【文章內容簡介】 他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較（1）繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和“硬”線連接，為全硬件控制。PLC內部大部分采用“軟”電器、“軟”接點和“軟”線連接，為軟件控制；（2）繼電接觸控制系統(tǒng)體積大。PLC控制系統(tǒng)結構緊湊，體積??；（3）繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢。PLC內部全為“軟接點”，動作快；（4）繼電接觸控制功能改變，須拆線、接線乃至更換元器件，比較麻煩。PLC控制功能改變，一般僅需修改程序即可，極其方便；（5）PLC控制系統(tǒng)的設計、施工與調試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短；（6）PLC控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強；（7）PLC的應用范圍比繼電接觸控制的要廣泛；（8）PLC可靠性比繼電接觸控制的高。PLC與微型計算機的比較（1）PLC輸出輸入口較多，中大型PLC輸出輸入口更多，便于多路多點控制；（2）PLC編程簡便，因為PLC是采用易于用戶理解、接收和使用的梯形圖編程語言，指令較少。而計算機使用匯編語言或其他高級語言編程，比PLC編程復雜；（3）PLC可靠性高，因為PLC是為工作環(huán)境條件比較惡劣的工業(yè)控制設計的；（4）PLC技術較容易掌握，使用維護方便，對使用者的技術水平要求比使用計算機時低；（5）PLC采用掃描方式工作，加之其他原因，PLC輸入輸出響應比計算機慢；（6）PLC體積較小，調試周期短。 課題研究對PLC的選擇電梯PLC控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運動的機械選層器。電梯運行過程中，轎廂所處樓層位置如何檢測，PLC軟件如何根據(jù)給定的輸入信號及運行條件判斷或計算樓層數(shù)，是電梯正常運行的首要問題，是正確定向和選層換速的前提。根據(jù)電梯選擇的轎廂樓層位置檢測法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器，本設計選擇了三菱公司生產(chǎn)的FX2N系統(tǒng)PLC。FX2N系統(tǒng)PLC具有以下幾方面的優(yōu)點：① FX2N配置靈活，除主機單元外，還可擴展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。② FX2N指令功能豐富，有各種指令107條，且指令執(zhí)行速度快。③ FX2N PLC可用內部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時器T，寄存器D，計數(shù)器C的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計數(shù)器(C251等)能接受脈沖編碼器脈沖。④ FX2N PLC的編程，可用編程器，也要以在PC機上使用三菱公司的專用編程軟件包MELSE MEDOC進行。編程語言可用梯形圖或指令表。尤其是可用PC機對系統(tǒng)實時進行監(jiān)控。為調試和維護提供了極大的方便。 變頻器的相關介紹 變頻器的定義變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。 通用變頻器概況（1）容量不斷擴大 80年代初采用的BJT的PWM變頻器實現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達到了600KVA，400KVA以下的已經(jīng)系列化。前幾年主開關器件開始采用IGBT，僅三、四年的時一間，IGBT變頻器的單機容量已達1800KVA，隨著IGBT容量的擴大，通用變頻器的容量也將隨之擴大。（2）結構的小型化 變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術，結構設計上采用“平面安裝技術”等一系列措施，促進了變頻電源裝置的小型化。（3）多功能和智能化電力電子器件和控制技術的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是微機的應用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。（4）應用領域不斷擴大 通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實現(xiàn)了多功能化和高性能化，進而使之對各類生產(chǎn)機械、各類生產(chǎn)工藝的適應性不斷增強。 課題研究對變頻器的選擇目前，有為電梯控制而設計的專用變頻器，其功能較強，使用靈活，但其價格昂貴，因此可以采用通用型變頻器，通過合理設計，可使其達到專用變頻器的控制效果。為了滿足電梯控制上的要求，參數(shù)設置比專用型變頻器要復雜得多。本設計方案沒有采用專用變頻器，而是選用了安川VS616G5型全數(shù)字變頻器，它具有磁通矢量控制、轉差補償、負載轉矩自適應等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負載頻繁變化地場合。 安川VS616G5變頻器簡介VS616G5變頻器的主要性能（1）磁通矢量控制使任何類型的負載都可在低速下平穩(wěn)啟動VS616G5具有全頻域磁通電流矢量控制的特點。它是根據(jù)現(xiàn)代控制理論，采用磁通檢測和神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術，直接控制電機的轉矩。它在低速下(1％額定轉矩)即使不采用PG反饋，也可提高啟動轉矩和無故障運行，當增加PG控制時，可以實現(xiàn)零速高轉矩控制。（2）可靠的力矩控制VS616G5是通過精確的力矩控制功能來控制輸出力矩的。萬一發(fā)生故障時，也能確保無沖擊安全運行。VS616G5在傳送帶和重型傳輸機械的應用中證明了它的耐久性和完美的性能。（3）寬調速范圍的精確控制VS616G5即使在負載變動條件下，也具有全速范圍高精度運行的特點。（4）優(yōu)秀的伺服響應帶PG反饋時，需要選用PG速度控制卡。VS616G5變頻器的特點（1）包括電流矢量控制在內的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化；（2）有豐富的內藏與選擇功能；（3）由于采用了最新式的硬件，因此功能全、體積??；（4）保護功能完善，維修性能好；（5）通過LCD操作裝置，可提高操作性能。VS616G5變頻器的標準規(guī)格電壓200V400V容量范圍 ~ 10KVA ~ 460KVA電源電壓頻率200V： 三相 200/208/220V 400V： 三相 380/400/415/440/460V電壓允許變動+10% ~ 15%頻率允許變動177。5%控制方式正弦波PWM控制：無傳感器矢量控制（無PG） 帶傳感器矢量控制（帶PG） v/f控制帶傳感器 v/f控制（用參數(shù)切換）控 制 特 性啟動轉矩150%/1 HZ(無PG) 150%/0 r/min(帶PG)速度控制范圍1：100（無PG） 1：1000（帶PG）速度控制精度177。%（無PG） %（帶PG）速度響應5HZ(無PG) 30HZ(帶PG)轉矩極限有轉矩精度177。5%轉矩響應20HZ(無PG)以上 150HZ(帶PG)以上頻率控制范圍 ~ 400HZ頻率精度（溫度變動）數(shù)字式指令177。%（10 ~ +40C）模擬指令177。%（25C ~ 177。10C）頻率設定分辨率（運算分辨率）輸出頻率分辨率過載量額定輸出電流的150%/min控 制 特 性頻率設定信號10V10V 010V 420mA加減速時間制動轉矩約20%帶制動選擇150%抑制高次諧 波 電源直流電抗器200V 24KVA 400V 26KVA一下可選擇12相整流不能變動主要控制功能瞬停再啟動，下降控制，轉矩控制，零點伺服控制等操作設置16自X2線日語液晶顯示器接通插件板可選擇10種（最多可裝3塊）保護功能電機保護，變頻器過載，瞬間過電流，電壓下降，過電壓，輸入缺相表21 VS616G5變頻器的標準規(guī)格參數(shù)功用A組確定控制模式B組選擇運動功能C組確定加減時間及轉矩補償時間D組選擇頻率E組確定運行壓頻曲線F組保護設置H組確定偏壓標準表22 變頻器參數(shù)第3章 硬件設計 電梯系統(tǒng)及主電路圖 電梯的硬件系統(tǒng)由操縱盤、門廳信號、PLC、變頻器、調速系統(tǒng)構成，系統(tǒng)結構圖如31所示，圖中變頻器只完成調速功能，而邏輯控制部分由PLC完成。PLC負責處理各種信號的邏輯關系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將自身的工作狀態(tài)返回PLC形成雙向聯(lián)絡關系。系統(tǒng)還配置了與電動機同軸連接旋轉編碼器及PG卡，完成速度檢測及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此系統(tǒng)還必須配置制動電阻，當電梯減速運行時，電動機處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。轎廂操縱廳門信號P