【正文】 保護 學士學位論文 17 變頻器的控制方式 變頻器有多種控制方式，有操作面板控制，端子控制和通信控制。本次畢業(yè)設計采用的就是端子 控制。 變頻器調速原理 變頻器顧名思義是把工頻電通過既定好的變化轉換成其它各種頻率的交流電，這樣就使電動機的運行方式處于改變速度的運行的狀態(tài)。變頻器的電路主要包 括四個部分，具體的來說：第一部分即最先開始的是整流環(huán)節(jié)，第二部分為中間直流部分，緊隨其后的是第三部分是逆變環(huán)節(jié)，最后的是第四部分為控制環(huán)節(jié)。 變頻器的運行曲線依靠外部指令提供的速度指令和控制曲線形狀和速度的變頻器參數(shù)配合使用的， 首先設定好變頻器的快速頻率、中速頻率、慢速頻率，還要設置電機加速、減速時間，變頻器的上限頻率、下限頻率等參數(shù)設定，這些參數(shù)通過對電梯模型進行系統(tǒng)調試后得出最 后比較合理的參數(shù)值。旋轉編碼器可分為絕對式和相對式兩種。絕對式編碼器常用語檢測轉角，若需得到轉速信號，必須對轉角進行微分處理。通過光柵的作用，持續(xù) 不斷地開放或封閉光路，因此，在接收裝置的輸出端便得到頻率與轉速成正比的方波脈沖序列，從而可以計算轉速。增量式光電旋轉編碼器的光柵一般有金屬和玻璃兩種。在槽數(shù)少的場合下（一般小于 1000P/r)，可以在金屬圓盤使用沖壓或腐蝕的方法開槽，當槽數(shù)較多時，腐蝕加工也是很困難的，光刻技術幾乎成了 唯一的手段 。隨著工業(yè)自動化事業(yè)的發(fā)展，光電旋轉編碼器的應用領域將不斷擴大。為了獲得轉速的方向，可增加一對發(fā)光接收裝置，使兩對發(fā)光和接收裝置錯開光柵節(jié)距的 1/4，則兩組脈沖序列A 和 B 的相位相差 90 度。采用簡單鑒相電路可以分辨轉向。 系統(tǒng)安全設計 電梯運行的充分與必要條件就是電梯的各種安全保護必須可靠有效。根據(jù)電梯安全標準的要求，不論何種電梯均要符合標準中的安全保護要求。 (1)超速斷繩保護 這一保護是很重要的，凡是在有可能使各類人員進入電梯轎廂內的電梯，必須設置 學士學位論文 20 這一保護，是極為重要的保護環(huán)節(jié)，絕不能等閑視之，但只 有在不允許，也不能進入各類人員的小型雜物電梯上才可不設置這一保護環(huán)節(jié)。因此電梯門 (包括轎廂門和各層樓的所有層門 )必須閉鎖；若沒有閉鎖好，是不允許電梯運行的 !并且還要求不可能隨意強制撥開各個層樓的層門。 由上述可知，層門閉鎖保護是機械和電氣不可分割的環(huán)節(jié)。 (3)電梯門的安全保護環(huán)節(jié) 這一保護環(huán)節(jié)主要是指在關門過程中防止夾傷乘客等人員的保護裝置。這些保護裝置可任選一種或兩種以上均可。當有乘客或其他人員在電梯關門過程中碰撞 (或接近 )電梯門扇時使電梯門停止關閉，并立即開啟，從而使乘客不致被門扇夾痛 (傷 )。 (6)上、下方向限位保護及終端保護 對于速度不大于 lm／ s 的交流雙速電梯，應另設置終端極限開關。 (7)缺相、錯相保護 如當供給電梯用電的電網(wǎng)系統(tǒng)，由于檢修人員檢修時不慎而造成三相動力線的相序與原相序有所不同時，就可使電梯原定的運行方向變更為相反的方向，這樣就會給電梯運行造成極大的危險性，帶來不堪設想的后果。因此要求在電梯控 學士學位論文 21 制系統(tǒng)中必須設置：缺相、錯相的保護繼電器。 現(xiàn)在，人們常將缺相和錯相的兩種保護作用合并在一個繼電器內，這就是我們通常所稱的缺相、錯相保護繼電器。熔斷器中的熔絲保護。 學士學位論文 22 硬件外部接線圖 圖 電梯控制系統(tǒng)外部接線圖 學士學位論文 23 4 軟件設計 流程圖 圖 控制程序流程圖 學士學位論文 24 輸入 /輸出（ I/O）分配表 表 輸入 /輸出分配表 高速計數(shù)輸入 A 相 DIN1（下行驅動） 高速計數(shù)輸入 B 相 DIN2（電梯急停） 轎廂安全開關 DIN3（上行驅動） 五層外呼下 DIN4 四層外呼 上 NC 四層外呼下 關門驅動 三層外呼上 開門驅動 三層外呼下 五層下指示 二層外呼上 四層上指示 二層外呼下 四層下指示 一層外呼上 三層上指示 一層外呼下 三層下指示 底層外呼上 二層上指示 下基準位限位 二層下指示 下極限位限位 一層上指 示 檢修開關 一層下指示 手動開門按鈕 底層向上指示 手動關門按鈕 顯示驅動 A 手動上行按鈕 顯示驅動 B 手動下行按鈕 顯示驅動 C 緊急停車按鈕 顯示驅動 D 消防 電梯上行指示 關門限位開關 電梯下行指示 開門限位開關 底層內呼指示 底層內呼按鈕 一層 內呼指示 一層內呼按鈕 二層內呼指示 二層內呼按鈕 三層內呼指示 三層內呼按鈕 四層內呼指示 四層內呼按鈕 五層內呼指示 五層內呼按鈕 叮咚 轎廂開門按鈕 電梯上行 轎廂關門按鈕 電梯下行 上基準位限位 學士學位論文 25 電梯的運行流程 （ 1）電梯的初始狀態(tài)。 ② 電梯內部及外部各層顯示器均為 “ 1”。 （ 2）電梯在運行過程中： ① 按下某層呼叫按鈕（ 1～ 6 層）后，該層呼叫燈亮，電梯響應該層呼叫。若呼叫層處于電梯當前層之下，則電梯在完成前一指令之前不響應該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。若呼叫層處于電梯當前層之上，則電梯在完成前一指令之前不響應該指令，直至電梯重新處于待命狀態(tài)為止。 ⑤ 運行中電梯門始終關閉，到達指定層時，門才打開。 （ 3）電梯運行后狀態(tài)：在到達指定樓層后，電梯會繼續(xù)待命，直至新命令產(chǎn)生。 ② 各樓層顯示值為該層所 在位置，且上行下行指示燈均滅。 (2)電梯停在某一層（例如 3 層）時，此時按動該層（ 3 層）的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫），則相當于發(fā)出打開電梯門命令，進行開門的動作過程；若此時電梯的轎廂不在該 學士學位論文 26 層（在其余 6 層），則等到電梯關門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。例如現(xiàn)在電梯位置在 2 層和 3 層之間上行，此時出現(xiàn)了 2 層上呼叫、 3 層下呼叫和 4 層上呼叫，則電梯首先響應 4 層上呼叫，然后再依次響應 3 層下呼叫和 2 層上呼叫。 （ 5)當按動某個呼叫按鈕后，響應的指示等亮并保持，直到電梯響應該呼叫為止。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。 控制程序設計 開門、關門控制程序 電梯轎廂的開門、關門控制程序應遵循以下原則： （ 1）不論是外呼梯信號還是內呼梯信號，只要電梯轎廂到達最低樓層或最高樓層，就一定要打開電梯轎廂門響應該呼梯信號。 （ 3） 所有的與電梯轎廂運行方向同向的外呼梯信號為 “ON”時（例如，電梯轎廂向上運行，三層的向上呼梯信號為 “ON”），只要電梯轎廂到達該 樓層，就一定要打開電梯轎廂門響應該呼梯信號。 如果電梯轎廂門在打開的過程中，有人按下了關門按鈕，電梯轎廂門開門驅動器就應 學士學位論文 27 該釋放。在電梯轎廂門關閉的過程中，如果有人按下了開門 按鈕，或則關門已經(jīng)完成，又或者電梯轎廂門時安全的，電梯轎廂關門驅動器就應該釋放。 內呼梯信號的鎖定與清除比較簡單。只要電梯到達對應的樓層，該呼梯信號就應當被響應。 外呼梯信號的鎖定與清除相對來說要復雜一點，只要某一樓層有外呼梯信號，那么該呼梯信號就需要被鎖定。電梯轎廂在運行過程中，如果有多個反方向的呼梯信號同時存在，例如，在電梯轎廂向上運行過程時同時存在有一層向下呼梯信號、二層向下呼梯信號、三層向下呼梯信號、四層向下呼梯信號，此時就要優(yōu)先響應最遠的反方向呼梯信號，即四層向下呼梯信號，然后電梯轎廂轉為向下運行，依次響應其余的呼梯 信號（此時，其余的呼梯信號已經(jīng)變?yōu)橥蚝籼菪盘枴? 以上程序表示的就是電梯轎廂響應一層往下外呼信號的控制程序。二層到五層的外呼梯信號的鎖定與復位程序以此類推。電梯轎廂運行的位置是用高速計數(shù)器的脈沖數(shù)來定位的，所以使用了高速計數(shù)器控制字。高速計數(shù)器的設定計數(shù)方式為雙向、 AB 正交脈沖計數(shù)。平層控制是有一定的誤差的，只要高速計數(shù)器經(jīng)過值處于平層允許誤差之內，就認為已經(jīng)到達該樓層的平層位置，需要的時候可以停止電梯轎廂的運行，打開電梯轎廂開門。 學士學位論文 34 電梯的運行方向確定后，如果電梯轎廂門關閉，那么電梯轎廂就可以在井道里上下運行。 學士學位論文 35 電梯轎廂在井道里運行期間，上行如果碰到上基準限位開關，下行如果碰到下基準限位開關或下極限保護開關，或者電梯轎廂開門，均應該停止運行。這段程序的目的是使電梯恢復到初始狀態(tài)，即電梯轎廂門關閉，電梯處于下基準位置。當電梯轎廂安全監(jiān)測到轎廂門已經(jīng)安全時，轎廂門可以關閉。到達下基準位置后，復位過程結束。 （ 2）、調試 過程中，電梯上行到五層時所有的下呼信號都不響應了，開關門信號也不能響應，換句話說電梯運行到五層時就停止運行了，但是在其他的樓層時所有的呼叫信號都好使，后來用 STEP_7MicroWIN_V4_SP3 編程軟件的 “程序狀態(tài)監(jiān)控 ”功能發(fā)現(xiàn)電梯在五層時 “五層平層信號 ”沒有響應，原來是高速計數(shù)器的值沒能大于 “五層下平層 ”的值，初步判斷 “五層下平層 ”的值設置過高，后來發(fā)現(xiàn)是 “樓層高度值 ”設置過高。 學士學位論文 37 結 論 整個系統(tǒng)用 PLC 做為主控器件安全可靠，用變頻器控制速度可以達到穩(wěn)、準、快等控制要求。通過參數(shù)設置和軟件設計，提高了電梯運行的可靠性。 PLC 與交流變頻調速控制技術結合將提升電梯的的效率和舒適感，有利于電梯的節(jié)能。 電梯的拖動控制正在由直流 電機拖動逐漸向變頻調速轉變，由于時間有限對此沒有做過多研究，這也是本文的一大不足。希望以后有機會可以對電梯的拖動控制進行詳細研究，對電梯的上下行 速度進行控制，讓電梯的運行更舒適、安全。當我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。付老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，卻給以終生受益無窮之道。感謝給我提出寶貴意見的各位同學，沒有你們的意見我是不可能這么快就完成論文的。 學士學位論文 39 參考文獻 [1] 李曉霞 .PLC在電梯控制系統(tǒng)的應用設計 [J]. 數(shù)字技術與應用 ,2021:210 [2] 吳中俊 ,黃永紅 .可編程序控制器原理及運用 .機械工業(yè)出版社 ,2021:3655 [3] 揚后川，張冬冬，組先鋒 .西門子 S7200PLC 編程速學與快速應用 .電子工業(yè)出版社， 2021:129152 [4] 姚錫祿 .變頻器控制技術入門與應用實例 .中國電力出版社 ,2021:5360 [5] 常斗南 .PLC運動控制實例及解析 .機械工業(yè)出版社 ,2021:129145 [6] 魏偉 .PLC控制技術與應用 [M].中國輕工業(yè)出版社 ,2021:3550 [7] 趙景波，李杰臣 .西門子 S7—200PLC 實踐與應用 .機械工業(yè)出版社 ,2021:150175 學士學位論文 40 附錄 附錄 A 英文原文 Elevator System Based on PLC John Worth,Frederick Worth,Jr Composed by the order of relay control system is a realization of the first elevator control method. However, to enter the niies, with the development of science and technology and the widespread application of puter technology, the safety of elevators, reliability of the increasingly high demand on the relay control weaknesses are being evident. Elevator control system relays the failure rate high, greatly reduces the reliability and safety of elevators, and escalators stopped often t