【正文】 坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 變頻器容量計算 變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計算。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 ，輸入到 PLC的控制信號有 ： 運(yùn)行方式選擇 (如自動、有司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等 )、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信號等 。當(dāng)電梯設(shè)有基站時，電梯在完成全部指令后，自動駛回基站，停機(jī)待客。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 速度運(yùn)行曲線 在 30~t 時間內(nèi)加速啟動階段，其中 10~t 和 23~tt時間內(nèi)為拋物線速度曲線，在 12~tt時間內(nèi)為直線速度曲線； 34~tt時間內(nèi)為穩(wěn)速運(yùn)行階段； 4~tT時間內(nèi)為減速制動階段。同理，增加 S曲線變化率起動 曲線彎曲部分變緩，反之，起動曲線彎曲部分變急。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動換向，應(yīng)答相反 方向的信號。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 電梯 PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。 VS616G5 變頻器的參數(shù) 616G5變頻器共有 9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。 %（ 25C177?？紤]以上各種因素，本設(shè)計選用安川 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)載頻繁變化的場合。 二 ． 網(wǎng)側(cè)變流器的 PWM控制的變頻器 目前上市的絕大多數(shù)通用變頻器，其網(wǎng)側(cè)變流器采用不可控的二極管整流器。有的變頻器廠家聲稱，以 RISC 為核心的數(shù)字控制，可以支持無速度傳感器矢量控制變頻器的矢量控制算法、轉(zhuǎn)速估計計算、 PID 調(diào)節(jié)器在線實時運(yùn)算。 二． 為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本 。因此，直接按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇，在實際中常?？赡軙胁煌?。 6． 機(jī)械傳動方面，由于國際上機(jī)構(gòu)加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化 [4 ]。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 15． 井道尺寸 (mm)寬 *深。 4． 轎門形式有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙折門、封閉式雙折中分 。 3． 電器設(shè)備及控制裝置有曳引機(jī) ： 選層器傳動及控制 柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳站指示器組成。近年來，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器 （ PLC） 來控制電梯，取得了良好效果。 2． 去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。 PLC 及在電梯控制中的應(yīng)用特點 PLC 的特點 PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機(jī)，實質(zhì)上屬于計算機(jī)控制方式。但是 ，進(jìn)入九十年代， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯。同時，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動方式己由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了變頻調(diào)速，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平穩(wěn)的精度，還可以降低能耗，節(jié)約能源，減小運(yùn)行費用。同時介紹了 PLC選型原則以及 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計思路 。 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點及存在的問題 電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點 1． 所有控制功能及信號處理均由硬件實現(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。 2． PLC采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了 MTBF降低了 MTTR使可靠性提高。 3． 維修方便 PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。 電梯變頻調(diào)速控制的特點 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展， 頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。 針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 和工作壽命短等缺 陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（ PLC）來控制電梯。 4． 行程極限保護(hù)開關(guān)，當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作 。全繞 1:1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩的運(yùn)行速度。 奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明 —— 歷史上第一部安全升降梯。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。 電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能 、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置，因為永磁同步無齒輪曳引機(jī)具有更節(jié)能、更潔凈、更安全、更安靜、更經(jīng)濟(jì)的特點，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流 ， 由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來很有可能取代 VVVF技術(shù)。選擇結(jié)果多數(shù)情況下變頻器標(biāo)稱功率與電動機(jī)匹配，少數(shù)情況需要放大。前幾年主開關(guān)器件開始采用 IGBT， 僅三、四年的時間， IGBT變頻器的單機(jī)容量己達(dá) 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 [7]。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、 泵類負(fù)載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等，到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。其特點是 :直流輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸入電流 (網(wǎng)側(cè)電流 )波形基本為正弦，功率因數(shù)可保持為 1，并且能量可以雙向流通。這種變頻器不僅考慮了 V/f控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍 [11 ， 12]。 2． 利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān) ： 這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時需采用 PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為 P1，電梯運(yùn)行速度為 V，電梯自重為 W1,電梯載重為 W2配重為 W3，重力加速度為 g,變頻器功率為 P。 轎廂操縱盤 安全裝置 指層器 調(diào)整器 拖動控制 門機(jī)控制 輸 入 接 口 廳外呼梯 井道裝置 PC 機(jī) CPU 存儲器 輸 出 接 口 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 圖 電梯 PLC信號控制系統(tǒng)框圖 二． 電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 1． 一臺電機(jī)控制上升和下降 2． 各層設(shè)上 /下呼叫開關(guān) (最頂層與起始層只設(shè)一只 ) 3． 電梯到位后具有手動或自動開門關(guān)門功能 4． 電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵 5． 電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈 6． 待客自動開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動開門迎客 7． 自動門與提早關(guān)門在一般情況下，電梯停站 46秒應(yīng)能自動關(guān)門 。 電梯操作方式 單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚 ； 轎廂上行是只答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層 ； 自動改變運(yùn)行方向為下行，應(yīng)答廳門下行召喚。減速制動階段速度曲線與加速起動階段相對稱 [16 ]。增大加速時間值起動曲線變緩，反之，起動曲線變急。 運(yùn) 行 方 式 選擇 運(yùn)行控制信號 安 全 保 護(hù) 信號 內(nèi)指令信號 外指令信號 光電脈沖 開關(guān)門信號 門區(qū)或平層 信號 信號信號 拖動控制系統(tǒng) 呼 梯信號指示 運(yùn) 行 方 式 指 示示 呼梯鈴 開關(guān)門控制 樓層顯示 輸 入 接 口 PLC 輸 出 接 口 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 12． 自動換向。 即： 2220 / 0 . 4 5 1 3 / 3 0 3 . 5zZp U R K w?? ? ? ? () 最后，選用的制動電阻為 R=30Ω， 功率為 P=。由于 616G5是通用型變頻器，因而用在電梯控制上為了滿足運(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復(fù)雜得多。 %（ 10C+40C） 模擬指令 177。本設(shè)計中拖動調(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)約用電日益受到重濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 視。 4． 主開關(guān)器件如果采用 IPM，上述效果將更加明顯。有文獻(xiàn)報道， RISC 的運(yùn)算速度可達(dá) 1000M/PS， 即 10 億次 /秒，相當(dāng)于巨型計算機(jī)水平，指令計算時間為 1ns量級，是一般微處理器所無法比擬的。采用通用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)的主要目的是： 一． 為了滿足提高勞動生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求。 變頻器的分類 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 交一直一交變頻器 交一交變頻器 2． 按主電路工作方式分 電壓型變頻器 電流型變頻器 3． 按變頻器調(diào)壓方法的不同分 PAM變頻器 PWM變頻器 4． 按工作 原理分類 U/f控制變頻器 VC控制變頻器 SF控制變頻器 5． 按照用途分類 通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 選擇變頻器規(guī)格 變頻器產(chǎn)品說明書都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。 5． 智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。 的剛性導(dǎo)軌之間。 14． 井道高度 (mm)由井道底面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之垂直距離。 3． 轎廂形式有單或雙面開門及其他特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎處理，顏色的選擇，對電話的要求等等。 2． 轎廂和廳門 ： 轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成 ； 廳門一般有封閉式、中分式、雙折式，雙折中分式和直分式等。但是更新需要大量資金，對使用單位來說有一定困難，所以對電梯進(jìn)行局部改造是經(jīng)濟(jì)的、實際的。 PLC 控制電梯的優(yōu)點 1． 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提高。大多數(shù) PLC采濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身 事故 [1]。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第一章 前言 繼電器組成的順序控制系統(tǒng) 是最早的一種實現(xiàn)電梯控制的方法。 PLC 處理速度快，可靠性高，能夠保證電梯正常、安全、可靠地運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)電梯系統(tǒng)自身的工作狀態(tài)要求，進(jìn)行電梯系統(tǒng)的 PLC軟件開發(fā)，通過軟件開發(fā)的特點，結(jié)合 PLC自身的控制規(guī)律，設(shè)計出可實現(xiàn)一定功能的 PLC電梯控制系統(tǒng)。 2． 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 3． PLC有較高的易操作性，它 具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易發(fā)生操作的錯誤。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。電動機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電交流變工藝流程以濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。調(diào)速系統(tǒng)采用交流變頻調(diào)速，在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確的停車性能，滿足乘客的舒適感和保證平層精度（即準(zhǔn)確停車），并能節(jié)約大量電能。 5． 急停按鈕，裝于轎廂司機(jī)操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。 8． 額定速度 (m/s)制造和設(shè)計所規(guī)定的