【導(dǎo)讀】了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯。是不可或缺的垂直運輸設(shè)備。傳統(tǒng)繼電器電梯控制系統(tǒng)，由于繼電器本身的機械和電。磁慣性大，大大降低了電梯系統(tǒng)的可靠性和安全性。又安全可靠，必須改進電梯控制方式。根據(jù)順序邏輯控制的需要發(fā)展起來的可編程控。制器，它是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。速度快，可靠性高，能夠保證電梯正常、安全、可靠地運行。同時，由于電機交流變。本文將基于PLC的變頻調(diào)速方法應(yīng)用到電梯系統(tǒng)中，并對此方法進行研究。作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文。的電子版和紙質(zhì)版。許論文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫

　　

【正文】 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(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品質(zhì)對于系統(tǒng)的可靠性影響很大。選擇品牌時，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)，顯然是選擇時的重要考慮方面。同時，設(shè)備的平均壽命的長短是一個重要的參數(shù)，所以根據(jù)預(yù)期使用壽命來選擇品牌。在同一品牌中選擇具體型號時，則主要依據(jù)己經(jīng)確 定的變頻調(diào)速方案、負(fù)載類型以及應(yīng)用所需要的一些附加功能來決定。 目前有為電梯控制而設(shè)計的專用變頻器早已問世，其功能較強，使用靈活。但價格相對較貴。為了節(jié)約能源，降低成本，本設(shè)計沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器（ VS－ 616G5 變頻器）。 VS－ 616G5 變頻器通過合理的配置、設(shè)計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。 VS616G5 變頻器 本設(shè)計選用 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。 VS616G5 變頻器屬于電壓型變頻器，包括 4 種控制方式： V/F 控制、帶 PG 反饋的 V/F 控制、無傳感器的磁通矢量控 制和帶PG 反饋的磁通矢量控制。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)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(fù)載頻繁變化的場合。另外， VS616G5 變頻器的啟動、制動具有可任意調(diào)節(jié)的 S 曲線和零頻時可輸出 150%力矩的特點，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達 %~%，使得電梯運行舒適感好，并可實現(xiàn)零速抱閘，平層精度高。 VS616G5 變頻器無須配專用電機，可自學(xué)習(xí)所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。由于采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦波形，使電機始終運行于靜噪音狀態(tài)。矢量控制與 V/F 控制相比，因為電梯啟動力矩大，速度控制精度要求也高， VS616G5 通過其本身的自動調(diào)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(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍，所以推薦使用矢量 23 控制方式。 VS616G5 變頻器的簡介 通用變頻器 VS616G5 可直接控制交流異步電動機的電流，使電動機保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩；同時，它可以低速時實現(xiàn)平穩(wěn)起動，并且極其精確地運行，其自動調(diào)整功能可使各種電動機達到高性能的控制。 VS616G5 將 U/F 控制、矢量控制、閉環(huán) U/F 控制、閉環(huán)矢量控制四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。 當(dāng)電梯減速運行時，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時同步轉(zhuǎn)速下降，交 直 交變頻器的直流部分電壓升高，制動電阻的作用就是消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。電動機容量最好采用大一個數(shù)量級選配，即 11kW 電動機選 15kW 的變頻器， 15kW 電動機選 18kW 的變頻器。 變頻器自學(xué)習(xí)功能在矢量控制方式時有效。當(dāng)電機參數(shù)的設(shè)定非常困難時，或者電機的負(fù)載不能完全脫離的場合，這樣的問題用自學(xué)習(xí)功 能可以解決。設(shè)定在電機銘牌上記載的額定電壓、額定電流、額定頻率及電機極數(shù)，并按下 RUN 鍵。這些數(shù)值與通過自學(xué)習(xí)功能的數(shù)值，自動的計算后寫入到電機參數(shù)中。為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對所驅(qū)動的電動機進行自學(xué)習(xí)， VS616G5 參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能使用方法是：將曳引機制動輪與電機軸脫離，使電動機處于空載狀態(tài)，然后啟動電動機，讓變頻器自動識別并存儲電動機有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對該電動機進行 最佳控制。 VS616G5 變頻器的主要性能、特點及選用 VS616G5 變頻器作為廣泛應(yīng)用的通用型變頻器，有著優(yōu)越的性能，是其他同類產(chǎn)品所無法比擬的，其性能如下： （ 1）磁通矢量控制使任何類型的負(fù)載都可在低速時平穩(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(luò)控制技術(shù)，直接控制電機的轉(zhuǎn)矩。它在低速時（ 1％ 額定轉(zhuǎn)矩），即使不采用 PG 反饋，也可提高啟動轉(zhuǎn)矩和無故障運行。當(dāng)增加 PG 控制時，可以實現(xiàn)零速高轉(zhuǎn)矩控制。 24 (2)可靠的力矩控制 VS616G5 變頻器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(yīng)用中，證明了它的耐久性和完美的性能。 (3)寬調(diào)速范圍的精確控制 VS616G5 變頻器即使在負(fù)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(yīng) 帶 PG 反饋時，需要選用 PG 速度控制卡。 VS616G5 變頻器作為廣泛應(yīng)用的通用型變頻器，有著優(yōu)越的特點，是其他同類產(chǎn)品所無法比擬的，其特點如下： （ 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(biāo)準(zhǔn)化。采用多重化 PWM 方式控制，輸出電壓波形接近正弦波，且 功率因數(shù)高，輸入諧波小。 （ 2）由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小，模塊式設(shè)計使結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，增強了產(chǎn)品的互換性。 （ 3）保護功能完善、維修性能好，有的采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。 （ 4）功率單元自動旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機功能。 為了保證在低速時能有足夠大的轉(zhuǎn)矩， VS616G5 變頻器最好采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。為滿足吊鉤從“床面”上升時，需要消除傳動間隙，將鋼絲繩拉緊的要求， VS616G5 變頻器應(yīng)采用 S 型起動方式。配合采用再生制動、直流制動和電磁機械制動相結(jié)合的方法，點動制動是用來調(diào)整被吊物體空間位置的，應(yīng)能單獨控制，點動頻率不宜過高。 VS616G5 變頻器運行參數(shù)及設(shè)置原則 VS616G5 變頻器適用電機功率有 ~300Kw（ 37 機種）。電機的啟動和加速特性，受到額定電流的制約。變頻器發(fā)生故障時，保護功能動作，使輸 出停止，但是這不可能使電機急停，因此，必須設(shè)置非常停止所必要的機械設(shè)備。 VS616G5 變頻器具有瞬停再啟動、跳躍頻率、高滑差制動、故障自復(fù)位、轉(zhuǎn)矩控制、自學(xué)習(xí)、節(jié)能控制等功能。由于我國三相電壓為 380V，故選用 400V 等級的變頻器。其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)如表 。 25 表 VS616G5 變頻器 220V 級的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參數(shù)表 功能 說明 參數(shù) 額定輸出 最大輸出電壓 三相 200/208/220/230V 額定輸出頻率 由參數(shù)設(shè)定最高 400Hz 可對應(yīng) 電源 電壓、頻率 三 相 200/208/220V50Hz 或 200/208/220/230V 60Hz 允許電壓波動 +10%， 15% 允許頻率波動 +5% 控制特性 控制方式 正弦波 PWM 起動方式 150%/1Hz（有 PG 情況 150%/0r/min） 速度控制范圍 1:100(帶 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。 0. 2%(帶 PG 0. 02%) 速度響應(yīng) 5Hz(帶 PG, 30Hz) 頻率控制范圍 0． 1~400Hz 頻率精度 模擬量指令 +%( 25℃177。 10 ℃ ) 過負(fù)載能力 額定輸出電流的 150%， 1 分鐘 加減速時間 ~ 秒 保護功能 瞬時過電流 額定輸出電流的約 200%以上 過負(fù)載 額定輸出電流的 150%， 1 分鐘 過電壓 主回路電壓 410V 以上時停止 不足電壓 主回路電壓 190V 以上時停止 瞬時停電保護 15ms 以上時停止由運行方式選擇，約 2s 秒內(nèi)停電恢復(fù)時，繼續(xù)運行 失速保護 加減速運行中失速防止 參數(shù)設(shè)置時，應(yīng)該保證使電梯平穩(wěn)安全運行，并具有舒適感，可實現(xiàn)零速抱閘，并使平層精度高。其設(shè)置原則如下： （ 1）為減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比 例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些，其斜坡上升時間和斜坡下降時間應(yīng)當(dāng)長一些； （ 2）為了提高運行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊； （ 3）零速一般設(shè)置為 0Hz，帶速抱閘將影響舒適感。 為使電梯符合以上的設(shè)置要求，應(yīng)該對相應(yīng)的參數(shù)（表 22）進行設(shè)置。具體設(shè)置如下表 22： 表 22 VS616G5 變頻器常用參數(shù)設(shè)置表 參數(shù) 說明 設(shè)置 A101 存取級別為 Advanced 4 A102 帶 PG 矢量控制方式 3 26 B101 主速來自 D101 0 C101 加速時間 3S C102 減速時間 3S C201 加速開始時 S 型曲線特性時間 C202 加速完成時 S 型曲線特性時間 C203 減速開始時 S 型曲線特性時間 C204 減速完成時 S 型曲線特性時間 C501 速度環(huán)比例，舒適感不好時，在 5~40 間調(diào)整 5 C502 速度環(huán)積分，舒適感不好時，在 ~5S 間調(diào)整 1S D102 快車速度 50Hz D103 爬行速度 6Hz D109 慢車速度 10Hz E101 輸入電壓 380V E104 最高輸出頻率 50Hz E105 最大輸出電壓 380V E201 電動機額定電流 E204 電機極數(shù) 6 F101 PG 脈沖數(shù) 600 H201 變頻器輸出端子 910，頻率速度一致 37 H305 選 D102，不選端子 16 輸入 1F L304 失速防止無效 0 L601 過轉(zhuǎn)矩檢出動作時間 4 L603 過轉(zhuǎn)矩檢出時間 10S L604 過轉(zhuǎn)矩檢出動作選擇 2 4 L605 過轉(zhuǎn)矩檢出標(biāo)準(zhǔn) 2 200 L606 過轉(zhuǎn)矩檢出時間 2 2S L801 制動電阻過熱 1 L805 輸入缺相 1 L807 輸出缺相 1 VS616G5 變頻器常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，具體參數(shù)可根據(jù)說明書詳細了解。另外， VS616G5 變頻器已經(jīng)成功地大幅降低了對電機及電源的不良影響，解決了變頻器的潛在問題，能夠快速的響應(yīng)用戶的特殊的要求。若安裝PG，能實現(xiàn)從零速至 150%以上的高力矩運行。 VS616G5 變頻器控制回路的端子 控制回路的端子按種類索引，其功能如表 23 表 23 控制回路端子的一覽表 端子記號 信號名 段子功能說明 27 1 正轉(zhuǎn)運行 停止指令 “閉”正轉(zhuǎn)，“開”停止 2 反轉(zhuǎn)運行 停止指令 “閉”反轉(zhuǎn)，“開”停止 3 外部故障輸入 “閉”故障，“開”正常 4 異常復(fù)位 “閉”時復(fù)位 5 主速 /輔助切換（多段速指令 1） “閉”輔助頻率指令 6 多段速指令 2 “閉”多段速設(shè)定 2 有效 7 點動指令 “閉”時點動運行 8 外部基極封鎖 “閉”時變頻器停止輸出 11 順控器輸入公共端 —— 15 +15V 電源輸入 模擬量指令用 +15V 電源 33 15V 電源輸入 模擬量指令用 15V 電源 13 主速頻率指令 10~+10V/100%~+100% 14 主速頻率指令 4~20mA/10~+10V/100%~+100% 16 多功能模擬輸入 10~+10V/100%~+100% 17 控制用公共端 —— 12 屏蔽線的網(wǎng)線，選項接地線端子 —— 9 和 10 運行中信號（ 1a 接點 ） 運行“閉” 25 零速檢出 零數(shù)指（ b201）以下時 “閉” 26 速度一致檢出 設(shè)定頻率的 +2Hz 以內(nèi)時“閉” 27 開路集電極輸出公共端 —— 18~20 故障輸出信號（ 1c 接點 ） 故障時 1820 之間“閉” 21 頻率表輸出 0~+10V/100%頻率 22 公共端 —— 23 電流監(jiān)視 5V/變頻器額定電流 變頻器的輸入信號包括對運行 /停止、正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)、點動等運行狀態(tài)進行操作的數(shù)字操作信號。變頻器通常利用繼電器觸點或晶體管集電極開路形式得到這些運行信號，PLC 的輸出端口可以和變頻器的上述信號端子直接相連接，從而實現(xiàn) PLC 對變頻器的控制。 變頻器的監(jiān)測輸出信號分為開關(guān)量檢測信號和模擬量檢測信號兩種，用來和其他設(shè)備配合，以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測輸出信號既可根據(jù)需要送給電流 表或頻率表，也可以送給 PLC 的模擬量輸入模塊。對于開關(guān)量檢測信號，由于是通過繼電器觸點或晶體管集電極開路的形式輸出，額定值均在 24V/50mA 之上，符合 FX 系列 PLC對輸入信號的要求，所以將變頻器的開關(guān)量檢測信號 FX 系列 PLC 的輸入端直接相連接，從而實現(xiàn)信號的反饋控制。 28 VS616G5 變頻器多級調(diào)速的 PLC 控制 利用 PLC 的開關(guān)量輸入輸出模塊對變頻器的多功能輸入端進行控制，實現(xiàn)三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)、多速控制。這種控制方式滿足其工藝要求，且接線簡單，抗干擾能力強，使用方便，成本低，并且不存在由于噪聲和漂移 帶來的各種問題。 表 25 中多功能輸入端子和多功能輸出端子的功能為出場時所設(shè)定，用戶也可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操