【文章內(nèi)容簡介】 回路電流不能流向充電回路。（3）逆變回路 逆變器采用六只大功率晶體管模塊，每個模塊有一只GTR和一只續(xù)流二極管。因?yàn)榇蠊β示w管被導(dǎo)通時，相當(dāng)于起一個開關(guān)的作用。當(dāng)來自正弦波PWM控制回路的三相矩形系列脈沖經(jīng)基極驅(qū)動回路放大后，按相序分別觸發(fā)大功率晶體管基極，使其導(dǎo)通。由于三相系列脈沖每相相位差120度，所以逆變器中大功率晶體管SSS5分別在120度角滯后導(dǎo)通。而同一相上、下的大功率晶體管SSS3和S6以及S5和S2之間分別在各自的180度角區(qū)內(nèi)導(dǎo)通。如S1在A相的正半周導(dǎo)通，S4在A相的負(fù)半周導(dǎo)通。并在每相之間輸出電壓為一個交變電壓，線電壓也為一個交變電壓，線電壓也為一個交變電壓。（4）再生回路 再生回路僅用于采用二極管模塊的整流器。當(dāng)電梯運(yùn)行由恒速狀態(tài)變?yōu)闇p速狀態(tài)，直至平層停車的這段時間，VVVF系統(tǒng)處于再生控制工作狀態(tài)。再生電路就是提供VVVF系統(tǒng)再生能量釋放的回路，其再生能量消耗在再生回路的電阻上。 電梯減速時，電動機(jī)的再生能量通過逆變器向直流側(cè)的大容量電解電容器充電，當(dāng)電容器的電壓大于充電回路中整流器輸出電壓時，由基極驅(qū)動回路發(fā)出信號，驅(qū)動再生回路中大功率晶體管導(dǎo)通，然后電動機(jī)的再生能量以發(fā)熱方式消耗在再生的電阻上。同時，大電容C上的電壓通過該電阻放電至，此時再生回路中的大功率晶體管截止，則電動機(jī)的再生能量重新向大電容充電，重復(fù)前面過程，直至電梯完全停止為止。（5）基極驅(qū)動回路 由正弦波PWM控制回路的系列脈沖信號，必須經(jīng)基極驅(qū)動回路放大后，才能控制逆變器中大功率晶體管的基極，使其導(dǎo)通。 在電梯減速時，VVVF系統(tǒng)的再生能量必須經(jīng)過再生回路釋放，因此，VVVF系統(tǒng)在減速再生控制時，主回路大電容的電壓和充電回路輸出電壓在基極驅(qū)動回路比較后，經(jīng)信號放大后驅(qū)動再生回路中大功率晶體管的導(dǎo)通?；鶚O驅(qū)動回路除以上兩個功能以外，還包含了主回路部分安全回路檢測的功能：檢測主回路直流側(cè)的過電壓，檢測主回路直流側(cè)的欠電壓、基極驅(qū)動回路的逆變器大功率晶體管輸出的欠電壓、主回路直流側(cè)充電電壓的欠電壓，檢測主回路大容量電容器充電電壓是否已達(dá)到，如達(dá)到則向控制微處理器發(fā)出充電結(jié)束信號。 變頻調(diào)速電梯(VVVF)的優(yōu)點(diǎn) VVVF電梯，采用交流單速電動機(jī)，通過對交流電動機(jī)調(diào)節(jié)供電電壓、供電頻率來調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到線性化，將交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行曲線線性段區(qū)域擴(kuò)大。由于系統(tǒng)采用高精度電光碼盤，微機(jī)全數(shù)字化控制，使電梯平層精度達(dá)到毫米級，并且絕對保證電動機(jī)零速下閘，舒適感非常好。 VVVF控制的電梯相對于交流雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯（ACVV）都有十分突出的優(yōu)點(diǎn)。下面與ACVV控制的電梯相比較。安全可靠。先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，完善的檢測、自診斷、自保護(hù)功能，最大限度地考慮了電梯在任何情況下出現(xiàn)故障的可能性，設(shè)置了各種防故障和應(yīng)急裝置。 舒適感好。理想的電梯運(yùn)行速度曲線，根據(jù)人體生理適應(yīng)能力由高性能的微電腦設(shè)計(jì)而成，采用矢量控制技術(shù)對交流電動機(jī)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行極其平衡、舒適。高速高性能。高速運(yùn)行，最佳召喚應(yīng)答處理和分配方式，根據(jù)乘客人流情況快速反應(yīng)自動調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行迅速、合理，最大限度地縮短乘客候梯時間，使電梯運(yùn)行效率得到充分發(fā)揮。 節(jié)約電能。全電腦控制的調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)速系統(tǒng)，不僅性能優(yōu)異、功能齊全、質(zhì)量可靠，而且具有優(yōu)異的節(jié)能效果，與目前同規(guī)格的ACVV相比，節(jié)能約40%，并可使用戶電源容量也大量減小。 節(jié)省機(jī)房空間。超小型的機(jī)房全電腦控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)房控制系統(tǒng)相比，體積減少1/2以上，重量大大減輕。因此，節(jié)省機(jī)房空間，減輕機(jī)房承重，提高建筑利用率，從而可節(jié)約建筑費(fèi)用。利用率高。全電腦控制可以方便地使兩臺、三臺、四臺以上的電梯進(jìn)行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運(yùn)行效率。 準(zhǔn)確的平層精度。經(jīng)過電腦的高速、大量運(yùn)算，采用高精度光電碼盤，將速度—轉(zhuǎn)矩—位置全閉環(huán)，停車時零速抱閘，平層精度在正負(fù)2mm以內(nèi)。 自學(xué)習(xí)井道信息功能。自動學(xué)習(xí)電梯的提升高度、樓層間距，自動根據(jù)?？烤嚯x選擇運(yùn)行曲線。 維護(hù)方便?，F(xiàn)代化高科技設(shè)計(jì)，全電腦控制，大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體大功率模塊在電梯控制中的應(yīng)用，使現(xiàn)代電梯控制部份的可靠性、免維護(hù)性大大提高；新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，加強(qiáng)了電梯機(jī)械部件的耐磨損程度，提高了機(jī)械可靠性；自診斷能力和遠(yuǎn)程報警功能的實(shí)現(xiàn)，使得電梯維修保養(yǎng)工作越來越簡單，越來越有針對性，越來越快速。無噪聲機(jī)房和小噪聲運(yùn)行，大大降低了對環(huán)境的影響。 可編程控制器的介紹 PLC問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。國際電工委員會（IEC）先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通過了對它的定義?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊?，可編程控制器是一臺計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有很豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個重要特征。 PLC的特點(diǎn)可編程控制器為了適應(yīng)在工業(yè)環(huán)境中使用，有如下幾個特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)一般控制設(shè)備的可靠性提出很高的要求，應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。PLC能在惡劣的環(huán)境中可靠的工作，平均故障間隔時間長，故障修復(fù)時間短。這是PLC控制優(yōu)于微機(jī)控制的一大特點(diǎn)。PLC具有強(qiáng)烈的自診斷功能，保證在“硬核”都正常的情況下執(zhí)行用戶的控制程序。一旦出現(xiàn)CPU故障、RAM或I/O總線故障則立即給出CPU出錯信號，并停止用戶程序的執(zhí)行，切斷所有輸出信號，等待修復(fù)。有些高檔的PLC具有CPU并行操作，一旦某個CPU出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍能正常工作，并給出“帶病工作信號”，要求修復(fù)出現(xiàn)故障CPU，這就增加了PLC的可靠性。另外，它在硬件、軟件上也采取了提高可靠性的措施。（2）控制程序可變，具有很好的柔性這是PLC優(yōu)于微機(jī)的另一個特點(diǎn)。目前，大多數(shù)PLC采用繼電器控制形式的“梯形圖編程方式”，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工礦企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平，因此易于接受，受到普遍歡迎。這種面向生產(chǎn)的編程方式與目前微機(jī)控制生產(chǎn)對象中常用的匯編語言相比，更容易被操作人員所接受。雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，從而增加了執(zhí)行程序的時間，但對大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來說，這是微不足道的。為了進(jìn)一步簡化編程，當(dāng)今的PLC還針對具體問題設(shè)計(jì)了諸如步進(jìn)梯形指令、功能圖及功能指令等。（3）功能強(qiáng)，性能價格比高 一臺小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個內(nèi)部繼電器、幾十到幾百個定時器和計(jì)數(shù)器、幾十個特殊用途繼電器，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，它具有很高的性能價格比。一臺可編程序控制器可以同時控制幾臺設(shè)備，也可以通過聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。（4）程序的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖所花的時間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖花的時間要少的多。可編程序控制器的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，輸出信號的狀態(tài)可以觀察可編程序控制器上有關(guān)的發(fā)光二極管，調(diào)試好后再將可編程序控制器安裝在現(xiàn)場統(tǒng)調(diào)。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題一般通過修改程序就可以解決，調(diào)試的時間比繼電器系統(tǒng)少的多。（5）維修工作量小，維修方便 可編程序控制器的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能?？删幊绦蚩刂破骷巴獠康妮斎胙b置和執(zhí)行裝置機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速的排除故障。（6）體積小，能耗低可編程序控制器的體積小、重量輕，很容易裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備?？删幊绦蚩刂破鞯呐渚€比繼電器控制系統(tǒng)的配線少的多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，加上開關(guān)柜體積的縮小，可以節(jié)約大量的費(fèi)用。 PLC與繼電器的比較幾十年來，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工業(yè)領(lǐng)域中大量地應(yīng)用，然而其控制性能與自身的功能已無法滿足與適應(yīng)工業(yè)控制的要求和發(fā)展，與PLC相比較，存在著質(zhì)的差別。 PLC的工作原理與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。PLC的基本工作情況介紹如下：（1）輸入處理：程序執(zhí)行前，可編程序控制器的全部輸入端子的通/斷狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。在執(zhí)行程序中，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一掃描周期的輸入處理階段才 PLC與繼電器控制功能與特點(diǎn)比較比較項(xiàng)目繼電器控制PLC控制功能實(shí)現(xiàn)通過對繼電器進(jìn)行硬接線完成相應(yīng)的控制功能對PLC進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)所需控制要求對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性需進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與接線，適應(yīng)性差只需對程序進(jìn)行修改，適應(yīng)性強(qiáng)可靠性元器件多、觸電多，容易出現(xiàn)故障采用大規(guī)模集成電路，絕大部分是軟繼電器，可靠性高柔韌性與靈活性差有種類齊全的擴(kuò)展單元，擴(kuò)展靈活控制的實(shí)時性機(jī)械動作時間常數(shù)大，實(shí)時性差微處理器控制，實(shí)時性非常好占用空間與安裝控制柜體積大、笨重，安裝施工工作量大體積小、重量輕，安裝工作量小使用壽命易損，壽命短壽命長復(fù)雜控制能力極差很強(qiáng)價格較低較高維護(hù)復(fù)雜、工作量大工作量小讀入這變化。另外，輸入觸點(diǎn)從“通”（ON）到“斷”（OFF）或從“斷”（OFF）到“通”（ON）變化到處于確定狀態(tài)，輸入濾波器還有響應(yīng)延遲時間。 （2）執(zhí)行程序：對應(yīng)用戶程序存儲器所存的指令，從輸入映像寄存器和其他軟元件的映像寄存器中將有關(guān)軟元件的通/斷狀態(tài)讀出，從0步開始順序運(yùn)算，每次結(jié)果都寫入有關(guān)的映像寄存器，因此各軟件的映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷的變化。 輸出繼電器的內(nèi)部觸點(diǎn)的動作由輸出映像寄存器的內(nèi)容決定。 （3）輸出控制信號：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。 上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作過程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。因此，PLC的程序可與機(jī)器的動作要對應(yīng)，程序編制簡單、直觀，不容易出錯，而且容易修改，從而大大減少了軟件的開發(fā)費(fèi)用，縮短了軟件的開發(fā)周期。為了提高工作的可靠性，及時接收外來的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。 每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點(diǎn)、存儲器和CPU等進(jìn)行兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時，PLC立即啟動關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如沒發(fā)現(xiàn)故障，PLC將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請求，如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理。比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。 PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。第三章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)3．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電梯的設(shè)計(jì)主要包括硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。本章對各個子系統(tǒng)進(jìn)行分析然后選型，設(shè)計(jì)出總體框架，畫出總設(shè)計(jì)原理圖。 設(shè)計(jì)分析 為了應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的預(yù)期控制，就必須對控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析與研究，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求提出有效的總體控制方案與設(shè)計(jì)，在本節(jié)中主要介紹PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與控制模式的確定，下面根據(jù)近年來PLC的應(yīng)用與發(fā)展情況對此加以簡單的介紹。 設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，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，應(yīng)遵循以下基本原則： （1）PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)的要求之外，特別應(yīng)指出的是還應(yīng)重點(diǎn)考慮該公司的產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)的情況，一般應(yīng)選擇在國內(nèi)特別是在所設(shè)計(jì)系統(tǒng)本地有著較為方便的技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)或較有實(shí)力的代理機(jī)構(gòu)的公司產(chǎn)品，同時應(yīng)盡量選擇主流機(jī)型。 （2）最大限度地滿足被控對象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。（3）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。（4）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 （5）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。當(dāng)然對于不同的用戶要求的側(cè)重點(diǎn)有所不同，設(shè)計(jì)的原則應(yīng)有所區(qū)別，如何來提高產(chǎn)品產(chǎn)量和安全為目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，甚至考慮采用冗余控制系統(tǒng)。如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化。 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 （1）一臺電機(jī)控制上升和下降。 （2）各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)（最頂層與起始層只設(shè)一只）。 （3）電梯到位后具有手動或自動開門關(guān)門功能。 （4）電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴。 （5）電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈。 （6