【正文】 梯系統(tǒng)中，并對此方法進(jìn)行研究。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。由此，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)。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸連接，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測速。 第二個(gè)階段是八十年代盛行的交流調(diào)壓調(diào)速電梯，其性能優(yōu)越于交流雙速電梯。 目前，生產(chǎn) VVVF 電梯的公司已經(jīng)遍布世界各國，如日本的三菱公司、東芝公司、日立公司，美國的奧的斯公司等大的電梯制造廠家，他們在 VVVF 電梯的研制和進(jìn)一步開發(fā)等方面，都取得了驕人的成就。因?yàn)橛来磐綗o齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成 為新型曳引機(jī)的主流，將來很有可能取代 VVVF 技術(shù)。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。這 部分有兩個(gè)功能，一是將電網(wǎng)三相正弦交流電壓整流成直流，向逆變部分提供直流電源；二是在減速制動(dòng)時(shí)，有效控制傳動(dòng)系統(tǒng)能量回饋給電網(wǎng)。 （ 4）檢測部分。根據(jù)具體的工程情況，可以有以下的幾種選擇方式： 10 （ 1）按照標(biāo)稱功率選擇，一般做為初步投資估算依據(jù)； （ 2）按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇，多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計(jì)項(xiàng)目； （ 3）按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn) 行電流選擇，多用于改造工程； （ 4）按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡單或十分復(fù)雜的控制要求。 CPU 接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描方式接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將輸入狀態(tài)或數(shù)據(jù)存入輸入映象區(qū)或數(shù)據(jù) 寄存器。用戶程序是用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的程序。 （ 3） 輸入單元 輸入單元是 PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控設(shè)備相連的輸入接口，是現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)入 PLC的橋梁。輸出類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)，或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)，或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定 的特殊功能指令。 （ 3）大部分電器均為常用控制器，更換方便，價(jià)格便宜。一旦沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部分損壞，還可能出現(xiàn)人身事故，因而傳統(tǒng)電梯的控制系統(tǒng)更新?lián)Q代勢在必行。采用了精簡化的編程語言，編程錯(cuò)誤率大大降低，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。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。 3) 靈活性 （ 1）編程的靈活性。 PLC 具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)與計(jì)數(shù)器。 電梯的基本結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo) 電梯是機(jī)電一體的用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。其中無齒曳引機(jī)的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)曳引輪 ，一般用于 2m/s 以上的高速電梯。 電梯曳引鋼絲繩承受著電梯的全部懸掛重量，并繞著曳引輪、導(dǎo)向輪、反向輪反復(fù)彎曲，繩在曳引輪繩槽中承受很高的比壓，還要頻繁承受電梯啟動(dòng)和制動(dòng)的沖擊。 重量平衡裝置由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。 安全保護(hù)系統(tǒng) 安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。 (6) 廳門開關(guān)：每個(gè)廳門都裝有門鎖開關(guān)。因此，對電梯的第一要求就是安全。停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，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。 （ 5） 舒適感和快速感。南方地區(qū)常年高溫潮濕，沿海地區(qū)則以鹽腐蝕為主，這些都會(huì)造成設(shè)備絕緣下降，北方氣候干燥，容易產(chǎn)生靜電，冬夏溫差大，還有每個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境更是千差萬別，這些因素都是在選購變頻器時(shí)應(yīng)考慮的。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品質(zhì)對于系統(tǒng)的可靠性影響很大。 VS616G5變頻器 本設(shè)計(jì)選用 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。 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。為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)， VS616G5 參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能使用方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有 關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。 VS616G5 在傳送帶和重型傳輸機(jī)械的應(yīng)用中，證明了它的耐久性和完美的性能。 為了保證在低速時(shí)能有足夠大的轉(zhuǎn)矩， VS616G5 變頻器最好采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)如表 。若安裝PG，能實(shí)現(xiàn)從零速至 150%以上的高力矩運(yùn)行。 表 25 中多功能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出場時(shí)所設(shè)定，用戶也可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操作器，對這些端口重新進(jìn)行功能設(shè)定。變頻器以數(shù)字量檢測信號(hào)直接和 PLC 的輸入端相連。點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)是一種與所設(shè)置的加減速時(shí)間無關(guān)的、單步的、以點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)功能。模擬量檢測輸出 信號(hào)既可根據(jù)需要送給電流表或頻率表，也可以送給 PLC 的模擬量輸入模塊。其設(shè)置原則如下： （ 1）為減小啟動(dòng)沖擊及增加 調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些，其斜坡上升時(shí)間和斜坡下降時(shí)間應(yīng)當(dāng)長一些； （ 2）為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊； （ 3）零速一般設(shè)置為 0Hz，帶速抱閘將影響舒適感。電機(jī)的啟動(dòng)和加速特性，受到額定電流的制約。采用多重化 PWM 方式控制，輸出電壓波形接近正弦波，且 功率因數(shù)高，輸入諧波小。它在低速時(shí)（ 1％ 額定 轉(zhuǎn)矩），即使不采用 PG 反饋，也可提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和無故障運(yùn)行。 變頻器自學(xué)習(xí)功能在矢量控制方式時(shí)有效。 VS616G5 變頻器無須配專用電機(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)。 目前有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早已問世，其功能較強(qiáng)，使用靈活。 20 變頻器的選型 隨著變頻器性 價(jià)比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域。 （ 6）節(jié)能。 30 交直流 快速電梯 — ≤177。其次，供電的可靠性也是至關(guān)重要。 (9) 其它的開關(guān)：安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。 (2) 強(qiáng)迫減速開關(guān) ： 分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站未減速時(shí)，轎廂上撞塊就觸動(dòng)此開關(guān)，通過電器傳動(dòng)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)強(qiáng)迫減速。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的 運(yùn)行的。 17 電力拖動(dòng)系統(tǒng) 電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電機(jī)，供電 系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進(jìn)行速度控制。 轎箱和重量平衡裝置 轎箱是用來運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件，由轎箱架和轎箱體組成。如果曳引輪兩側(cè)均有支撐，則稱為雙支撐式曳引機(jī)，這種結(jié)構(gòu)適用于大重量的電梯。 16 曳引系統(tǒng) 曳引系統(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。 （ 3） PLC 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。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展，功能的擴(kuò)展，應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。例如，采用軟件濾波等；軟件自診斷等。其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： 1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （ 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，系統(tǒng)的維修簡單，維修時(shí)間短。線路復(fù)雜，易出故障，保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高。 PLC 的特點(diǎn) 電梯信號(hào)控制系統(tǒng)主要有繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 （ 5） 電源 電源的作用是將交流電轉(zhuǎn)換成 PLC 內(nèi)部所需的直流電源。接口電路內(nèi)部有濾波，電平轉(zhuǎn)移，信號(hào)鎖存電路。為防止掉電后信息丟失，配有后備鋰電池。 （ 2） 存儲(chǔ)器 編 程 器編 程 器中 央 處 理 器C P U中 央 處 理 器C P U輸入單元輸入單元輸出單元輸出單元系 統(tǒng)程 序存 儲(chǔ) 器系 統(tǒng)程 序存 儲(chǔ) 器用 戶程 序存 儲(chǔ) 器用 戶程 序存 儲(chǔ) 器電 源電 源 12 存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 12。 （ 3）變頻調(diào)速電梯調(diào)速范圍寬，控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速?？刂苹芈分饕瓿呻娏鲃?dòng)系統(tǒng)的指令形成，電流、速度和位置控制，產(chǎn)生 PWM1 控制信號(hào)，故障診斷、檢測、顯示，電梯的控制邏輯管理、通訊和群控等任務(wù)。逆變器部分同樣是有 IGBT 模塊組成，作為無源逆變器，向交流電動(dòng)機(jī)供電。交流電抗器主要是限制回饋到電網(wǎng)的再生電 9 流，減少對電網(wǎng)的干擾，起到保護(hù)功率開關(guān)元件的作用。此外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環(huán)保 、 安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來電梯的重要發(fā)展方向。 8 隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，體積小型化，材料輕型化，工藝先進(jìn)化，外觀漂亮化。電梯傳動(dòng)系統(tǒng)技中，由于大量采用微機(jī)控制技術(shù)和脈寬調(diào)制技術(shù)（ PWM），其運(yùn)行效率得到了大幅度的提高，電梯的體積大為縮小。 圖 電梯的控制系統(tǒng) 信 息 控 制 系 統(tǒng)轎 廂 操 作 盤 廳 外 呼 梯 盒安 全 裝 置 顯 示 裝 置拖 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng)變 頻 器M旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器 7 交流曳引電梯調(diào)速方式的發(fā)展 交流電梯與交流電機(jī)的發(fā)展緊密相連，至今已有三十多年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了由簡單到復(fù) 雜、由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展歷程，大致可以分化為三個(gè)階段。 總之，利用 PLC 和變頻器對舊電梯進(jìn)行改造，不但可以增加電梯的舒適感、安全性、可靠性，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。新制造的電梯都采用了對電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)線性調(diào)速的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)，由于 VVVF 電梯采用 PLC 控制，有完善的自檢測、自診斷、自保護(hù)功能，因而十分安全可靠。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。為了保證電梯運(yùn)行，既高效節(jié)能又安全可靠，必須改進(jìn)電梯控制方式。根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來的可編程控制器（ PLC），它是專門為工業(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。 在電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的實(shí)際最大轉(zhuǎn)速為其額定轉(zhuǎn)速，因此， 電梯的變頻調(diào)速屬“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器， 它是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。 本文所選用的 VS616G5通用 變頻器 ，可自行設(shè)置速度曲線來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確 控制 ，使乘客在乘坐 電梯 時(shí)更加舒適。 第一個(gè)階段是七十年代，其主要標(biāo)志是交流雙速電梯，它采用改變牽引電機(jī)極對數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速?，F(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)向電梯控制領(lǐng)域的滲透，使得交流調(diào)速電梯的調(diào)速性能幾乎完全可以和直流電梯相媲美。同時(shí)，無機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度發(fā)展。 變頻器的特點(diǎn)和其在電梯中應(yīng)用 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器間的通斷作 用，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、變頻調(diào)速，提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，改變功率因數(shù)，過流 /過壓 /過載保護(hù)等功能。逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成幅值與頻率可調(diào)的交流電，輸入交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。 （ 3）平波部分。 變頻器的分類、規(guī)格以及滿足條件 1) 變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類： （ 1）按變換頻率的方法分：交 — 直 — 交變頻器和交 — 交變頻器； （ 2）按主電路工作方式分：電壓型變頻器和電流型變頻器； （ 3）按變頻器調(diào)壓方法的 不同分： PAM 變頻器和 PWM 變頻器； （ 4）按工作原理分： U/F 控制變頻器、 VC 控制變頻器和 SF 控制變頻器； （ 5）按照用途分：通用變頻器、高性能專用變頻器和高頻變頻器。 可編程控制器的特點(diǎn)及其在電梯控制中的應(yīng)用 PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器， 它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。 圖 12 PLC 硬件結(jié)構(gòu) （ 1） 中央處理單元（簡稱 CPU） 中央處理單元是 PLC 的控制中樞和核心部件，其性能決定了 PLC 的性能。其作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序。除此而外， PLC 還有 EPROM、 EEPROM 存儲(chǔ)器。各 PLC 生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的 I/O 部件或模塊供用戶選用。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。在這兩