【導讀】進行了畢業(yè)設計（論文）答辯。答辯委員會根據(jù)學生提交的畢業(yè)設計（論文）材料，根據(jù)學生答辯情況，隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人們的生活生產(chǎn)也發(fā)生了日新月異的變化，電梯已經(jīng)成為了各大城市不可取少的工具。尤其是在物質和精神需求不斷增長的。而現(xiàn)代電梯所包含的科技和技術亦是前所未有的，計算機、自動控。保護方面都有所提高。并且將乘坐時的舒適感也考慮到了設計當中，使得電梯達。到了比較理想的水平。本設計所制造的電梯具有廳內(nèi)外召喚、選層、樓層顯示和。警鈴提醒等功能。序的分析和設計進行了重點編寫。整體大致分為硬件設計和軟件設計兩部分，并

　　

【正文】 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 15 們總結了交流調速電氣傳動控制的大量實踐經(jīng)驗，并不斷融入軟件功能。日益豐富的軟件功能使通用變頻器的多功能化和高性能化為用戶提供了一種可能，即可以把原有生產(chǎn)機械的工藝水平升級，達到以往無法達到的境界，使其變成一種具有高度軟件控制功能的新機種。 (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)?；旌峡刂疲钡饺珨?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。 安川 VS616G5 型變頻器 電梯的調度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重 要內(nèi)容。本設計中拖動調速系統(tǒng)的關鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行，以改善電梯運行的舒適感；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 相當比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。 本次 畢業(yè)設計 采用安川 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的場合。而且， VS616G5 變頻器的啟動、制動具有可任意調節(jié)的 S 曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點，配以高精度的旋轉編碼器，控制精度可達 0. 01～ 0. 02%，使得電梯運行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機，可自學習所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波形，使電機始 終運行于靜噪音狀態(tài)。 VS616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉矩與較高的調速圍。 VS616G5變頻器的特點如下 : (1)包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 16 (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)保護功能完善、維修性能好。 (5)通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 表 31 VS616G5 型變頻器標準規(guī)格 220V級 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,200/208/220/230V(對應于輸入電壓 ) 額定輸出頻率 最大 400Hz 額定輸入電壓和 頻率 3 相， 200/208/220V 50Hz 200/208/220/230V 60Hz 電源 允許電壓波動 +10%， 15% 允許頻率波動 177。5% 400V級 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,380/400/415/440/460V(對應輸入電壓 ) 額定輸出頻率 最大 400Hz 額定輸入電壓和 頻率 3 相 ,380/400/415/440/460V 5060Hz 電源 允許電壓波動 +10%， 15% 允許頻率波動 177。5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG 反饋 V/F 控制、開、閉環(huán)矢量控制 4 種控制方式任選性 ) 啟動力矩 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 5Hz(帶 PG, 30Hz) 力矩限制 可采用 (參數(shù)設定： 4 級可變 ) 力矩精度 177。5% 力矩響應 20Hz(帶 PG, 40Hz) 頻率控制范圍 0. 1～ 400Hz 頻率控制精度 數(shù)字指令 :0. 01% ( 10 0C～ +40 ℃ ) 模擬指令 :% (250℃～ 177。10 ℃ ) 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 17 PLC 的選擇 PLC 的主要功能和應用 (1)開關邏輯和順序控制這是 PLC 應用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種簡單或十分復雜的控制要求。 (2)模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由許多連續(xù)變化的物 理量需要進行控制，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實現(xiàn)工業(yè)領域對模擬量控制的廣泛要求，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。 (3)定時控制 PLC 具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計數(shù)器。其定時時間間隔可以由用戶加以設定。對于計數(shù)器，如果需要對于頻率較高的信號進行計數(shù)，可以選擇高速計數(shù)器。 (4)數(shù)據(jù)處理新型 PLC 都具有數(shù)據(jù)處理的能力，它不僅能進行算術運算，數(shù)據(jù)傳送，而還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有些 PLC 還可以進行浮點運算、函數(shù) 運算。 (5)信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需的。在信號連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的 PLC 是安全生產(chǎn)的要求。對安全要求高的系統(tǒng)還可采用多重的檢出元件和連鎖系統(tǒng)，而對其中的邏輯運算等，可采用冗余的 PLC 實現(xiàn)。 (6)通信把 PLC 作為下位機，與上位機或同級的可編程序控制器進行通信，完成數(shù)據(jù)的處理和信息的交換，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的信息控制和管理，因此 PLC是實現(xiàn)工廠自動化的理想工業(yè)控制器。 [2] 三菱 FX2N 系列 PLC 綜上所述，根據(jù)具體情況，我們選擇三菱的 FX 系列。輸入輸出點數(shù)為 34 點，考慮 10%到 15%的 I/O 裕量，我們選擇 FX2C64MR 這種型號 。平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 18 第 四 章 電梯硬件部分的設計 電梯控制系統(tǒng)硬件由轎廂操縱盤、廳門信號、 PLC、變頻器、調速系統(tǒng)構成，控制系統(tǒng)結構圖如下。 圖 41 控制系統(tǒng)結構圖 變頻器對轎廂進行 調速，而邏輯控制部分由 PLC 控制。 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，同時變頻器也將本身的工作狀態(tài)輸送給 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的旋轉編碼器，完成速度檢測。此外系統(tǒng)還配置了制動電阻，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。 硬件部分的設計主要集中在變頻器和 PLC 兩方面，下面對兩方面分別進行闡述。 調速系統(tǒng)的硬件設計 變頻器的容量 變頻器的功率可根據(jù)電動機功率、電梯運行速度、電梯的標準載重和配重進行計 算。設電梯電動機功率為 P1，電梯運行速度為 V，電梯自重為 W1，電梯載重為 W2，配重為 W3，重力加速度是 g，變頻器功率為 P0，在標準載重下，電梯上升所需電動機功率為 P2： VFgWWWP ].).[( 13212 ???? （ 41） sgWWWKF ???? ).( 3211 （ 42） 電動機 電源 PLC 變頻器 轎廂操 縱盤 廳門信號 旋轉編碼器 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 19 其中 F1 為摩擦力， S 可以忽略不計。 現(xiàn)設定： K=， W1=2020Kg， W2=1000Kg， W3=2400Kg， g=178。， V=，所以 P2=（ 600 +108 ） ≈。 電動機功率 P1=，變頻器的功率 P 應接近于電動機頻率 P1，相對于 P2留有較大裕量，可取 P≈ P2=。 由于原電機是按能耗型調壓調速系統(tǒng)選擇的，容量偏大。現(xiàn)采用變頻調速，效率較高。依照計算結果選 倍裕量，取變頻器容量為 15KW，而不必根據(jù)電機 容量選擇，避免容量浪費和選價過高。 變頻器制動電阻 由于電梯為位能負載，電梯運行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調速裝置應具有制動功能。帶有逆變功能的變頻調速裝置通過逆變器雖然能夠 將再生能量回饋電網(wǎng)，但成本太高。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，成本較低而且具有良好的使用效果。能耗制動電阻 R1 的大小應使制動電流I1 的值不超過變頻器額定電流的一半，即 2101 IRUI ?? (43) 其中 Uo 為額定情況下變頻器的直流母線電壓 .由于制動電阻的工作不是連續(xù)長期工作，因此其功率可以大大小于通電時消耗的功率。我選用了兩只 60Ω、 2KW的電阻并聯(lián)使成為制動電阻。平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 20 硬件配置簡介 P LC 產(chǎn)品 出 現(xiàn) 以來 ，它 以 面 向 工 業(yè)控 制 的 鮮明 特 點 ，普遍 受 到 電器控制 領 域 的歡 迎 。 特別 是 中小 容 量 P LC 成 功取 代 了 傳統(tǒng) 的 繼 電控 制 系統(tǒng) ，使得 控 制 系統(tǒng) 的 可靠 性 大 大提 高 。目 前各 國 生 產(chǎn) 的 P LC 品 種 繁多 ，發(fā)展速度快。本文所用到的產(chǎn)品是日本三菱 FX 系列超小型的FX2C64MR。 在此 簡 單 的介 紹 該機 型 的 一些 技 術指 標 。 技 術性 能 分 為： 一 般 性 能， 功 能 特性 （ 基 本 單元 ），輸 入 性 能 ，輸出性能和其它性 能 。 [ 1 0 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] 一般性能（見下表 ） 表 一般性能 電源 AC110~120V/220~240V 單相 50/60Hz 電源波 動 ~132V/187~264V， 10ms 以 下瞬時斷電，控 制不受影響 環(huán)境溫度 0~55 度 環(huán)境濕度 45%~95%，無凝露 抗振動 10~55Hz， ，最大 2g（重力加速度） 抗沖擊 10g， 3 軸 X、 Y、 Z 方向各 3 次 抗噪聲 1000V,1us,30~100Hz(噪聲仿真器 ) 絕緣耐壓 AC 1500V， 1min(各端子與接地端之間 ) 絕緣電阻 5MΩ ,500V DC(各端子與接地端之間 ) 接地 小于 100Ω（如果不可能，也可以不接地） 環(huán)境 無腐蝕氣體，無導電塵埃 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 21 輸入性能 （見表 ） 表 輸入性能 輸入類型 無電壓觸點或 NPN 集電極開路晶體管 絕緣 光 電隔離 輸入電壓 內(nèi)部電源 DC24V177。 4V,外部電源 DC24V177。 8V 輸入阻抗 近似 工作電流 OFFON DC4mA(最小 ) ONOFF （最大） 響應時間 OFFON 近似 10ms(有 8 點可改變從 0~60ms) ONOFF 近似 10ms（有 8 點可改變從 0~60ms） 功能特性（見下表 ） 表 功能特性 執(zhí)行方法 周期 執(zhí)行存儲 的程序，集中輸入 /輸出 執(zhí)行速度 平均 12us/步 程序語言 繼電器和邏輯符號（梯形圖） 程序容量 1000 步 指 令 邏輯指令 20 條（包括 MC/MCR,CJP/EJP,S/R） 步 進 梯 形 指令 2 條（ STL,REJ） 功能指令 87 個（包括 +， ，247。，＞， =，＜，等＝ 程序記憶 內(nèi)部配置 CMOSRAM,EPROM/EEPROM卡 輔助繼電器 無鎖存 128 點 鎖存 64 點 狀態(tài)（鎖存） 64 點 平 頂 山 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書 第 頁 22 特殊 16 點 數(shù)據(jù)寄存器 64 點 定時器 定時器 24 點（延時接通） ~999s 定時器 8 點（延時接通） ~ 計數(shù)器（鎖存） 30 點，減法計數(shù)（ 0~999） 高速計數(shù)器（鎖存） 1 點，加 /減計數(shù)（ 0~999999），最大 2KHz 電池保護 鋰電池，壽命約 5 年 診斷 程序檢查（和，語法，電路），定時監(jiān)視，電池電壓，電源電壓 輸出性能（見下表 ） 表 輸出性能 輸出類型 繼電器輸出 絕緣 繼電器