【正文】
(5) 缺相、錯(cuò)相保護(hù)
如當(dāng)供給電梯用電的電網(wǎng)系統(tǒng)，由于檢修人員檢修時(shí)不慎而造成三相動(dòng)力線的相序與原相序有所不同時(shí)，就可使電梯原定的運(yùn)行方向變更為相反的方向，這樣就會(huì)給電梯運(yùn)行造成極大的危險(xiǎn)性。端站限位裝置是利用限位開關(guān)觸點(diǎn)切斷電梯控制系統(tǒng)中的方向繼電器或接觸器電路，使其釋放，電梯停止運(yùn)行。當(dāng)有乘客或其他人員在電梯關(guān)門過程中碰撞（或接近）電梯門扇時(shí)，使電梯門停止關(guān)閉，并立即開啟，從而使乘客不致被門扇夾痛（傷）。(3) 電梯門的安全保護(hù)環(huán)節(jié) 這一保護(hù)環(huán)節(jié)主要是指在關(guān)門過程中防止夾傷乘客等人員的保護(hù)裝置。這一保護(hù)是很重要的，凡是在有可能使各類人員進(jìn)入電梯轎廂內(nèi)的電梯，必須設(shè)置這一保護(hù)。 (1) 超速斷繩保護(hù) 按GB758895標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)電梯下降速度達(dá)到額定速度的115%時(shí)，限速器上的第一個(gè)開關(guān)動(dòng)作，使電梯自動(dòng)減速。 電梯的安全保護(hù)環(huán)節(jié)在前述中已述及，電梯的重要結(jié)構(gòu)中包括電梯的各種安全保護(hù)裝置，它們必須可靠有效。本系統(tǒng)的平層信號(hào)是由平層干簧感應(yīng)器發(fā)出的。在井道中對(duì)應(yīng)每一樓層的適當(dāng)位置都安裝一個(gè)干簧感應(yīng)器，在轎廂運(yùn)行中，當(dāng)固定在轎廂頂上的隔磁板插入某樓中的干簧感應(yīng)器時(shí)，該干簧管的常閉觸點(diǎn)接通，表示電梯已經(jīng)到達(dá)該樓層，并置位相應(yīng)的狀態(tài)繼電器，直到隔磁板插入另外一個(gè)樓層的干簧感應(yīng)器為止。減速制動(dòng)階段速度曲線與加速起動(dòng)階段相對(duì)稱。本設(shè)計(jì)采用的VS616G5變頻器就具有S曲線加速時(shí)間設(shè)定功能，故將加速時(shí)間和S曲線加速時(shí)間配合調(diào)整，即可獲得理想的起動(dòng)曲線。為了獲得良好的舒適感，將電梯的起制動(dòng)速度曲線設(shè)計(jì)成由兩段拋物線（S曲線）及一段直線構(gòu)成，而這一曲線形狀的構(gòu)成及改變，則是由加速度斜率及S曲線變化率決定的。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(jí)，并且絕對(duì)保證電動(dòng)機(jī)零速時(shí)抱閘，舒適感非常好。圖31為PLC輸入輸出硬件接線示意圖。表32 輸出點(diǎn)分配表名稱輸出點(diǎn)名稱輸出點(diǎn)轎門開門接觸器Y003一層轎內(nèi)指示按鈕Y023轎門關(guān)門接觸器Y005二層轎內(nèi)指示按鈕Y024上行交流接觸器Y010三層轎內(nèi)指示按鈕Y025下行交流接觸器Y011四層轎內(nèi)指示按鈕Y026加速接觸器Y012五層轎內(nèi)指示按鈕Y027快速接觸器Y013一層上行召喚指示燈Y030慢速接觸器Y014二層上行召喚指示燈Y031第一慢速減速接觸器Y015二層下行召喚指示燈Y032第二慢速減速接觸器Y016三層上行召喚指示燈Y033空Y017三層下行召喚指示燈Y034樓層顯示器Y020四層上行召喚指示燈Y035樓層顯示器Y021四層下行召喚指示燈Y036樓層顯示器Y022五層下行召喚指示燈Y037正轉(zhuǎn)Y002多段速指令1Y006反轉(zhuǎn)Y004多段速指令2Y007外部故障輸入Y018多段速指令3Y008異常復(fù)位Y019點(diǎn)動(dòng)頻率Y009為了更好的闡述起動(dòng)原理現(xiàn)給出起內(nèi)部繼電器說明，如下表33所示。表31 輸入點(diǎn)分配表名稱輸入點(diǎn)名稱輸入點(diǎn)關(guān)門極限開關(guān)X000轎內(nèi)一層呼鈕X020開門極限開關(guān)X001轎內(nèi)二層呼鈕X021上下平層干簧觸點(diǎn)X002轎內(nèi)三層呼鈕X022轎子內(nèi)關(guān)門按鈕X003轎內(nèi)四層呼鈕X023轎子內(nèi)開門按鈕X004轎內(nèi)五層呼鈕X024一層上行召喚按鈕X005一層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X025二層上行召喚按鈕X006二層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X026二層下行召喚按鈕X007二層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X027三層上行召喚按鈕X010三層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X030三層下行召喚按鈕X011三層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X031四層上行召喚按鈕X012四層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X032四層下行召喚按鈕X013四層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X033五層下行召喚按鈕X014五層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X034轎內(nèi)開門開關(guān)X015上下行強(qiáng)迫換速開關(guān)X035轎內(nèi)關(guān)門開關(guān)X016速度繼電器感應(yīng)觸點(diǎn)X036門區(qū)感應(yīng)開關(guān)X017光點(diǎn)感應(yīng)觸點(diǎn)X037輸出模塊是接受中央處理器處理過的數(shù)字信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件能接受的信號(hào)。PLC的I/O就是連接在PLC上的各種輸入輸出模塊的輸入輸出點(diǎn)。FX2N80MR型 PLC的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，具有高速的指令處理能力，良好的人機(jī)界面，CPU的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。根據(jù)PLC輸入、輸出量點(diǎn)數(shù)與性質(zhì)，可確定I/O模塊型號(hào)與數(shù)量，高密度模塊如364點(diǎn)，平均每點(diǎn)價(jià)較低，但受到工作電壓、工作電流和環(huán)境溫度的限制，同時(shí)應(yīng)注意同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)超過總數(shù)的60%。綜上，輸入信號(hào)總共約40點(diǎn)。編程語言可用梯形圖或指令表，尤其是可用PC機(jī)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。除主機(jī)單元外，還可擴(kuò)展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。就本次電梯的設(shè)計(jì)而言，上述三種機(jī)型都行，但由于市面上三菱產(chǎn)品型號(hào)較多，種類齊全，技術(shù)先進(jìn)，通用性強(qiáng)，性價(jià)比高，而且根據(jù)課本學(xué)習(xí)和熟悉程度，本次設(shè)計(jì)采用三菱FX系列可編程控制器。設(shè)計(jì)不僅應(yīng)使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且應(yīng)使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：
(1)充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，這是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。3 PLC的簡(jiǎn)介在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計(jì)選型。當(dāng)制動(dòng)電阻過大，會(huì)使制動(dòng)力矩不足；制動(dòng)電阻過小，會(huì)使電流過大，電阻發(fā)熱。式中IM如按電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的最大電流來選擇變頻器時(shí)，變頻器的容量可以適當(dāng)縮小。電梯變頻器可視作連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以應(yīng)按照連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)情況選定。15 kW 以下的變頻器內(nèi)置制動(dòng)單元， kW 以上的變頻器內(nèi)置直流電抗器。減至0Hz后，零速輸出點(diǎn)斷開，通過PLC發(fā)出抱閘信號(hào)及自動(dòng)開門信號(hào)。圖21 多段速硬件連接接線圖電梯從起動(dòng)運(yùn)行到減速停車，方向使能信號(hào)和速度信號(hào)動(dòng)作的時(shí)序如下：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，電梯開始起動(dòng)運(yùn)行，PLC正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）及高速信號(hào)輸出有效，電動(dòng)機(jī)從0Hz到50Hz開始起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間可由變頻器參數(shù)設(shè)置（如：3s則C101=3s），然后維持高速一直運(yùn)行（如：D102=50Hz），完成起動(dòng)及運(yùn)行段的工作。每檔相應(yīng)額定頻率可以通過數(shù)字操作器，對(duì)參數(shù)D101~D109的設(shè)置而定（范圍0~400Hz），這樣既可實(shí)現(xiàn)頻率可變。用數(shù)字操作器對(duì)參數(shù)H101~H106進(jìn)行設(shè)定，最多可達(dá)9段速運(yùn)行。對(duì)于開關(guān)量檢測(cè)信號(hào)，由于是通過繼電器觸點(diǎn)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(duì)輸入信號(hào)的要求，所以將變頻器的開關(guān)量檢測(cè)信號(hào)FX系列PLC的輸入端直接相連接，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的反饋控制。 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(hào)信號(hào)名段子功能說明1正轉(zhuǎn)運(yùn)行停止指令“閉”正轉(zhuǎn)，“開”停止2反轉(zhuǎn)運(yùn)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(shí)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(diǎn)動(dòng)指令“閉”時(shí)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行8外部基極封鎖“閉”時(shí)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3315V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(xiàng)接地線端子——9和10運(yùn)行中信號(hào)（1a接點(diǎn)）運(yùn)行“閉”25零速檢出零數(shù)指（b201）以下時(shí)“閉”26速度一致檢出設(shè)定頻率的+2Hz以內(nèi)時(shí)“閉”27開路集電極輸出公共端——18~20故障輸出信號(hào)（1c接點(diǎn)）故障時(shí)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(hào)包括對(duì)運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的數(shù)字操作信號(hào)。為使電梯符合以上的設(shè)置要求，應(yīng)該對(duì)相應(yīng)的參數(shù)（表22）進(jìn)行設(shè)置。0. 2%(帶PG177。變頻器發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)功能動(dòng)作，使輸出停止，但是這不可能使電機(jī)急停，因此，必須設(shè)置非常停止所必要的機(jī)械設(shè)備。為滿足吊鉤從“床面”上升時(shí)，需要消除傳動(dòng)間隙，將鋼絲繩拉緊的要求，VS616G5變頻器應(yīng)采用S型起動(dòng)方式。
（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(jì)使結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性。 (3)寬調(diào)速范圍的精確控制VS616G5變頻器即使在負(fù)載變動(dòng)條件下，也具有全速范圍高精度運(yùn)行的特點(diǎn)。當(dāng)增加PG控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)零速高轉(zhuǎn)矩控制。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(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。當(dāng)電機(jī)參數(shù)的設(shè)定非常困難時(shí)，或者電機(jī)的負(fù)載不能完全脫離的場(chǎng)合，這樣的問題用自學(xué)習(xí)功能可以解決。當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。由于采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。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。但價(jià)格相對(duì)較貴。選擇品牌時(shí)，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(shí)的重要考慮方面。由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)價(jià)格選購變頻器，也是選購變頻器時(shí)主要考慮的因素?，F(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。15交直流高速電梯≥≤177。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載、滿載上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測(cè)量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。對(duì)電梯而言，必須設(shè)置獨(dú)立備用電源，以便在停電時(shí)安全停車。電梯的安全，與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。(10）報(bào)警和救援裝置：電梯發(fā)生人員被困在轎廂內(nèi)時(shí)，通過報(bào)警或通信裝置，應(yīng)能將情況及時(shí)通知管理人員，并通過救援裝置將人員安全救出轎廂。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動(dòng)；在運(yùn)行中，如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。
(3) 限位開關(guān)：當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動(dòng)作，切斷電源并制動(dòng)，強(qiáng)迫停車。機(jī)械方面：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)行速度控制。曳引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。對(duì)重裝置位于井道內(nèi)，由對(duì)重架和對(duì)重塊組成，通過曳引繩、曳引輪與轎箱連接。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，有橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。因此，對(duì)電梯曳引鋼絲繩的強(qiáng)度、耐磨性和繞行均有很高的要求。曳引鋼絲繩由鋼絲繩股和繩芯組成。由于這種電梯沒有減速箱，所以其傳動(dòng)效率較高，噪聲小，傳動(dòng)平穩(wěn)。主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪和反繩輪組成。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控制理論、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、微機(jī)技術(shù)和土建工程等多學(xué)科領(lǐng)域。（4）PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。其定時(shí)時(shí)間間隔可以由用戶加以設(shè)定。
（3）操作的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。
（3）維修方便。（2）編程方便。 2) 易操作性
（1）操作方便。（5）在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。
（2）PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了平均恢復(fù)時(shí)間，使可靠性提高。用計(jì)算機(jī)控制方式取代是保證和提高電梯運(yùn)行可靠性和安全性的重要途徑。而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)為：
（1）系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜。由于計(jì)算機(jī)的種類很多，根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成放時(shí)及運(yùn)行方式的不同，計(jì)算機(jī)控制可分為個(gè)人計(jì)算機(jī)控制和微機(jī)控制兩種方式。（3） 輸出處理階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。 輸出接口電路也采用光電耦合，每一點(diǎn)輸出都有一個(gè)內(nèi)部電路，由指示電路、隔離電路、繼電器組成。各PLC生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的I/O部件或模