【導(dǎo)讀】們生活中不可或缺的組成部分。而電梯的控制技術(shù)也已從直流電動(dòng)機(jī)。到較為理想的控制效果。在PLC和變頻器的類型選擇時(shí)，通過性能。公司生產(chǎn)的FX2N可編程控制器。本次所設(shè)計(jì)的電梯與傳統(tǒng)的電梯相。好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了理想的目的。整體大致分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。論文的研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與展望。電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)。行在至少兩列垂直的傾角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。構(gòu)形式便于乘客出入后裝載貨物。它適用于裝置中兩層以上的建筑。內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的交通工具。早在公元前1115年至。1079年之間我國勞動(dòng)人民就已經(jīng)開始使用“桔棒”等人力升降機(jī)。

　　

【正文】 31 按電壓性質(zhì)分類 ⑴ 、交流變頻器： ACDCAC（交 直 交）、 ACAC（交 交） ⑵ 、直流變頻器： DCAC（直 交） 通用變頻器 上個(gè) 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(shí)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IJBT 兩個(gè)大發(fā)展過程： (1)容量不斷擴(kuò)大 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 變頻器實(shí)現(xiàn)了通用 化 。 到 了 90 年代初 ， BJT 通 用 變 頻 器 的 容 量 達(dá) 到 了600KVA,400KVA 以下的已經(jīng)系列化?，F(xiàn)在 IGBT 變頻器的單機(jī)容量已 1800KVA，隨著 IGBT 容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。 (2)結(jié)構(gòu)的小型化變頻器 主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用平面安裝技術(shù)等一系列措施 ， 促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化的發(fā)展。 (3)多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是微機(jī)的應(yīng)用 ， 為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動(dòng)控制的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(jī)械的工藝水平升級，達(dá)到以往無 32 法達(dá)到的境界，使其變成一種具 有高度軟件控制功能的新機(jī)種。 (4)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實(shí)現(xiàn)了多功能化和高性能化，進(jìn)而使之對各類生產(chǎn)機(jī)械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)。 安川 VS— 616G5 型變頻器 本次 設(shè)計(jì) 采用安 川 VS616G5 型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場合。 VS616G5 變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可 任意調(diào)節(jié) S 曲線和零頻仍可輸出 150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá) ～ %，使得電梯運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能 IGBT，載波頻率 20KHZ， 從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形 ， 使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 VS616G5 型變頻器是安川電機(jī)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(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速圍。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : 33 (1)包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 (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(hù)功能完善、維修性能好。 (5)通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 變頻器的參數(shù)設(shè)置 由于采用 PLC 作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC 通訊時(shí)采用開關(guān)量而不用模擬量。 VS616G5 變頻器共有 9 組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。常用參數(shù)如表 33 所示 表 33 VS616G5 變頻器的參數(shù) 參數(shù)設(shè)計(jì)的原則： （１）減小啟動(dòng)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(shí)間常數(shù)宜大些；（２）提高了運(yùn)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 34 減小停車沖擊；（３）零速一般設(shè)計(jì)為 0Ｈ Z，速抱閘功能將影響舒適感；變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入 。 第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電梯的三個(gè)工作狀態(tài) 電梯控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，電梯工作過程又細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間 來回切換，構(gòu)成了完整的電梯工作過程。 電梯的自檢狀態(tài) 電梯的自檢狀態(tài) PLC 上電后， PLC 中的程序己開始運(yùn)行，但因?yàn)殡娞萆形醋x入任何數(shù)據(jù)，也就無法 在收到請求信號(hào)后通過固化在 PLC 中的程序作出響應(yīng)。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài) 這一條件，必須使電梯處于平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。電梯自檢過程的 目標(biāo)為 :先按下啟動(dòng)按鈕，再按下恢復(fù)正常工作按鈕，電梯首先是電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)， 然后電梯自動(dòng)向上運(yùn)行，經(jīng)過兩個(gè)平層點(diǎn)后停止。 35 電梯的正常工作狀態(tài) 電梯的正常工作狀態(tài) 電梯完 成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下 : (1) 電梯在檢測到門廳或轎廂的呼叫信號(hào)后將此樓層信號(hào)與轎廂所在的樓層信號(hào)比 較，通過選向模塊進(jìn)行選向。 (2) 電梯通過拖動(dòng)調(diào)速模塊驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)拖動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。轎廂運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過低速 轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。 (3) 當(dāng)電梯檢測到目標(biāo)層樓層檢測點(diǎn)產(chǎn)生的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí)，電梯進(jìn)入減速狀態(tài)，由 中速度變?yōu)榈退?，并以低速運(yùn)行到平層點(diǎn)停止。 (4) 平層后，經(jīng)過一定延時(shí)后關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān) 。再經(jīng)過一定延時(shí)后 關(guān)門，直到碰到關(guān)門到位行程開關(guān)。電梯控制系 統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎廂所在樓層。 電梯強(qiáng)制工作狀態(tài) 當(dāng)電梯的初始位置需要調(diào)整或電梯需要檢修時(shí)， 應(yīng)設(shè)置一種狀態(tài)使電梯處于該狀態(tài) 時(shí)不響應(yīng)正常的呼叫，并能移動(dòng)到導(dǎo)軌上、下行極限點(diǎn)間的任意位置。控制臺(tái)上消防 / 檢修按鈕按下后，使電梯立刻停止原來的運(yùn)行，然后按下強(qiáng)迫上行 (或下行 )按鈕，電梯 上行 (或下行 )。一旦放開該按鈕，電梯立刻停止，當(dāng)處理完畢時(shí)可用恢復(fù)正常工作按鈕 來使電梯跳出強(qiáng)制工作狀態(tài)。 36 元件相互間的接線圖 電梯系統(tǒng)總體接線圖 37 電梯中可編程序控制器 （ PLC）的設(shè)計(jì) 電梯中 PLC 輸入信號(hào)的地址 名稱 符號(hào) 輸入點(diǎn) 名稱 符號(hào) 輸入點(diǎn) 開門按鈕 SB1 X000 一層內(nèi)指令按鈕 SB3 X014 關(guān)門按鈕 SB2 X001 二層內(nèi)指令按鈕 SB4 X015 開門到位行程開關(guān) SQ1 X002 三層內(nèi)指令按鈕 SB5 X016 關(guān)門到位行程開關(guān) SQ2 X002 一樓向上召喚按鈕 SB6 X017 向上運(yùn)行旋轉(zhuǎn)開關(guān) SQ3 X004 二樓向上召喚按鈕 SB7 X020 向下運(yùn)行旋轉(zhuǎn)開關(guān) SQ4 X005 二樓向下召喚按鈕 SB8 X021 38 紅外傳感器（左） SL1 X006 三樓向下召喚按鈕 SB9 X022 紅外傳感器（右） SL2 X007 一樓上接近開關(guān) SB8 X023 門鎖輸入信號(hào) K X010 二樓上接近開關(guān) SB9 X024 一層接近開關(guān) SQ5 X011 三樓下接近開關(guān) SB10 X025 二層接近開關(guān) SQ6 X012 二樓下接近開關(guān) SB11 X026 三層接近開關(guān) SQ7 X013 電梯中 PLC輸出信號(hào)的地址 名稱 符號(hào) 輸出點(diǎn) 名稱 符號(hào) 輸出點(diǎn) 開門繼電器 KM1 Y000 二層指示燈 E4 Y023 關(guān)門繼電器 KM2 Y001 三層指示燈 E5 Y024 上行繼電器 KM3 Y002 一 層內(nèi) 指令 指示燈 E6 Y025 下行繼 KM4 Y003 二 層內(nèi) 指令 指 E7 Y026 39 電器 示燈 快速繼電器 KM5 Y004 三 層內(nèi) 指令 指示燈 E8 Y027 加速繼電器 KM6 Y005 一 樓向 上召 喚燈 E9 Y030 慢速繼電器 KM7 Y006 二 樓向 上召 喚燈 E10 Y031 上行方向燈 E1 Y020 二 樓向 下召 喚燈 E11 Y032 下行方向燈 E2 Y021 三 樓向 下召 喚燈 E12 Y033 一層指示燈 E3 Y022 梯形圖編寫 電梯開關(guān)門梯形圖 電梯的開門分為手動(dòng)和自動(dòng)。如圖 4— 1，手動(dòng)是在認(rèn)為按下按鈕后，開門繼電器 X000 接通打開電梯門。而自動(dòng)開門是在電梯到達(dá)指定樓層后 X00 X002 或 X003 任意一個(gè)繼電器接通后電梯自動(dòng)門。 40 電梯開門控制的梯形圖 4— 1 電梯的關(guān)門也分為手動(dòng)和自動(dòng)，如圖 4— 2，當(dāng)關(guān)門繼電器 X001接通后電梯執(zhí)行關(guān)門程序。而當(dāng)繼電器 X00 X007 或 M0 任意一個(gè)繼電器接通電梯執(zhí)行 關(guān)門程序。 41 電梯關(guān)門制的梯形圖 4— 2 電梯到層指示 如圖 4— 3， X01 X012 和 X013 分別是一、二和三層的接近開關(guān) SQSQ6 和 SQ7 的輸入點(diǎn)， Y02 Y023 和 Y024 分別是一、二和三層樓面的指示燈 E E4 和 E5。輔助繼電器 M2 和 M3 分別是單、雙層指示燈互鎖控制。當(dāng)電梯到達(dá)某一樓層面后，只有該層樓指示燈亮。 42 電梯到層指示圖 4— 3 層呼叫指示燈控制 如圖 4— 4，當(dāng)有乘客在轎廂外的某一層按下呼叫按鈕 SB SBSB8 和 SB9 中的任一個(gè)后 ，對應(yīng)的輸入點(diǎn) X01 X0 X021 和 X022中的某一個(gè)就會(huì)閉合，同時(shí)所對應(yīng)的層指示燈就亮，指示有人呼叫。呼叫信號(hào)會(huì)一直保持到電梯到達(dá)該層，由該層的接近開關(guān) X01 X012和 X013 中的某一個(gè)動(dòng)作時(shí)才被撤銷。 43 層呼叫指示燈控制圖 4— 4 電梯啟動(dòng)和方向選擇及變速控制 電梯啟動(dòng)和方向選擇及變速控制梯形圖如圖 4— 5 和 4— 6 所示。電梯運(yùn)行方向由輸出繼電器 Y020和 Y021指示，當(dāng)電梯運(yùn)行方向確定后，在關(guān)門信號(hào)和門鎖信號(hào)符合要求的情況下，或者通過電梯上行輸出繼電器 Y002， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)，電梯上升；或者通過電梯下行輸出繼電器 Y003，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯下降。 電梯啟動(dòng)后快速運(yùn)行， 2s 后加速，在接近目標(biāo)樓層時(shí)，相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作，電梯開始轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)行，直至電梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)停止。 44 電梯啟動(dòng)和方向選擇及變速控制梯形圖 4— 5 電梯啟動(dòng)和方向選擇及變速控制梯形圖 4— 6 結(jié) 論 通過將近一個(gè)月的努力，成功完成了三層電梯 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。整 45 個(gè)設(shè)計(jì)過程不僅是學(xué)習(xí)理論的過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)與探索的過程。整個(gè)過程，使我對可編程控制器的工作原理有了更深的認(rèn)識(shí)，提高了對控制系統(tǒng)的分 析能力，也掌握和了解來了有關(guān)變頻器的知識(shí)，更重要的是在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過程中增長了知識(shí)，豐富了經(jīng)驗(yàn)。最重要的是本設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程。在這個(gè)過程中要邊實(shí)踐邊學(xué)習(xí)，遇到新問題就要不斷的探索。 在闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，針對三層電梯，使用三菱 FX2N— 48MR 可編程序控制器與安川公司的 VS— 616G5 型號(hào)變頻器，通過合理的設(shè)計(jì)，使得本設(shè)計(jì)變得更加完善。 本次設(shè)計(jì)使我收獲很多：首先，提高了運(yùn)用工具書的能力，培養(yǎng)了我查閱文獻(xiàn)，其次提高了對計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，再次提高了語 言的表達(dá)能力，最重要的是體會(huì)到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之時(shí)，我在這里要向一直關(guān)心和幫助我的指導(dǎo)老師 —— 張恒艷老師表示衷心的感謝，以及同學(xué)們在設(shè)計(jì)過程中給予我的幫助，再次表示感謝，如果沒有他們的幫助，我想我不會(huì)那么順利的完成本次設(shè)計(jì)。也讓我體會(huì)到了，一個(gè)人，不可能做到處處都懂，發(fā)揮群眾的力量，復(fù)雜的事情就會(huì)變得簡單。 參考文獻(xiàn) ， PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn) .北京：中國電力 46 出版社， 2021 ，模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 杜文雄 邵于寧 .變頻器與 ：湖南科技出版社， 2021 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021 .變頻器實(shí)用指南［ M］ .北京：人民郵電出版社， 2021 .中國電梯設(shè)計(jì)與制造新特點(diǎn)［ J］ .建設(shè)科技。 2021