【正文】 而此同時(shí)，限速器通過機(jī)械結(jié)構(gòu)使限速器鋼絲繩卡死不動(dòng)，而電梯轎廂仍在向下，這樣被卡住的限速器鋼絲繩產(chǎn)生一個(gè)向上提拉力，從而把它與之相關(guān)的轎廂安全鉗向。 (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。我們國(guó)家在1987年頒布了GB758887的《電梯制造與安裝安全規(guī)范》，并于1995年和2003年兩次進(jìn)行了修訂，電梯的安全標(biāo)準(zhǔn)已不斷與國(guó)際上的電梯安全標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。 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。在上行的過程中，上平層感應(yīng)器首先插入隔磁板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開始減速，直到下平層感應(yīng)器插入隔磁板的時(shí)候，說明電梯已經(jīng)準(zhǔn)確平層，發(fā)出停車信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，抱閘抱死，并發(fā)出開門信號(hào)。本系統(tǒng)的平層信號(hào)是由平層干簧感應(yīng)器發(fā)出的。平層即是指停車時(shí)轎廂的底與門廳地面應(yīng)相平齊，一般都有平層誤差規(guī)定，如平層是兩平面相差不能超過5mm。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。一般的電梯系統(tǒng)都的位置信號(hào)都是靠設(shè)置在井道中的位置開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。減速制動(dòng)階段速度曲線與加速起動(dòng)階段相對(duì)稱。理想的電梯速度給定曲線如圖41所示。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。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。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。如果電梯在啟動(dòng)加速和減速制動(dòng)時(shí)，速度曲線圖性的加、減交界處不圓滑，乘客會(huì)感覺很不舒服。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。本設(shè)計(jì)中利用PLC對(duì)變頻器的控制，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。圖31為PLC輸入輸出硬件接線示意圖。輸入端的公共端COM1接地，輸出端的公共端COM2接電源。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。輸出模塊同時(shí)接通電路的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過的電流值，同時(shí)，輸出模塊的輸出電流大小要大于負(fù)載電流的額定值。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)。所有的輸入信號(hào)都是經(jīng)過光電耦合，并經(jīng)RC電路濾波后才送入PLC內(nèi)部放大器的，這樣有效的消除了環(huán)境中雜散電磁波等造成的干擾。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)。它可連接FX2N系列的特殊單元以及特殊模塊。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。這樣，共有128輸入輸出點(diǎn)數(shù)。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，輸出信號(hào)總共約30點(diǎn)。綜上，輸入信號(hào)總共約40點(diǎn)。輸入信號(hào)的估計(jì)：（1）內(nèi)選、外召喚信號(hào)：全集選方式內(nèi)選和外呼信號(hào)數(shù)量為（n為層數(shù)）。編程語(yǔ)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。（3）FX2N PLC可用內(nèi)部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時(shí)器T，寄存器D，計(jì)數(shù)器C的功能和數(shù)量，滿足了系統(tǒng)控制要求的需要，尤其是高速計(jì)數(shù)器（C251等），能接受脈沖編碼器脈沖。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?？紤]到通用性，選用FX2N這一型號(hào)。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。因?yàn)楦鶕?jù)轎廂樓層位置檢測(cè)方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)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)。例如，應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。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。PLC用于群控調(diào)配和管理，提高了電梯的運(yùn)行效率，而在改變控制方案時(shí)不需要改動(dòng)硬件接線。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)?？删幊踢壿嬁刂破骷坝嘘P(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型。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。若最小值不能滿足制動(dòng)力矩，要更換大一級(jí)功率的變頻器。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。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置，通過逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高。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。此時(shí)，變頻器應(yīng)同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：變頻器容量必須大于負(fù)載所要求的輸出，即 （21）變頻器容量不能低于電動(dòng)機(jī)容量，即 （22）變頻器電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)電流即 （23）式中：PM、η、COS?、UM、IM分別為電動(dòng)機(jī)輸出功率、效率（）、功率因數(shù)（）、電壓（V）、電流（A）。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。當(dāng)運(yùn)行方式不同時(shí)，變頻器容量的計(jì)算方式和選擇方法不同，變頻器應(yīng)滿足的條件也不一樣。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。表25給出了周邊設(shè)備及添加目的。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)。爬行的輸出頻率由變頻器參數(shù)設(shè)置（如：D103=6Hz），從高速運(yùn)行時(shí)頻率到爬行速度運(yùn)行時(shí)頻率的減速時(shí)間，由變頻器參數(shù)設(shè)置（如：C102=3s），當(dāng)達(dá)到6Hz的速度后，電梯就以此速度爬行。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。由上述變頻器端口的重新設(shè)定和通斷可知，Y00Y00Y008和 Y009全為OFF時(shí)，電動(dòng)機(jī)以頻率指令1對(duì)應(yīng)的頻率運(yùn)行 （D101設(shè)定值）；Y006為ON，而Y00Y008和Y009全為OFF時(shí)，電動(dòng)機(jī)以頻率指令2對(duì)應(yīng)的頻率運(yùn)行（D102設(shè)定值）；依次類推，可知電動(dòng)機(jī)以其他頻率指令運(yùn)行時(shí)，Y006~Y009的ON/OFF對(duì)應(yīng)情況。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。表24 多段速參數(shù)的設(shè)定表端子對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)定值功能說明5H1033多段速指令16H1044多段速指令27H1055多段速指令38H1066點(diǎn)動(dòng)頻率選擇變頻器的7端子經(jīng)過功能設(shè)定后，再通過通斷組合，可控制8檔頻率，連同端子8對(duì)應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)頻率，共可實(shí)現(xiàn)9段速的控制。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。這種控制方式滿足其工藝要求，且接線簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，成本低，并且不存在由于噪聲和漂移帶來的各種問題。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。
變頻器的監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)分為開關(guān)量檢測(cè)信號(hào)和模擬量檢測(cè)信號(hào)兩種，用來和其他設(shè)備配合，以組成控制系統(tǒng)。 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)。另外，VS616G5變頻器已經(jīng)成功地大幅降低了對(duì)電機(jī)及電源的不良影響，解決了變頻器的潛在問題，能夠快速的響應(yīng)用戶的特殊的要求。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。10 ℃)過負(fù)載能力額定輸出電流的150%，1分鐘加減速時(shí)間~保護(hù)功能瞬時(shí)過電流額定輸出電流的約200%以上過負(fù)載額定輸出電流的150%，1分鐘過電壓主回路電壓410V以上時(shí)停止不足電壓主回路電壓190V以上時(shí)停止瞬時(shí)停電保護(hù)15ms以上時(shí)停止由運(yùn)行方式選擇，約2s秒內(nèi)停電恢復(fù)時(shí)，繼續(xù)運(yùn)行失速保護(hù)加減速運(yùn)行中失速防止參數(shù)設(shè)置時(shí)，應(yīng)該保證使電梯平穩(wěn)安全運(yùn)行，并具有舒適感，可實(shí)現(xiàn)零速抱閘，并使平層精度高。0. 2%(帶PG177。由