【正文】 VC 控制變頻器 SF 控制變頻器 (5) 按照用途分類 通用變頻器 高性能專用變頻器 高頻變頻器 簡述通用變頻器的概況 通用變頻器的發(fā)展 上個世紀 80 年代初，通用變頻器實現(xiàn)了商品化。到了 90 年代初， BJT 通用變頻器的容量達到了 600KVA, 400KVA 以下的已經系列化。 (2) 結構的小型化 變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路 (LSI)和全數字控制技術，結構設計上采用“平面安裝技術”等一系列措施，促進了變頻電源裝置的小型化。 (3) 多功能和智能化 電力電子器件和控制技術的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。人們總結了交流調速電氣傳動控制的大量實踐經驗，并不斷融入軟件功能。 8 位、 16 位及 32 位 CPU 奠定了通用變頻器全數字控制的基礎。目前，新一代變頻器開始采用新的“精簡指令集計算機” (Reduced their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXInstruction set ComputerRISC)，將指令執(zhí)行時間縮短到納秒級。有文獻報道， RISC 的運算速度可達 1000MIPS,即 10 億次 /秒，相當十巨型計算機水平。有的變頻器廠家聲稱，以 RISC 為核心的數字控制，可以支持無速度傳感器矢量控制變頻器的矢量控制算法、轉速估計計算、 PID 調節(jié)器在線實時運算。最初通用變頻器僅用十風機、泵類負載的節(jié)能調速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機協(xié)調運行 等，到目前為止，其應用領域得到了相當的擴展。金屬加工機械，從各類切削機床直到高速磨床乃至數控機床、加工中心超高速伺服機的精確位置控制都已應用通用變頻器 。 VG616G5 型通用變頻器 由于電梯在建筑物內的耗電量占建筑物總用電量的相當比例，因此 ，電梯節(jié)約用電日益受到重視。它具有磁通矢量控制、轉差補償、負載轉矩自適應等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負載頻繁變化的場合。無須配專用電機，可自學習所配電機的各個參數，精確控制任何品牌的電機。 VS616G5 型變頻器是安川電機公司面向世界推出的 21 世紀通用型變頻器。 VS616G5 變頻器的特點如下 : (1) 包括電流矢量控制在內的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。 (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。 表 VS616G5 型變頻器的標準規(guī)格 220V級 輸出特性 最大輸出電壓 3 相 ,200/208/220/230V(對應于輸入電壓 ) 額定輸出頻率 最大 400Hz their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX額定輸入電壓和 頻率 3 相， 200/208/220V 50Hz 200/208/220/230V 60Hz 電源 允許電壓波動 +10%， 15% 允許頻率波 動 177。5% 控制 特性 控制方式 正弦波 PWM (V/f 控制、帶 PG 反饋的 V/F 控制、開環(huán)矢量、閉環(huán)矢量控制 4 種控制方式任選性 ) 啟動力矩 150%/1Hz(帶 PG, 150%/Ormin) 速度控制范圍 1:100(帶 PG, 1:1000) 速度控制精度 177。0. 02%) 速度響應 5Hz(帶 PG, 30Hz) 力矩限制 可采用 (參數設定： 4 級可變 ) 力矩精度 177。10 ℃ ) 變頻器的參數設置 由于采用 PLC 作為邏輯控制部件，故變頻器 和 PLC通訊時采用開關量而不用模擬量。常用參數如表 所示。 ② 提高了運行效率，快車頻率應選為工頻，而爬行頻率要盡可能 低些，以減小停車擊。 ④ 變頻器其他常用參數可根據電網電壓和電機銘牌數據直接輸入，具體的設置如表 安川 616G5 變頻器主要參數設置表 表 安川 616G5 變頻器主要參數設置 參數 名稱 設定值 說明 A102 控制方式選擇 2 不帶 PG 矢量控制方式 B101 頻率指令選擇 1 B102 運行指令選擇 1 B103 停止方法選擇 0 表 安川 616G5變頻器主要參數設置 續(xù)表 1 B104 反轉禁止選擇 0 B201 零速電平選擇 B204 停止時直流制動時間 C103 加速時間 2 C104 減速時間 2 C201 加速開始時 s 型曲線時間 C202 加速完了時 s 型曲線時間 C203 減速開始時 s 型曲線時間 C204 減速完了時 s 型曲線時間 C501 ASR 比例增益 1 5 C502 ASR 積分時間 1 3S D109 檢修速度 200rpm E101 輸入電壓設置 380 E104 最高輸出頻率 50Hz E105 最大電壓 380 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXE106 額定電壓頻率 50Hz E109 最低輸出頻率電壓 0V E201 電機額定電流 按電機銘牌設置 E202 電機額定滑差 按電機銘牌設置 E203 電機空載電流 按電機銘牌設置 E204 電機極數 按電機銘牌設置 F101 PG 常數 根據旋轉編碼器銘牌設置 F102 PG 斷線檢測時的動作選擇 0 F103 超速時的動作選擇 0 F104 超度偏差過大時的動作選擇 0 F105 PG 分頻比 根據電機極數設置 PLC 的選擇 PLC 的定義 1980 年 PLC 問世后，由美國電氣制造商協(xié)會對 PLC 下過如下的定義 : PLC 是一種數字式的電子裝置。 1982 年，國際電工委員會 (International Electrical Committee IEC)頒布了 PLC 標準草案， 1985 年提交了第 2 版， 1987 年的第 3 版對 PLC 作了如下的定義： PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。 PLC 及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種簡單或十分復雜的控制要求。為了實現(xiàn)工業(yè)領域對模擬量 控制的廣泛要求，目前大部分 PLC 產品都具備處理這類模擬量的功能。另外某些 PLC 產品還提供了典型控制策略模塊，如 PID 模塊，從而可實現(xiàn)對系統(tǒng)的PID 等反饋 或其他模擬量的控制運算。其定時時間間隔可以由用戶加以設定。 (4) 數據處理新型 PLC 都具有數據處理的能力，它不僅能進行算術運算，數據傳送，而還能進行數據比較、數據轉換、數據顯示打印等功能，有些 PLC 還可以進行浮點運算、函their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX數運算。在信號連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的PLC 是安全生產的要求。 (6) 通信把 PLC 作為下位機，與上位機或同級的可編程序控制器進行通信，完成數據的處理和信息的交換，實現(xiàn)對整個生產過程的信息控制和管理，因此 PLC 是實現(xiàn)工廠自動化的理想工業(yè)控制器。因為根據轎廂樓層位置檢測方法，要 求可編程控制器必須具有高數計數器。 SIMATIC S7系列 PLC是德國西門子公司在 S5系列 PLC基礎上于 1995年陸續(xù)推出的性能價格比較高的 PLC系統(tǒng)。 SIMATIC S7系列 PLC都采用了模塊化、無排風扇結構且具有易于用戶掌握等特點 ，使得 S7系列 PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應用的首選產品 [7]。 (2) 人機界面 (HMI) 方便的人機界面服務已經集成在 S7300操作系統(tǒng)內，因此人機對話的編程要求大大減少。 (4) 口令保護 多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改。這樣就能防止非法刪除或改寫用戶程序。 (7) 浮點數運算 用此功能可以有效的實現(xiàn)更為復雜的算術運算。 SIMATIC S7300有著廣泛的應用領域，主要包括：紡織機械、各種機床、通用機械工程應用、電器制造工業(yè)及相關產業(yè)。當任務規(guī)模擴大并且愈加復雜時，可隨時使用接口模塊對 PLC進行擴展。除了電源模塊、 CPU模塊和接口模塊外，一個機架上最多只能再安裝 8個信號模塊或功能模塊。其系統(tǒng)構成如圖 。它通過 MPI網的接口直接與編程器 PG、操作員面板 OP和其它 S7PLC相連。 CPU3152DP 、CPU3162DP、 CPU3182DP都具有現(xiàn)場總線擴展功能。 (2) 信號模塊 ① 數字量輸入模塊 數字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數字信號電平轉換成 S7300內部信號電平。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關觸點即可。采樣時，信號經過背板總線進入到輸入映像區(qū)。 ② 數字量輸出模塊 數字量輸出模塊 SM322將 S7300內部信號電平轉換成過程所要求的外部信號電平，可直接用于驅動電磁閥、接觸器、小型電動機、燈和電動機啟動器等。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX從響應速度上看，晶體管響應最快，繼電器響應最慢；從安全隔離效果及應用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。 A/D轉換部件是模塊的核心，其轉換原理采用積分方法，被測模擬量的精度是所設定的積分時間的正函數，也即積分時間越長，被測值的精度越高。 ④ 模擬量輸出模塊 模擬量輸出模塊 SM332目前有三種規(guī)格型號，即 4AOl2位模塊、 2AO12位模塊和4AOl6位模塊，分別為 4通道的 12位模擬量輸出模塊、 2通 道的 12位模擬量輸出模塊、 4通道的 16位模擬量輸出模塊。在輸出電壓時，可以采用 2線回路和 4線回路兩種方式與負載相連。 (3) PS307電源模塊 PS307是西門子公司為 S7300專配的 24VDC電源。 PS307可安裝在 S7300的專用導軌上，除了給 S7300 CPU供電外，也可給 I/O模塊提供負載電源。 IMS接口代表發(fā)送， IMR接口代表接收。如果需要，在擴展機架可以安裝輔助電源。 (5) 通訊處理器模塊 CP340/CP341通訊處理模塊用于建立點對點的低速連接，最大傳輸速率為 。 3 系統(tǒng)的硬件開發(fā) 電梯設備 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣： (1) 按用途分類有客梯、貨梯、醫(yī)用梯、觀光電梯等。 電梯的主要組成成分 (1) 電梯轎廂 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX(2) 曳引機 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。 (3) 電梯井道及導軌 電梯井道是用以供電梯轎廂運行的通道。它可以用來防止轎相晃動。 (4) 導向系統(tǒng) 導向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。 (5) 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。 (6) 重量平衡系統(tǒng) 平衡系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。 (7) 電力拖動系統(tǒng) 電力拖動系統(tǒng)的 功能是提供動力，實現(xiàn)電梯速度控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏 (柜 )，平層裝置，選層器等組成。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經，控制部分相當于人的大腦。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數為電力拖動、鋼絲繩拽引式結構，其機械部分由 拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成 。 電梯的安全保護裝置 (1) 電磁制動器 :裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。 (3) 限位開關 :當轎廂經過端站平層位置后仍未停車，此限位開關立即動作，切斷電源并制動，強迫停車 。 (5) 急停按鈕 :裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。僅當廳門關上才允許電梯啟動 。 (7) 關門安全開關 :常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關等。 (9) 其它的開關 :安全窗開關，鋼帶輪的斷帶開關等。但是由于本次設計工作的時間有限，不可能實現(xiàn)下面的所有控制要求，只能完成其中的一些主要的最基本的控制要求。由司機關門啟動電梯運行，由轎內指令按鈕選向，廳外召喚只能順向截梯，自動平層。集選控制是將轎廂內指令與廳外召喚等各種信