【正文】 1趙海峰，變頻變壓調(diào)速技術(shù)在電梯中的應(yīng)用 [fill新技術(shù)新工藝， 1997。最后，對各位老師審閱我的論文深表感謝，并渴望給予批評指 正。回首既往，在論文選題和設(shè)計(jì)過程中得到了白生威老師的精心指導(dǎo)，而且，在上學(xué)的兩年中，不論是在學(xué)習(xí)上還是在日常生活中，白老師都給了我無微不至的關(guān)懷，特別是在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中，白老師給予了我很大的幫助和支持，在此，我表示由衷的感謝，另外，白老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)術(shù)作風(fēng)和兢兢業(yè)業(yè)的教學(xué)態(tài)度使我受益非淺。當(dāng)然，設(shè)計(jì)中肯定還有其它不足和紕漏之處，請各位老師指正。但由于時(shí)間有限，本人沒有考慮。另外，也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和今后求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)。利用通用變頻器和 PLC實(shí)現(xiàn)了對電梯的控制，通過合理的設(shè)備選型、參數(shù)設(shè)置和軟件應(yīng)用，提高了電梯運(yùn)行的可靠 性，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，并節(jié)約了電能。 （ 10）按下關(guān)門按鈕 X003 常開 觸點(diǎn)復(fù)位，按下關(guān)門限位開關(guān) X004 常閉觸點(diǎn)復(fù)位，平層感應(yīng)器動(dòng)作， X025 常開觸點(diǎn)閉合，驅(qū)動(dòng)電梯自動(dòng)開門。下行繼電器 Y003 得電，下行指示燈 Y005亮。（狀態(tài)保持）然后按下平層感應(yīng)器 X025 常開觸點(diǎn)斷開。 高等職業(yè)學(xué)院 44 （ 6）按下關(guān)門按鈕 X003 常開觸點(diǎn)復(fù)位，按下關(guān)門限位開關(guān) X004 常閉觸點(diǎn)復(fù)位，平層感應(yīng)器動(dòng)作， X025 常開觸點(diǎn)閉合，驅(qū)動(dòng)電梯自動(dòng)開門。上行繼電器 Y002 得電，上行指示燈 Y004亮。按下關(guān)門限位開關(guān) X004常閉觸點(diǎn)斷開， Y001線圈斷電，但還在關(guān)門狀態(tài)。 （ 2） 1 樓外呼上行動(dòng)作， X013 常開觸點(diǎn)閉合，驅(qū)動(dòng)繼電器 Y000 線圈得電開門。 ＧＸ Developer 編程及仿真軟件調(diào)試畫面 圖 51 ＧＸ Developer 編程及仿真軟件 調(diào)試畫面 1 樓感應(yīng)器動(dòng)作， X021 常開觸點(diǎn)閉合， 1 樓指示燈驅(qū)動(dòng)繼電器 Y006 線 圈得電。 圖 410 七段數(shù)碼管字型顯示原理 圖 411 樓層指示信號控制梯形圖 高等職業(yè)學(xué)院 42 第 5 章 控制系統(tǒng)仿真調(diào)試 本控制系統(tǒng)核心控制器為西門子 S7200PLC，鑒于暫時(shí)沒有西門子的仿真調(diào)試軟件，所以調(diào)試時(shí)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理。 546R 是共陽極接法。例如 bc兩段點(diǎn)亮表示數(shù)字“ 1”， abged 點(diǎn)亮表示數(shù)字“ 2”。 表 七段譯碼真值表 顯示數(shù) 輸入 輸出 N D C B A Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 LED數(shù)碼管通常采用圖 410所示的七段字形顯示方式來表示 0～ 9十個(gè)數(shù)字，每個(gè)字段是一個(gè) 或多個(gè)發(fā)光二極管。 對顯示數(shù)字 3，當(dāng)輸出筆 a、 b、 c、 d、 g段為 1 時(shí)， 內(nèi)部樓層信號 1003為 ON。 對顯示數(shù)字 1，當(dāng)輸出筆 b、 c段為 1 時(shí)，內(nèi)部樓層信號 1001 為 ON。 表 41 為 七段譯碼真值表 :當(dāng)輸出筆段狀態(tài)為 1時(shí)表示該段亮，當(dāng)輸出筆段狀態(tài)為 0 時(shí)表示該段滅。在換速點(diǎn)前應(yīng)發(fā)出樓層計(jì)數(shù)信號，其上下限值定為 1990 和 1994。 按梯速 /s，電機(jī)轉(zhuǎn)速 1000r/min，層高 3m，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 100 設(shè)計(jì)，則運(yùn)行一層計(jì)數(shù) 3333 個(gè)脈沖，所以平層點(diǎn)脈沖數(shù)為 3333，取其上下限值為 3329 和 3337。若當(dāng)前計(jì)數(shù)值在設(shè)定的上下限值范圍內(nèi)，則對應(yīng)的輸出點(diǎn)為 ON，反之為 OFF。此時(shí) ,每個(gè)脈沖相當(dāng)于轎廂運(yùn)行,每轉(zhuǎn)一圈運(yùn)行 。 圖 48 停層信號產(chǎn)生環(huán)節(jié) (a) 高等職業(yè)學(xué)院 38 圖 48 停層信號產(chǎn)生環(huán)節(jié)（ b） 圖 49 停車制動(dòng)及運(yùn)行環(huán)節(jié) 高等職業(yè)學(xué)院 39 樓層計(jì)算 平層、停車旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)的選擇取決于 PLC 允許輸入的頻率、梯速、計(jì)數(shù)精度等。， 。停高等職業(yè)學(xué)院 37 車制動(dòng)狀態(tài)由復(fù)制繼電器 ，停層時(shí)間由定時(shí)器 T37確定。圖中 、 時(shí)的停車問題（如 2樓向下的外呼信號，使電梯從 1樓向上運(yùn)行時(shí)， 不會被觸發(fā)，至 2樓位置，靠 、 ）。滿足停車要求時(shí)，停車信號應(yīng)被消除。其梯形圖如圖 48所示。 圖 44 樓層顯示梯形圖 在圖 47中， ，存在不能全接通的情況，如電梯上行至 3樓時(shí)，一旦 3樓層樓指示 ，則 斷電，然而此時(shí)電梯仍然應(yīng)處于通電運(yùn)行狀態(tài)，至 3樓平層位置才能斷電；為解決這一問題，引入了輔助繼電器 ，從而讓使得上行與下高等職業(yè)學(xué)院 33 行繼電器接通的時(shí)間延至上 行及下行的全過程。其梯形圖如圖 47所示， ，通過 E1點(diǎn)亮； ，通過 使得電梯下行指示燈 E2亮。電梯的定向高等職業(yè)學(xué)院 32 只有兩種情況，即上行和下行。電梯運(yùn)行方向與呼梯目的地方向相反時(shí)，如電梯從 1樓向上運(yùn)行（上行），而呼梯要求從 2樓向下，若有去 3樓以上的內(nèi) 選層要求及外呼梯要求，電梯到達(dá) 2樓時(shí)（無 2樓上行要求）不停梯，呼梯要求沒有滿足，呼梯信號不能消除；若 3樓以上無用梯要求，電梯將停在 2樓，但呼梯信號不能立即消除，待乘客進(jìn)入轎廂選層后，電梯定向運(yùn)行，則 2樓下呼梯信號已滿足 ，呼梯信號被消除。其梯形圖如圖 45所示， 在圖 46中，按下外 呼按鈕時(shí)，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼按鈕下的指示燈亮，表示呼梯要求已被電梯接收并記憶。 外呼信號的登記與消除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號應(yīng)被接收和記憶。當(dāng)電梯到達(dá)所選的樓層后，停層信號應(yīng)被消除，指示燈也應(yīng)熄滅。 內(nèi)選層信號的登記與清除環(huán)節(jié) 乘客或司機(jī)通過操縱盤上選層按鈕的操作，可以選擇欲去的樓層。其梯形圖如圖 44所示。電梯上行或下行時(shí)，可通過 或 ，其常閉觸點(diǎn)斷開 ,，電梯不能開門。 開關(guān)門環(huán)節(jié)的梯形圖如圖 43所示。 （ 4）電梯自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的關(guān)門停站時(shí)間繼電器 T37延時(shí)結(jié)束時(shí)，電梯 應(yīng)自動(dòng)關(guān)門、停站。 （ 2）自動(dòng)停層時(shí)的開門電梯在停層時(shí)，至平層位置， M7接通，電梯應(yīng)開始開門。 、開門及關(guān)門控制程序 自動(dòng)運(yùn)行時(shí)電梯的開門 存在以下三種情況： 高等職業(yè)學(xué)院 30 （ 1）呼梯開門電梯到達(dá)某曾站后，如果沒有人繼續(xù)使用電梯，電梯將?？吭谠搶?待命，若有人在該層站呼梯，電梯將首先開門，以滿足用梯的要求。具體調(diào)整時(shí)間在第三章介紹 ,理想的電梯速度給定曲線如圖 42所示。同理，增加 S曲線變化率起動(dòng)曲線彎曲部分變緩，反之，起動(dòng)曲線彎曲部分變急。因此通過改變起動(dòng)加速時(shí)間可獲得不同的起動(dòng)曲線斜率。加速斜率是以速度給定從 0加速到 1000轉(zhuǎn) /分所需要的時(shí)間來定義的。人們對于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下行召喚和轎廂召喚。 (2)單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚 。轎廂上行是只答應(yīng)轎廂召喚，直至最高層 。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號，對符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一停靠應(yīng)答。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上，選層指令相對與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方 向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)停靠車門，并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開關(guān)按鈕，門將打開。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 41所示，輸入到 PLC 的控制信號有 :運(yùn)行方式選擇 (如自動(dòng)、有司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等 )、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 (1)一臺電機(jī)控制上升和下降 (2)各層設(shè)上 /下呼叫開關(guān) (最頂層與起始層只設(shè)一只 ) (3)電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開門關(guān)門功能 (4)電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵 (5)電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈 高等職業(yè)學(xué)院 28 (6)待客自 動(dòng)開門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開門迎客 (7)自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門在一般情況下，電梯停站 46 秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門 。 為了使編碼器模板的功能與變頻器正確地匹配，必須對編碼器模板參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，具體的設(shè)定就不在敘述了。 若編碼器為 HTL 編碼器，則上述第 9 步應(yīng)該為把編碼器模板的“ LK”和“ 18V”端子連接到一起。從編碼器到編碼器模板的電纜應(yīng)是一條全長無中間接頭的完整電纜。 （ 11）根據(jù)控制要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 （ 9）把編碼器模板的“ VE”和“ 0V”端子與編碼器的電源端子連接一起。 （ 7）將編碼器的“通道 B取反”連接到編碼器模板的“ BN”端。 （ 5）將編碼器的“通道 A取反”連接到編碼器模板的“ AN”端。 （ 4）將編碼器的“通道 A”連接到編碼器模板的“ A”端。請參看表39。 （ 1）確認(rèn)變頻器電源已經(jīng)斷開。 18V ) LK 軸編碼器的電源電壓 5V TTL 鏈接端子 (僅指端子 LK amp。 圖 38 編碼器模板的接地與屏蔽端子 MICROMASTER 編碼器模板具有 12 個(gè)連接端子，這些端子的用途如表38 所示。 ④ 信號的屏蔽電纜的安裝位置一定不要緊靠動(dòng)力電纜。 ② 電纜的屏蔽層必須與編碼器模板上的屏蔽線接線端子相連接，如圖 38 所示。 編碼器模板直接安裝在 MCROMASTER 440 變頻器的輸入和輸出 I/O模板上。與無傳感器矢量控制 SLVC 和變壓 /變頻控制 V/f 相比，這種控制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：零速時(shí)仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力；速度控制的精度高等職業(yè)學(xué)院 24 更高；速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)性能得到改善。之后的工作過程見流程圖圖 37。延時(shí) 后，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行在第二段，頻率為 20Hz,對應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1120r/min 。電梯在運(yùn)行狀態(tài)下，輔助繼電器 得電，這時(shí)，變頻器自動(dòng)按設(shè)定的速度圖運(yùn)行（見圖 35），工作流程如圖 37所示。電梯的上行與下行對應(yīng)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，由變頻器的 4端子及 PLC的 。當(dāng)系統(tǒng)處于停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，輔助繼電器 =0,其器線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 PLC輸出端子 ，變頻器數(shù)字輸入端口 DIN1為“ ON” ，端口 DIN2為“ ON” ，變頻器工作在由 P1003參數(shù)所設(shè)定的頻率為 50Hz的第一段上，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在對應(yīng)的 2800r/min的轉(zhuǎn)速上。 PLC輸出端子 ，變頻器數(shù)字輸入端口 DIN2為“ ON” ，端口 DIN1為“ OFF” ，變頻器工作在由 P1002參數(shù)所設(shè)定的頻率為 20Hz的第二段上，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在對應(yīng)的 1120r/min的轉(zhuǎn)速上。 PLC輸出端子 ，變頻器數(shù)字輸入端口 DIN1為 “ ON” ，端口 DIN2為“ OFF” ，變頻器工作在由 P1001參數(shù)所設(shè)定的頻率為 5Hz的第一段上，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在對應(yīng)的 280r/min的轉(zhuǎn)速上。 PLC及變頻器均在工作狀態(tài)，滿足相關(guān)條件時(shí)，電動(dòng)機(jī)可按不同的速度運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置見表 ，設(shè) P0010=0，變頻器當(dāng)前處于準(zhǔn)備狀態(tài)，可正常運(yùn)行。設(shè)定 P0010=30和 P0970=1，按下 P鍵，開始復(fù)位，復(fù)位過程大約需要 3min,結(jié)果可使變頻器的參數(shù)恢復(fù)到工廠默認(rèn)值。 3）設(shè)置數(shù)字輸入控制端口參數(shù)，見表 34。 曳引電動(dòng)機(jī)的容量一般可按靜功率的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 一般選擇電機(jī)的額定功率總是略大于計(jì)算值，因?yàn)檫€須考慮轎廂運(yùn)行產(chǎn)生的附加阻力及滿載轎廂啟動(dòng)等 因素。為了使電動(dòng)機(jī)與變頻器相匹配，需要設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)。 2）設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù)。 變頻器的參數(shù)設(shè)置 1）恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值。因此，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使 UD保持在允許范圍內(nèi)。 高等職業(yè)學(xué)院 19 （ 5）動(dòng)力制動(dòng) 動(dòng)力制動(dòng)即串入外部耗能電阻制動(dòng)。 （ 4）直流注入制動(dòng) 直流注入制動(dòng)可以與 OFF1 和 OFF3 同時(shí)使用。斜坡下降時(shí)間的參數(shù)設(shè)置見 P1135。 OFF3 為高電平，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)并用 OFF1 或 OFF2 方式停車。 （ 3） OFF3 OFF3 命令使電動(dòng)機(jī)快速地減速停車。 OFF1 可以同時(shí)具有直流注入制動(dòng)或動(dòng)力制動(dòng)功能。斜坡下降時(shí)間的參數(shù)設(shè)置見 P1121。變頻器的開關(guān)量輸入共有三個(gè)，分別為正轉(zhuǎn) /停 (數(shù)字輸入 DIN1)、反轉(zhuǎn) /停（數(shù)字輸入 DIN2）、急停（數(shù)字輸入DIN3），變頻器有一個(gè)故障開關(guān)量輸出信號 (數(shù)字輸出 1） ，此信號進(jìn) PLC處理。 表 31 CPU模塊的 I/O配置及地址分配 主機(jī) 模塊 0 模塊 1 模塊 2 模塊 3 高等職業(yè)學(xué)院 15 CPU226 8IN 4IN/4OUT 4AI/1AQ 4AI/1AQ AIWO AQWO AIW8