【文章內(nèi)容簡介】 所示。 大型復雜產(chǎn)品，機械部分相當于人的軀體，電器部分相當于人的神經(jīng)。機與電的高度合一，使電梯成了現(xiàn)代科學技術的綜合產(chǎn)品 .對于電梯的結(jié)構(gòu)而言，傳統(tǒng)的方法是分為機械部分和電氣部分，但以功能系統(tǒng) 來描述，則更能反映電梯的特點。下面簡單介紹電梯機械部分的結(jié)構(gòu)，而我們的主要目的是怎樣來控制它。 （ 1）曳引系統(tǒng) 高等職業(yè)學院 10 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。 曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪、反繩輪組成。 （ 2）導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。 （ 3）轎廂 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 轎廂由轎廂架和轎廂體組成。 (4）門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。 門系統(tǒng)由轎廂門 ,層門 ,開門機 ,門鎖裝置組成。 （ 5）重量平衡系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。 （ 6）電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。 電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng) ,速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。 （ 7）電氣控制系統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。 電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層 器等組成。 （ 8）安全保護系統(tǒng) 保證電梯安全使用 ,防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。 高等職業(yè)學院 11 由電梯限速器、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關裝置組成。 電梯的主要電氣設備 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。圖 32為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括 PLC 主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。 系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號 通過 PLC輸入接口送入 PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。 (1）曳引電動機： 齒輪曳引系統(tǒng)作為電梯的提升機構(gòu)，主要由驅(qū)動電動機、電磁制動器（也稱電磁抱閘）、減速器及曳引輪組成。 (2）自動門機 用來完成電梯的開門與關門：電梯的門由廳門（每層站一個）和轎門高等職業(yè)學院 12 （只有一個）。只有當電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門、轎門全部關閉后才允許啟動運行（檢修狀態(tài)時，可以在不關門的狀態(tài)下運行）。 (3）層樓指示 層樓指示也叫層顯，過去常由低壓燈泡構(gòu)成，安裝在每層站廳門的上方和轎廂內(nèi)轎門的上方；現(xiàn)多由數(shù)碼管或 LED 點陣結(jié)構(gòu)組成，與呼梯盒、運行方向指示做成一體結(jié)構(gòu)。 (4）呼梯盒 呼梯盒也叫呼喚按鈕或外呼盒，用以在每層站召喚電梯。常安裝在廳門外，離地 1m左右的墻壁上?；九c頂站只有一個按鈕，中間層站由上呼和下呼兩個按鈕組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮時表示呼梯信號已經(jīng)被接收并記憶；當電梯滿足呼梯要求并停層開門時，呼梯記憶燈熄滅?；镜暮籼莺猩?，常帶有鑰匙開關，供電梯管理員開關電梯。 (5）操縱箱 操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供 司機及乘客對電梯發(fā)布動作指令。操縱箱上設有與電梯層數(shù)相同的內(nèi)層選按鈕（帶指示記），上、下行啟動按鈕 (帶上、下行指示記憶燈，檢修時用 )，開、關門按鈕，急停按鈕，電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關（選擇電梯是自動運行還是檢修狀態(tài)）以及風扇、照明等的控制開關。 (6）平層及開門裝置 該裝置由磁鐵板和上、下平層感應器 1KR、 2KR 組成。上行時， 1KR首先插入隔鐵磁板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至 2KR 插入隔磁鐵板時，發(fā)出停車及開門信號，電機停轉(zhuǎn)，機械抱閘；下行時， 2KR 首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號至 1KR插入隔磁鐵板時， 發(fā)出停車及開門信號。 (7）停層裝置 高等職業(yè)學院 13 在電梯的井道內(nèi)每層站裝有一只磁鐵板，當轎廂運動到相應層站時，磁鐵板插入平層感應器內(nèi)，以此檢測電磁所處位置和產(chǎn)生平層信號。 (8）安全窗及其開關，安全鉗及其開關，限速器及其開關，上、下行限位開關，上、下行強迫停止開關，極限開關。 電梯的轎廂頂部開有安全窗，供緊急情況下疏散乘客，當安全窗打開時，電梯不允許運行。安全鉗是為防止電梯曳引鋼繩斷裂及超速運行的機械裝置，用以在上述情況下將轎廂挾持在導軌上。限速器時用以檢查電梯運行速度的機械裝置，當電梯超速運行時，限速器動作，帶動安全 鉗使電梯停止運行。以上三種裝置的動作通過其相應開關來檢測。當電梯運行至上、下極限位置時仍不停車，上、下限位開關 SQ SQ2 動作，發(fā)出停車信號，若仍不能停車，將壓下上、下強迫停止開關，強制電梯停止運行；若還不能停車，將通過機械裝置帶動極限開關 SQ0 動作切斷電梯曳引電動機的電源，以達到停車目的，避免電梯出現(xiàn)沖頂與礅底事故。 電梯工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂與對重（又稱配重），纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運 動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中產(chǎn)生偏斜或擺動。常閉式制動器在電動機工作時間松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其它載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和 所在樓層位置。從而，保證了電梯正常工作運行的安全。 高等職業(yè)學院 14 控制方案選擇 控制系統(tǒng)采用 PLC 為信號處理裝置，采用變頻器提供變頻信號驅(qū)動電動機。 PLC 對控制系統(tǒng)各種輸入及反饋信號進行分析后，向變頻器發(fā)出速度給定信號和正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及啟動和停車命令信號?？刂葡到y(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 33所示。 為了保證速度控制的精度及低速運行時變頻器輸出電流不減小，使得電動機輸出的電磁轉(zhuǎn)矩仍能滿足負載機械的要求，變頻器和電動機之間通過軸編碼器引入了速度閉環(huán)，從而使得變頻器工作于閉環(huán)編碼器反饋矢量控制方式，該控制方式的優(yōu)點是電動機零速時 仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負載能力；速度控制的精度更高；速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能得到改善。 電梯的硬件設計 本設計按四層電梯為例有 22個輸入信號， 20個輸出信號，選擇 S7200可編程控制器不能滿足需要。還需要加擴展模塊 1。 CPU 模塊的 I/O 配置及地址分配見表 31，電梯 PLC 硬件接線如圖 34 所示， I/O 點分配見表32。 表 31 CPU模塊的 I/O配置及地址分配 主機 模塊 0 模塊 1 模塊 2 模塊 3 高等職業(yè)學院 15 CPU226 8IN 4IN/4OUT 4AI/1AQ 4AI/1AQ AIWO AQWO AIW8 AIW2 AIW10 AIW4 AIW12 AIW6 AIW14 高等職業(yè)學院 16 圖 34 電梯 PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖（ 1） 高等職業(yè)學院 17 表 32 PLC控制系統(tǒng) I/O分配表 輸入元件 輸出元件 K 門鎖輸入行 KM1 開門繼電器 SB1 開門按鈕 KM2 關門繼電器 SQ1 開門限位 KM3 上行繼電器 SB2 關門按鈕 KM4 下行繼電器 SQ2 關門限位 E1 上行指示燈 SQ3 上行限位 E2 下行指示燈 SQ4 下行限位 E3 1層指示燈 SB3 1樓內(nèi)選 E4 2 層指示燈 SB4 2樓內(nèi)選 E5 3層指示燈 SB5 3樓內(nèi)選 E6 4層指示燈 SB6 4樓內(nèi)選 E7 1層內(nèi)選指示燈 1SB1 1樓上行 E8 2層內(nèi)選指示燈 2SB1 2樓上行 E9 3層內(nèi)選指示燈 3SB1 3樓上行 E10 4層內(nèi)選指示燈 2SB2 2樓下行 E11 1樓上呼記憶燈 3SB2 3樓下行 E12 2樓上呼記憶燈 4SB2 4樓下行 E13 3樓上呼記憶燈 1KR 1樓感應器 E14 2樓下呼記憶燈 2KR 2樓感應器 E15 3樓下呼記憶燈 3KR 3樓感應器 E16 4樓下呼記憶燈 4KR 4樓感應器 變頻正轉(zhuǎn) 5KR 平層樓感應器 變頻反轉(zhuǎn) 一速控制 二速控制 三速控制 高等職業(yè)學院 18 變頻器的設置 . 變頻器的工作方式 變頻器的工作方式設定為 外部模擬電壓控制的工作方式。操作臺上的主令控制器通過傳動裝置與一個滑動電位器相連，司機通過操作臺上的主令控制器給出 10V～ +10V模擬電壓信號，此信號經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后再送入 PLC，經(jīng)過 PLC 處理后再送入 D/A 轉(zhuǎn)換器變換為 0～ 10V 模擬電壓，然后再送入變頻器的模擬電壓輸入端 AIN1。變頻器的開關量輸入共有三個，分別為正轉(zhuǎn) /停 (數(shù)字輸入 DIN1)、反轉(zhuǎn) /停（數(shù)字輸入 DIN2）、急停（數(shù)字輸入DIN3），變頻器有一個故障開關量輸出信號 (數(shù)字輸出 1） ，此信號進 PLC處理。 . 變頻器的停車和制動功能 （ 1） OFF1 這一命令使變頻器按照選定的斜坡下降速率減速并停止轉(zhuǎn)動。斜坡下降時間的參數(shù)設置見 P1121。 ON 命令和后繼的 OFF1 命令必須來自同一信號源。 OFF1 可以同時具有直流注入制動或動力制動功能。 （ 2） OFF2 這一命令使電動機依慣性滑行，最后停車。 （ 3） OFF3 OFF3 命令使電動機快速地減速停車。 在設置了 OFF3 的情況下，為了起動電動機，二進制輸入端必須閉合 (高電平 )。 OFF3 為高電平，電動機才能起動并用 OFF1 或 OFF2 方式停車。如果 OFF3 為低電平，電動機就不能 起動。斜坡下降時間的參數(shù)設置見 P1135。 OFF3 可以同時具有直流制動功能。 （ 4）直流注入制動 直流注入制動可以與 OFF1 和 OFF3 同時使用。向電動機注入直流電流時，電動機將快速停止。 高等職業(yè)學院 19 （ 5）動力制動 動力制動即串入外部耗能電阻制動。電動機在工作頻率下降過程中，將處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能要反饋到直流電路中，使直流電壓UD不斷上升，甚至可能達到危險的地步。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使 UD保持在允許范圍內(nèi)。制動電阻 RB就是用來消耗這部分能量的。 變頻器的參數(shù)設置 1）恢復變頻器工廠默認值。設定 P0010=30和 P0970=1，按下 P鍵，開始復位，復位過程大約需要 3min,結(jié)果可使變頻器的參數(shù)恢復到工廠默認值。 2）設置電動機參數(shù)。本例設計電梯的額定載重量為 1000kg，額定速度為 ，大約能承載 13人。為了使電動機與變頻器相匹配，需要設置電動機參數(shù)。電梯運行的受力情況比較復雜。 曳引電動機的容量一般可按靜功率的經(jīng)驗公式計算： 一般選擇電機的額定功率總是略大于計算值，因為還須考慮轎廂運行產(chǎn)生的附加阻力及滿載轎廂啟動等 因素。 故電動機型號為 YTD225S，電動機參數(shù)設置見表 置完成后，設 P0010=0，變頻器當前處于準備狀態(tài)，可正常運行。 3）設置數(shù)字輸入控制端口參數(shù)，見表 34。 表 33 電動機參數(shù)設置 參數(shù)號 設置號 說明 P003 1 1 設用戶訪問級為標準級 P0010 0 1 快速調(diào)試 P0100 0 0 工作地區(qū)：功率 KW 表示，頻率為 50Hz 高等職業(yè)學院 20 P0304 230 380 電動機額定電壓（Ｖ） P0305 電動機額定電流（Ａ） P0307 電動機額定功率（ kw） P0308 0 電動機額定功率因數(shù)（ cosψ） P0310 50 50 電動機額定頻率（ Hz） P0311 0 2800 電動機