【正文】 案的選用應滿足生產工藝的要求，即滿足各種可能出現(xiàn)的運行速度圖和力圖。提升機的電氣傳動系統(tǒng)的給定速度，=f(t)，根據(jù)動力學方程式—傳動系統(tǒng)的靜阻轉矩。其中J為轉性慣量（kg* ），g是重力加速度（m/ ）；—傳動系統(tǒng)的動態(tài)轉矩（N*m）；?—加速度；可以得出按給定速度圖所需轉矩 =f(t)的特性，從而可以得到拖動系統(tǒng)所需的力F=f(t)。由于提升系統(tǒng)的負載為位勢負載，所以靜力凡的作用方向始終是提升重物的重力方向，而與系統(tǒng)的運動狀態(tài)和方向無關。，要使提升機按照給定的速度圖運行，電動力矩雙可能為正，也可能為負。由于不同的負載，不同的提升機運行階段，電動機的運行狀態(tài)也各不相同。(a)所示在加速段其中 為加速力矩與勻速力矩之差在減速段， ，但| | ,所以減速段力矩為：其中 為減速力矩與勻速力矩之差 在爬行段，爬行力矩為：根據(jù)此力圖可知，電動機在各段均工作在正向電動狀態(tài)。（b）所示 在勻速段，勻速力矩： 在爬行段，爬行力矩：根據(jù)力圖可知，電動機在加速段和等速段，工作在正向電動狀態(tài)。在爬行段，又工作在正向電動狀態(tài)。 （3）重物下放，靜載量較?。?）。 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。 1)加(減)速度符合國家有關安全生產規(guī)程的規(guī)定。另外不得超過提升機的減速器所允許的動力矩。要求速度平穩(wěn)，調速方便，調速范圍大，能滿足各種運行方式及提升階段(如加速、減速、等速、爬行等)穩(wěn)定運行的要求。提升機不同于其他機械，不可能待系統(tǒng)運轉后再裝加物料，因此，必須能重載啟動，有較高的過載能力。要保證負載變化時，提升速度基本上不受影響，防止負載不同時速降過大，影響系統(tǒng)正常工作(當然，當負載超過一定的限度時，還要求系統(tǒng)能有效的自我保護。5)工作方式轉換容易。6)采用新技術和節(jié)能設備，易于實現(xiàn)自動化控制和提高整個系統(tǒng)的工作效率。盡量節(jié)約能源和降低運轉費用。 可編程控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、半導體集成技術、自動控制技術、數(shù)字技術和通信網絡技術發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。PLC控制技術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的變動,所有布線和控制柜極有可能重新設計,耗時且費力然而是利用存儲在機內的程序實現(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“專為適應惡劣的工業(yè)環(huán)境而設計的計算機”。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!結構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),再相應修改用戶程序就可以達到變換和增加控制功能的目的。 PLC以原有的繼電器、邏輯運算、順序控制為基礎逐步發(fā)展起來的。它是由計算機簡化而來的，又有著諸多自身獨特的優(yōu)勢。PLC可連成功能很強的網絡系統(tǒng),一般有低速網絡和高速網絡兩種。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,具有算術運算、比較、濾波等功能；3）類似匯編語言的指令表。 PLC的基本結構　PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，：　　a. 中央處理單元(CPU)　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內?！　榱诉M一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)?！　、存儲器　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。　　C、電源PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去 PLC的基本結構圖PLC上電后,執(zhí)行系統(tǒng)程序規(guī)定的任務,周而復始地掃描并執(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端口服務公共處理。若有異常情況,故障顯示燈亮,判斷并顯示故障的性質。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。可見,在一個掃描周期中元件映像寄存器中的內容是可變的。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,才會寫進新內容.(2)讀輸出元件映像寄存器中的狀態(tài)將對應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,再經輸出電路的隔離和功率放大送到的輸出端,驅動外部執(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,周而復始的進行掃描。 PLC的分類 一、按PLC得控制規(guī)模分類按PLC的控制規(guī)模分類，PLC可分為小型機、中型機、大型機。小型機常用于單機控制和小型控制場合，在通信網絡中常作從站。小型機中，控制點數(shù)小于64點的為超小型機或微型PLC。中型機控制點數(shù)較多、控制功能強，常用于中型控制場合，在通信網絡中可做主站也可做從站。大型機的控制點數(shù)在2048點以上，用戶程序存儲器的容量達50K字以上。例如，西門子公司的S7400PLC就屬于大型機。二、按PLC得結構形式分類PLC按結構形式可分為整體式、模塊式和疊裝式三類。 整體式PLC是將電源、CPU、I/O部件集中在一個機箱內。一般小型PLC采用這種結構。基本單元內有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PLC由機架和各種模塊組成。模塊式PLC配置靈活，裝配方便，便于擴展和維修。有的小型PLC也采用這種結構。 將整裝式和模塊式結合起來，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，它結構緊湊、體積小、配置靈活、安裝方便。該技術是把載有信息的高頻加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調制解調器再把高頻從電流中分離出來，并傳送到計算機或電話上，以實現(xiàn)信息傳遞。終端用戶只要插上電源插頭，就可以實現(xiàn)因特網接入。在發(fā)送時，利用GMSK或OFDM調制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調制，然后在電力線上進行傳輸；在接收端，先經過濾波器將調制信號濾出，再經過解調，就可得到原通信信號。PLC設備分為局端和調制解調器，局端負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡的連接。 PLC編程在用戶程序第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)行程序的中間結果。以OMRON PLC為例。再讀出輸入端00001的狀態(tài),設其為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容是繼電器為,繼電器為1。 PLC執(zhí)行用戶程序的過程示意圖由上述分析可得出,執(zhí)行用戶程序過程的特點是：1）在執(zhí)行用戶程序的過程中,輸入映像寄存器的狀態(tài)保持不變,一直保存到下一次I/O刷新之前。3）不同于繼電器控制,PLC執(zhí)行程序是按由上而下、自左向右的順序進行的。 梯形圖的表示繪制梯形圖時,我們首先要用符號表示出各種元素如常開觸點、常閉觸點、輸出、并聯(lián)常開、并聯(lián)常閉等。我們在編MFC程序中,經常要用到一些資源,如位圖、對話框、光標、字符串表、菜單、工具欄等,每種資源都有其特定的ID樣我們在用位圖這種資源時就可以利用其具有特定ID這個特性區(qū)分識別各個位圖。這樣我們將每一個圖形元素事先繪制在每一個單位區(qū)域中,然后在繪制梯級的時候,將每一個單位區(qū)域連接起來就可以了。 梯形圖簡圖其實,拋開梯形圖的圖像表象,我們可以發(fā)現(xiàn)梯形圖中每個元件其實都有一個共同的屬性,該屬性可以用一個四元組表示元件類型,所在位置,名稱。 梯形圖的編程規(guī)則梯形圖語言作為一種標準PLC編程語言，在編制時必須遵循一定的規(guī)則，具體如下:(1)梯形圖的每一行指令都在母線右邊開始畫起。(3)觸點應在水平線上，不能在垂直分支上，且應遵循自左至右、自上而下的原則。(5)在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應將觸點最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。(6)不能將觸點畫在輸出線圈的右邊，線圈僅能畫在同一行中所有觸點的最右邊。第四章：矢量控制變頻調速傳統(tǒng)調速系統(tǒng)中，直流調速以其控制容易，調速精度高等特點長期占據(jù)了主導地位，但是由于結構復雜，過流能力不強，環(huán)境適應差，難以實現(xiàn)高速度化等原因，一直限制了其應用范圍的進一步擴大。隨著電力電子器件的產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用到交流調速系統(tǒng)中，使得交流調速性能可以和直流調速相媲美、相競爭，交流調速系統(tǒng)的應用領域不斷擴大。交流電動機變頻調速控制技術大體經歷了以下幾個發(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矩電流分量，把固定的坐標系變換為旋轉坐標系解禍后，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)的硬件由模擬技術轉向數(shù)字技術，全數(shù)字變頻技術應用于提升機控制。采用現(xiàn)代智能控制技術實現(xiàn)速度電流閉環(huán)調節(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速性能，減速段到爬行段過渡平滑。采用矢量控制技術零速起動轉矩達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)調節(jié)，實現(xiàn)無級調速，使電動機起動電流小、動負荷小、調速平滑而無沖擊。電動機在自然特性上運轉時的外特性硬，轉速隨負載變化小?？墒固嵘龣C的起動、制動、反轉和調速過程的時間降至最少，具有良好的動態(tài)品質。(5)節(jié)電效果顯著。異步電機的VVVF調速系統(tǒng)一般簡稱變頻調速系統(tǒng)。交流調速系統(tǒng)的控制量最基本上是轉矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當組合可構成各種閉環(huán)系統(tǒng)。P—電機磁極對數(shù)。則異步電動機轉速由電機學可知，轉差功率:Cu2—轉子銅耗。由電機與電力拖動可知， 異步電動機等效電路對交流異步電動機進行變頻調速，交流異步電動機的同步轉速，即旋轉磁場的轉速 表達式為:— 定子頻率(Hz)。而異步電動機的轉速為: 改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉速，實現(xiàn)調速運行。但是變極 對數(shù)和變轉差率在調速領域內的應用范圍較小，而變頻調速具有高效率、高范圍和高精度的調速性能，是比較合理的調速方法。對異步電動機進行調速控制時，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:— 定子每相由氣隙磁通感應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速，屬于恒轉矩調速方式。 但是，E1難于檢測和直接控制。這就是恒壓頻比，是近似的恒磁通控制。2 .基頻以上的弱磁變頻調速 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速的情況，屬于近似的恒功率調速方式。 綜合兩種情況，為恒轉矩區(qū)和恒功率區(qū)，低頻調速時通過電壓補償?shù)姆绞絹肀３趾戕D矩。然而U/F控制是一種開環(huán)的控制方式，速度動態(tài)特性較差，電機轉矩利用率低，控制參數(shù)(如加/減速度等)還需要根據(jù)負載的不同來進行相應的調整，特別是低速時