【正文】 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 1 . 4Q 1 . 5Q 1 . 6Q 1 . 71 M2 M2 4 V2 2 0 VF U1 L2 L3 LC P U 2 2 6 C N一 樓 位 置 開(kāi) 關(guān)二 樓 位 置 開(kāi) 關(guān)三 樓 位 置 開(kāi) 關(guān)四 樓 位 置 開(kāi) 關(guān)一 樓 內(nèi) 呼 指 令二 樓 內(nèi) 呼 指 令三 樓 內(nèi) 呼 指 令四 樓 內(nèi) 呼 指 令一 樓 上 行二 樓 上 行三 樓 上 行二 樓 下 行三 樓 下 行四 樓 下 行上 行 記 憶下 行 記 憶電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)一 樓 內(nèi) 呼 登 記二 樓 內(nèi) 呼 登 記三 樓 內(nèi) 呼 登 記四 樓 內(nèi) 呼 登 記一 樓 上 行 登 記二 樓 上 行 登 記三 樓 上 行 登 記二 樓 下 行 登 記三 樓 下 行 登 記四 樓 下 行 登 記開(kāi) 門 模 擬關(guān) 門 模 擬S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4K 1 0K 9K 8K 7K 1K 2K 3K 4K 5K 6K M 1K M 2K M 3K M 4~手 動(dòng) 開(kāi) 門手 動(dòng) 關(guān) 門 圖 22 PLC 外部接線圖 I/0 點(diǎn)數(shù)的分配及機(jī)型的選擇 I/O 點(diǎn)數(shù) 的估算 采用 PLC 構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。 FU1 為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。圖中 M1， M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器 KM1~KM4 通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和 廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。 即： Pz≥α zUD/ Rz = 5132/30≈ . 最后，選用的制動(dòng)電阻為 R=30歐，功率為 P=。依照計(jì)算結(jié)果選 倍裕量，取變頻器容量為 15kW。 k=, W1=2021Kg, W2=1000Kg, W3=2400Kg, g=V=所以： P2=（ 600 ＋ 108 ） ≈ 可以得到： P==。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率為 P2見(jiàn)式（ ） ： P2=[(W1+W2W3)g+F1]*V 式（ ） 其中 F1=k(W1+W2+W3)g+δ為摩擦力，δ可忽略不計(jì)。 表 21 變頻器參數(shù)設(shè)置 序號(hào) 參 數(shù) 設(shè)定值 參數(shù)說(shuō)明 1 第一加速時(shí)間 2s 設(shè)置加速時(shí)間 2 第一減速時(shí)間 2s 設(shè)置減速時(shí)間 3 頻率范圍 50 設(shè)置伏 /赫方式 4 過(guò)載保護(hù)功能 2 加保 護(hù)但降低輸出頻率 5 停止方式選擇 0 高定減速停止或慣性停止 6 停止頻率 0Hz 設(shè)定停止頻率 7 最大頻率 設(shè)定最大輸出頻率 8 基礎(chǔ)頻率 50 設(shè)定基礎(chǔ)頻率 9 多速功能設(shè)定 0 選擇多速功能 10 點(diǎn)動(dòng)頻率 z 設(shè)置點(diǎn)動(dòng)頻率 11 點(diǎn)動(dòng)加速時(shí)間 設(shè)置點(diǎn)動(dòng)加速時(shí)間 12 點(diǎn)動(dòng)減速時(shí)間 點(diǎn)動(dòng)減速時(shí)間 13 預(yù)設(shè)第二頻率 z 電梯的高速頻率 14 預(yù)設(shè)第三頻率 z 電梯的爬行速度頻率 15 加速 /減速方式 1 S型 加 /減速方式 16 下限頻率 設(shè)定下限頻率 17 上限頻率 設(shè)定上限頻率 18 偏置 /增益功能選擇 0 無(wú)偏置 /增益功能 19 監(jiān)控器選擇 0 頻率監(jiān)視方式 20 最大輸出電壓 220V 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定值設(shè)定最大輸出電壓 21 過(guò)電流矢速值 140% 設(shè)定防止過(guò)電流矢速值 22 矢量控制選擇 0 無(wú)矢量控制伏 /赫方式 23 電動(dòng)機(jī)容量 設(shè)定適用電動(dòng)機(jī)容量 24 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù) 2 與適用電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)適配 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。 變頻器的參數(shù)設(shè)置 變頻器的設(shè)置直接影響到電梯運(yùn)行時(shí)的舒適感，參數(shù)設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮以下方面： （ 1）減小啟 動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些； （ 2）提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小 停車沖擊； （ 3）零速一般設(shè)計(jì)為 0Hz； （ 4）變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入。電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。 （ 6）更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。 （ 4）可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)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(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。 8)行車時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門或本層呼梯開(kāi)門 ,開(kāi)門不能行車。 6)有內(nèi)選信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門 ,關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車 。 3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能 ,執(zhí)行后解除?！? PLC 的特點(diǎn) ，抗干擾能力強(qiáng) ，功能完善，適用性強(qiáng) ，深受工程技術(shù)人員歡迎 、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 ，重量輕，能耗低 PLC 控制電梯的邏輯關(guān)系 電梯控制邏輯關(guān)系如下 : 1)行車方向由內(nèi)選信號(hào)決定 ,順向優(yōu)先執(zhí)行 。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義： PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是 :一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專 為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 本文在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，深入分析了電梯的工作原理，闡述了 PLC 的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了電梯的硬件設(shè) 計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，研究并提出了基于 PLC 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，最后對(duì)本論文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與展望。本文所設(shè)計(jì)的電梯與傳統(tǒng)的電梯相比，在運(yùn)行上具有良好的舒適感，在生活中可以節(jié)約電能，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了理想的目的。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期 ,電梯控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由 PLC 代替原來(lái)的繼電器控制，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 基于 PLC 的電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用 四層電梯的 PLC 控制 摘 要 在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。 該設(shè)計(jì)針對(duì)我國(guó)電梯業(yè)的現(xiàn)狀，將可編程序控制器 (PLC)應(yīng)用于四層電梯進(jìn)行邏輯控制，通 過(guò)合理的選擇和設(shè)計(jì)，不但提高了電梯可靠性、可維護(hù)性以及靈活性，同時(shí)延長(zhǎng)了使用壽命，縮短了電梯的開(kāi)發(fā)周期，并提高了電梯的控制水平，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。該電梯控制系統(tǒng)具有指層、廳召喚、選層選向、手動(dòng)和自動(dòng)等功能，具有集選控制的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 電梯 變頻器 PLC 控制 變頻調(diào)速 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................ PLC 及在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn) PLC 的特點(diǎn) PLC 控制電梯的邏輯關(guān)系 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) 第 2 章變頻器的選擇 變頻器的選擇 變頻器的設(shè)計(jì) 變頻器的參數(shù)設(shè)置 變頻器的容量計(jì)算 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 第 3 章 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................. 四層電梯主電路 ..................................... 四層電梯驅(qū)動(dòng)電機(jī) .............................. plc 外部接線圖 ................................ I/0 點(diǎn)數(shù)的分配及機(jī)型的選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)的估算 輸入 /輸出的分配 機(jī)型的選擇 編碼器與 PLC的連接 第 4 章 程序 軟件設(shè)計(jì) 四層電梯梯形圖 外召喚信號(hào)登記及消除 內(nèi)指令信號(hào)登記及消除 電梯的平層信號(hào)及處理 選層定向及反向截梯 內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持 各樓層停車信號(hào) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)門 第 5 章 總體結(jié)構(gòu) 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 電梯操作方式 轎廂運(yùn)行速度曲線 結(jié) 論 ................................................ 謝 辭 ................................................. 參考文獻(xiàn) .............................................. 第 1 章 緒論 PLC 及在電梯控制中的應(yīng)用特點(diǎn) PLC 簡(jiǎn)介及其特點(diǎn) PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 . “ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原 則而設(shè)計(jì)。 2)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí) ,順向截車 ,反向不截車 。 4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均由信號(hào)燈指示 5)停層時(shí)可延時(shí)自動(dòng)開(kāi)門、手 動(dòng)開(kāi)門、 (關(guān)門過(guò)程中 )本層順向呼梯開(kāi)門 。 7)無(wú)內(nèi)選時(shí)延時(shí) 5s 自動(dòng)關(guān)門，但不能自動(dòng)行車 。 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) （ 1）在電梯控制中采用了 PLC，用 計(jì)算機(jī) 軟件 控制 實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性和 先進(jìn)性 大大提高。 （ 3）實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可方便地增加或改變控制功能。 （ 5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。變頻以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)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(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速 第 2 章 變頻器 變頻器的選擇 變頻器的設(shè)計(jì) 變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)的可靠性影響很大，選擇品牌時(shí)，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)是選擇時(shí)的重要考慮方面 [9]經(jīng)過(guò)多次市場(chǎng)調(diào)查，選用日本松下變頻器 VF7F，其功率是 400W，輸入電壓是單相 220V，輸出電壓是單相的 220V，頻率的調(diào)節(jié)范圍是 — 400Hz，該型號(hào)變頻器在電梯的門機(jī)中大量使用，安全可靠，非常適合電梯使用。具體見(jiàn) 表 21。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為 P1，電梯運(yùn)行速度為 V，電梯自重為 W1，電梯載重為 W2，配重為 W3，重力加速度為 g，變頻器功率為 P。 電機(jī)功率 P1，變頻器功率 P 應(yīng)接近電機(jī)功率 P1，相對(duì)于 P2 留有安全裕量， 可取 P=。 由于采用變頻調(diào)速，效率高。 由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過(guò)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 .帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高 .采用能耗制動(dòng)方式通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制 動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果 .能耗制動(dòng)電阻 Rz見(jiàn)式（ ） 的大小應(yīng)使制動(dòng)電流 Iz見(jiàn)式（ ） 的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即 Iz=Uo/Rz≤ IN/2 式（ ） Rz≥ 2 UD/ Rz =2 513/≈ (歐 ) 式（ ） 其中 Uo為額定情況下變頻器的直流母線電壓，取 Rz≥ 30歐，由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。 第 3 章 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 四層電梯主電路 四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖 21 所示。 FR1， FR2 為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開(kāi)主電路。 圖 31 四 層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖 plc 外部接線