中的PLC收到由電梯主拖動(dòng)控制系統(tǒng)PLC發(fā)來的開門或關(guān)門指令時(shí)，PLC進(jìn)行邏輯判斷，首先確認(rèn)電梯不在運(yùn)行狀態(tài)，滿足開關(guān)門條件時(shí)、就向變頻器發(fā)送運(yùn)轉(zhuǎn)命令， 控制門電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過變頻器上的按鍵可對(duì)參數(shù)方便地進(jìn)行設(shè)置，如加速度值、減速度值及最大輸出頻率、最大速度等，通過合理設(shè)置參數(shù)值可改善電機(jī)運(yùn)行性能。(2)關(guān)門過程。電機(jī)運(yùn)行能達(dá)到快速起動(dòng)，速度切換比較平穩(wěn)，制動(dòng)位置準(zhǔn)確。變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運(yùn)行過程中，變頻器能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度來調(diào)整平層精度。這一規(guī)律是編制程序的依據(jù)，主拖動(dòng)控制系統(tǒng)軟件流程圖見圖62。 主拖動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主拖動(dòng)控制系統(tǒng)原理電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制的，系統(tǒng)采用集選控制，即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)的控制電梯的運(yùn)行。當(dāng)門機(jī)PLC中的計(jì)數(shù)脈沖和門機(jī)PLC的存貯器中設(shè)定的值相等時(shí)，門機(jī)PLC控制變頻器使電機(jī)進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換， 完成關(guān)門過程。因此說其任務(wù)比較單一， 相應(yīng)軟件也比較簡(jiǎn)單，流程圖如圖61所示。如指示燈電路可作為一組輸出，接觸器、繼電器常用220V，另用一組輸出。 完成功能： 超載信號(hào)出現(xiàn)時(shí),重復(fù)報(bào)超載提示(“電梯超載”)，直到超載信號(hào)撤消。EVS11/。由安裝在電梯轎門兩側(cè)的紅外發(fā)射器和接收器、安裝在轎頂?shù)碾娫春屑皩Ｓ萌嵝噪娎|四大部分組成。因此，本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際需要選擇觀光電梯專用耐高溫空調(diào)。常用的真空接觸器有CKJ、EVS系列等。2. 機(jī)械連鎖（可逆）交流接觸器機(jī)械連鎖（可逆）交流接觸器實(shí)際上是由兩個(gè)相同規(guī)格的交流接觸器再加上連鎖機(jī)構(gòu)和電氣連鎖機(jī)構(gòu)組成。2. 高速大容量：超高速程式處理，；大容量存儲(chǔ)器，內(nèi)附8k RAM，最大可達(dá)16 k（包括注釋）。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。其旋轉(zhuǎn)編碼器與安川VS616G5變頻器構(gòu)成閉環(huán)控制，電源可利用PLC內(nèi)置24V直流電源。(3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS616G5型全數(shù)字變頻器，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，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。由電動(dòng)機(jī)選型參數(shù)表，選YPTD160M24。在關(guān)門過程鐘，當(dāng)轉(zhuǎn)差大于設(shè)置值時(shí) (即編碼器輸入的轉(zhuǎn)速與變頻器輸出的頻率相差大于一定值時(shí))，控制門停止關(guān)門，并反向開門。 維護(hù)簡(jiǎn)便 利用主回路?控制回路電源分離及報(bào)警跟蹤記憶功能等，可簡(jiǎn)便的進(jìn)行維護(hù)。2%。用脈沖指令可以對(duì)應(yīng)閉環(huán)位置控制，即使精度上升，仍能高速驅(qū)動(dòng)并且在安全上也能起到作用。表43 SGMSH伺服電機(jī)特性電壓等級(jí)200V級(jí) 400V級(jí)額定功率 / W 額定轉(zhuǎn)矩 / N2%。安川∑Ⅱ系列伺服系統(tǒng)不僅具有伺服快速響應(yīng)性、高速高精度的特性，而且具有如下優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單（1）設(shè)定簡(jiǎn)單在線自學(xué)習(xí)功能能夠自動(dòng)測(cè)定機(jī)械的必要參數(shù)，自動(dòng)設(shè)定必要的伺服增益，初學(xué)者也能很快得心應(yīng)手的應(yīng)用。相對(duì)而言，永磁同步電機(jī)結(jié)合了直流電機(jī)與交流同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有體積小，壽命長(zhǎng)，控制簡(jiǎn)單，調(diào)速精度高，且不會(huì)失步的特點(diǎn)。表22 PLC控制系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的比較比較項(xiàng)目通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)工作目的科學(xué)計(jì)算工業(yè)自動(dòng)控制工作環(huán)境對(duì)工作環(huán)境要求高對(duì)工作環(huán)境要求低，可在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作工作方式中斷處理方式循環(huán)掃描方式系統(tǒng)軟件需配備功能較強(qiáng)的系統(tǒng)軟件一般只需簡(jiǎn)單的監(jiān)控程序采用的特殊措施掉電保護(hù)等一般性措施采用多種抗干擾措施，自診斷，斷電保護(hù)，可在線維修編程語言匯編語言，高級(jí)語言，如BASIC，C等梯形圖，助記符語言，SFC標(biāo)準(zhǔn)化語言對(duì)操作人員的要求 需專門培訓(xùn)，并具有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)一般的技術(shù)人員，稍加培訓(xùn)即可操作使用對(duì)內(nèi)存的要求容量大容量小價(jià)格價(jià)格高價(jià)格低其他若用于控制，一般需自行設(shè)計(jì)機(jī)種多，模塊種類多，易于集成系統(tǒng) 電梯控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過多種方案的比較和參照，可看出PLC控制具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：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；可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能；可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性和可靠性，并便于檢修；用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。為便于比較PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)現(xiàn)列表如下，詳見表21。3）操作的靈活性。3）維修方便 PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低。 其次，易操作性，PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面:：1）操作方便 對(duì)PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。例如，采用可靠性的元件。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)。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。自診斷能力和遠(yuǎn)程報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)，使得電梯維修保養(yǎng)工作越來越簡(jiǎn)單，越來越有針對(duì)性，越來越快速。全電腦控制可以方便地使兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)以上的電梯進(jìn)行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運(yùn)行效率。 高速高性能。由于系統(tǒng)采用高精度電光碼盤，全數(shù)字化控制，使電梯平層精度達(dá)到毫米級(jí)，并且絕對(duì)保證電動(dòng)機(jī)零速下閘，舒適感非常好。(尤其是低速段)應(yīng)此應(yīng)用較晚，它幾乎與微機(jī)同時(shí)應(yīng)用，比起電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組形式的直流電梯，它有很多優(yōu)點(diǎn)。但它的缺點(diǎn)是舒適感較差，所以一般被用于載貨電梯上。為使門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，并收到良好的效果，以體現(xiàn)本觀光電梯的高檔性，本設(shè)計(jì)門機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用永磁同步（PMSM）伺服系統(tǒng)。(5) 伺服系統(tǒng)中所用的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能功率模塊(IPM)將進(jìn)一步得到普遍應(yīng)用，逆變器逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l化、小型化的無噪聲逆變器。全數(shù)字