【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)確位置。通常電梯系統(tǒng)的位置信號是靠設(shè)置在井道中的位置開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。(2)轎廂的平層與停車轎廂運(yùn)行后需要確定停車樓層，平層是指停車時轎廂底與門廳地面齊平，不過在實(shí)際中無法達(dá)到百分之百的精確，通常都有平層誤差規(guī)定。平層停車過程需在轎廂底與所停樓層的地面相平之前開始，先要開始減速，然后再制動，以減小沖擊，提高平層停車的精確度和乘客的舒適感[16]。 硬件選型 變頻器的概述及選型 (1)變頻器的概述上個世紀(jì)80年代初，通用變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近 20 年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 兩個大發(fā)展過程。這期間變頻器的容量不斷增大、體積越來越小、功能越來越多也更加的智能化，使得變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大[20]。(2)變頻器的選型★變頻器容量計(jì)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(jì)算。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。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率為: (31)其中為摩擦力，可忽略不計(jì)[17]。電機(jī)功率P1，變頻器功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對于P2留有安全裕量，可取?！镒冾l器制動電阻參數(shù)的計(jì)算由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過程中會產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動功能。雖然帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過逆變器能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但造價太高。如果采用能耗制動方式通過制動單元將再生能量消耗在制動電阻上，成本較低且具有良好的使用效果。能耗制動電阻 Rz 的大小應(yīng)使得制動電流工作時的值不超過變頻器額定電流的一半，即 (32)續(xù)長期工作，因此其功率可以大大小于通電時消耗的功率[22]?！镒冾l器的選型電梯的調(diào)速除了對一般的工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能的要求外，其舒適度的指標(biāo)通常也要考慮。本設(shè)計(jì)中保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行并保證舒適感的關(guān)鍵是電梯的拖動調(diào)速系統(tǒng)?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)最終選用ORMON 3G2JV型變頻器。 位置檢測元件的選型(1)用干簧感應(yīng)器或其它位置開關(guān)干簧感應(yīng)器如圖33所示。1干簧管；2常閉觸點(diǎn)；3轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)；4常開觸點(diǎn)；5永久磁鐵；6隔磁圖33 干簧感應(yīng)器干簧感應(yīng)器就是在U型槽的兩側(cè)分別放置干簧管與永久磁鐵。當(dāng)隔磁板沒有插入U型槽內(nèi)時，那么磁場作用下的常閉觸點(diǎn)3閉合；隔板插入U型槽時，永久磁鐵磁場經(jīng)過隔磁板和空氣間隙形成閉合磁路。那么，在簧片的彈性作用下，觸點(diǎn)3常開，4則閉合。于是根據(jù)電梯的控制要求，可將傳感器安裝在轎廂的頂部，隔磁板固定于井道相應(yīng)位置的導(dǎo)軌上。采用這種方法具有直觀、簡單的優(yōu)點(diǎn)，但是因?yàn)槊繉佣夹枰粋€感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，就會占用過多的PLC輸入點(diǎn)[15]。(2)用雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)該方法需要對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，較麻煩。雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)如圖34所示。圖34 雙穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān)(3)采用旋轉(zhuǎn)編碼器目前的PLC一般都具有專用計(jì)數(shù)單元或高速脈沖輸入端，所以為獲取電梯運(yùn)行的準(zhǔn)確位置，可采用編碼器。編碼器可以直接與PLC高速脈沖輸入端相連，利用PLC內(nèi)置24V直流電源作為其電源。編碼器實(shí)物和原理如圖35所示。圖35 旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)物圖及工作原理旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式測量裝置，安裝于被測軸上并隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，用來測量轉(zhuǎn)動量(主要為轉(zhuǎn)角)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸出信號。電梯的轎廂所處的位置及運(yùn)行速度用碼盤來檢測，檢測所得的位置及速度作為位置反饋信號和速度指示信號。旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸與曳引電動機(jī)轉(zhuǎn)軸直接相連，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，編碼器輸出與轉(zhuǎn)動量對應(yīng)的脈沖數(shù)，通過累積脈沖數(shù)可以直接計(jì)算出轎廂對應(yīng)的位置行程，從而確定電梯運(yùn)行時轎廂所處的樓層位置，進(jìn)而確定出換速點(diǎn)、開門地點(diǎn)、到站停車點(diǎn)等[21]。綜上所述，旋轉(zhuǎn)編碼器有明顯優(yōu)于其它兩種方法的優(yōu)勢，故本系統(tǒng)采用此法。 PLC的概述及選型 (1)PLC的概述PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時和算式運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。 PLC具有以下特點(diǎn)①高可靠性，強(qiáng)抗干擾能力②配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng)③重量輕、體積小、能耗低④系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造的工作量小，維護(hù)方便，易改造⑤學(xué)用容易，深受歡迎[18]。(2)PLC的選型本系統(tǒng)按照5層電梯進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)控制要求，共需輸入點(diǎn)數(shù) 33 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)29點(diǎn)，考慮大約12%的裕量。另外，由于要采用旋轉(zhuǎn)編碼器定位，需要 PLC 具有高速脈沖輸入，故最終選擇西門子 S7200 系列 CPU226 PLC 為主機(jī)，并配以 EM223DC24V數(shù)字量16輸入/16輸出擴(kuò)展模塊。CPU226的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為24入/16 出，EM223為16 入/16出，形成輸入點(diǎn)數(shù)共40點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)32點(diǎn)，滿足系統(tǒng)要求。如圖36為PLC實(shí)物圖。圖36 PLC實(shí)物圖 電梯控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)是采用ORMON 3G2JV型變頻器和西門子S7200 型 PLC 組成的頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng),電氣控制硬件框圖如圖37所示。圖37控制系統(tǒng)框圖它由曳引電機(jī)、門電機(jī)、變頻器、可編程控制器 PLC 及其他電氣元件構(gòu)成。電梯的調(diào)速部分選用高性能的矢量控制變頻器,利用光電編碼器測量曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)速,構(gòu)成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。電路的邏輯部分由 PLC 來實(shí)現(xiàn), PLC 接受來自現(xiàn)場的呼叫、轉(zhuǎn)速、樓層、位置等信號。發(fā)給調(diào)速系統(tǒng)的速度信號、門機(jī)的開關(guān)門信號、樓層顯示及呼叫顯示信號[18]。 PLC 控制系統(tǒng)的系統(tǒng)配置及 I/O 地址分配本系統(tǒng)為5 層電梯設(shè)計(jì)，根據(jù)控制要求，共需輸入點(diǎn)數(shù) 33 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)29 點(diǎn)，考慮10%15%的裕量。另外，由于要采用旋轉(zhuǎn)編碼器定位，需要 PLC 具有高速脈沖輸入，故最終選擇西門子 S7200 系列 CPU226 PLC 為主機(jī)，配以 EM223DC24V 數(shù)字量 16入/16出擴(kuò)展模塊。CPU226S 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為 24 入/16 出，EM223 為 16 入/16 出，共形成輸入點(diǎn)數(shù) 40 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù) 32 點(diǎn)，滿足系統(tǒng)要求，其地址編號如圖38所示。圖38 PLC 主機(jī)、擴(kuò)展模塊 I/O 分配PLC 輸入信號有：外呼按鈕、內(nèi)選按鈕、旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號、限位開關(guān)、轎廂開/關(guān)按鈕、手動開關(guān)等。輸出信號有：外呼信號指示、內(nèi)選信號指示、電梯上/下行信息、樓層顯示信息、變頻器控制信號、語音提示信號等。輸入/輸出信號的具體分配如表31 所示。表31 I/O 地址分配表PLC輸入點(diǎn)電梯實(shí)物內(nèi)部接口（I/O）PLC輸入點(diǎn)電梯實(shí)物內(nèi)部接口（I/O）編碼器高速計(jì)數(shù)輸入 A 相RH編碼器高速計(jì)數(shù)輸入 B 相RL轎廂安全開關(guān)STF底層外呼上按鈕STR一層外呼下按鈕關(guān)門驅(qū)動一層外呼上按鈕開門驅(qū)動二層外呼下按鈕底層外呼上指示二層外呼上按鈕一層外呼上指示三層外呼下按鈕一層外呼下指示三層外呼上按鈕二層外呼上指示四層外呼下按鈕二層外呼下指示四層外呼上按鈕三層外呼上指示五層外呼下按鈕三層外呼下指示下基準(zhǔn)限位開關(guān)四層外呼上指示下極限限位開關(guān)四層外呼下指示檢修開關(guān)五層外呼下指示手動開門按鈕顯示驅(qū)動 A手動關(guān)門按鈕顯示驅(qū)動 B手動上行按鈕顯