【正文】 的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。圖12 電梯門的智能控制(2)安全?？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個方面：①視覺協(xié)調(diào)。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。②消除電磁輻射。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化(0A)、樓宇自動化(BA)、通訊自動化(CA)的正常運轉(zhuǎn)。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。圖13 電梯運行速度曲線隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動控制系統(tǒng)。因此，對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。論文的主要內(nèi)容如下：首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）及變頻器作了比較全面的總結(jié)和介紹。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實現(xiàn)電梯信號控制，有雙速電機實現(xiàn)調(diào)速，完成了電機和可編程控制器（PLC）的選擇。在接下來的章節(jié)中，開發(fā)出了本電梯的上位機對電梯系統(tǒng)的仿真模擬，使本設(shè)計具有了一定的可視化效果。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖21所示。這種對電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動人行道(英語Passenger Conveyor)和自動扶梯(英語Escalator)。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。目前，電梯行業(yè)及社會上對電梯的分類大致有以下幾種： (1)按用途分： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。高速梯。(3)按拖動方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。其他分類方式還有：按電梯有無司機分類等[9]。電梯的安全與設(shè)計、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個零部件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。GB/T100581997《電梯技術(shù)條件》對轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：電梯類型額定速度(m/s)平層準(zhǔn)確度(mm)交流雙速電梯≤177。30交直流快速電梯—≤177。5電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。因此檢查平層準(zhǔn)確度時，分別以空載，滿載，上下運行，到達(dá)同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。因側(cè)要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會造成乘客的不適感。（6）節(jié)能 現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動方式，以達(dá)到節(jié)能的目的：1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計規(guī)定的電梯載重量。3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風(fēng)扇、電話的要求等。5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。全繞1：1吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)的形式等。10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。14）井道深度（mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。第三章 運行方案設(shè)計 總體方案的確定電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖31電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號[12]。 2)行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車。 4)內(nèi)選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層位置均由信號燈指示5)停層時可延時自動開門、手動開門、(關(guān)門過程中)本層順向呼梯開門。 7)行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車。曳引電梯最常用的曳引比有1：1和2；1兩種，其工作原理如圖33所示。圖33 電梯曳引系統(tǒng)工作原理示意圖第四章 硬件選型、設(shè)計及計算 四層電梯曳引電機及門電機電路圖根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖51所示。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運行過載時斷開主電路。圖41 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖 可編程控制器(PLC)的選擇 可編程控制器(PLC)的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強PLC是為工業(yè)控制而設(shè)計的，除了對器件的嚴(yán)格篩選外，在硬件和軟件兩個方面還采用可屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強的抗干擾能力，其平均無故障時間達(dá)到(3～5)104h以上。梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學(xué)易懂，電氣工程師和具有一定知識的電氣技術(shù)人員都可在短時間內(nèi)學(xué)會，計算機技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)間的隔閡在PLC上完全不存在。（3）適應(yīng)性好PLC是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的。由于PLC產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，因此能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng)。（4）功能完善，接口功能強目前的PLC具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算、定時、計數(shù)、順序控制、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示等功能，使設(shè)備控制水平大大提高；其接口功率驅(qū)動范圍較大，不象普通的計算機輸出信號需放大才能驅(qū)動負(fù)載，極大地方便了用戶。50 mV、177。由于PLC具有以上特點，因此，與傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制和現(xiàn)在流行的電腦控制相比較，在電梯這樣的大型電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)中采用PLC實現(xiàn)控制應(yīng)是最佳選擇。 轎廂樓層位置檢測方法主要方法有如下幾種:(1) 用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān):這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。(3) 利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜嫈?shù)單元，計數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。 PLC的選型根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。本設(shè)計再考慮到以下幾個方面，因此選用西門子PLC來實現(xiàn)四層樓電梯的電氣控制:(1)配置簡單。(2)編程方便。而且PLC采用的梯形圖語言簡單易學(xué)，容易上手，不像單片機控制系統(tǒng)那樣復(fù)雜而且一旦定型不易修改，不能根據(jù)客戶需求變化。(4)系統(tǒng)外觀高檔，控制靈活，精確度高；故障率極低，節(jié)省維護(hù)成本。S7200CNCPU型號包括CPU222CN，CPU224CN,CPU226CN等。根據(jù)電梯控制的要求，需要22個輸入21個輸出點，可選用CPU226CN作為主控制器。是具有較強控制力的控制器，用于控制電梯的運行[16]。序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0一層平層0電梯上行記憶1二層平層1電梯下行記憶2三層平層2電機正轉(zhuǎn)3四層平層3電機反轉(zhuǎn)4內(nèi)呼一樓4內(nèi)呼一樓指示5內(nèi)呼二樓5內(nèi)呼二樓指示6內(nèi)呼三樓6內(nèi)呼三樓指示7內(nèi)呼四樓7內(nèi)呼四樓指示8一層外呼上行8一層外呼上行指示9二層外呼上行9二層外呼上行指示10三樓外呼上行10三樓外呼上行指示11二樓外呼下行11二樓外呼下行指示12三樓外呼下行12三樓外呼下行指示13四樓外呼下行13四樓外呼下行指示14手動開門14門電機正轉(zhuǎn)15手動關(guān)門15門電機反轉(zhuǎn)16開門限位 17關(guān)門限位 19電梯下降極限位目前，有為電梯控制而設(shè)計的專用變頻器早已問世，其功能較強，使用靈活，但其價格相對較貴。這是本設(shè)計的特點之一。 變頻器的原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形[16]。如圖42所示。變頻器調(diào)速的主要工作原理是將供給電機定子的三相交流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度也隨之改變的三相交流電。如圖43所示。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)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。 VS616G5型變頻器的特點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。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。(3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。(5) 通過LCD操作裝置，可提高操作性能 VS616G5型變頻器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時采用開關(guān)量而不用模擬量。616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。表43變頻器參數(shù)參數(shù)功用A組確定控制模式B組選擇運行功能C組確定加減速時間及轉(zhuǎn)矩補償時間D組選擇頻率E組確定運行壓頻曲線F組保護(hù)設(shè)置H組確定偏差標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置的原則:(1) 為減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些；(2) 為了提高運行效率，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)置為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感；(4) 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機銘牌據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置見表44。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。設(shè)電梯曳引機電機功率為P1，電梯運行速度為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。K是傳動系統(tǒng)中隨牽引力變化的摩擦力的摩擦系數(shù)。因為：K=，W1=16