【正文】 態(tài)應(yīng)切換兩次。（c）所示 在加速段： 在勻速段： 在減速段：||=||0，0 在爬行段： 根據(jù)力圖可知，電動機在加速階段，工作在正向電動狀態(tài)；在勻速、減速和爬行階段均工作在正向制動狀態(tài)。（d）所示 在加速段： 在等速、減速和爬行段，F(xiàn)均為負。要使提升機按給定速度圖運行，電氣傳動系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)負載的變化而自動的工作在電動或制動狀態(tài)，也就是說要求電氣傳動系統(tǒng)能滿足四象限運行。提升人員時，加速度，升降物料時，加速度。2)具有良好的調(diào)速性能。3)有較好的起動性能。4)特性曲線要硬。迅速安全制動停車，即所謂要具備挖土機機械特性)。要能夠方便的進行自動、半自動、手動、驗繩、調(diào)繩等工作方式的轉(zhuǎn)換，操作方便，控制靈活，不至于因工作方式的轉(zhuǎn)換影響正常生產(chǎn)。具備必要的連鎖和安全保護環(huán)節(jié)，確保系統(tǒng)安全運行。第三章：可編程控制器簡介 可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。PLC控制技術(shù)代表著當前程序控制的先進水平，PLC裝置已成為自動化系統(tǒng)的基本裝置。繼電器控制系統(tǒng)如果工藝要求稍有變化,控制電路必須隨之作相應(yīng)的變動,所有布線和控制柜極有可能重新設(shè)計,耗時且費力然而是利用存儲在機內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)各種控制功能的。第二,可靠性高,抗干擾能力強繼電器控制系統(tǒng)中,由于器件的老化、脫焊、觸點的抖動以及觸點電弧等現(xiàn)象是不可避免的,大大降低了系統(tǒng)的可靠性。PLC在硬件方面采取電磁屏蔽、光電隔離、多級濾波等措施在軟件方面采取警戒時鐘、故障診斷、自動恢復(fù)等措施,并利用后備電池對程序和數(shù)據(jù)進行保護,因此被稱為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的計算機”。PLC采用面向過程,面向問題的“自然語言”編程方式,直觀易懂,主要采用梯形圖和語句表編寫程序,使得廣大電氣技術(shù)人員更容易接納和理解。標準是編程語言的標準,除了梯形圖!語句表之外,還存在順序流程圖!結(jié)構(gòu)化文本和功能塊圖三種編程語言的表達方式。第四,功能強大,可擴展。PLC的功能擴展也極為方便,硬件配置相當靈活,根據(jù)控制要求的改變,可以隨時變動特殊功能單元的種類和個數(shù),再相應(yīng)修改用戶程序就可以達到變換和增加控制功能的目的。與繼電器控制系統(tǒng)相比較,它以軟器件代替了硬器件,以軟觸點代替了硬觸點,以軟接線代替了硬接線,從而使其器件、觸點的壽命達數(shù)萬甚至十萬小時,而改變接線的速度則極為迅速。如下所述：1. 系列化各大生產(chǎn)公司一般都有小型、中型、大型三種系列產(chǎn)品.一般小型機是單處理器系統(tǒng)中型機是雙處理器系統(tǒng),包括位處理器和字處理器大型機則為多處理器系統(tǒng),由字處理器!位處理器和浮點處理器等組成. PLC可連成功能很強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),一般有低速網(wǎng)絡(luò)和高速網(wǎng)絡(luò)兩種。8. 通俗化的編程語言和豐富的指令目前常用的有種3編程語言：1）順序控制用的梯形圖用以進行邏輯運算,完成時間上的順序控制2）適用于數(shù)值控制的系統(tǒng)流程圖,具有算術(shù)運算、比較、濾波等功能；3）類似匯編語言的指令表。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 　　存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。PLC上電后,執(zhí)行系統(tǒng)程序規(guī)定的任務(wù),周而復(fù)始地掃描并執(zhí)行用戶程序。一次循環(huán)過程可歸納為五個階段,循環(huán)掃描過程為公共處理執(zhí)行用戶程序掃描周期計算輸入輸出刷新外設(shè)端口服務(wù)公共處理。若有異常情況,故障顯示燈亮,判斷并顯示故障的性質(zhì)。執(zhí)行用戶程序階段,逐條解釋和執(zhí)行用戶程序,其所需的全部信息都是從映像寄存器中讀取的.映像寄存器包括輸入映像寄存器和元件映像寄存器。元件映像寄存器存儲著輸出繼電器、各種輔助繼電器等的狀態(tài),同樣用和表示它們的通斷狀態(tài)。在每個掃描周期的I/O刷新階段,CPU從PLC輸入端讀取一次信息并存入輸入映像寄存器中。同樣,所需的輸出繼電器或其他編程元件的狀態(tài)信息,是從元件映像寄存器中讀取的?？梢?在一個掃描周期中元件映像寄存器中的內(nèi)容是可變的。在I/O刷新階段,主要作兩件事情.(1)讀各輸入點的狀態(tài)從輸入電路中讀取各輸入點的狀態(tài)并將此狀態(tài)寫入輸入映像寄存器中,也就是刷新輸入映像寄存器的內(nèi)容自此輸入映像寄存器就與外界隔離,無論輸入信號的狀態(tài)怎樣變化,輸入映像寄存器的內(nèi)容都保持不變,一直到下一個掃描周期的I/O刷新階段,才會寫進新內(nèi)容.(2)讀輸出元件映像寄存器中的狀態(tài)將對應(yīng)輸出繼電器的元件映像寄存器的狀態(tài)傳送到輸出鎖存器電路中,再經(jīng)輸出電路的隔離和功率放大送到的輸出端,驅(qū)動外部執(zhí)行元件動作。完成上述各階段的處理后,又返回公共處理階段,周而復(fù)始的進行掃描。通常小型機的控制點數(shù)小于256點，用戶程序存儲器的容量小于8K字。例如，西門子公司的S7200PLC屬于小型機。中型機的控制點數(shù)一般在256點到2048點范圍內(nèi)，用戶程序存儲器的容量小于50K字。例如，西門子公司的S7300PLC就屬于中型機。大型機控制點數(shù)多、功能很強、運算速度很快，常用于大型控制場合，在通信網(wǎng)絡(luò)中常作主站。以上分類沒有十分嚴格的界限，隨著PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，這些界限會發(fā)生變更。 （1）整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O部件集中在一個機箱內(nèi)。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O和電源。整體式PLC一般配備有特殊功能單元，如模擬單元、位置控制單元等，使PLC的功能得以擴展。（2）模塊式PLC 模塊式結(jié)構(gòu)是將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如電源模塊、CPU模塊、I/O模塊和各種功能模塊。模塊插在機架內(nèi)的插座上。一般大、中型PLC宜采用模塊式結(jié)構(gòu)，例如，西門子公司的S7300PLC、S7400PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)形式。（3）疊裝式PLC 將整裝式和模塊式結(jié)合起來，成為疊裝式PLC。疊裝式PLC集整體式PLC和模塊式PLC優(yōu)點于一身，它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。 PLC的接入方式電力線通信技術(shù)，英文簡稱PLC，是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。該技術(shù)在不需要重新布線的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有電線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載，也就是實現(xiàn)四網(wǎng)合一?！　??！?5M之間。在通信時，來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。在用戶程序第n次掃描執(zhí)行時,其輸入數(shù)據(jù)是第n1掃描的I/O刷新階段讀取的Xn1；執(zhí)行用戶程序過程中,元件映像寄存器中的數(shù)據(jù)既有第n1次掃描存入的數(shù)據(jù)Y n1,也有第n次執(zhí)行程序的中間結(jié)果。以O(shè)MRON PLC為例。再讀出輸入端00001的狀態(tài),設(shè)其為0,則輸入繼電器的00001的狀態(tài)為0。若此前的狀態(tài)是0，要改寫與其對應(yīng)的元件映像寄存器的狀態(tài)向下繼續(xù)執(zhí)行第二個梯級,從元件映像寄存器中讀出繼電器01000的狀態(tài)1（前一步存入的）,所以常開觸點為01000為1，繼電器010001的狀態(tài)是1。本次掃描刷新時元件映像寄存器中存的內(nèi)容是繼電器為,繼電器為1。2)元件映像寄存器的內(nèi)容隨程序的執(zhí)行而改變,前一步的運算結(jié)果隨即可作為下一步的運算條件,與輸入映像寄存器不同。所以不同梯級中的繼電器線圈及其觸點的狀態(tài)不可能同時發(fā)生改變。整個梯形圖指令由若干個梯級組成,每個梯級又是一個或幾個輸入元件和一個輸出元件組成，輸出元件應(yīng)出現(xiàn)在梯級的最右邊,輸入元件出現(xiàn)在輸出元件的左邊。如23圖所示 ,很顯然,計算機繪制圖形都是位圖格式的,它只能按要求畫出圖形中的直線、圓、矩形等元素,而不知道各個圖形元素之間的邏輯關(guān)系,但是在繪制梯形圖的時候,各個圖形元素之間都是由一定的邏輯關(guān)系組成的,最簡單的問題就是如果計算機不能識別各個元素的話,它如何知道在哪兩個圖形元素之間畫連接線？為了解決這個問題,我們將梯形圖元素“放在”個個小單位區(qū)域中,每一個圖形元素在單位區(qū)域中的相對位置都是統(tǒng)一固定的,這樣每一個單位區(qū)域連接的時候,就能解決連線連接的問題?？梢赃@樣說我們繪制的梯形圖是繪制的每一個包含各種圖形元素的單元區(qū)域,在圖一中,我們可以清楚地看到,每一個圖形元素被分別放在單元區(qū)域中,而每一單元區(qū)域又組成了整個梯級。其中,元件類型表示元件的種類,如常開觸點!常閉觸點、輸出觸點、定時器、計數(shù)器等要表示所在位置我們可以將整個梯形圖看成一個平面,再將這個平面劃分成一個網(wǎng)格矩陣,使用元件在網(wǎng)格矩陣中的行列就可以表示名稱也是元件的一個必要屬性,因為它代表硬件中的具體地址。(2)輸出指令不能直接跟母線連接。(4)不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。而在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。第四章：矢量控制變頻調(diào)速傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)中，直流調(diào)速以其控制容易，調(diào)速精度高等特點長期占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過流能力不強，環(huán)境適應(yīng)差，難以實現(xiàn)高速度化等原因，一直限制了其應(yīng)用范圍的進一步擴大。隨著電力電子器件的產(chǎn)生和控制理論的飛速發(fā)展，現(xiàn)代控制理論越來越多的應(yīng)用到交流調(diào)速系統(tǒng)中，使得交流調(diào)速性能可以和直流調(diào)速相媲美、相競爭，交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。交流電動機變頻調(diào)速控制技術(shù)大體經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。第二個階段是矢量變換控制，它的方法是模擬直流電動機的控制特點來進行交流電動機的控制，通過電機統(tǒng)一理論和坐標變換理論，把交流電動機定子電流分解成磁場定向坐標的磁場電流分量和與之相垂直的坐標轉(zhuǎn)矩電流分量，把固定的坐標系變換為旋轉(zhuǎn)坐標系解禍后，交流量的控制變?yōu)橹绷髁康目刂?，于是等同于直流電動機。提升機控制系統(tǒng)的硬件由模擬技術(shù)轉(zhuǎn)向數(shù)字技術(shù)，全數(shù)字變頻技術(shù)應(yīng)用于提升機控制。采用現(xiàn)代智能控制技術(shù)實現(xiàn)速度電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，使減速階段在各種條件下均可嚴格按照給定的速度圖運行，使交流拖動在減速段達到直流拖動的調(diào)速性能，減速段到爬行段過渡平滑。采用矢量控制技術(shù)零速起動轉(zhuǎn)矩達150%，確保低速爬行時的啟動與運行特性，輸出頻率跟隨給定頻率，并且頻率與電流值可準確指示出來。采用直接轉(zhuǎn)矩控制可改善低頻特性，普通變頻器雖然可以輸出較低的頻率，但輸出力矩小，特性較軟，應(yīng)用于提升位能負載時，起動瞬間總要溜車。完全避免了重載坡起時溜車的現(xiàn)象。通過控制器的控制，變頻器的輸出頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無級調(diào)速，使電動機起動電流小、動負荷小、調(diào)速平滑而無沖擊。電動機在自然特性上運轉(zhuǎn)時的外特性硬，轉(zhuǎn)速隨負載變化小。可使提升機的起動、制動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速過程的時間降至最少，具有良好的動態(tài)品質(zhì)。(5)節(jié)電效果顯著。異步電機的VVVF調(diào)速系統(tǒng)一般簡稱變頻調(diào)速系統(tǒng)。交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最基本上是轉(zhuǎn)矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。P—電機磁極對數(shù)。由電機學(xué)可知，轉(zhuǎn)差功率:式中—電磁功率。由式可知，變頻調(diào)速與變極調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率不變型不論其轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率消耗基本不變，因此調(diào)速效率為最高?！?定子頻率(Hz)。而異步電動機的轉(zhuǎn)速為:式中:s 異步電動機的轉(zhuǎn)差率 改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運行。 但是變極 對 數(shù)和變轉(zhuǎn)差率在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍較小，而變頻調(diào)速具有高效率、高范圍和高精度的調(diào)速性能，是比較合理的調(diào)速方法。對異步電動機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通保持不變。磁通太強，則由于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，這就限制了定子電流的負載分量，為使電動機不過熱，負載能力要下降。由電機理論知道，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為: 式中 — 定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的均方根值(V) 。 — 定子相繞組有效匝數(shù)。 由上式可見,Φm的值是由E1 和f1共同決定的，對E1和f1進行適當?shù)目刂?就可以使氣隙磁通Φm保持額定值不變。 這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。當El和f1值較高時，定子的漏阻抗壓降相對比較小，如果忽略不計，則可以近似的保持定子相電壓U1和頻率f1的比值為常數(shù)即可。當頻率較低時，U1和E1都變小， 定子漏阻抗壓降(主要是定子電阻壓降)不能再忽略,這種情況下，可以適當?shù)奶岣叨ㄗ与妷阂?補償定子電阻壓降的影響,使氣隙磁通基本保持不變， 。必然會使主磁通隨著f1的上升而減小，相當于直流電動機弱磁調(diào)速的情況，屬于近似的恒功率調(diào)速方式。 異步電動機變頻調(diào)速時的控制特性在變頻調(diào)速領(lǐng)域，異步電機的控制方式多種多樣，但從轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)性和過渡特性來看，變頻調(diào)速的控制方式分為以下幾種:①U/F控制U/F控制是交流電機最簡單的一種控制方法，通過控制過程中始終保持U/F為常數(shù)，來保證轉(zhuǎn)子磁通的恒定。這種控制方式多用于調(diào)速精度不高的場所。與U/F控制相比，調(diào)速精度要求較高，且系統(tǒng)容易穩(wěn)定，即能在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)，將電動機的轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及效率控制在最佳狀態(tài)。③矢量控制矢量控制是一種建立在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的基礎(chǔ)上，通過一系列的坐標變換，實現(xiàn)電機定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量的解藕的控制方法，可以將作為控制對象的感應(yīng)電機當作直流電機來進行控制，實現(xiàn)對瞬時轉(zhuǎn)矩的控制。但是其控制器的設(shè)計在某種程度上依賴于電機的參數(shù)，為了減少控制上對電機參數(shù)的敏感性，已經(jīng)提出了許多參數(shù)辨識、參數(shù)補償和參數(shù)自適應(yīng)方案，收到了較好的效果。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對轉(zhuǎn)子參數(shù)變化表現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數(shù)干擾，DTC方法比矢量控制方法具有較高的魯棒性。異步電動機用變頻器傳動的方