【正文】 當(dāng)光電開關(guān)動(dòng)作后， M418 為 ON 導(dǎo)致 M70 為 ON，從而 Y042 變?yōu)?OFF。這樣，當(dāng)計(jì)數(shù)器 C237 的當(dāng)前值和設(shè)定值相同時(shí)， C237位元件變?yōu)?ON，意味著轎廂離平層位 置正好是 H 對(duì)應(yīng)的距離，實(shí)質(zhì)是表示轎廂到達(dá)了樓層的減速點(diǎn)?？傊?M200 為 ON表示轎廂進(jìn)入平層，M201 為 ON 表示轎廂離開平層。由上分析，變頻器的輸出為零時(shí)， Y007常閉觸點(diǎn)閉合和 M14常開觸點(diǎn)閉合會(huì)使開門繼電器 Y005為 ON，開門繼電器 KA5 得電吸合，實(shí)現(xiàn)到站零速平層?？勘чl開門。將 M12常閉觸點(diǎn)互鎖關(guān)門繼電器 Y006線圈路徑， M12常開觸點(diǎn)接通開門繼電器 Y005路徑。 圖 37 啟閉電 梯和照明電路 Fig 37 The Chart of Startup or Shutdown Lift And Illumination Circuit 本章小結(jié) 本章在上章確定系統(tǒng)方案的前提下，選擇了系統(tǒng)所用曳引電動(dòng)機(jī)、可編程控制器、變頻器和旋轉(zhuǎn)編碼器等主要器件的 型號(hào)。 由于實(shí)際電梯超速器和安全鉗動(dòng)作時(shí)會(huì)發(fā)出信號(hào)，超速器和安全鉗的常閉觸點(diǎn)斷開，切斷相關(guān)電路，所以在本模型中只能僅僅使用兩個(gè)常閉的按鈕來模擬這兩個(gè)功能?？傊?，模擬超載的情況后，電梯報(bào)警不關(guān)門，電梯自然也不會(huì)運(yùn)行了。 強(qiáng)迫減速開關(guān)是為了防止電梯失控時(shí)造成沖頂或蹲底的第一道防線。 TC 為控制變壓器，其二次側(cè)輸出端子 0 02 的直流輸出用于電梯門系統(tǒng)和制動(dòng)器系統(tǒng)的電源，二次側(cè)輸出端子 10 103 的交流輸出用于門聯(lián)鎖回路和安全回路的電源，輸出端子 40 403 的直流輸出 用作內(nèi)指令信號(hào)燈、廳呼梯信號(hào)燈以及樓層顯示和運(yùn)行方向的電源?？紤]到樓間距較小，設(shè)旋轉(zhuǎn)編碼器每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的轎廂移動(dòng)距離即計(jì)數(shù)精度為 S（單位 mm/脈沖），考慮設(shè)計(jì) S 的不大于 ，則可以計(jì)算出所需旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖個(gè)數(shù) P 的數(shù)值。 保護(hù)功能完善、維修性能好。 2）接觸器及中間繼電器有制動(dòng)接觸器、開門繼電器、關(guān)門繼電器、電源接觸器、超載繼電器、運(yùn)行接觸器和風(fēng)扇共 7個(gè)。 FX2N 系列每條基本指令執(zhí)行時(shí)間為 s。 綜合比較上述三種控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及各自的適用場合，結(jié)合本課題電梯模型模擬的實(shí)際對(duì)象，本課題采用的控制系統(tǒng)選用 PLC 控制方式。所以，本課題不使用這種控制方式。 （ 5）提高傳動(dòng)效率、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、具有較高的性能價(jià)格比。所以，要改變交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，只需改變定子頻率 f1即可。拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響電梯的啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速、平層精度和乘坐舒適性等指標(biāo)。 configuration software。它為電梯維修保養(yǎng)單位和電梯使用單位對(duì)電梯的集中管理提供了一種強(qiáng)有力的手段。 本課題控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)分兩部分進(jìn)行。 如何能夠安全且直觀地了解電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且了解當(dāng)前電梯的主要拖動(dòng)方式和控制方式及其主要發(fā)展方向，以便更好地為電梯的教學(xué)服務(wù)，一直是許多高校當(dāng)前研究的熱點(diǎn)話題之一。所以，大部分使用調(diào)壓調(diào)速的電梯，在電機(jī)上都安裝有風(fēng)扇制冷裝置。 永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方式具有如下的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、少維護(hù)。他控式變頻調(diào)速雖然能夠解決永磁同步電機(jī)的起動(dòng)問題，但仍存在失步、振蕩等問題，因此永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)一般采用自控式運(yùn)行。 控制程序可變，具有很好的柔性 在生 產(chǎn)工藝流程改變或設(shè)備更新時(shí)，如果需要改變控制功能，往往不必改變硬設(shè)備，只需改變一下應(yīng)用程序就可以達(dá)到目的。該產(chǎn)品可作為低速傳動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)元件。 3）接收變頻器輸出的脈沖信號(hào)、運(yùn)行信號(hào)、故障信號(hào)和零速信號(hào)，共 4個(gè)。 變頻器的選擇 無齒輪永磁同步曳引機(jī)具有優(yōu)良的低速、大轉(zhuǎn)矩特性，能較好地滿足電梯曳引要求，這種性能的實(shí)現(xiàn)還必須基于與之配套的驅(qū)動(dòng)裝置的良好性能和良好匹配性 。利用由光電發(fā)射管、光電接收管組成的光電耦合器將轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電氣脈沖信號(hào)。根據(jù)地址的分配，可以設(shè)計(jì) PLC 接口電路如圖 33所示。由此指導(dǎo)思想可以設(shè)計(jì)出圖 34 所示的 PLC 輸出端子和變頻器輸入端子連接的反饋回路。 當(dāng)電梯失控后，第一道及第二道防線均不能使電梯停止工作時(shí)，轎廂的打板就會(huì)隨著電梯的繼續(xù)運(yùn)行碰觸第三道防線 —— 極限開關(guān) QS 的碰輪。除了極限 開關(guān) QS（鐵殼開關(guān)）具有短路保護(hù)外， QF1 也具有短路保護(hù)功能?？傊娞莸乃虚T必須關(guān)好轎廂才可能運(yùn)行，有關(guān)這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)的電路見圖 36所示。 電梯通過拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)轎箱運(yùn)動(dòng)。 （ 3）關(guān)閉電梯時(shí)關(guān)門。相對(duì)計(jì)數(shù)方式是采用相對(duì)坐標(biāo)計(jì)數(shù)，每次從平層點(diǎn)開始計(jì)數(shù)到下一個(gè)平層點(diǎn)，然后高速計(jì)數(shù) 器復(fù)位，每一層都從 0 開始計(jì)數(shù)，樓層對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)存放于一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中，將數(shù)據(jù)寄存器減去一個(gè)對(duì)應(yīng)減速距離的脈沖數(shù)，剩下的脈沖數(shù)給另一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器作為計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。 （ 2）樓層高的傳送 在電梯的正常運(yùn)行期間，利用空間位置繼電器 M300～ M305，結(jié)合電梯上下運(yùn)行繼電器 Y040 和 Y041，將 D201～ D205 中的數(shù)據(jù)視電梯的位置分別傳送給數(shù)據(jù)寄存器 D300。除了安全鉗以外，只有它能夠使工作中的電梯轎廂停止運(yùn)行，另外它還對(duì)轎廂與廳門地坎平層時(shí)的準(zhǔn)確度起著重要作用。 樓層顯示程序 電梯在一層時(shí)， M600～ M605 中僅 M600 為 ON, 它使 Y033～ Y031 中的 Y031 為ON，而 Y03 Y032 為 OFF；電梯在 二層時(shí)， M600～ M605 中僅 M601 為 ON, 它使Y033～ Y031 中的 Y032 為 ON，而 Y03 Y031 為 OFF；電梯在三層時(shí)， M600～ M605中僅 M602 。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 42 檢測減速點(diǎn)程序 電梯上下行控制程序 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 設(shè)計(jì)電梯上下行 控制程序見圖 43 所示。 在程序中 X014的常開觸點(diǎn)控制主控指令 MC，在 PLC自學(xué)習(xí)期間程序執(zhí)行主控觸點(diǎn) M101 和主控復(fù)位指令 MCR 之間的程序，這部分程序在電梯正常工作期間由于X014 為 OFF 就不會(huì)執(zhí)行了。也即是說， M19 是本層?？繒r(shí)的開門信號(hào)。 （ 2）電梯手動(dòng)關(guān)門。 在 PLC 的輸入接口 X017 處設(shè)置的 SA1開關(guān)，當(dāng) X017 為 ON 時(shí)，司機(jī)按動(dòng) SB3按鈕可以屏蔽外呼信號(hào)，使其不被登記，但通過轎廂內(nèi)部蜂鳴器能夠通知司機(jī)，從而將外呼轉(zhuǎn)化為內(nèi)指令信號(hào)，最終使電梯全程由司機(jī)人為控制。 （ 4）門聯(lián)鎖功能 在電梯廳門沒有關(guān)好的情況下轎廂就運(yùn)行，將對(duì)廳中的人員產(chǎn)生很大的危險(xiǎn)。 在通過上述方式發(fā)現(xiàn)情況后，電梯模型可以手動(dòng)松開制動(dòng)器，然后手動(dòng)盤曳引機(jī)的手動(dòng)盤車手輪，使轎廂平層停靠，再由工作人員用專用鑰匙在轎廂停靠層的廳外打開廳門及轎門，放出轎廂內(nèi)部的被困人員。上限位開關(guān)SQ2接于 PLC 的 X001 輸入接口，下限位開關(guān) SQ4 接于 PLC的 X004 輸入接口，在以后的程序中用它們的常閉觸點(diǎn)分別和運(yùn)行軟繼電器 Y041 和 Y040 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)后并聯(lián)一起控制制動(dòng)器繼電器 Y007 和運(yùn)行繼電器 Y000 的復(fù)位指令即可。變頻器通常利用繼電器接點(diǎn)或者晶體管集電極開路形式 得到這些運(yùn)行信號(hào)，如 PLC 的繼電器輸出電路或 PLC 的晶體管輸出電路。要實(shí)現(xiàn)實(shí)際電梯的控制運(yùn)行，則要像一般電梯控制裝置一樣分配好 PLC 的輸入輸出端子，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的組態(tài)模擬運(yùn)行，需要使用 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器對(duì)應(yīng)著分配好一套地址，用于組態(tài)程序模擬實(shí)際電梯的相應(yīng)輸入輸出從而控制電梯的運(yùn)行。 光電式增量編碼器的轉(zhuǎn)軸上有與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖碼盤，碼盤上有均勻刻制的光柵，即 在碼盤上均勻分布著若干個(gè)透光區(qū)段和遮光區(qū)段。所以，本設(shè)計(jì)選擇繼電器輸出方式的 PLC。 1）對(duì)全集選方式的電梯而言，內(nèi)外指令信號(hào)數(shù)量為 3N― 2（ N為層站數(shù)），所以本設(shè)計(jì)內(nèi)外指令信號(hào)數(shù)量為 16個(gè)。應(yīng)用本產(chǎn)品可簡化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，免除齒輪減速機(jī)構(gòu)的噪音。可編程序控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)，其出現(xiàn)后就受到普遍重視，發(fā)展也十分迅速，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中占有了極其重要的地位，最重要的原因是它與現(xiàn)有的各種控制方式相比較，具有如下獨(dú)一無二的特點(diǎn)： 可靠性高 PLC 開發(fā)時(shí)在硬件方面采用了屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離及模塊結(jié)構(gòu)等措施來增加 PLC 的可靠性；在軟件方面，設(shè)置了自診斷、警戒時(shí)鐘 WDT、信息保護(hù)和恢復(fù)等措施。 永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制方式 永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式可分為兩大類：一類是他控式變頻調(diào)速系統(tǒng)；另一類是自控式變頻調(diào)速系統(tǒng)。 永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方式 永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)概述及特點(diǎn) 三相永磁同步電動(dòng)機(jī) (The Permanent Mag Synchronous Motor,PMSM)變頻調(diào)速系統(tǒng)，基于先進(jìn)的 DSP 嵌入式處理器，采用矢量控制原理，實(shí)現(xiàn)了電流、速度雙閉環(huán)控制，較好的實(shí)現(xiàn)了同步電機(jī)的低速控制，有良好的抗干擾性能，滿足了無齒輪電梯電氣拖動(dòng)系統(tǒng)的要求。 調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速性能也不是很高，在加減速階段要進(jìn)行嚴(yán)格的速度閉環(huán)控制，這也就增加了電梯 控制的難度。為了滿足市場的需求，適應(yīng)社會(huì)對(duì)電梯行業(yè)技術(shù)人才的需求，使一批專業(yè)的電梯技術(shù)人 才脫穎而出，許多高校設(shè)置了建筑電氣及其智能化本科專業(yè)。 在進(jìn)行控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，本文分析比較了控制系統(tǒng)各主要組成環(huán)節(jié)的硬件實(shí)現(xiàn)方式和特點(diǎn)，從而完成了整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件選型與設(shè)計(jì)。因此，本文在電梯模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電梯的監(jiān)控系統(tǒng)。城市化的急劇擴(kuò)張，致使土地資源日益緊張，從而建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，一幢幢的高樓拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓鱗次 櫛比。本節(jié)主要為轎廂的升降運(yùn)動(dòng)選擇拖動(dòng)方案。磁通太弱，則沒有充分利用鐵芯，電機(jī)容許的輸出轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)的功率得不到充分利用而浪費(fèi)；若 增大磁通，將引起磁路過分飽和而使勵(lì)磁電流增加，功率因數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)采用了永磁 材料，電動(dòng)機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁電流，定子電流的無功分量極低，功率因數(shù)可達(dá)到近似于 1。微機(jī)應(yīng)用于電梯控制，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能控制，并可以對(duì)電梯實(shí)施群控調(diào)度管理圖 21 永磁同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)原理圖 電動(dòng)機(jī) 5 轎廂 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 以提高運(yùn)行效率。電梯上行和下行時(shí)，外部有上行下行箭頭顯示樓層走向。 FX2N 系列與 FX2 系列相比，面積、體積小 50%。 4）其它信號(hào)包括：樓層顯示指示信號(hào) 3 個(gè)、上下行指示信號(hào) 2 個(gè)、蜂鳴器 1個(gè)，共 6個(gè)。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 圖 31 VS616G5 變頻器端口功能圖 Fig 31 The Chart of VS616G5 Inverter Interface Function 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式測量裝置，通常安裝在被測的電機(jī)軸上，隨被測軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用以測量轉(zhuǎn)動(dòng)量，并把它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸出信號(hào)。 旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖頻率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖最終會(huì)送到 PLC 高速計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端子，而 PLC 對(duì)所接收的脈沖輸入信號(hào)是有一定頻率限制的，在此對(duì)所選的旋轉(zhuǎn)編碼器在電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)所發(fā)出的脈沖頻率加以核算。 VS616G5 的 PG 速度控制卡有四種類型，分別為 PGA PGB PGD PGX2,其中 PGB2 為有 PG 矢量控制方式專用，根據(jù)電梯的實(shí)際控制要求，本系統(tǒng)選用 PGB2 速度卡。用上強(qiáng)迫減速開關(guān) SQ1的常閉觸點(diǎn)接于 PLC 的 X000 輸入口，下強(qiáng)迫減速開關(guān) SQ3 的常閉觸點(diǎn)接于 PLC 的 X003 輸入口，在以后的程序中用它們的常閉觸點(diǎn)分別和運(yùn)行軟繼電器 Y040 和 Y041 常開觸點(diǎn)串聯(lián)控制減速繼電器置位指令即可。在實(shí)際電梯中有安全觸板、光電式保護(hù)裝置等多種措施來實(shí)現(xiàn)此種保護(hù)，但實(shí)質(zhì)上都是切斷關(guān)門電路隨即接通開門電路。它是在維修中或其它緊急情況下，防止電梯造成危險(xiǎn)的重要安全措施。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 第 4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下位機(jī)控制軟件設(shè)計(jì) 本文的控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)主要內(nèi)容 :一是下位機(jī) PLC控制器的電梯控制軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)；二是上位機(jī)組態(tài)王電梯的仿真運(yùn)行和監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 防夾人控制程序 電梯模型的防夾人及開門控制程序如圖 41 所示。電梯在一層到六層時(shí)，對(duì)應(yīng) M600 到 M605 分別為 ON。 INC和 DEC為加一和減一指令，在電梯向上運(yùn)行期間過一個(gè)平層點(diǎn) D200中 的數(shù)加一，向下運(yùn)行期間過一無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 個(gè)平層點(diǎn) D200中的數(shù)減一，這樣電梯在一層到二層期間 D200中的數(shù)據(jù)是 0，二層到三層期間 D200 中的數(shù)據(jù)是 1，以此類推，在五層到六層期間 D200 中的數(shù)據(jù)為5。 M99 通過上升沿微分輸出指令取自 C237 的上升沿。根據(jù)上述思路，設(shè)計(jì)的正常情況下調(diào)速程序和檢修狀態(tài)下的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行程序見圖 45所示。 無齒同步曳引電梯的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 圖 44 制動(dòng)程序