【正文】 故障自動檢測報警顯示，提高運(yùn)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。其定時時間間隔可以由用戶加以設(shè)定。 （ 4）定時控制的靈活性。 （ 3）操作的靈活性。 PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個重要特點(diǎn)。 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(dāng)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，方便維修。 （ 3）維修方便。對電氣技術(shù)人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。 15 （ 2）編程方便。大多數(shù) PLC 采用編程器進(jìn)行輸入和更改 的操作，編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。 2) 易操作性 （ 1）操作方便。 （ 6） PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。 （ 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)計的控制裝置，它具有比通用計算機(jī)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(jìn)行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，提高了平均恢復(fù)時間，使可靠性提高。 PLC 作為一種自動化控制的專用計算機(jī)，系統(tǒng)功能強(qiáng)，可靠性高，壽命長，噪音低，能耗 小，維護(hù)保養(yǎng)簡便，因此在工業(yè)控制方面得到了廣泛應(yīng)用。用計算機(jī)控制方式取代是保證和提高電梯運(yùn)行可靠性和安全性的重要途徑。 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障 高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員生活和工作帶來不便和驚擾。而且檢查故障困難，費(fèi)時費(fèi)工。 （ 3）電梯的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動作比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提14 高。 繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)為： （ 1）系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜。 （ 2）系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修及故障檢查不需要高深的技術(shù)和特殊的工具及儀器。由于計算機(jī)的種類很多，根據(jù)計算機(jī)控制系統(tǒng)的組成放時及運(yùn)行方式的不同，計算機(jī)控制可分為個人計算機(jī)控制和微機(jī)控制兩種方式。這時，才是 PLC 的真正輸出。 （ 3） 輸出處理階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng) 單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 13 （ 1） 輸入處理階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。 PLC 大部分采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。輸出部件或模塊也有多種類型供選用。 輸出接口電路也采用光電耦合，每一點(diǎn)輸出都有一個內(nèi)部電路，由指示電路、隔離電路、繼電器組成。其作用是將中央處理器送出的弱電信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的電平信號，驅(qū)動被控設(shè)備的執(zhí)行元件。各 PLC 生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的 I/O 部件或模塊供用戶選用。輸入接口采用光電耦合電路，目的是把 PLC 與現(xiàn)場電路隔離，提高 PLC 的抗干擾能力。其作用是接收主令元件，檢測元件傳來的信號。存儲器容量是 PLC 的一個重要性能指標(biāo)。除此而外， PLC 還有 EPROM、 EEPROM 存儲器。 RAM 是讀出時其內(nèi)容不被破壞，寫入時，新寫入的內(nèi)容覆蓋原有的內(nèi)容。通過編程器輸入到 PLC 的隨機(jī)存儲器 RAM 中，允許修改，由用戶啟動運(yùn)行。系統(tǒng)程序是控制 PLC 完成各種功能的程序，由 PLC 生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀式存儲器 ROM 中，用戶不能訪問。其作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序。最后，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更換有關(guān)映象區(qū)的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，根據(jù)輸出狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對輸出的控制。同時，診斷電源、 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。其作用是處理和運(yùn)行用戶程序，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)工作。 圖 12 PLC 硬件結(jié)構(gòu) （ 1） 中央處理單元（簡稱 CPU） 中央處理單元是 PLC 的控制中樞和核心部件，其性能決定了 PLC 的性能。 PLC 由中央處理單元、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源 五部分組成。 PLC 在實(shí)現(xiàn)各種數(shù)量的 I/O 控制的同時，還具備輸出模擬電壓和數(shù)字脈沖的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，變頻電機(jī)等 。開關(guān)邏輯和順序控制，這是 PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。 可編程控制器的特點(diǎn)及其在電梯控制中的應(yīng)用 PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器， 它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。 （ 2）變頻調(diào)速電 源使用了先進(jìn)的 SPWM 技術(shù)和 SVPWM 技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能，減少諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。 （ 5）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選用通用變頻器的類型； 3) 1）所選用通用變頻器的類型與被控異步電動機(jī)的參數(shù)匹配； （ 2）電梯的啟動和停車都要平穩(wěn)； （ 3）變頻器帶有防止失速功能； （ 4）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。因此，按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇，在實(shí)際中常常可能會行不通。 變頻器的分類、規(guī)格以及滿足條件 1) 變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類： （ 1）按變換頻率的方法分：交 — 直 — 交變頻器和交 — 交變頻器； （ 2）按主電路工作方式分：電壓型變頻器和電流型變頻器； （ 3）按變頻器調(diào)壓方法的 不同分： PAM 變頻器和 PWM 變頻器； （ 4）按工作原理分： U/F 控制變頻器、 VC 控制變頻器和 SF 控制變頻器； （ 5）按照用途分：通用變頻器、高性能專用變頻器和高頻變頻器?？刂苹芈芬话阌形C(jī)、 DSP、 PLC 等構(gòu)成，可選 16 或 32 位微機(jī)。 PG 作為交流電機(jī)速度與位置傳感器，電流互感器作為主回路交流電流檢測器，智能防護(hù)技術(shù)作為與三相交流電網(wǎng)同 步信號的檢測，電壓互感器為直流母線電壓檢測器。如果是電流源，將由電感器組成。 （ 3）平波部分。 （ 2）逆變器部分。主電路器件是 IGBT 模塊。 變頻器系統(tǒng)構(gòu)成 （ 1）再生部分。逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成幅值與頻率可調(diào)的交流電，輸入交流電動機(jī)驅(qū)動電梯運(yùn)行。當(dāng)電動機(jī)減速或制動時產(chǎn)生再生作用，功率器件在 PWM1 信號作用下進(jìn)入再生狀態(tài)，電能回饋交流電網(wǎng)。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變化為直流功率的“整流器”，吸收變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。 變頻器的特點(diǎn)和其在電梯中應(yīng)用 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器間的通斷作 用，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電動機(jī)的啟動、變頻調(diào)速，提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，改變功率因數(shù)，過流 /過壓 /過載保護(hù)等功能。隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性，亦是電梯的發(fā)展潮流。 電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前推出的具有先進(jìn)性能、高舒適性的 VVVF 電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時，無機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會有較大速度發(fā)展。 電梯發(fā)展展望 （ 1）不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。在我國，電梯工業(yè)起步較晚，改革開放以來，也取得了很大的進(jìn)步，如上海三菱、天津奧的斯、中國迅達(dá)、蘇州迅達(dá)、廣州電梯工業(yè)公司等電梯生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品都有一定的市場份額和技術(shù)含量。由于其優(yōu)越的調(diào)速性能，顯著的節(jié)能效果，在很多應(yīng)用 場合已取代交流調(diào)壓調(diào)速電梯，而成為現(xiàn)代電梯市場的主流。現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)向電梯控制領(lǐng)域的滲透，使得交流調(diào)速電梯的調(diào)速性能幾乎完全可以和直流電梯相媲美。VVVF 電梯通過調(diào)節(jié)電機(jī)定子繞組供電電壓的幅值和頻率來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。調(diào)壓調(diào)速的方法是通過改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)定子端的供電電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，其 制動多采用能耗制動。這種電梯結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用和維護(hù)都很方便，但調(diào)速不夠平滑，舒適感較差。 第一個階段是七十年代，其主要標(biāo)志是交流雙速電梯，它采用改變牽引電機(jī)極對數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖 所示。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出 A、 B 兩相脈沖，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù) A、 B 脈沖的相序，可判斷電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向，并可根據(jù) A、 B 脈沖的頻率測得電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 PLC 負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向 變頻器 發(fā)出起、停等信號，同時 變頻器 也將工作狀態(tài)信號送給 PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系，這是系統(tǒng)的核心。 本文所選用的 VS616G5通用 變頻器 ，可自行設(shè)置速度曲線來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確 控制 ，使乘客在乘坐 電梯 時更加舒適。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動平穩(wěn)性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)，而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。 PLC 現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（ PLC、 CAD/CAM、 ROBOT）之一，具有可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計算機(jī)接口，能對模擬量進(jìn)行控制，具備高速計數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同6 時可以取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電 —— 接觸控制系統(tǒng)。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器， 它是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機(jī)。 同時，隨著電梯拖動技術(shù)、控制技術(shù)的快速發(fā)展，電梯已從直流電動機(jī)拖動到交流單速電動機(jī)驅(qū)動、交流雙速電 動機(jī)驅(qū)動，到交流調(diào)壓調(diào)速（ ACVV， Alternating Current Voltage）控制，發(fā)展到交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)（ VVVF， Variable Voltage Variable Frequency）控制，其邏輯控制也由可編程序控制器（ PLC）代替原來的繼電器控制，使得電梯運(yùn)行的可靠性、安全性、舒適感、平層精度、運(yùn)行速度、節(jié)能降耗、降低噪音等方面得到了極大的發(fā)展。在設(shè)計電梯的時候，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。 在電梯的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電機(jī)的實(shí)際最大轉(zhuǎn)速為其額定轉(zhuǎn)速，因此， 電梯的變頻調(diào)速屬“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”。 VFD 3 目錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 5 課題的研究背景 .......................................................................................................... 5 交 流曳引電梯調(diào)速方式的發(fā)展 ..................................................................................... 7 電梯發(fā)展展望 ............................................................................................................. 7 變頻器的特點(diǎn)和其在電梯中應(yīng)用 ................................................................................. 8 變頻器的工作原理 ............................................................................................ 8 變頻器系統(tǒng)構(gòu)成 ................................................................................................ 9 變頻器的分類、規(guī)格以及滿足條件 .................................................................... 9 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) .................................................................................10 可編程控制器的特