【正文】 LC 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。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。 6 2 電梯的概述 9 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 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。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性?？删幊绦蚩刂破?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)。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)。 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％。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。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)。 PLC 與哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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)。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 2 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。它是有轎廂架和轎廂體組成的。哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門(mén)的召喚箱按鈕來(lái)操縱電梯的運(yùn)行的。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 （ 4） 按電梯有無(wú)司機(jī)分類 有司機(jī)電梯：電梯的運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來(lái)完成。 （ 3） 轎廂形式：有單或雙面開(kāi)門(mén)及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。 （ 14）井道深度（ mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 垂直距離。 （ 5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。對(duì)于輸入 /輸出模塊有：哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 數(shù)字量輸入 /輸出模塊，開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出模塊，模擬量輸入 /輸出模塊，交流新號(hào)輸入 /輸出模塊， 220V 交流輸入 /輸出模塊?？删幊探K端是具有 I/O 功能的 PLC 人機(jī)界面產(chǎn)品。在控制系統(tǒng)中，可能包括有多臺(tái)不同型號(hào)的 PLC，計(jì)算機(jī)，外圍設(shè)備等。此外，如果 PLC 安裝位置有強(qiáng)烈的振動(dòng)源，系統(tǒng)的可靠性也會(huì)降低，所以應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個(gè)嚴(yán)重的干擾源。若 PLC輸出端子接有感性元件，則應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以保護(hù) PLC 的輸出觸點(diǎn)。對(duì)于具有積分器 A/D 轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，采樣時(shí)間應(yīng)取工頻周期 (20ms)的整數(shù)倍。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動(dòng)控制的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并不斷融入軟件功能。5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG反饋 V/F 控制、開(kāi)、閉環(huán)矢量控制 4 種控制方式任選性 ) 啟動(dòng)力矩 150%/1Hz(帶 PG, 150%/Ormin) 速度 控制范圍 1:100(帶 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 44 電梯上下行流程圖 在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號(hào)均不響應(yīng)，但如果反向外呼梯信號(hào) 前方向無(wú)其它內(nèi)、外呼梯信號(hào)時(shí)，則電梯響應(yīng)該外號(hào)。輸出端 DC24V 的正極接 L+端。 (4)保護(hù)功能完善、維修性能好。到了 90 年代初， BJT 通用變頻器的容量達(dá)到了 600KVA, 400KVA 以下的已經(jīng)系列化。對(duì)于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會(huì)在一定范圍內(nèi)頻繁波動(dòng)，則采用算術(shù)平均法。此外， PLC 的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的，如果超過(guò)了規(guī)定的最大限值，必 須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。接地在消除干擾上起很大的作用。但是在 PLC 控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過(guò)于惡劣，或安裝使用不當(dāng)，會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。軟件設(shè)計(jì)人員不能拋開(kāi)硬件配置和系統(tǒng)孤立地考慮軟件設(shè)計(jì)。 PLC 的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對(duì)信息和數(shù)據(jù)的處理。 2. 輸入 /輸出模塊 PLC 的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò) I/O 模塊實(shí)現(xiàn)的。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。 （ 12） 頂層高度（ mm） :由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用 “小型 ”、 “超大型 ”等抽象詞匯表 示。 中速梯：常指速度在 ～ 。 觀光電梯 ：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。 （ 3） 門(mén)系統(tǒng) 門(mén)系統(tǒng)有轎廂門(mén)，層門(mén)，開(kāi)門(mén)，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的主要內(nèi)容如下 首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（ PLC）、變頻器作了比較全面的介紹。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握；系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器； 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜；多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類電梯、技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉，掌握的人較多。該研究發(fā)展：視覺(jué)不協(xié)調(diào)的環(huán)境色 彩對(duì)人的情緒、精神影響非常大。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)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。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越 來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件?？傏厔?shì)是上升的，進(jìn)入了 “第三次浪潮 ”， 2020 年總產(chǎn)量超過(guò)了 8 萬(wàn)臺(tái)，而且目前還沒(méi)有減速的跡象。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)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(yǔ)言和模塊化的軟哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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(cuò)都很容易。 18 用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號(hào)的信噪比 時(shí)間安排： 2020 年 11 月 26 日 ~~2020 年 4 月 7 日 選題、撰寫(xiě)階段 2020 年 4 月 8 日 ~~5 月 12 日 中期檢查階段 2020 年 5 月 13 日 ~~5 月 24 日 整理、答辯階段 2020 年 5 月 25 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯 要求： 硬件設(shè)計(jì)合理，軟件工作可靠，操作、維護(hù)方便，工作良好。 計(jì)劃 ： 1）查閱國(guó)內(nèi)外資料，了解生產(chǎn)實(shí)際中 PLC 及變頻器的應(yīng)用， 了解電梯的控制技術(shù)和調(diào)速方法等，以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)。 2 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 硬件的組成 PLC 控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境 20 4 四層樓電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 電梯開(kāi)關(guān)門(mén) 采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開(kāi)發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。自 1985年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TCl78 以來(lái)，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制所代替?？删幊炭刂破鲗?duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，變通用為專用，有利于降低成本，縮小體積，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過(guò)程控制的要求。導(dǎo)向輪的作用是分開(kāi)轎 廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加曳引力 【 7】 。曳引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。 載貨電梯 ：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。 電梯問(wèn)世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。 哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。30 交直流快速電梯 — ≤177。 1. 主控模塊 除了早期生產(chǎn)的整體式 PLC（ PLC 的各個(gè)不見(jiàn)都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場(chǎng)多數(shù)的PLC 都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（ PLC 的各個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱之為模塊）。輸入電路就是被控對(duì)象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程）進(jìn)行檢測(cè)，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。生產(chǎn)工藝要求不同，控制的功能也就要求不同，即使是相同的生產(chǎn)過(guò)程，由于各種設(shè)備的工藝參數(shù)不一樣，控制實(shí)現(xiàn)的方式也不一樣。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境下，外部干擾是隨機(jī)的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，且干擾源是無(wú)法消除的，只能針對(duì)具體情況加以限制； 內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號(hào)等引起，可合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路來(lái)削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。此外，接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近 PLC 。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件，對(duì)于模擬量輸入信號(hào)來(lái)說(shuō)，常用的有 4～ 20mA、 0～ 20mA 直流電流信號(hào)； 0～ 5V、 0～ 10V 直流電壓信號(hào)，電源為直流 24V。 消抖 在振動(dòng)環(huán)境中，行程開(kāi)關(guān)或按鈕常常會(huì)因?yàn)槎秳?dòng)而發(fā)出誤信號(hào)，一般的抖動(dòng)時(shí)間都比較短，針對(duì)抖動(dòng)時(shí)間短的特點(diǎn)，可用 PLC 內(nèi)部計(jì)時(shí)器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)，得到消除抖動(dòng)后的可靠有效信號(hào)，從而達(dá)到抗干擾的目的。 目前，市場(chǎng)流行的通用變頻器的種類繁多，而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。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。 接線圖分為 DC 輸入端和 DC 輸出端。 電梯響應(yīng)流程圖見(jiàn)圖 45 所示 。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。 安川 VS616G5 型變頻器 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；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。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(diǎn)數(shù)確定 PLC 的機(jī)型。 利用 “看門(mén)狗 ”方法對(duì)系統(tǒng)的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來(lái)設(shè)計(jì)一些程序，可以屏蔽輸入元件的錯(cuò)誤信號(hào)，防止輸出元件的誤動(dòng)作。地線各點(diǎn)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。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴(yán)重，可加接一個(gè)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。 3. 編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件 PLC 有多種編程語(yǔ)言：梯形圖語(yǔ)言，助記符語(yǔ)言，邏輯功能圖語(yǔ)言，布爾