【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 —14，各層門廳按鈕，除一層只設(shè)置上升按鈕，十四層只設(shè)置下降按鈕外，其他樓層設(shè)置上升和下降按鈕。4)樓層顯示用 7 段 LED 顯示器實(shí)現(xiàn)顯示。5)電梯的升降由交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文15第四章 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)主要包括電梯拖動(dòng)系統(tǒng)的控制和電梯邏輯系統(tǒng)的控制。電梯拖動(dòng)控制部分主要包括電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎廂開(kāi)關(guān)電路，其性能對(duì)電梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響。電梯邏輯控制部分則是由控制部分的核心器件 PLC、呼叫按鈕、傳感器、控制繼電器、指示燈組成。PLC 是電梯可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，是電梯控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度的重要標(biāo)志。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)控制主要以電梯運(yùn)行速度為控制目標(biāo)，針對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)的不同調(diào)速方式構(gòu)成閉環(huán)或開(kāi)環(huán)的速度控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。電梯的邏輯系統(tǒng)控制主要以電梯調(diào)度為控制目標(biāo),以電梯空間距離和時(shí)間間隔的嚴(yán)密配合的依據(jù)，利用直接或間接控制手段,完成電梯運(yùn)行過(guò)程的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)電梯服務(wù)運(yùn)行的安全、高效和舒適。 本設(shè)計(jì)針對(duì)十四層電梯裝置,高 30m,每層高 ,其電氣控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、曳引電動(dòng)機(jī)、門電動(dòng)機(jī)、安全裝置、井道裝置、轎箱操縱盤、廳外操作盒、層樓指示器等組成。系統(tǒng)主要控制要求如下：；2.內(nèi)指令和外召喚信號(hào)的登記、消除及顯示；；；5. 轎箱到達(dá)層樓位置指示；。通過(guò)分析電梯的控制要求，首先選擇合適的PLC 和變頻器。 PLC 是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，它對(duì)保證系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量是至關(guān)重要的。變頻器是電梯拖動(dòng)系統(tǒng)電梯調(diào)速的核心部件，對(duì)系統(tǒng)的調(diào)速性能影響很大。 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC的選型為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根據(jù)電梯控制方式與輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來(lái)確定 PLC 的機(jī)型。本系統(tǒng)為十四層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下：1．輸入/輸出點(diǎn)的估算：第四章 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16采用 PLC 構(gòu)成十四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕和指示燈，二層到十三層有上升呼叫按鈕和指示燈以及下降呼叫按鈕和指示燈，十四層有下降呼叫按鈕和指示燈。一至十四層有到位行程開(kāi)關(guān)。電梯內(nèi)有一至十四層呼叫按鈕和指示燈；電梯開(kāi)門和關(guān)門按鈕；電梯開(kāi)門和關(guān)門分別通過(guò)電磁鐵 KM3 和 KM4 控制；關(guān)門到位由行程開(kāi)關(guān) ST1 檢測(cè)；開(kāi)門到位由行程開(kāi)關(guān) ST2 檢測(cè)。轎廂上行和下行由接觸器 KM1 和 KM2 控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。進(jìn)而估算出輸入點(diǎn)共有 58 點(diǎn)，輸出點(diǎn)共有 64 點(diǎn),總共 122 點(diǎn)。2. 內(nèi)存容量的估算用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫(xiě)水平等因素有關(guān)。因此在用戶程序編寫(xiě)前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算。本系統(tǒng)有開(kāi)關(guān)量 I/O 總點(diǎn)數(shù)有 122 點(diǎn)，模擬量 I/O數(shù)為 0 個(gè)。利用估算 PLC 內(nèi)存總?cè)萘康挠?jì)算公式：所需總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量 I/O 總點(diǎn)數(shù)(10 ～15)+ 模擬量 I/O 總點(diǎn)數(shù)(150～250)再按 30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約 1K 字節(jié)的內(nèi)存容量。綜合 I/O 點(diǎn)數(shù)以及內(nèi)存容量，選擇 FX2N—128MR CPU 足以滿足要求。 變頻器的選擇電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。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)行見(jiàn)圖 41 所示，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?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川 VS_616G5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(shí)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(chǎng)合。另外，616G5 變頻器的起動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的 S 曲線和零頻仍可輸出 150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá) %，使得電梯運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無(wú)須配專用電機(jī)，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文17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)。采用高性能IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 VS一 616G5型變頻器簡(jiǎn)介一、616G5 型變頻器的特點(diǎn)VS_616G5 型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的 21 世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。VS_616G5 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。2)有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。4)保護(hù)功能完善、維修性能好。5)通過(guò) LCD 操作裝置，可提高操作性能。VS_61665 變頻器的參數(shù)圖 41 電梯運(yùn)行曲線a / vva0 t 1 t 2 t 3 t 4t 5t 6 t第四章 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18616G5 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。表 43 變頻器參數(shù)參數(shù) 功用A組 確定控制模式B組 選擇運(yùn)動(dòng)功能C組 確定加減時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間D組 選擇頻率E組 確定運(yùn)行壓頻曲線F組 保護(hù)設(shè)置H組 確定偏壓標(biāo)準(zhǔn)表 44 616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格最大輸出電壓 3相,200/208/220/230V(對(duì)應(yīng)于輸入電壓)額定輸出頻率 最大 400Hz輸出特性額定輸入電壓和頻率3 相，200/208/220V 50Hz200/208/220/230V 60Hz允許電壓波動(dòng) +10%，15%220V級(jí)電源允許頻率波動(dòng) 177。5%最大輸出電壓 3相,380/400/415/440/460V(對(duì)應(yīng)于輸入電壓)額定輸出頻率 最大 400Hz輸出特性額定輸入電壓和頻率3相,380/400/415/440/460V 5060Hz允許電壓波動(dòng) +10%，15%400V 級(jí)電源允許頻率波動(dòng) 177。5%控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG反饋的 V/F控制、開(kāi)環(huán)矢量、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。0. 2%(帶 PG，177。0. 02%)速度響應(yīng) 5Hz(帶 PG, 30Hz)力矩限制 可采用(參數(shù)設(shè)定：4 級(jí)可變)力矩精度 177。5%力矩響應(yīng) 20Hz(帶 PG, 40Hz)控制特性頻率控制范圍 0. 1～400Hz吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文19數(shù)字指令:0. 01% ( 10 0C～+40 ℃)頻率控制精度模擬指令:% (250℃～177。10 ℃)第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算20第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算 電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖 51 所示。圖中 M1，M2 為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器 KM1~KM4 通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2 為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開(kāi)主電路。FU1 為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。圖 51 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文21 PLC的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。2)保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等） ，也能正常工作。3)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。4)適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇 PLC、輸入/輸出模塊、I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算22 輸入/輸出點(diǎn)分配該系統(tǒng)占用 PLC 的 122 個(gè) I/O 口， 58 個(gè)輸入點(diǎn)，64 個(gè)輸出點(diǎn)，具體的I/O 分配如表 51 所示。表 51 I/O 分配表 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn)X001 外呼按鈕 1 上升 SB1 Y000 KM1 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)X002 外呼按鈕 2 上升 SB2 Y001 KM2 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)X003 外呼按鈕 2 下降 SB3 Y002 KV 線圈及故障X004 外呼按鈕 3 上升 SB4 Y003 上行指示X005 外呼按鈕 3 下降 SB5 Y004 下行指示X006 外呼按鈕 4 上升 SB6 Y005 開(kāi)門指示X007 外呼按鈕 4 下降 SB7 Y006 關(guān)門指示X010 外呼按鈕 5 上升 SB8 Y007 1 樓上升外呼指示X011 外呼按鈕 5 下降 SB9 Y010 2 樓上升外呼指示X012 外呼按鈕 6 上升 SB10 Y011 2 樓下降外呼指示X013 外呼按鈕 6 下降 SB11 Y012 3 樓上升外呼指示X014 外呼按鈕 7 上升 SB12 Y013 3 樓下降外呼指示X015 外呼按鈕 7 下降 SB13 Y014 4 樓上升外呼指示X016 外呼按鈕 8 上升 SB14 Y015 4 樓下降外呼指示X017 外呼按鈕 8 下降 SB15 Y016 5 樓上升外呼指示X020 外呼按鈕 9 上升 SB16 Y017 5 樓下降外呼指示X021 外呼按鈕 9 下降 SB17 Y020 6 樓上升外呼指示X022 外呼按鈕 10 上升 SB18 Y021 6 樓下降外呼指示X023 外呼按鈕 10 下降 SB19 Y022 7 樓上升外呼指示X024 外呼按鈕 11 上升 SB20 Y023 7 樓下降外呼指示X025 外呼按鈕 11 下降 SB21 Y024 8 樓上升外呼指示X026 外呼按鈕 12 上升 SB22 Y025 8 樓下降外呼指示X027 外呼按鈕 12 下降 SB23 Y026 9 樓上升外呼指示X030 外呼按鈕 13 上升 SB24 Y027 9 樓下降外呼指示X031 外呼按鈕 13 下降 SB25 Y030 10 樓上升外呼指示X032 外呼按鈕 14 下降 SB26 Y031 10 樓下降外呼指示X033 內(nèi)呼按鈕去 1 樓 SB27 Y032 11 樓上升外呼指示X034 內(nèi)呼按鈕去 2 樓 SB28 Y033 11 樓下降外呼指示X035 內(nèi)呼按鈕去 3 樓 SB29 Y034 12 樓上升外呼指示X036 內(nèi)呼按鈕去 4 樓 SB30 Y035 12 樓下降外呼指示X037 內(nèi)呼按鈕去 5 樓 SB31 Y036 13 樓上升外呼指示X040 內(nèi)呼按鈕去 6 樓 SB32 Y037 13 樓下降外呼指示X041 內(nèi)呼按鈕去 7 樓 SB33 Y040 14 樓下降外呼指示吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文23X042 內(nèi)呼按鈕去 8 樓 SB34 Y041 內(nèi)呼按鈕去 1 樓指示X043 內(nèi)呼按鈕去 9 樓 SB35 Y042 內(nèi)呼按鈕去