【正文】 常用 的真空接觸器有 CKJ、 EVS 系列等。真空電弧依靠觸頭上蒸發(fā)出來的金屬蒸氣來維持，因真空介質(zhì)有很高的絕緣強度且介質(zhì)恢復(fù)速度很快，真空電弧的等離子體很快向四周擴散，在第一次過零時真空電弧就能熄滅。 真空接觸器以真空為滅弧介質(zhì)，其主觸頭密封在真空開關(guān)管里。機械連鎖交流接觸器主要用于電動機可逆控制、雙路交流電源的自動切換也可用于需要頻繁地進行可逆換接的電氣設(shè)備上。 某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 30 2. 機械連鎖（可逆）交流 接觸器 機械連鎖（可逆）交流接觸器實際上是由兩個相同規(guī)格的交流接觸器再加上連鎖機構(gòu)和電氣連鎖機構(gòu)組成。 其他元器件的選擇 交流接觸器的選擇 1. 空氣電磁式交流接觸器 在接觸器中，空氣電磁式交流接觸器應(yīng)用最為廣泛，產(chǎn)品系列、種類最多。 對 10 層 10 站 VVVF 電梯，根據(jù)輸人信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計算， 輸人點數(shù)為 45 點，輸出點數(shù)為 43 點 ； 輸人、輸出信號都是數(shù)字量。 4. 內(nèi)附 高速計數(shù)器：單相計數(shù)器 60kHz 2 點， 10kHz 4 點；二相計數(shù)器 30kHz 2點， 5kHz 1 點。 2. 高速大容量：超高速程式處理， ? s/基本指令；大容量存儲器，內(nèi)附 8k RAM，最大可達 16 k（包括注釋）。由于 FX2N 系列具有如下優(yōu)點：最大范圍地包容了標準優(yōu)點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能，適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，可以為工業(yè)自動化提供最大的靈活性和控制能力。 可編程控制器 的選擇 根據(jù)控制要求，初步選三菱 FX2N 系列 PLC。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。光電開關(guān)在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。于是，有下列關(guān)系式： （ 公式 42） （公式 43） 對本設(shè)計來說， v=， n=1456r/min， fo=20KHz， 取 P=800，帶入上式得： f=800 1456/60=fo 根據(jù)以上計算，查旋轉(zhuǎn)編碼器選型手冊，選 用上海生產(chǎn)的 HLE600L3F 型軸套式旋轉(zhuǎn)編碼器。其旋轉(zhuǎn)編碼器與安川 VS616G5 變頻器 構(gòu)成閉環(huán)控制， 電源可利用 PLC 內(nèi)置 24V 直流電源。 (3)利用旋轉(zhuǎn)編碼器 ： 目前， PLC 一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜嫈?shù)單元，計數(shù)準確，使用方便，因而在電梯 PLC 控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置，編碼器可直接與 PLC 高速脈沖輸入端相連，電源也可利用 PLC 內(nèi)置 24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。 某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 27 表 42 VS616G5 變頻器的標準規(guī)格 電 壓 200V 400V 容量范圍 ~110kVA ~160kVA 電 源 電壓頻率 200V：三相 200/208/220V 400 V：三相 380/400/415/440/460V 電壓允許變動 ? 10% 15% 頻率允許變動 ? 5% 控 制 特 性 控制方式 正弦波 PWM 控制：無傳感器矢量控制 (無 PG)， 帶傳感器矢量控制 (帶 PG)， V/f 控制， 帶傳感器 V/f控制 (用參數(shù)切換 ) 啟動轉(zhuǎn)矩 150%/lHz（無 PG) 150%/0 r/min(帶 PG) 速度控制范圍 1:100(無 PG) 1:1000(帶 PG) 速度控制精度 ? %(無 PG) %(帶 PG) 速度響應(yīng) 5Hz(無 PG) 30Hz(帶 PG) 轉(zhuǎn)矩極限 有 轉(zhuǎn)矩精度 ? 5% 轉(zhuǎn)矩響應(yīng) 20Hz(無 PG)以上 150HZ(帶 PG)以上 頻率控制范圍 頻 率 精 度 ( 溫 度 變 動 ) 數(shù)字式指令 ? % (10C~+40C) 模擬式指令 ? %(25C~? 10C) 頻率設(shè)定分辨率 數(shù)字式指令 輸出頻率分辨率 過載量 額定輸出電流的 150% 1min 頻率設(shè)定信號 10V~10V， 0~10V， 4~20mA 加減速時間 ~ 制動轉(zhuǎn)矩 約 20% 帶制動選擇 150% 主要控制功能 瞬停再起動，下降控制，零點伺服控制等 保護功能 電機保護，變頻器過載，瞬間過電流，電壓下降，過電壓， 輸入缺相 某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 28 旋轉(zhuǎn)編碼器的選擇 轎廂樓層位置檢測方法主要方法有如下幾種 ： (1)用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開 關(guān) ： 這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感 應(yīng)器，當樓層較高時，會占用 PLC 太多的輸入點。 (5)通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 (3)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。 VS616G5 變頻器的特點如下 ： (1)包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。無須配專用電機，可自學(xué)習所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。 通過控制面板，可以控制上述四種控制方式中的一種?？紤]以上各種因素，本設(shè)計選用安川 VS616G5 型全數(shù)字變頻器，它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負載轉(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，特別適合電梯類負載頻繁變化的場合。本設(shè)計中拖動調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運行，以改善電梯運行的舒適感 。這是本設(shè)計的特點之一。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，但其價格 相對較貴。由 電動機選型參數(shù)表 ，選 YPTD160M24。 增加 20%備用量，以便隨時增加控制功能： 輸入點數(shù)為： 10 (1+20%)=12 輸出點數(shù)為： 8 (1+20%)= 根據(jù) I/O點數(shù)，可選 FX0N24MR001 型可編程控制器 ， 其輸入點 14 點，輸出點10 點，擴展模塊可用點數(shù)為 32 點。根據(jù)安川 676GL5IP 變頻器的需求，選用海德漢公司的 ERN 461型 A、 B、 Z 三相編碼器，安裝于永磁同步電機轉(zhuǎn)子軸端。 在本設(shè)計中， 永磁同步 電動機所使用的編碼器，不僅僅要向拖 動控制系統(tǒng)提供速度反饋，而且需要提供電動機磁極位置檢測功能。在關(guān)門過程鐘，當轉(zhuǎn)差大于設(shè)置值時 (即編碼器輸 入的轉(zhuǎn)速與變頻器輸出的頻率相差大于一定值某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 25 時 )，控制門停止關(guān)門，并 反向開門 ?？墒褂闷胀?A、 B、 Z 相編碼器檢測目前所有永磁同步電動機的磁極位置。 門拖動 變頻器 選用安川公司的 676GL5IP 電梯專用矢量控制變頻器。 變頻器的選擇 電機加減速過程中良好的運行特性可使電梯門開關(guān)平穩(wěn)，減小電機所受的負載沖擊，增加系統(tǒng)的壽命和可靠性。 維護簡便 利用主回路 ? 控 制回路電源分離及報警跟蹤記憶功能等，可簡便的進行維護。 電機自動識別 伺服驅(qū)動器自動判別伺服電機的功率 、 規(guī)格 ， 自動設(shè)定電機參數(shù)。 在線自動調(diào)整 自動測定機械特性，設(shè)置所需要的伺服增益。 設(shè)定簡單 為了在短時間內(nèi)建立高度系統(tǒng)， ∑Ⅱ 系列徹底追求了使用的簡便性。2%。 dq 軸變 換電流控制系統(tǒng)的采用，轉(zhuǎn)矩控制精度 (重復(fù)性 )亦提高了 177。 高速 ?高精度驅(qū)動 實現(xiàn)了最高轉(zhuǎn)速 6000/rpm(SGMUH 形 )。 與其他系統(tǒng)比較其優(yōu)點有： 整定時間縮短 某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 24 由于新控制算法的擴充，實現(xiàn)了模式跟蹤控制，制振控制，強化了對振動的控制。伺服驅(qū)動器 詳圖見圖 。 （ 3） 全閉 I/F 單元 在機械前端所發(fā)生的位置偏移，可以用最近的方式 。 （ 2） DeviceNet I/F 單元 ＆ PROFIBUSDP I/F 單元 對應(yīng) DeviceNet 及 PROFIBUSDP 通信網(wǎng)絡(luò)。自冷 IP67（除輸出軸承） 抗振性能 振動加速度 () 安裝方式 法蘭安裝 二、 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng) 伺服驅(qū)動器 介紹 安川∑ Ⅱ系列伺服 系統(tǒng) 伺服驅(qū)動器使用選件單元，擴張功能、性能 強，主要包括： （ 1） MECHATROLINK I/F 單元 伺服信息（位置、速度、輸入輸出）的讀出和各種指令的變更，可以通過實時控制來實現(xiàn)。 m 瞬間最 大轉(zhuǎn)矩 / N SGMSH 型伺服電機特性見表 43。 耐振性： 耐振強度達到了 49m/s2 以下。 （ 2） 廣泛適用 伺服控制器有基本功能型、擴展功能型，伺服電機從小容量到大容量，制動器和減速機都可選，充分考慮各種控制要求和安裝場合。 （ 3） 平穩(wěn)運行 采用速度跟蹤控制技術(shù)，減小了電機轉(zhuǎn)速波動，低速下也能極平穩(wěn)地運行。 5%提高到177。 （ 2） 高速高精度 采用高分辨率的編碼器（ 16 位、 17 位），提高了位置控制精度。 某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 22 高性能 （ 1） 整定時間短 擴充了新的控制算法，實現(xiàn)了模式跟蹤控制、制振控制，強化了對振動的抑制。 （ 2） 電機自動識別 自動識別伺服電機的容量和型號，自動設(shè)定電機參數(shù)。本系統(tǒng)的伺服驅(qū)動器內(nèi)置了 伺服電機全部的參數(shù)，采用 先進的控制算法及伺服電機優(yōu)良的性能 ， 性價比極佳。 伺服電機的選型是多個因素綜合考慮、合理選擇的過程，一般應(yīng)著重注意這幾個參數(shù)的選擇：電機的額定轉(zhuǎn)矩、電機運行的最高轉(zhuǎn)速、負載慣量及電機轉(zhuǎn)子慣量、加減速時所需要的過載能力、電機起停頻率等。 伺服電機的電源及運轉(zhuǎn)狀態(tài)是由驅(qū)動器提供和控制的。 因此，門 拖動系統(tǒng)采用 三相交流永磁同步伺服電機 。在工業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用的交流異步電機雖然控制簡單，卻有著調(diào)速精度不高的問題，而交流 同步電機存在著控制復(fù)雜，容易失步的缺點。要實現(xiàn)這個目標，需解決好電機的選擇問題，控制電路的 選擇及設(shè)計問題 。 圖 電梯控制系統(tǒng)原理框圖 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)由轎廂、開關(guān)門機構(gòu)、曳引機構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成，如圖 。 綜上所述，本設(shè)計 采用 PLC 控制。 從 表 22 可見，在控制功能方面， PLC 與通用計算機相比，工作更穩(wěn)定可靠，而且編程簡單，使用方便，應(yīng)用設(shè)計和調(diào)試周期可大大縮短，加之又能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下和強電一起工作，容易實現(xiàn)機電一體化。可編程控制器對此進行了改進，變通用為專用，有利于降低成本，縮小體積，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過程控制的要求。工控機有通用微機應(yīng)用發(fā)展而來，在硬件結(jié)構(gòu)方面總線標準化程度高，品種兼容性強，軟件資源豐富，能提供實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求 快速，實時性強，模型復(fù)雜的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。 從 表 21 可以看出， PLC 控制系統(tǒng)具有繼電器控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點，因此傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)將逐漸被 PLC 控制系統(tǒng)所取代是大勢所趨。 (6)更改控制方案時不需改動硬件接線。 (4)PLC 可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應(yīng)用和控制范圍的擴展。 2）擴展的靈活性。 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。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。采用布爾助記符編程 語言時，十分有助于編程人員的編程。 2）編程方便 PLC 有多種程序設(shè)計語言可供使用。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序?qū)ふ遥缓筮M行更改。大多數(shù) PLC 采用編程器進行輸入和更改的操作。簡化編程語言等。例如：采用軟件濾波 。對存儲器內(nèi)容的保護等。采用先進的工藝制造流水線制造 。 5）在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。 4） PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制某大型商廈觀光電梯的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 17 裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。 2） PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)等，提高了 MTBF，降低了 MTTR，使可靠性提高。 首先，可靠性，對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。PLC 與普通微機一樣，以通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實現(xiàn)通道 (字 )的運算和數(shù)據(jù)存儲， 另外還有位處理器 (布爾處理器 )，進行點 (位 )運算與控制。且電梯一旦發(fā)生沖頂或