【正文】 這樣安排是前邊提到過的電梯運(yùn)行中只響應(yīng)同時(shí)呼梯的原則決定的。 按下外呼按鈕時(shí)，相對應(yīng)的外呼輔助繼電器接通，外呼鈕下的指示燈亮，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) 人員在廳門外呼梯時(shí)，呼梯信號應(yīng)被接收和記憶。選層信號被登記后，選層按鈕下的指示燈亮。 電梯初始化環(huán)節(jié) 當(dāng) PLC 首次運(yùn)行程序時(shí)，通過 控制電梯， 檢查電梯是否平層，若電梯為平層，則保持，若電梯未平層，則通過置位使中間繼電器置 1，進(jìn)而使電梯下行直至平層是中間繼電器復(fù)位為止。停站時(shí)間繼電器 T37 延時(shí)結(jié)束后 ，電梯自動(dòng)關(guān)門。此時(shí)電梯到達(dá)基站，人員離開轎廂，電梯自動(dòng) 延遲 3秒 關(guān)門 。若其他層站有人呼梯，電梯將首先定向，并起動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)呼梯層時(shí)再開門，此時(shí)的開門按停層開門處理。 ⑶ 呼梯開門。電梯在停層時(shí)，至平層位置， 接通，電梯應(yīng)開始開門。電梯控制系統(tǒng)始終實(shí)時(shí)顯示轎廂所在樓層。 ⑷平層后，電梯開門，直到碰到開門到位行程開關(guān) 。轎廂運(yùn)動(dòng)速度要經(jīng)過低速轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴僭俎D(zhuǎn)變?yōu)楦咚?，并以高速運(yùn)行至減速點(diǎn)。 電梯的正常工作狀態(tài) 電梯完成一個(gè)呼叫響應(yīng)的步驟如下 : ⑴電梯在檢測到門廳或轎廂的呼叫信號后將此樓層信號與 轎廂所在的樓層信號比較，通過選向模塊進(jìn)行選向。為滿足處于響應(yīng)呼叫就緒狀態(tài)這一條件，必須使電梯處于平層狀態(tài)已知樓層且電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)。系統(tǒng)配置圖 如圖（ 45）所示 ： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 24 圖 45 系統(tǒng)配置簡圖 L1 U L2 V L3 W 1 2 3 4 5 6 R S T KM 正轉(zhuǎn) /停止 反轉(zhuǎn) /停止 異常復(fù)位 快車 爬行 慢車 COM 公共端 PLC 輸出 制動(dòng)電阻 PG 卡 電動(dòng)機(jī) A脈沖 B 脈沖 旋轉(zhuǎn)編碼器 0v 24v 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 25 5 系統(tǒng)軟件開發(fā) 電梯的自檢狀態(tài) 在電梯控制中，有大量的邏輯信號需要處理，這部分工作是由 PLC 來完成的，系統(tǒng)軟件根據(jù)運(yùn)行要求及保護(hù)要求由 PLC來實(shí)現(xiàn)邏輯控制。另外， CPU226 可以提供 DC5V 電流為 1000mA， EM223 模塊耗 DC5V 總電流為 150mA。 點(diǎn)數(shù)的分配及機(jī)型的選擇 按照系統(tǒng)要求， PLC 的點(diǎn)數(shù)分配如表（ 41）所示： 表 41 I/O 點(diǎn)數(shù)的分配 輸入 輸出 開門信號 正向運(yùn)行 關(guān)門信號 反向運(yùn)行 開門限位信號 正常運(yùn)行頻率 關(guān)門限位信號 點(diǎn)動(dòng)頻率 超載信號 爬行頻率 檢修信號 開門 變頻器故障信號 關(guān)門 一層選層信號 一層選層指示燈 二層選層信號 二層選層指示燈 三層選層信號 三層選層指示燈 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 23 四層選層信號 四層選層指示燈 一層上呼 信號 一層上呼信號燈 二層上呼梯信號 二層上呼信號燈 三層上呼梯信號 三層上呼信號燈 二層下呼梯信號 二層下呼信號燈 三層下呼梯信號 三層下呼信號燈 四層下呼梯信號 四層下呼信號燈 一層上平層 上行顯示 一層下平層 下行顯示 二層上平層 超載報(bào)警 一層下平層 數(shù)碼管 a 段顯示 三層上平層 數(shù)碼管 b 段顯示 三層下平層 數(shù)碼管 c 段顯示 四層上平層 數(shù)碼管 d 段顯示 四層下平層 數(shù)碼管 e 段顯示 上極限限位 數(shù)碼管 f 段顯示 下極限限位 數(shù)碼管 g段顯示 根據(jù) 表 （ 41） 可知，設(shè)備大約有 27個(gè)輸入點(diǎn)， 27個(gè)輸出點(diǎn)，考慮 1015%的裕量，故選擇西門子 S7— 200系列 CPU226 以及擴(kuò)展模塊 EM223（ DC24V16 點(diǎn)輸入 /16 點(diǎn)輸出）。 ⑼ 呼梯記憶與順向截停。 ⑻ 自動(dòng)定向，當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤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。 ⑺ 內(nèi)指令記憶。 ⑹ 按鈕開門。 ⑸ 自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門，在一般情況下，電梯停站應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門 。自動(dòng)關(guān)門待客。 ⑶ 電梯內(nèi)設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號指示燈及層樓指令鍵，及照明。 設(shè)計(jì)思路 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 ⑴ 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降，各層設(shè)上 /下呼叫開關(guān) (最頂層與起始層只設(shè)一只 )。 PLC 主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。 ⑷ S7— 200 的編程可用編程器，編程方便。 ⑵ S7— 200 系列 PLC 指令功能豐富，有多種指令，且指令執(zhí)行速度快。 系統(tǒng)控制原理圖如圖 44所示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 21 可編程控制器 (pLc)的選型 根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器，綜合考慮后，系統(tǒng)選擇了西門子 S7—— 200系列 PLC。電路的邏輯部分由 PLC 來實(shí)現(xiàn) ,PLC 接受來自現(xiàn)場的呼叫、轉(zhuǎn)速、樓層、位置等信號。 電梯控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)是采用 VS一 616G5 型變頻器和西門子 S7—— 200 系列 PLC 組成的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng) ,電氣控制硬件框圖如圖 45,它由曳引電機(jī)、門電機(jī)、變頻器、可編程控制器 PLC及其他電氣元件構(gòu)成。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，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，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，抱閘抱死，并發(fā)出開門信號。本系統(tǒng)的平層信號是由平層感應(yīng)器發(fā)出的。在井道中對應(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)行過程中到當(dāng)固定在轎廂頂上的閣磁板插入某樓曾的干簧感應(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，知道隔磁板插入另外一個(gè)樓層的干簧感應(yīng)器。 井道信號系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ⑴ 電梯位置的確定與顯示 轎廂中的乘客以及門廳中等待乘坐電梯的人都需要知道電梯的當(dāng)前位置，電梯確定是否能夠應(yīng)答新的召喚指令以及什么時(shí)候減速平層制動(dòng)這都需要知道 電梯的當(dāng)前的準(zhǔn)確位置。 利用率高。超小型的機(jī)房全電腦控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)房控制系統(tǒng)相比，體積減少 1/2 以上，重量大大減輕。全電腦控制的調(diào)節(jié)調(diào)頻調(diào)速 (VWF)系統(tǒng)，不僅性能優(yōu)異、功能齊全、質(zhì)量可靠，而且具有優(yōu)異的節(jié)能效果，與目前同規(guī)格的 ACVV 相比 ，節(jié)能約 40%，并可使用戶電源容量也大量減小。最佳召喚應(yīng)答處理和分配方式，根據(jù)乘客人流情況快速反應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行迅速、合理，最大限度地縮短乘客候梯時(shí)間，使電梯運(yùn)行效率得到充分發(fā)揮。舒適感好。安全可靠。 VVVF 控制的電梯相對于交流雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯 (ACVV)都有十分突出的優(yōu)點(diǎn)。 從上面的分析可看出，只有同時(shí)改變電源的電壓和頻率，才能滿足變頻調(diào)速的要求。但是，當(dāng)頻率較低時(shí)， 1U 和 gE都較小，定子繞組的漏磁阻抗壓降不能忽略，此時(shí)可以簡單地把電壓 1U 適當(dāng) 抬高，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。 m? —— 每極氣隙磁通量。 1N —— 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù) 。若增大磁通，將引起磁路過分飽和而使勵(lì)磁電流增加，功率因數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)，在交流異步電動(dòng)機(jī)中 : 1114. 44g N mE f N K ?? (42) 式中 , gE —— 定子每相的氣隙磁通感應(yīng)電勢有效值 。但是，在改變轉(zhuǎn)速的同時(shí)，希望勵(lì)磁電流和功率因數(shù)基本保持不變。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，并且絕對保證電河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 19 動(dòng)機(jī)零速下閘，舒適感非常好。由于外加電勢的頻率也得隨之變化，這在技術(shù)上是比較復(fù)雜的，設(shè)備較多，這是申極調(diào)速的一個(gè)主要缺點(diǎn)。其缺點(diǎn)是只適用于繞線型轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)，在使用上有其局限性 ?？蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制無極調(diào)速 。串極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)速過程中其機(jī)械特性硬度不變 ，穩(wěn)定性好 。 ④ 串極調(diào)速。其缺點(diǎn)是這種調(diào)速方式在不同的勵(lì)磁電流下其機(jī)械特性很軟，并且勵(lì)磁電流越小，特性越軟。其特點(diǎn)是在異步電動(dòng)機(jī)的軸上裝一個(gè)電磁滑差離合器。而且低壓時(shí)，過載能力低，負(fù)載波動(dòng)較大時(shí)，適應(yīng)性差，調(diào)速時(shí)效率低， 功率因數(shù)較轉(zhuǎn)子電路串接電阻時(shí)更低，在低速時(shí)，電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。對于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在增加異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻的基礎(chǔ)上，改變定子電壓，可獲得較寬的調(diào)速范圍。 ② 改變定子電壓調(diào)速。只能獲得有級調(diào)速，平滑性不高 。其缺點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，轉(zhuǎn)子電路效率， 隨之降低，轉(zhuǎn)子損耗增大，經(jīng)濟(jì)性變差 。 ① 電路串接電阻調(diào)速。串極調(diào)速及脈沖調(diào)速等。改變定子電壓調(diào)速 。其缺點(diǎn)是 :只能有極調(diào)速，而且調(diào)速等級有限，只適用于不要求平滑調(diào)速的場合。改變定子繞組的接法，以改變定子的極對數(shù)，使異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 01n=60f /p 得到改變，達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。改變供電電源的頻率 即變頻調(diào)速。 從 式 （ 41） 可以看出，要調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以從改變下列三個(gè)參數(shù)入手 :改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極數(shù) 即變極調(diào)速 。減速制動(dòng)階段速度曲線與加速起動(dòng)階段相對稱。 圖中 a為加速度， v 為速度， 0t1 和 t2t3 時(shí)間內(nèi)為拋物線速度曲線， t1t2時(shí)間內(nèi)為直線速度曲線 。同理，制動(dòng)曲線也可按此方法調(diào)整。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。其意 義為加速度由 0加速到 1000 轉(zhuǎn) /秒 178。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 曲線變河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 17 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，為了滿足舒適感提高運(yùn)輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由此可見，研究電力傳動(dòng)系統(tǒng)，特別是交流調(diào)速的問題有著重要的意義。雖然交流電動(dòng)機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于變頻器的成本高，以及需要比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，在與直流傳動(dòng)的競爭中受到了阻礙，在 70 年代中期，在全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)能源危機(jī)，節(jié)約能源的問題世界矚目。直到本世紀(jì) 50 年代中期，晶閘管研制成功，開創(chuàng)了電力電子技術(shù)發(fā)展的新時(shí)代，使交流電機(jī) 調(diào)速技術(shù)得以應(yīng)用。但由于交流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速比較困難，在早期采用的主要是繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻和鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速。因此直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速比較容易得到良好的動(dòng)態(tài)特性，但是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴、可靠 性差、運(yùn)行出現(xiàn)火花等缺點(diǎn)使得直流電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)向高速、大容量發(fā)展的要求。 長期以來，直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，這主要是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)調(diào)速方便。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 16 4 PLC 的選擇及其控制系統(tǒng)的硬件開發(fā) 電力調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展 隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，拖動(dòng) 控制的電力調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防軍事設(shè)施以及日常生活中越來越得到了廣泛的應(yīng)用。即： z 2 * /P = d d zU U R? =179。 513/≈ (Ω ) （ 34） 其中 oU 為額定情況下變頻器的直流母線電壓，取 z R ≥ 30Ω。 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。由于采用變頻調(diào)速，效率高。 ）179。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率 P2由式 (31)計(jì)算： 2 1 2 3 1P = [( W +W +W ) g+F ] * V （ 31） 式 中 ， 123F 1=(W +W +W )g+ ?為摩擦力 ； 電機(jī)功率 1P ，變頻器功率 P 應(yīng)接近電機(jī)功率 1P ，相對于 2P 留有安全裕量，可取 P= 2P （ 32） 其中， k=， 1W =2021Kg， 2W =1000Kg， 3W =2400Kg， g=， V=式（ 31）得 P2=（ 600179。 變頻器容量計(jì)算 變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 15 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法 為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而 616G5 就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫