【文章內(nèi)容簡介】 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第三章 群控電梯硬件配置與選型 群控電梯硬件配置主要包括：直流減速電機、曳引電動機、位置檢測裝置、變頻器及PLC 的選型。 直流減速電機（如圖 31 所示）俗稱齒輪減速電機，主要是它在普通直流電機基礎(chǔ)上添加了配套齒輪減速箱。因為有齒輪減速箱的作用，所以擁有了更大的力矩、較低的轉(zhuǎn)速。 在本設(shè)計中直流減速電機的輸入電壓和轉(zhuǎn)速分別為 24V、 10 轉(zhuǎn)每分鐘 。直流減速電機的正反轉(zhuǎn)控制主要由繼電器互鎖控制完成，然后達到轎廂的開門、關(guān)門目的。 圖 31 直流減速電機 圖 32 三相交流異步電動機 群控電梯系統(tǒng)的曳引系統(tǒng)的動力源來源于 三相交流異步電動機 （如圖 32 所示）。因三相交流異步電動機能將電能轉(zhuǎn)換為機械能，因此，在工農(nóng)生產(chǎn)中，它是非常見的電氣設(shè)備 。三相交流異步電動機 具有工作狀態(tài)穩(wěn)定 、 結(jié)構(gòu)簡單易修理、體積小易安裝 、 維修 方便等優(yōu)點 ，因此，在很多工業(yè)場所都有著很重要的作用。 在本課題設(shè) 計中電梯的升降控制是通過三相交流異步電機及配套減速機構(gòu)驅(qū)動來實現(xiàn)的。 位置檢測裝置在電梯系統(tǒng)的設(shè)計過程中是用來檢測轎廂的運動位置以及樓層顯示，以便完成電梯高低速轉(zhuǎn)換過程及準(zhǔn)確平層?？?，即有樓層呼叫信號時，電梯轎廂高速運行，第一次檢測到指定樓層的定位傳感器時，轎廂低速運行，第二次檢測到信號后，轎廂停止xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 準(zhǔn)確平層。 在本設(shè)計中用到的電感式接近開關(guān)（如圖 33 所示） ,能夠?qū)崿F(xiàn)定位和減速功能 圖 33 電感式接近開關(guān) 變頻器 20 世紀(jì)末， 變頻 器 在工業(yè)生產(chǎn)中成為了不可缺少的電氣設(shè)備 ， 只要按照操作者要求，將變頻器設(shè)定好參數(shù)，機器就能按照設(shè)定參數(shù)運轉(zhuǎn) 。 另外，變頻器調(diào)速還具有靜態(tài)穩(wěn)定性好、運行效率高、調(diào)速范圍廣、經(jīng)濟效益高、性能強等優(yōu)點，如今，變頻器得到了更大的推廣。 本次課題設(shè)計中控制電梯拖動部分是西門子 MM440 型變頻器， MM440 變頻器主要是為了應(yīng)對更加廣泛的功能和更高動態(tài)響應(yīng)而專門設(shè)計出來的 。即使發(fā)生突然負載變化時 ， 這些高級矢量控制系統(tǒng) 仍然 可 以 確保高驅(qū)動性能。 另外，該 變頻器 擁有一個 集成制動斬波器， 無論是在 制動 還是 短減速斜坡期間， 照樣 能 以非常高的精度工作 。 因其有諸多優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于到電梯升降、食品生產(chǎn)工程、機械零配件生產(chǎn)等領(lǐng)域。 3. 變頻器的接線 西門子 PLC 與兩臺 MM440 變頻器面板接線圖如下： 1 號變頻器和 2 號變頻器中 Din1 端分別與 PLC 的 、 端口連接，主要實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)控制； 1 號變頻器和 2 號變頻器Din2 端為分別與 PLC 的 、 端口，主要實現(xiàn)電機的反轉(zhuǎn)控制連接； Din5 端分別與PLC 的 Q 端口連接，主要控制電機的速度，然后 L L L3 采用三相接線法，為電梯提供驅(qū)動電壓。具體接線如圖 34 所示 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 34 變頻器與 PLC 接線 為使 電梯控制系統(tǒng)能實現(xiàn)電梯上、下運行，而且能實現(xiàn)到達指定樓層有個速度變換的過程，即當(dāng)某樓層有呼叫信號時，電梯轎廂高速運行，第一次檢測到指定樓層的定位傳感器時，轎廂低速運行，第二次檢測到信號后，轎廂停止。為準(zhǔn)確平層，需要對變頻器的參數(shù)進行設(shè)置，變頻器參數(shù)設(shè)置如 表 31 所示 表 31 通用變頻器參數(shù)設(shè)定 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 PLC 的概述及選型 PLC 的概述 可編程序邏輯控制器是一種數(shù)字運算操作的電子裝置，專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的。因其有編程易學(xué)、 靈活方便 、 維修便利 、 通信功能強 、體積小、能耗低等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中顯得越來越重要。 PLC 的選型 根據(jù)實驗要求，這個群控電梯系統(tǒng)需要輸入點數(shù)共 22 個：廳外呼叫信號 6 個，內(nèi)呼信號 8 個，定位傳感器信號 8 個。 PLC 輸出點數(shù)共 24 個：兩臺電動機正、反轉(zhuǎn)共 4 個，兩臺電梯轎廂開門和關(guān)門共 4 個，共享外呼指示燈輸出共 6 個，兩臺電梯內(nèi)呼指示燈共 8 個，兩臺電梯速度運行 2 個。另外，需要組態(tài)軟件 WinCC 進行監(jiān)控，故選擇 S7300 即可。 系統(tǒng) I/O 分配及硬件接線圖 系統(tǒng) I/O 分配 根據(jù)本課題要求，群控電梯系統(tǒng) 需要輸入 信號 22 個 ,輸出 信號 24 個 ,因此 西門 子S7300 PLC 滿足 條件 ，其 中 CPU 選型 為 CPU315 ， 輸入 信號 模 塊的 型號為DI16xDC24VDI18xDC24V ，輸出 信號 模 塊 的 型 號 為 DO16xDC24V/ ，DO18xDC24V/。具體 I/O 地址要求，如表 32 所示 表 32 PLC 輸入 /輸出信號分配表 序號 輸入信號 I/O 地址 序號 輸出信號 I/O 地址 1 門廳 1 樓上呼按鈕 1 門廳 1 樓上呼燈 2 門廳 2 樓上呼按鈕 2 門廳 2 樓上呼燈 3 門廳 2 樓下呼按鈕 3 門廳 2 樓下呼燈 4 門廳 3 樓上呼按鈕 4 門廳 3 樓上呼燈 5 門廳 3 樓下呼按鈕 5 門廳 3 樓下呼燈 6 門廳 4 樓下呼按鈕 6 門廳 4 樓下呼燈 7 11 樓內(nèi)呼按鈕 7 11 樓內(nèi)呼燈 8 12 樓內(nèi)呼按鈕 8 12 樓內(nèi)呼燈 9 13 樓內(nèi)呼按鈕 9 13 樓內(nèi)呼燈 10 14 樓內(nèi)呼按鈕 10 14 樓內(nèi)呼燈 11 11 樓感應(yīng)器 11 1上行輸出 12 12 樓感應(yīng)器 12 1下行輸出 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 13 13 樓感應(yīng)器 13 1開門輸出 14 14 樓感應(yīng)器 14 1關(guān)門輸出 15 21 樓內(nèi)呼按鈕 15 1低速運行 16 22 樓內(nèi)呼按鈕 16 21 樓內(nèi)呼燈 17 23 樓內(nèi)呼按鈕 17 22 樓內(nèi)呼燈 18 24 樓內(nèi)呼按鈕 18 23 樓內(nèi)呼燈 19 21 樓感應(yīng)器 19 24 樓內(nèi)呼燈 20 22 樓感應(yīng)器 20 2上行輸出 21 23 樓感應(yīng)器 21 2下行輸出 22 24 樓感應(yīng)器 22 2開門輸出 23 23 2關(guān)門輸出 24 24 2低速運行 根據(jù) I/O 分配表中的情況，利用軟件畫出 PLC 的外部接線圖，如圖 35 所示 圖 35 系統(tǒng)硬件接線圖 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第四章 電梯控制程序設(shè)計 STEP 7 編程軟件（如圖 41 所示）用于 SIMATIC S M C7 和基于 PC 的 WinAC,是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，是 SIMATIC 工業(yè)軟件的一部分。 STEP 7 主要完成以下任務(wù)：工程管理、硬件配置與參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)配置、編程、測試、啟動、維護、文件建檔、運行和診斷等。 圖 41 STEP 7 編程軟件界面 電梯控制系統(tǒng)的主流程圖 單臺電梯控制流程圖 單臺電梯控制要求完成的動作： a 等待呼叫信號 b 判斷是否在呼叫層 c 判斷電梯的運行方向 d 起動運行 ,在運行途中實現(xiàn) 順向截梯 f 到達指定樓層后 g 換速平層 h 開、關(guān)門操作等 .系統(tǒng)運行主要流程如圖 42 所示。 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 P L C 上 電狀 態(tài) 位 清 除手 動 狀 態(tài) ？手 動 控 制 程 序自 動 復(fù) 位 ？自 動 調(diào) 整 信 號 為 1自 動 復(fù) 位 程 序自 動 調(diào) 整 信 號 為 0 ？復(fù) 位 完 成電 梯 到 達 底 層開 始 按 鈕是 否 門 廳 呼 叫確 認 本 層 與 目 標(biāo) 層同 層 嗎 ?電 梯 選 向 、 起 動電 梯 加 速電 梯 高 速 運 行樓 層 檢 測是 否 目 標(biāo) 層 ？電 梯 減 速平 層 檢 測電 梯 制 動開 門延 時關(guān) 門是 否 停 止 運 行 ？停 止YNYNNYYNYNNY 圖 42 單臺電梯系統(tǒng)運行流程圖 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 群控電梯控制流程圖 電梯群控是建立在單臺電梯控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，所以在設(shè)計電梯群控優(yōu)先調(diào)度時，必須以單臺電梯控制邏輯為基礎(chǔ)。所以群控優(yōu)先調(diào)度不能與電梯單臺運行相沖突，結(jié)合電梯運行邏輯，我們?yōu)槿嚎仉娞菹到y(tǒng)設(shè)計了如下的運行規(guī)則：（ 1） 遵守集選 原則 （ 2） 遵循優(yōu)先 調(diào)度原則 （ 3）故障時，單臺獨立運行（ 4）全自動狀態(tài)下，到站自動開、關(guān)門（ 5）開門按鈕開門（ 7）順向相應(yīng) ，反向截梯，群控系統(tǒng)運行主要流程如圖 43 所示。 初 始 化有 人 呼 叫 ？ ？按 下 啟 動 按 鈕YN判 斷 是 本 層 呼 叫 ？ ？YN開 門直 接 運 行 到 呼 叫 的樓 層一 號 電 梯 空 閑 ？YN判 斷 是 本 層 呼 叫 ？ ？YN開 門直 接 運 行 到 呼 叫