【正文】 對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。主要由拽引機，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。盡管電梯的 品種繁多，但目前 使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護(hù)裝置組成。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層器等組成。 19電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反 饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。 曳引系統(tǒng) :曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成 ,曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。 第 3 章 雙電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計 電梯的定義 一般來說比較常見的電梯的定義：一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨物。電動機通過脈沖發(fā)生器 (編碼器 )和 PG 卡將速度信號及時反饋給安川變頻器， 圖 25 變頻器拖動部分線路圖 U V W M 3 ~ PG 卡 PGB2 123456 12V 0V A 相脈沖 B 相脈沖 脈沖發(fā)生器 1 2 3 4 11 電梯上行輸出 電梯下行輸出 電梯高速運行 電梯低速運行 COM PLC RST 接觸器觸點 安川 616G5 變頻器 過載保護(hù) 短路保護(hù) 17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)，使變頻器能對該電動機進(jìn)行最佳控制。 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(biāo)準(zhǔn)化； (2) 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能； (3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積??； (4) 保護(hù)功能完善、維修性能好； (5) 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。 VS616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的 21 世紀(jì)通用型變頻器。 帶 PG(脈沖發(fā)生器 )矢量控制方式的調(diào)速范圍寬廣，速度控制精度高，可以用于各種伺服驅(qū)動、高精度速度控制和力矩控制。 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；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)大的比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。因此可以說在電氣調(diào)速傳動領(lǐng)域內(nèi)，以變頻器應(yīng)用技術(shù)為代表的交流調(diào)速傳動已經(jīng)成為電氣調(diào)速傳動的主流。在近 20 年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 兩個大的進(jìn)展過程。由于本設(shè)計選用的是通用型變頻器，因此其參數(shù)設(shè)置和外部線路設(shè)計的復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地高于電梯專用變頻器，其設(shè)置的好壞也將直接影響到電梯運行的實際效 果。 以后，再將此反饋給變頻器內(nèi)部 ,以便進(jìn)行運算調(diào)節(jié)。脈沖發(fā)生器輸出 A、 B 兩相脈沖， PG 卡接收到脈沖信號 因此， PLC 應(yīng)用在電梯控制中的編程 技術(shù)就成為控制電梯運行的關(guān)鍵技術(shù) 。在電梯控制系統(tǒng)中，由于電梯的控制屬于隨機性控制，各種輸入信號之間、輸出信號之間以及輸入信號和輸出信號之間的關(guān)聯(lián)性很強， 所以 邏輯關(guān)系處理起來非常復(fù)雜， 這就給 PLC 的編程帶來很大難度。電梯的調(diào)速部分則選用高性能的矢量控制變頻器，配以脈沖發(fā)生器 (編碼器 )測量鼠籠式曳引電動機的轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成電機的閉環(huán)矢量控 制系統(tǒng)，實現(xiàn)鼠籠式曳引電動機的交流變頻調(diào)速 (Variable Voltage Variable Frequency，簡稱 VVVF)運行 。 呼 梯 信 號 樓 層 信 號平 層 信 號呼 梯 信 號門 電 機P L C一 號 拽 引 機 二 號 拽 引 機電 源一 號 變 頻 器 二 號 變 頻 器 圖 22 PLC雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)硬件框圖 圖 22 中 可以看出，該系統(tǒng)主要由兩個部分組成，其中電梯控制的邏輯部分由 PLC來實現(xiàn)。 通過一臺 PLC 去控制兩臺電梯運行的方式，可以省去兩臺可編程控制器之間的相互通信 ,從而使得控制系統(tǒng)的可 靠性更高 ,結(jié)構(gòu)顯得更加簡單。 所以在本次的設(shè)計中，選擇西門子 S7200PLC 進(jìn)行電梯控制的設(shè)計。 同時 SIMATIC 系列 PLC S7200 體積小巧，功能全面，適應(yīng)中小型機器設(shè) 備的控制。例如創(chuàng)建用戶程序 ，在 修改和編輯過程中編輯器具有簡單語法 的 檢查功能。該軟件簡單 且 易學(xué)。 STEP 7Micro／ WIN 32 是 S7200 系列 PLC 的編程軟件 。通過調(diào)制解調(diào)器支持遠(yuǎn)程監(jiān)控 ； 可以故障診斷，執(zhí)行單次掃描，強制輸出 ；還 可以編輯變量狀態(tài)表， 使用多個可同時打開的窗口可同時顯示信號狀態(tài)和狀態(tài)表。分別完成轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù) 。緊湊的結(jié)構(gòu) 、 低廉的成本 以及 功能強大的指令集使得S7200 PLC 成為各種小型控制任務(wù) 的 理想解決方案。 13因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。 S7200CN 可編程控制器是德國西門子公司研制的新型可編程控制器。 其中，微型的有 SIMATIC S7200 系列，中小型的有 SIMATIC S7300CN，中高檔性能的有S7400 系列。 （ 3）輸出處理 當(dāng)全部的指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，成為 PLC 的實際輸出并由輸出端子送出給執(zhí)行器。 （ 2）程序執(zhí)行 在程序執(zhí)行階段， PLC 順序掃描用戶程序。在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)（輸入信號）讀入輸入映像寄存器中，然后開始執(zhí)行程序。 PLC 的工作過程分為輸入處理、程序執(zhí)行及輸出處理三個階段。 PLC 的工作 過程實質(zhì)上就是執(zhí)行用戶程序的過程。 控制部分是根據(jù)被控對象的實際控制要求編制用戶的控制程序，并將編制好的程序通過編程器輸入 PLC 內(nèi)的用戶程序存儲器中， CPU 反復(fù)掃描、執(zhí)行用戶程序，并產(chǎn)生各種輸出控制信號，通過用戶程序來實現(xiàn) PLC 的控制功能。 輸入部分由用戶的輸入設(shè)備如按開關(guān)、操作開關(guān)、限位開關(guān)及傳感器等組成。此外， PLC 還有如定時器、計數(shù)器、狀態(tài)寄存器等“軟”元件，這些元件都帶有動作線圈和很多電子常開、常閉觸點，可以在 PLC 內(nèi)自由選擇使用。 工作原理 PLC 是以微機為核心的電子部件，可以將它看作是一個由各種繼電器、定時器、計數(shù)器及狀態(tài)器組成的組合體。 （ 6）電源 一般 PLC 使用 220V 的交流電源，通過電源部件將交流電轉(zhuǎn)換成供 PLC 的中央處理器，存儲器等電子電路工作所需的直流電，使 PLC 能正常工作。為了能對 PLC 進(jìn)行編程及調(diào)試，在 PLC上設(shè)有一個專門的編程接口，通過這個接口可以連接各種形式的編程器。 （ 5）編程器及其接口 編程器用于程序以及數(shù)據(jù)的輸入、編輯、調(diào)試和檢測。 （ 4） I/O 擴展接口 I/O 擴展接口與 CPU 之間是以總線方式連接的，因此它可以連接開總量的 I/O 擴展單元及擴展塊，使 I/O 點數(shù)規(guī)模在配置更加靈活。 11 （ 3）存儲器擴展接口 存儲器擴展接口用于連接用戶程序存儲器及 數(shù)據(jù)存儲器的擴展卡盒。 輸出電路的作用是將 PLC 的輸出控制信號送給外部輸出設(shè)備，通過輸出設(shè)備控制被控制對象工作。 （ 2）輸入 /輸出電路 通常有兩種形式的輸入電路；直流輸入和交流輸入電路。 CPU 板是 PLC 的運算、控制中心，用以實現(xiàn)各種邏輯運算、算術(shù)運算及對整機進(jìn)行管理控制； PLC 內(nèi)部攜有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器（ ROM， RAM），分別用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序，并生成用戶環(huán)境；并行接口和串行接口主要用于 CUP 與各接口電路之間的信息交換。 10 從硬件來看， PLC 主要由 CPU，存儲器， I/O 接口，電源，編程器等構(gòu)成?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則設(shè)計”。 隨著可編程控制器的不斷發(fā)展，其定義也在不斷變化。這種控制器的功能不再局限于當(dāng)初的邏輯運算，增加了數(shù)值運算、模擬量的處理、通信等功能，成為真正意義上的可編程控制器（ Programmable Controller） ,簡稱 PC。 起初它僅是具有邏輯運算、定時、計數(shù)等簡單功能，用于開關(guān)量的控制，實際上只能進(jìn)行邏輯運算，所以被稱為可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller），簡稱 PLC。 第 2 章 器件的選擇 PLC的選擇 PLC介紹 1968 年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求，這揭開了可編程控制器的發(fā)展篇章。 安 全 回 路 是 否接 通開 始電 梯 現(xiàn) 在 處 于何 種 狀 態(tài)關(guān) 門門 鎖 是 否 接 通電 梯 運 行是 否 到 達(dá) 減 速點電 梯 減 速是 否 到 達(dá) 平 層區(qū)給 出 平 層 開 門 信 號返 回司 機 專 用 檢 修是自 動給 出 指 令 信 號否是否是是否 圖 12運行流程圖 我們平時乘坐電梯除了要 操作開關(guān)門按鈕外，還要給出要去的目的層指令，PLC 通過樓層感應(yīng)器判斷 電梯現(xiàn)在所在的樓層繼而確定運行方向，然后起動運行。在正常自動狀態(tài)下， PLC檢測門鎖是否接通，若門鎖不通則給出關(guān)門信號，控制電梯關(guān)門；當(dāng)門鎖接通時，則進(jìn)入待機狀態(tài)，此時若收到指令信號則電梯即起動。 我們利用 PLC 內(nèi)的條件跳轉(zhuǎn)和主控制指令，把對電梯的控制程序劃分為幾個不同程序段：檢修控制、正常加速和穩(wěn)速段、減速爬行段、以及開關(guān)門階段（如圖 12 所示 ）。圖中以 PLC 作為主控制器 ，一方面采集電梯的各種輸入信號，包括電梯的位置、狀態(tài)、內(nèi)外指令的按鈕信號、門鎖信號、門區(qū)信號、井道內(nèi)的強迫減速信號、防沖信號以及消防信號等。而 PLC 控制系統(tǒng)由于其運行可靠、使用及維修方便、抗干擾性強等優(yōu)越性 ,成為當(dāng)前在電梯控制系中使用的主流控制方式 。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高 ,控制方式不靈活及功率消耗大等缺點 ,目前已逐漸被人們所淘汰。 電梯質(zhì)量的好壞 ,在很大程度上是取決于控制系統(tǒng)的質(zhì)量，所以控制系統(tǒng)的選擇尤為重要。 安 全 和 門 鎖 回 路轎 內(nèi) 指 令 和 廳 外 按 鈕 信 號 井 道 信 號 門 區(qū) 、 門 鎖 信 號P L C 可 編 程 控 制 器樓 層 顯 示 器中 間 繼 電 器 、 接 觸 器轎 內(nèi) 指 令 和 廳 外 按 鈕 信 號變 頻 驅(qū) 動 裝 置拽 引 馬 達(dá)速 度 反 饋 信 號 圖 11 控制方框圖 本文借鑒了現(xiàn)有的電梯群控算法，通過實驗驗證和改進(jìn)，使用西門子公司的 PLC 構(gòu)建了雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了電梯的合理調(diào)度。 電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代化電梯技術(shù)的重要組成部分。 PLC（ Programmable Logical Controller） 全稱可編程邏輯控制器，憑借其良好的可操作性，自誕生起就始終處于工業(yè)自動化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各類工業(yè)設(shè)備提供非?？煽康目刂剖侄?。 的電梯控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)由繼電器實現(xiàn)的邏輯控制功能，而且觸點少、可靠高、故障率低、維修方便、噪聲小，最主要的是可編程序控制系統(tǒng)的 可編程 功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，對于安裝和維修人員非常方便?？删幊绦蚩刂破魅〈^電器構(gòu)成 但由于微機的集成度高，功能項目固化，所以一般的維修人員及工程人員修改或增加不了其功能。繼電器控制系統(tǒng)是 80 年代最廣泛的一種電梯控制方式，具有控制邏輯線路簡單、直接、易于理解和掌握的優(yōu)點，但由于該類系統(tǒng)是由眾多繼電器、接觸器構(gòu)成，使用一段時間后其接觸點往往會接觸不良，所以電梯故障高，同時眾多的繼電器、接觸器動作噪聲較大，整個控制柜體積大，這些都成為繼電器控制的巨大缺點。 當(dāng)前，在電梯電力拖動方面，除了大容量電梯還采用直流拖動系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流 調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。交流變頻調(diào)速技術(shù)被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。 1984 年在日本已將其用于 2m/s 以上的高速電梯。 課題研究的意義 1967 年晶閘管用于電梯驅(qū)動，交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動控制的電梯出現(xiàn)。另外在轎廂內(nèi)外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數(shù)。當(dāng)乘員進(jìn)入電梯，按下樓層按鈕，電梯門自動關(guān)閉后．控制系統(tǒng) 即 進(jìn)行下列運作：根據(jù)轎廂所處位置及乘員所處層數(shù)．判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速。目前 的 電梯設(shè)計 中一般 使用可編程控制器 (PLC)， 它具有 功能變 化靈活，編程簡單，故障少，噪音低 等優(yōu)點 。 5 另外 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。在這種情況下，有必要采用電梯群控系統(tǒng)[5]對建筑物內(nèi)的多部電梯進(jìn)行管理調(diào)度，協(xié)調(diào)各電梯的運行，提高電梯的服務(wù)質(zhì)量和運行效率。傳統(tǒng)的電梯電器控制系統(tǒng)是一個繼電器控制系統(tǒng)。 而隨著現(xiàn)代