【導(dǎo)讀】交流變頻調(diào)速代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流調(diào)速，設(shè)計了高層電梯的控制系統(tǒng)。信號控制，變頻器實現(xiàn)變頻調(diào)速。在變頻器和PLC的類型選擇時，通。司生產(chǎn)的FX2N可編程控制器。電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計提出了模塊化編程。功能和電梯平滑變速功能。最后對改造后的電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。低能耗，減小運(yùn)行費(fèi)用。

　　

【正文】 ，則高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 27 M3 為 ON，當(dāng)四層外有上召喚信號時， X33 為 ON，在沒有定下方向，且停車狀態(tài)下 M68 為 ON，發(fā)出本層開門控制信號。如圖 所示 。 X 0 3 0 M 4 0 M 8 5Y 0 0 0X 0 3 1 M 4 1X 0 3 2 M 4 2 圖 本層開門 （ 2） 開門控制及安全保護(hù) 開門到位后，若沒有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機(jī)會發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時間一廠電機(jī)可能燒壞。為此設(shè)計了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動作超過正常開門時間 2~3S 后，通過定時器計時自動斷開開門信號，停止開門。如果沒有外界開門信號，即X0 和 M68 為 OFF，其閉點(diǎn)為 ON 則定時器 T0 開始計時，當(dāng)計時時間到，如限位開關(guān)仍未動作，則通過 T0 閉點(diǎn)斷開 Y0 停止開門，并有 T0開點(diǎn)設(shè)定時器自鎖， Y0 維持 OFF。當(dāng)有開門信號時， X0 或 M68 為 ON，其閉點(diǎn)為 OFF，定時器復(fù)位， T0 閉點(diǎn)為 ON，可再次進(jìn)行開門控制，如圖 所示。 X 0 0 0 M 6 5 T 0 X 0 0 0 2 Y 0 0 1M 7 3T 4M 6 8X 0 6 4Y 0 0 0Y 0 0 0T 0X 0 0 0 M 6 5 M 6 8Y 0 0 0T 0 K 3 0 圖 開門控制及安全保護(hù) 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 28 2. 關(guān)門控制 關(guān)門的條件有以下幾種：停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無司機(jī)狀態(tài)下自動關(guān)門、時間到、鎖梯時鑰匙開關(guān)斷開。停止關(guān)門或不關(guān)門的條件：關(guān)門到位碰到關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號、開門繼電器吸合、超載開關(guān)動作。如鎖梯時， X64 為 ON，則 M79 為 ON，可使 Y1 為 ON，執(zhí)行關(guān)門動作；而超載時，閉點(diǎn) X27 為 OFF，則 M79 為 OFF，可使 Y1 也為 OFF，不能關(guān)門運(yùn)行。在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因為關(guān)門限位開關(guān)若不動作或失靈，同樣容易將電機(jī)燒毀。與開門過程保護(hù)一樣，可在開始關(guān)門后通過定時器計時，超過正常關(guān)門時間，自動停止關(guān)門，以保 護(hù)電機(jī)，如圖 所示。 X 0 0 1 X 0 2 7 M 6 5T 2X 0 8 4M 7 9M 7 9 X 0 0 3 M 7 3 Y 0 0 0 X 0 0 0 M 6 8 T 3 Y 0 0 1M 7 9圖 關(guān)門控制 電梯的內(nèi)指令外召喚信號的登記消除 電梯的內(nèi)指令外召喚信號的登記消除及顯示回路轎內(nèi)指令和廳外召喚登記的條件是按下要登記的按鈕，若此時電梯處在正常運(yùn)行狀態(tài)，而且電梯又不在登記的層樓，則該登記即為有效。轎內(nèi)指令登記消號的條件是當(dāng)電梯正常運(yùn)行至登記樓層時，指令登記即被消號。廳外召喚消號的條件是：當(dāng)電梯正常運(yùn)行至廳外召喚的樓層且電梯的運(yùn)行方向與召喚按鈕的方向一致時，廳外召喚即被消號。當(dāng)在安全回路繼電器動 作、轎內(nèi)電鎖斷開、檢修等狀態(tài)下指令信號不予登記，登記的信號即刻消號。 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 29 內(nèi)指令信號的處理包括信號的登記、顯示基本層 （ 停車 ） 消息。信號的登記采用自鎖原理，不論電梯上行或下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令的梯層時，均要換速停車，并消除登記信號，不需反射信號。將 1~7 層轎內(nèi)指令按鈕信號輸入到 PLC 的 X20~X26 輸入端子， M40~M46 為 1~7層樓層位置信號， M50~M56 為轎內(nèi)指令登記信號。如有人想到五層時，按下五層的內(nèi)指令按鈕，則 X24 為 ON；若轎廂不在五層，則 M44 閉點(diǎn)為 OFF，起消號作用，如圖 所示 X 0 2 4 M 4 4M 5 4M 5 4 圖 內(nèi)指令信號處理 廳外召喚信號同樣需要進(jìn)行登記，顯示本層停車信號，此外還具有反向運(yùn)行保號功 能。 當(dāng) M57 或 M58 為 ON 時，分別進(jìn)行上召喚和下召喚信號的直駛和反向運(yùn)行保號，如當(dāng)下行時， Y3 為 ON，則 M57 為 ON；或上行時 Y2 為 ON，如再按直駛 X55 為 ON，則 M57 為 ON。此時在運(yùn)行過程中，上召喚梯形圖中的各層樓信號各點(diǎn)被 M57 并聯(lián)，不能起消號作用，因而實現(xiàn)了反向運(yùn)行和直駛保號功能，如圖 所示。 Y 0 0 2 X 0 5 5Y 0 0 3M 5 7 圖 外召喚信號處理 電梯的選層定向及反向截梯回路 電梯的定向是綜合考慮電梯的運(yùn)行方式、轎內(nèi)指令、廳外召喚及電梯所處樓層的位置的基礎(chǔ)上，確定電梯的運(yùn)行方向。選層是在有轎內(nèi)指高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 30 令或廳外召喚信號的情況下，電梯應(yīng)響應(yīng)哪個信號；電梯即將到達(dá)有轎內(nèi)指令登記或與電梯運(yùn)行方向相同的廳外召喚信號的樓層時，發(fā)出換速信號。在有司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，由轎內(nèi)指令及電梯所處的位置來確定電梯的運(yùn)行方向；在無司機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，廳外召喚信號根據(jù)電梯的所處位置來參與電梯的定向。 1. 司機(jī)內(nèi)選定向 有司機(jī)操作時， X17 為 OFF，則起動運(yùn)行信號 M76 為 OFF，因而M5 M60 均為 OFF。此時只有內(nèi)指令信號登記通道 M50～ M56 能對選層信號通道 M0~M6 對應(yīng)位置位，而廳外上、下召喚信號登記通道M20~M2 M30~M35 的信號不能對選層信號通道 M0~M6 置位。當(dāng)選層信號通道 M0~M6 中有選層信號后，是定上行方向還是定下行方向，取決于內(nèi)指令信號在轎廂所在樓層的上方還是下方。即樓層位置信號通道 M40~M46 中某一位為 ON 時，其閉點(diǎn)為 OFF，將定向梯形圖中選層信號通道 M0~M6 中的各點(diǎn)分為兩部分，若選層信號通道 M0~M6 中選層 信號的最高位低于樓層位置信號通道 M40~M46 中狀態(tài)為 ON 的位，則定下方向 M81 為 ON；反之若選層信號通道 M0～ M6 中的選層信號位高于樓層位置信號通道 M40～ M46 中狀態(tài)為 ON 的，則定上方向 M80為 ON，如圖 所示。 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 31 X 0 1 7 X 0 0 7 X 0 5 5M 8 0 X 0 1 7M 8 1Y 0 0 3 M 7 9M 6 5 T 0M 6 3M 2 1 M 5 9M 3 1 M 8 0M 5 1M 1 M 4 1M 2 M 4 2M 3M 4M 5M 6M 4 3M 4 4M 4 5M 4 6 Y 0 0 2 M 8 2 M 8 0M 7 6M 6 9M 1圖 司機(jī)內(nèi)選定向 2. 無司機(jī)內(nèi)選外呼定向 無司機(jī)狀態(tài)下 X17 為 ON， 當(dāng)滿足轎廂門鎖 X7 為 ON 的條件時，無司機(jī)起動運(yùn)行信號 M76 為 ON，在停車狀態(tài)下， M59 和 M60 均為 ON，所以外召喚信號 M20~M2 M30~M35 中的各位 可對選層信號通道置位，發(fā)出選層信號。即可進(jìn)行定向，其原理與有司機(jī)定向相同。 3. 反向截梯 無 論在有司機(jī)或無司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，對內(nèi)指令，電梯均需換速平層停車，并且直駛時只停內(nèi)選層站，當(dāng)外召喚方向與電梯運(yùn)行方向相同時，電梯換速停車，即順向截車；只有在無司機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，電梯才對反向召喚信號應(yīng)招服務(wù)。當(dāng)有多個反向呼梯信號時，先應(yīng)招最遠(yuǎn)的反向呼梯信高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 32 號，即最遠(yuǎn)反向截梯，然后再以順向截車方式應(yīng)招其他外召喚信號。外召喚信號的作用主要在于順向截梯與最遠(yuǎn)反向截梯。梯形圖中，電梯上行時 M59 為 ON，因而廳外上召喚信號 M20~M25 可 對選層信號 M0~M6置位， M59 起上行順向截梯的作用。同理， M60 用于下等順向截梯。反向截梯時，若轎廂向上運(yùn)行，樓層位置通道 M40~M46 中數(shù)據(jù)逐位上移，其閉點(diǎn)為 OFF。當(dāng)呼梯信號通道 M10~M16 中較高位有外呼信號時，則 M6 M64 為 ON， M64 的閉點(diǎn)為 OFF，則 M60 為 OFF，所有下召喚信號不能對選層信號位置位，即反向呼梯信號不能選層換向停車。在無司機(jī)狀態(tài)下，只有當(dāng)轎廂運(yùn)行到最高位， M46 為 ON，其閉點(diǎn)位 OFF，則 M64 開點(diǎn)為 OFF，其閉點(diǎn)為 ON， M60 開點(diǎn)為 ON，下召喚信號才能對選層信號位置位，進(jìn)行 最遠(yuǎn)反向截梯，如圖 所示。 M 1 0 M 4 1M 1 1 M 4 2M 1 2 M 4 3M 1 3M 1 4M 1 5M 4 4M 4 5M 4 6 Y 0 0 3 M 6 3 圖 反向截梯 呼梯鈴控制與故障報警 在司機(jī)運(yùn)行方式下 X17 為 ON，當(dāng)有廳外召喚時，蜂鳴器發(fā)出聲音向司機(jī)提示有呼梯信號。當(dāng)某層站有上召喚或下召喚信號時，均使 Y7為 ON，由站點(diǎn)輸出接通呼梯鈴。當(dāng) PLC 備用電池電壓過低時，特殊功能繼電器 M8005 為 ON，利用 M8011 使蜂鳴器發(fā)出周期為 的報警聲；按下警鈴時利用 M8012 產(chǎn)生周期為 的報警聲；超載時，利用 PLC 的特殊功能繼電器 M8013，使蜂 鳴器發(fā)生周期為 1S 的報警聲，如圖 所示 。 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 33 M 2 0M 3 0X 0 2 7X 0 3 7M 8 0 0 5X 0 1 7M 8 0 1 3M 8 0 1 2M 8 0 1 1Y 0 0 7 圖 呼梯鈴控制與故障報警 電梯的消防運(yùn)行回路 電梯的消防運(yùn)行包括兩種狀態(tài)：消防返基站和消防員專用。 1. 消防自動返回下基站 當(dāng)接通消防開關(guān) X50 為 ON，并由其產(chǎn)生一個上升微分信號 M70，該信號用于將所有內(nèi)選外呼消號。當(dāng)電梯正在上行時， Y2 為 ON，由M78 立即發(fā)出消防強(qiáng)迫換速信號，就近平層，在停車后自動使內(nèi)選一層信號 M50 為 ON；如電梯處于停車狀態(tài)或正在下行，自動消號后，電梯也將自動內(nèi) 選一層返回基站。 2. 消防員專用 電梯自動返回下基站停車后， M40 為 ON，并使開門信號 Y0 為 ON，則消防員專用信號 M69 接通，并自保。同時切斷消防上行強(qiáng)迫換速 Y4和自動內(nèi)選一層 M50 程序，在消防員專用狀態(tài)下，恢復(fù)內(nèi)選功能。由消防員內(nèi)選關(guān)門后，電梯只按內(nèi)選指令正常運(yùn)行換速平層停車，且在每次運(yùn)行停止，由 M75 發(fā)出下降沿微分信號，用于每次運(yùn)行停車后消除所有登記信號。如需再次運(yùn)行，必須再次選擇內(nèi)指令信號，如圖 所示： 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 34 X 0 5 0Y 0 0 2Y 0 0 3M 6 5M 6 3M 4 0 Y 0 0 0 X 0 5 0 M 6 9M 6 5P L S M 7 4P L F M 7 5 圖 消防運(yùn)行 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 35 4 電梯 的調(diào)試 變頻器的 調(diào)試安裝 設(shè)置 FRE500 系列變頻器的各項參數(shù)如圖 與 PLC（ PLC 其它接口忽略）、牽引電機(jī)連接實現(xiàn)調(diào)速功能。 基于 PLC 的 電梯模擬調(diào)試 電梯 PLC 程序應(yīng)在未帶載情況下模擬調(diào)試好，在接觸器等輸出狀態(tài)正確后，再將電機(jī)接上，模擬調(diào)試完成后，則進(jìn)行現(xiàn)場安裝，并進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，確定參數(shù)，完善程序，最后交付運(yùn)行使用。 由于客觀條件的限制，軟硬件開發(fā)只能在實驗室對電梯程序進(jìn)行模擬調(diào)試。實際輸入信號及反饋信號用按鈕或開關(guān)模擬，輸出不用接負(fù)載，可由 PLC 輸出端的發(fā)光二 極管顯示負(fù)載狀態(tài)，模擬調(diào)試時，按電梯的運(yùn)行條件，依次設(shè)置輸入信號，并觀察輸出正確與否，同時可通過編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，在輸入端接上手動按鈕而在 PLC 的輸出指示燈上看輸出，輸入信號完全靠手動來控制。 如按下 X020 是一層樓內(nèi)呼，如此時電梯不在一層，則對應(yīng)輸出指示燈亮 ,然后依次通過手動來控制接近開關(guān)按鈕，到第一層時輸出指示燈滅，其它層樓的運(yùn)行模擬調(diào)試同理。 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 36 FRE500M3~L1NL3L2LNX0X1X2X3X4.........L1L2L3RHRMRLSTFSTRSDRSTY5Y4Y6Y3Y2COM 圖 變頻器與 PLC 的連接 高層住 宅電梯控制系統(tǒng)研究 37 總結(jié) 自論文開題來的這 5 個多月，我通過在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上 搜索相關(guān)資料，了解了電梯的起源和發(fā)展過程，并且加深了對電梯運(yùn)行過程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識，熟悉了可編程序控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，利用已有的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計，嘗試了對電梯控制系統(tǒng)的研究。利用通用變頻器和 PLC 實現(xiàn)了對電梯的控制，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件設(shè)計，提高了電梯運(yùn)行的可靠性，改善了電梯運(yùn)行的舒適感。 PLC 是新一代的控制工具，因其核心是微處理器，接口電路、電源電路等具有很強(qiáng)的抗干擾能力，而梯形圖的編程語言極易為工程技術(shù)人員所接受等特點(diǎn)，被稱為真正的工業(yè)控制計算機(jī)。在完成畢業(yè) 設(shè)計的過程中，我將原來所學(xué)的知識融會貫通，對如何使用已有知識及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高，并且