【正文】 d it can carry out many functions that traditional elevator control system can not. This elevator control system poses of a drivemovement control state and a nondrivemove control state, namely an auto function state and a manual function state. It still has some function, like indicating layer, invoking by hall, choosing layer and choosing direction etc. In addition, this system have a characteristics of congregate choose control.Keywords: Programmable controller； frequency conversion timing； elevator引言電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的垂直交通工具，越來越顯示出重要性。為了確保電梯正常運(yùn)行，安全使用，我們必須了解、熟悉電梯，不斷改進(jìn)，使其控制性能不斷完善。電梯是一種起重運(yùn)輸設(shè)備，廣泛用于住宅、公共建筑、工廠倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所，方便了人們的生活，節(jié)省了時(shí)間和體力。電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到飛速發(fā)展的。隨著新的電器元件的不斷出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電器控制技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展?？删幊炭刂破骶褪窃谶@個(gè)時(shí)候出現(xiàn)并加以應(yīng)用的。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。 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(dòng)控制系統(tǒng)。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國(guó)產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。 PLC以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)對(duì)這些電梯進(jìn)行更新和改造。近年來，采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯，取得了良好效果。第二章系統(tǒng)概要設(shè)計(jì) 電梯的基本結(jié)構(gòu)電梯作為現(xiàn)代化交通工具，已不再是簡(jiǎn)單的機(jī)電結(jié)合體。電梯結(jié)構(gòu)圖如圖11所示，其基本結(jié)構(gòu)介紹如下。它有兩種類型，有齒輪曳引機(jī)，即電動(dòng)機(jī)通過減速齒輪箱驅(qū)動(dòng)曳引輪的曳引機(jī)；無齒輪曳引機(jī)，即電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)引輪的曳引機(jī)。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）導(dǎo)軌 供轎廂和對(duì)重運(yùn)行的導(dǎo)向部件。3）導(dǎo)靴 裝在轎廂和對(duì)重架上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立部件。5）反繩輪 設(shè)置在轎廂架和對(duì)重框架上部的動(dòng)滑輪。反繩輪的數(shù)量可以是1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)等，由曳引比而定。有上梁、立柱、底梁和拉桿等組成的承重構(gòu)件。（4） 門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）轎廂門 設(shè)置在轎廂入口的門。2）層門 設(shè)置在層門入口的門，又稱廳門。3）開門機(jī) 使轎廂門、層門自動(dòng)開啟或關(guān)閉的裝置。（5）重量平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）對(duì)重 由對(duì)重架和對(duì)重塊組成，其重量與轎廂滿載時(shí)的重量成一定的比例，與轎廂間的重量差具有一個(gè)恒定的最大值，又稱平衡鐵。（6）電力拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）曳引電動(dòng)機(jī) 電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可用交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。3）速度檢測(cè)裝置 檢測(cè)轎廂運(yùn)行速度，將其轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置。4）電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制 交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的速度控制方式，有交流變極調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速和變頻變壓調(diào)速；直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好和調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，常用發(fā)電機(jī)構(gòu)成的晶管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)——電動(dòng)機(jī)、晶閘管直接供電的晶閘管——電動(dòng)機(jī)。包括轎廂內(nèi)的按紐操縱箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按紐箱、轎頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急操縱箱。3）控制屏 安裝在機(jī)房中，由各種電子器件和電器元件組成，對(duì)電梯實(shí)行電器控制的設(shè)備。由磁感應(yīng)器和遮磁板構(gòu)成。（8）安全保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）安全鉗裝置 轎廂應(yīng)該有能在下行時(shí)動(dòng)作的安全鉗裝置。當(dāng)安全鉗裝置作用時(shí)，裝在它上面的一個(gè)電氣安全裝置應(yīng)在安全鉗裝置動(dòng)作以前或同時(shí)，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時(shí)，限速器動(dòng)作，使轎廂兩邊安全鉗的楔塊同步提起，夾住導(dǎo)軌。如果緩沖器隨轎廂或?qū)χ剡\(yùn)行，則在行程末端應(yīng)設(shè)有與其相撞的支座，支座高度至少要0 .5m。5）上、下端站超越保護(hù) 在井道頂端、底端設(shè)置強(qiáng)迫減速開關(guān)、端站限位開關(guān)和終端極限開關(guān)。6）電氣安全保護(hù) 電梯機(jī)械類安全裝置多數(shù)設(shè)置相應(yīng)的電氣設(shè)備，構(gòu)成電氣安全保護(hù)線路。 變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 n=60f(1s)/p ()公式中：f定子供電頻率； p電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)； s電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；從式(2．1)中可知，若均勻連續(xù)不斷的改變供電頻率廠則可連續(xù)平滑的改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。又由電機(jī)學(xué)可知，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩為： M=CMФMI2cosΨm () 由式（）可見，當(dāng)外加負(fù)載轉(zhuǎn)矩M不變時(shí)（人數(shù)一定時(shí)，電梯屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載），Фm隨著f的增加而減少，或Фm隨f的減少而上升，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流有功分量（I2cosф2）的變化，使得電動(dòng)機(jī)的效率降低。因此在許多場(chǎng)合下，要求在調(diào)速的同時(shí)，也要求改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的進(jìn)行端電壓U1從而保持Фm接近不變，即為了使電動(dòng)機(jī)Фm為常數(shù)，調(diào)頻時(shí)必須調(diào)壓。由上述原理可知，交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是與供電電源頻率成正比的，均勻和連續(xù)地改變定子繞組的供電頻率，就可以平滑的改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。因此這就要求供電電壓也要做相應(yīng)的變化。即通常所稱的VVVF調(diào)速?，F(xiàn)對(duì)其主要環(huán)節(jié)分別加以介紹。在中、高速電梯（2m/sv）中整流器部分采用了由六個(gè)晶閘管模塊組成的三相全控橋式整流電路。恒速運(yùn)行時(shí)，晶閘管的輸出電壓是恒定的，僅在減速時(shí)，晶閘管模塊作為通路將來自于由電動(dòng)機(jī)側(cè)的再生能量反饋電網(wǎng)，此時(shí)，其輸出電壓是連續(xù)變化的。充電回路中的變壓器采用升壓變壓器。當(dāng)大容量電解電容器C充電到時(shí)，給控制微處理器發(fā)出充電結(jié)束信號(hào)，然后由開展微處理器發(fā)出電梯可以啟動(dòng)的信號(hào)。當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)，主回路整流器開始工作。由于充電回路有一只隔離二極管D，所以主回路電流不能流向充電回路。因?yàn)榇蠊β示w管被導(dǎo)通時(shí)，相當(dāng)于起一個(gè)開關(guān)的作用。由于三相系列脈沖每相相位差120度，所以逆變器中大功率晶體管SSS5分別在120度角滯后導(dǎo)通。如S1在A相的正半周導(dǎo)通，S4在A相的負(fù)半周導(dǎo)通。（4）再生回路 再生回路僅用于采用二極管模塊的整流器。再生電路就是提供VVVF系統(tǒng)再生能量釋放的回路，其再生能量消耗在再生回路的電阻上。同時(shí)，大電容C上的電壓通過該電阻放電至，此時(shí)再生回路中的大功率晶體管截止，則電動(dòng)機(jī)的再生能量重新向大電容充電，重復(fù)前面過程，直至電梯完全停止為止。 在電梯減速時(shí)，VVVF系統(tǒng)的再生能量必須經(jīng)過再生回路釋放，因此，VVVF系統(tǒng)在減速再生控制時(shí)，主回路大電容的電壓和充電回路輸出電壓在基極驅(qū)動(dòng)回路比較后，經(jīng)信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)再生回路中大功率晶體管的導(dǎo)通。 變頻調(diào)速電梯(VVVF)的優(yōu)點(diǎn) VVVF電梯，采用交流單速電動(dòng)機(jī)，通過對(duì)交流電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)供電電壓、供電頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到線性化，將交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行曲線線性段區(qū)域擴(kuò)大。 VVVF控制的電梯相對(duì)于交流雙速電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯（ACVV）都有十分突出的優(yōu)點(diǎn)。安全可靠。 舒適感好。高速高性能。 節(jié)約電能。 節(jié)省機(jī)房空間。因此，節(jié)省機(jī)房空間，減輕機(jī)房承重，提高建筑利用率，從而可節(jié)約建筑費(fèi)用。全電腦控制可以方便地使兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)以上的電梯進(jìn)行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運(yùn)行效率。經(jīng)過電腦的高速、大量運(yùn)算，采用高精度光電碼盤，將速度—轉(zhuǎn)矩—位置全閉環(huán)，停車時(shí)零速抱閘，平層精度在正負(fù)2mm以內(nèi)。自動(dòng)學(xué)習(xí)電梯的提升高度、樓層間距，自動(dòng)根據(jù)停靠距離選擇運(yùn)行曲線?，F(xiàn)代化高科技設(shè)計(jì)，全電腦控制，大規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體大功率模塊在電梯控制中的應(yīng)用，使現(xiàn)代電梯控制部份的可靠性、免維護(hù)性大大提高；新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，加強(qiáng)了電梯機(jī)械部件的耐磨損程度，提高了機(jī)械可靠性；自診斷能力和遠(yuǎn)程報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)，使得電梯維修保養(yǎng)工作越來越簡(jiǎn)單，越來越有針對(duì)性，越來越快速。 可編程控制器的介紹 PLC問世以來，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速?？删幊炭刂破魇且环N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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。它具有很豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 PLC的特點(diǎn)可編程控制器為了適應(yīng)在工業(yè)環(huán)境中使用，有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)一般控制設(shè)備的可靠性提出很高的要求，應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。這是PLC控制優(yōu)于微機(jī)控制的一大特點(diǎn)。一旦出現(xiàn)CPU故障、RAM或I/O總線故障則立即給出CPU出錯(cuò)信號(hào)，并停止用戶程序的執(zhí)行，切斷所有輸出信號(hào)，等待修復(fù)。另外，它在硬件、軟件上也采取了提高可靠性的措施。目前，大多數(shù)PLC采用繼電器控制形式的“梯形圖編程方式”，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工礦企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平，因此易于接受，受到普遍歡迎。雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，從而增加了執(zhí)行程序的時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來說，這是微不足道的。（3）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺(tái)小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)內(nèi)部繼電器、幾十到幾百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、幾十個(gè)特殊用途繼電器，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。一臺(tái)可編程序控制器可以同時(shí)控制幾臺(tái)設(shè)備，也可以通過聯(lián)網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖所花的時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖花的時(shí)間要少的多。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題一般通過修改程序就可以解決，調(diào)試的時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少的多?？删幊绦蚩刂破骷巴獠康妮斎胙b置和執(zhí)行裝置機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速的排除故障?？删幊绦蚩刂破鞯呐渚€比繼電器控制系統(tǒng)的配線少的多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，加上開關(guān)柜體積的縮小，可以節(jié)約大量的費(fèi)用。 PLC的工作原理與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。在執(zhí)行程序中，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一掃描周期的輸入處理階段才 PLC與繼電器控制功能與特點(diǎn)比較比較項(xiàng)目繼電器控制PLC控制功能實(shí)現(xiàn)通過對(duì)繼電器進(jìn)行硬接線完成相應(yīng)的控制功能對(duì)PLC進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)所需控制要求對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性需進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與接線，適應(yīng)性差只需對(duì)程序進(jìn)行修改，適應(yīng)性強(qiáng)可靠性元器件多、觸電多，容易出現(xiàn)故障采用大規(guī)模集成電路，絕大部分是軟繼電器，可靠性高柔韌性與靈活性差有種類齊全的擴(kuò)展單元，擴(kuò)展靈活控制的實(shí)時(shí)性機(jī)械動(dòng)作時(shí)間常數(shù)大，實(shí)時(shí)性差微處理器控制，實(shí)時(shí)性非常好占用空間與安裝控制柜體積大、笨重，安裝施工工作量大體積小、重量輕，安裝工作量小使用壽命易損，壽命短壽命長(zhǎng)復(fù)雜控制能力極差很強(qiáng)價(jià)格較低較高維護(hù)復(fù)雜、工作量大工作量小讀入這變化。 （2）執(zhí)行程序：對(duì)應(yīng)用戶程序存儲(chǔ)器所存的指令，從輸入映像寄存器和其他軟元件的映像寄存器中將有關(guān)軟元件的通/斷狀態(tài)讀出，從0步開始順序運(yùn)算，每次結(jié)果都寫入有關(guān)的映像寄存器，因此各軟件的映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷的變化。 （3）輸出控制信號(hào)：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作過程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。為了提高工作的可靠性，及時(shí)接收外來的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。此時(shí)，PLC立即啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息送給編程器顯示等。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。第三章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)3．1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電梯的設(shè)計(jì)主要包括硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)分析 為了應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的預(yù)期控制，就必須對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析與研究，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求提出有效的總體控制方案與設(shè)計(jì)，在本節(jié)中主要介紹PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與控制模式的確定，下面根據(jù)近年來PLC的應(yīng)用與發(fā)展情況對(duì)此加以簡(jiǎn)單的介紹。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： （1）PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)的要求之外，特別應(yīng)指出的是還應(yīng)重點(diǎn)考慮該公司的產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)的情況，一般應(yīng)選擇在國(guó)內(nèi)特別是在所設(shè)計(jì)系統(tǒng)本地有著較為方便的技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)或較有實(shí)力的代理機(jī)構(gòu)的公司產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)盡量選擇主流機(jī)型。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。（4）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。當(dāng)然對(duì)于不同的用戶要求的側(cè)重點(diǎn)有所不同，設(shè)計(jì)的原則應(yīng)有所區(qū)別，如何來提高產(chǎn)品產(chǎn)量和安全為目標(biāo)，則應(yīng)