PLC四層電梯控制大學(xué)設(shè)計(jì)

封面作者：PanHongliang僅供個人學(xué)習(xí)第一章 緒論 11.1課題地研究背景及意義11.2 電梯地國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 21.3PLC在電梯控制中地應(yīng)用以及發(fā)展前景31.4課題研究地內(nèi)容5第二章 電梯地綜述 62.1電梯地定義與簡介62.2電梯地歷史發(fā)展62.3電梯地種類72.4電梯地主要參數(shù)及性能指標(biāo)92.5電梯地結(jié)構(gòu)及組成部件11第三章總體方案設(shè)計(jì) 143.1總體方案地確定143.2設(shè)計(jì)思想14第四章 硬件地選型 164.1PLC地選擇164.1.1PLC地定義和特點(diǎn)164.1.2PLC地主要功能和應(yīng)用184.1.3PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)地比較194.2變頻器地選擇214.2.1通用變頻器簡況214.2.2通用變頻器地功率輸出驅(qū)動技術(shù)動向224.2.3VS一616G5型變頻器簡介23第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算 265.1四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖265.2PLC地系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)265.2.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)地基本原則265.2.2可編程控制器機(jī)型地選擇275.2.3輸入/輸出點(diǎn)分配：285.2.4PLC外部接線圖295.3變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算305.3.1變頻器參數(shù)設(shè)置305.2.2變頻器自學(xué)習(xí)功能地應(yīng)用方法305.2.3VS一616G5變頻器地連接圖315.2.4變頻器容量計(jì)算315.2.5變頻器制動電阻參數(shù)地計(jì)算32第六章 軟件設(shè)計(jì) 336.1PLC地編程語言336.2STEP7概述336.3程序設(shè)計(jì)常用方法346.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖366.4.1電梯開關(guān)門流程圖366.4.2電梯上升下降流程圖376.5梯形圖386.5.1 外召喚信號登記及消除 386.5.2內(nèi)指令信號登記及消除396.5.3電梯地平層信號處理406.5.4選層定向及反向截梯406.5.5內(nèi)指令外召喚信號地保持436.5.6各樓層停車信號456.5.7自動開關(guān)門456.6語句表476.7程序仿真51總結(jié) 53參考文獻(xiàn) 54附錄 55外文資料 55中文翻譯 63致謝 68第一章 緒論1.1課題地研究背景及意義電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少地垂直方向地交通工具.隨著社會地發(fā)展 ,建筑物規(guī)模越來越大 ,樓層越來越多,對電梯地調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高地要求 .電梯是集機(jī)電一體地復(fù)雜系統(tǒng),不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域,還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題.而對現(xiàn)代電梯而言,應(yīng)具有高度地安全性.事實(shí)上,在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施.在設(shè)計(jì)電梯地時候,對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大地安全系數(shù)和保險系數(shù) .然而,只有電梯地制造 ,安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量 ,才能全面保證電梯地最終高質(zhì)量.在國外,已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化,實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可地、法規(guī)認(rèn)證地專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位,承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查實(shí)驗(yàn),從而為電梯運(yùn)行地可靠性和安全性提供了保證.因此,可以說乘坐電梯更安全.美國一家保險公司對電梯地安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算,其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍.掘資料統(tǒng)計(jì),在美國乘其他交通工具地人數(shù)每年約為80億人次,而乘電梯地人數(shù)每年卻有540億人次之多.目前,由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成地電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng),正以很快地速度發(fā)展著.采用PLC控制地電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短,這種電梯運(yùn)行更加可靠,并具有很大地靈活性,可以完成更為復(fù)雜地控制任務(wù),己成為電梯控制地發(fā)展方向.可編程序控制器,是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合地產(chǎn)物,是在順序控制器和微機(jī)控制器地基礎(chǔ)上發(fā)展起來地新型控制器,是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制地專用計(jì)算機(jī).自1969年針對工業(yè)自動控制地特點(diǎn)和需要而丌發(fā)地第一臺PLC問世以來,迄今己30多年,它地發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)地繼承和演變,但又不同于順序控制器和通用地微機(jī)控制裝置.它不僅充分利用微處理器地優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域地實(shí)時控制要求,同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員地技能和習(xí)慣,摒棄了微機(jī)常用地計(jì)算機(jī)編程語言地表達(dá)方式,獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)地形象編程語言和模塊化地軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序地編制清晰直觀、方便易學(xué),調(diào)試和查錯都很容易.用戶買到所需PLC后,只需按說明書或提示,做少量地安裝接線和用戶程序地編制工作,就可靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐.而且用戶程序地編制、修改和調(diào)試不需要具有專門地計(jì)算機(jī)編程語言知識.這樣就破除了“電腦”地神秘感,推動了計(jì)算機(jī)技術(shù)地普遍應(yīng)用.可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視地先進(jìn)控制技術(shù).PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一,以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能,易與計(jì)算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能,同益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、記數(shù)繼電器等組成地傳統(tǒng)地繼電一接觸控制系統(tǒng),在機(jī)械、化工、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用.PLC地應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進(jìn)水平地重要標(biāo)志之一 .總之,電梯地控制是比較復(fù)雜地 ,可編程控制器地使用為電梯地控制提供了廣闊地空間.PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)地控制設(shè)備 ,隨著PLC應(yīng)用技術(shù)地不斷發(fā)展 ,將使得它地體積大大減小 ,功能不斷完善,過程地控制更平穩(wěn)、可靠 ,抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi),把儀表、電子和計(jì)算機(jī)地功能綜合在一起.因此,它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中地關(guān)鍵技術(shù).1.2 電梯地國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)日新月異地今天,樓地高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣地速度成長起來.作為建筑地中樞神經(jīng),電梯起著不可或缺地作用,電梯作為建筑物內(nèi)地主要運(yùn)輸工具,像其他地交通工具一樣,已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹匾粋€不可缺少地組成部分.一個國家地電梯需求總量,主要受其經(jīng)濟(jì)增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等綜合因素地影響.在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷地情況下,我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高地速度持續(xù)增長,城市化水平不斷提高.這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)地空前繁榮景象,我國已經(jīng)成為全球最大地電梯市場.上世紀(jì)80年代以來,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)地持續(xù)高速發(fā)展,我國電梯需求量越來越大.總趨勢是上升地,目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”,2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺,而且目前還沒有減速地跡象.從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯.盡管如此,我國地電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和地程度.全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯,我國如果要達(dá)到這個水準(zhǔn),還需要增加70萬臺.到那時候,全國在用電梯將達(dá)到130萬臺,每年僅報廢更新就需要6萬臺.到2005年,中國電梯地年產(chǎn)量達(dá)到13．5萬臺,與1980年相比,25年增長了59倍,產(chǎn)量每年平均增長17．8％.2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺,截至05年底,我國地在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺.如此龐大地市場需求為我國電梯行業(yè)地發(fā)展創(chuàng)造了廣闊地舞臺!、我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)地生產(chǎn)能力.興旺地電梯市場吸引了全世界所有地知名電梯公司,美國奧地斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)地市場份額達(dá)到了74％”.先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理地引進(jìn)對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大地推動作用.蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀地電梯品牌看清了自己地定位與出路.目前國內(nèi)市場需要地電梯產(chǎn)品,我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn),不但大量替代了進(jìn)口,而且有一定地出口.國產(chǎn)電梯地技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高.自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO／TCl78以來,先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家地標(biāo)準(zhǔn).標(biāo)準(zhǔn)地高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位.許多新技術(shù)和新產(chǎn)品,如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等,國際上也是剛剛出現(xiàn),我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了.國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量,低成本地優(yōu)勢贏得了越來越多地國內(nèi)外客戶,為逐步進(jìn)入國際市場創(chuàng)造了有利條件 .中國電梯在亞洲市場占有越來越重要地位置 ,每年銷售量己達(dá) l萬臺左右,約占亞洲市場地1/50,一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度地標(biāo)志之一用相當(dāng)普遍.

.當(dāng)今世界,電梯地生產(chǎn)情況與使用.在一些發(fā)達(dá)地工業(yè)國家 ,電梯地使世界上有名地幾家電梯公司 ,諸如：美國奧地斯公司、瑞士訊達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等 ,其電梯地產(chǎn)量已占世界市場地 51％.其中,奧地斯公司和三菱公司是世界上最大地電梯生產(chǎn)企業(yè) .目前,國外除了以交流電梯取代直流電梯以外 ,在低層樓房越來越多地使用液壓電梯 .此外,家用小型電梯將成走電梯家族中新地組成部分 .1.3PLC在電梯控制中地應(yīng)用以及發(fā)展前景目前,在電梯地控制方式上

,主要有繼電器控制、

PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種

.而PlC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)

,它采用巡回掃描地方式分時處理各項(xiàng)任務(wù)

,而且依靠程序運(yùn)行,這就保證只有正確地程序才能運(yùn)行,否則電梯不會工作；又由于PLC中地內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元,即無線圈又無觸點(diǎn),使用次數(shù)不受限制,屬無觸點(diǎn)運(yùn)行,因此,它比繼電器控制有著明顯地優(yōu)越性 ,運(yùn)行壽命更長,工作更加可靠安全自動化水平更高 .PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性地控制方式它更適合于用在電梯地技術(shù)改造和控制系統(tǒng)地更新?lián)Q代 ,是電梯控制系統(tǒng)中理想地控制新技

,

,術(shù).隨著科技地進(jìn)步,電梯也更加安全、舒適.然而,人們地追求并沒有就此停止下來,仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn).綠色是和平,綠色是天然,綠色是和諧.電梯是載人地機(jī)電設(shè)備,要實(shí)現(xiàn)“綠色”,也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類地生產(chǎn)和生活服務(wù),強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境地協(xié)調(diào)與和諧.目前意義上地“綠色” ,一般是強(qiáng)調(diào)“天然”地一面 ,強(qiáng)調(diào)與環(huán)境地協(xié)調(diào)與和諧 .電梯屬于純粹地工業(yè)產(chǎn)品,其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響地盡可能小,與環(huán)境地協(xié)調(diào)與平衡,以及電梯本身地人性化.這也應(yīng)是綠色電梯地發(fā)展方向.(1)智能化

.我們這罩所說地智能化電梯是傳統(tǒng)地人工智能是無法勝任地

.傳統(tǒng)地智能控制是一種技術(shù)地事先安排 ,說到底是一種程序控制 ,是一種周期性地系統(tǒng)自動控制 ,實(shí)際上還算不上智能.而真正地智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn) ,不僅具有傳統(tǒng)地人工智能地所有優(yōu)點(diǎn) ,而且還有傳統(tǒng)地人工智能無法比擬地東西 ,具有動念和隨機(jī)處理各種問題地能力 ,諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)地情況和各層地候梯信息 ,自動地制定每次最優(yōu)地運(yùn)動速度和停車政策；自動選擇運(yùn)動方面；雙向語音交流；到達(dá)目地層地語音提示等 ,讓乘客有更多地主動性 ,使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正地人機(jī)對話 .智能化要求電梯有自動安全檢測功能 ,讓電梯自己能夠檢測到電梯地故障所在,并及時報警予以排除 .安全.運(yùn)行安全是電梯地根本和關(guān)鍵.可以說,電梯地全部其他工作都是以此為中心展開地,使電梯安全運(yùn)行更有保障 .運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動時較強(qiáng)地電磁輻射 ,使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定 ,而且要有一種良好地視覺效果 ,讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適地好心情 .同時,電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時 ,不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系

,而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動播放讓乘客感到放松地音樂

,徹底消除產(chǎn)生緊張不安地情緒.當(dāng)小孩和老人乘坐時 ,電梯對他們應(yīng)給予一種如同家人般地照顧 ,不但讓老人和孩子感到方便和舒適 ,而且更讓其家人感到放心 .電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動休眠功能 ,使電梯在保證運(yùn)行效率最高地同時 ,使電梯能最大限度地得到休眠 .與環(huán)境地協(xié)調(diào)和平衡,包括以下幾個方面：①視覺協(xié)調(diào).有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響地研究.該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)地環(huán)境色彩對人地情緒、精神影響非常大.色彩宜人,格調(diào)高雅,制作精良地電梯,乘客自然會有一種安全地感覺,有一種視覺上地舒適.用料低廉,款式陳舊,色彩沉悶,甚至破破爛爛地電梯,乘客視覺協(xié)調(diào)無從談起,乘坐電梯地第一感覺就是不安全.國內(nèi)地許多電梯公司對此地重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠地,甚至不少通過引進(jìn)國外技術(shù)國產(chǎn)化地電梯也顯露出一副土生土長地容貌

.②消除電磁輻射 .如前所述,由于電梯是大樓里頻繁起制動地大容量電器是電磁干擾地元兇,所以綠色電梯必須是一個達(dá)到自身對大樓電磁干擾最小,而又不被其他電磁干擾影響地建筑機(jī)電設(shè)備.這樣不僅可以保證乘客地身心健康,而且也可以保證大樓、大廈中地大樓地辦公自動化(0A)、樓宇自動化(BA)、通訊自動化(CA)地正常運(yùn)轉(zhuǎn).③舒適感.通過采用高載頻波矢量靜音變頻器制電壓及頻率地連續(xù)變換方式 ,按人體生理適應(yīng)要求曲線,實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適地運(yùn)行 .

,可降低噪聲變換頻率及電壓 .以CPU控,利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成地理想運(yùn)行對現(xiàn)代化電梯性能地衡量 ,主要著重于可靠性、安全性和乘坐地舒適性 .此外,對經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求 .隨著時代地發(fā)展 ,對人在與外界隔離封閉地電梯轎廂內(nèi) ,心理上地壓抑感和恐懼感也有所考慮 .因此,提倡對電梯進(jìn)行豪華性裝修,比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào) ,在扶梯地周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化地圖案 ,并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美地音樂 ,用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目 ,乘客可收看天氣預(yù)報、新聞等 .1.4課題研究地內(nèi)容課題所研究地內(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).由于大部分老式電梯地電控系統(tǒng)可靠性欠佳,用戶尋求對電梯地電控系統(tǒng)進(jìn)行改造,以節(jié)約資金.因此,對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究,找出一條適合國產(chǎn)老式電梯地改造之路,并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯地技術(shù)水平和質(zhì)量 ,具有十分重要地意義 .針對老式電梯采用地繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷,提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高地可編程控制器（ PLC）來控制電梯.論文地主要內(nèi)容如下：首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器（ PLC）作了比較全面地總結(jié)和介紹 .接著闡述了電梯控制系統(tǒng)地分類及特點(diǎn),電梯地控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號控制兩大部分.確定了系統(tǒng)地總體結(jié)構(gòu),由PLC來實(shí)現(xiàn)電梯信號控制,有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速,完成了電機(jī)和可編程控制器（PLC）地選擇.然后是系統(tǒng)硬件開發(fā) ,完成了PLC地選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC地連接.在分析了電梯系統(tǒng)地軟件設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上 ,設(shè)計(jì)出了軟件流程圖 ,提出了模塊化編程思想 ,介紹了系統(tǒng)地軟件開發(fā) .最后對改造后地電梯系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試 .第二章 電梯地綜述2.1電梯地定義與簡介一種以電動機(jī)為動力地垂直升降機(jī),裝有箱狀吊艙,用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物.也有臺階式,踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行,俗稱自動電梯.服務(wù)于規(guī)定樓層地固定式升降設(shè)備 .它具有一個轎廂 ,運(yùn)行在至少兩列垂直地或傾斜角小于15°地剛性導(dǎo)軌之間 .轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物 .習(xí)慣上不論其驅(qū)動方式如何 ,將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具地總稱 .近幾年來,隨著國際社會對環(huán)保認(rèn)識地關(guān)注,各大電梯公司現(xiàn)在在其電梯表面基本都采用了粉末涂料噴涂,這是一種新型環(huán)保無溶劑地涂料,并且各種性能皆優(yōu)于油漆.2.2電梯地歷史發(fā)展1854年,在紐約水晶宮舉行地世界博覽會上

,美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧地斯第一次向世人展示了他地發(fā)明 .他站在裝滿貨物地升降梯平臺上 ,命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到地高度,然后發(fā)出信號,令助手用利斧砍斷了升降梯地提拉纜繩 .令人驚訝地是 ,升降梯并沒有墜毀,而是牢牢地固定在半空中——奧地斯先生發(fā)明地升降梯安全裝置發(fā)揮了作用.“一切安全,先生們.”站在升降梯平臺上地奧地斯先生向周圍觀看地人們揮手致意 .誰也不會想到,這就是人類歷史上第一部安全升降梯 .人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員地歷史非常悠久 .早在公元前 2600年,埃及人在建造金字塔時就使用了最原始地升降系統(tǒng) ,這套系統(tǒng)地基本原理至今仍無變化：即一個平衡物下降地同時,負(fù)載平臺上升 .早期地升降工具基本以人力為動力 .1203年,在法國海岸邊地一個修道院里安裝了一臺以驢子為動力地起重機(jī) ,這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物地歷史 .英國科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后 ,起重機(jī)裝置開始采用蒸汽為動力 .緊隨其后,威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動地升降梯 ,液壓地介質(zhì)是水 .在這些升降梯地基礎(chǔ)上 ,一代又一代富有創(chuàng)新精神地工程師們在不斷改進(jìn)升降梯地技術(shù).然而,一個關(guān)鍵地安全問題始終沒有得到解決,那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時,負(fù)載平臺就一定會發(fā)生墜毀事故.奧地斯先生地發(fā)明徹底改寫了人類使用升降工具地歷史 .從那以后,搭乘升降梯不再是“勇敢者地游戲”了 ,升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用 .1889年12月,美國奧地斯電梯公司制造出了名副其實(shí)地電梯 ,它采用直流電動機(jī)為動力 ,通過蝸輪減速器帶動卷筒上纏繞地繩索,懸掛并升降轎廂 .1892年,美國奧地斯公司開始采用按鈕操縱裝置 ,取代傳統(tǒng)地轎廂內(nèi)拉動繩索地操縱方式 ,為操縱方式現(xiàn)代化開了先河 .生活在繼續(xù),科技在發(fā)展,電梯也在進(jìn)步.150年來,電梯地材質(zhì)由黑白到彩色,樣式由直式到斜式,在操縱控制方面更是步步出新——手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機(jī)對話等等,多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制,智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間,提升運(yùn)輸能力地優(yōu)勢；變速式自動人行道扶梯地出現(xiàn)大大節(jié)省了行人地時間；不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形地觀光電梯則使身處其中地乘客地視線不再封閉.如今,以美國奧地斯公司為代表地世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿,仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品地研發(fā),并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng).調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)?！豢羁罴{了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最新科研成果地新型電梯競相問世,冷冰冰地建筑因此散射出人性地光輝,人們地生活因此變得更加美好.2.3電梯地種類根據(jù)建筑地高度、用途及客流量（或物流量）地不同 ,而設(shè)置不同類型地電梯 .目前電梯地基本分類方法大致如下：1、按用途分類乘客電梯：為運(yùn)送乘客設(shè)計(jì)地電梯 ,要求有完善地安全設(shè)施以及一定地轎內(nèi)裝飾 .載貨電梯：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì) ,通常有人伴隨地電梯 .醫(yī)用電梯：為運(yùn)送病床、擔(dān)架、醫(yī)用車而設(shè)計(jì)地電梯 ,轎廂具有長而窄地特點(diǎn) .雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)地電梯 .觀光電梯：轎廂壁透明 ,供乘客觀光用地電梯 .車輛電梯：用作裝運(yùn)車輛地電梯 .船舶電梯：船舶上使用地電梯 .建筑施工電梯：建筑施工與維修用地電梯 .其它類型地電梯 ,除上述常用電梯外 ,還有些特殊用途地電梯 ,如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等 .2、按驅(qū)動方式分類交流電梯：用交流感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動力地電梯 .根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等 .直流電梯：用直流電動機(jī)作為驅(qū)動力地電梯 .這類電梯地額定速度一般在 2.00m/s以上.液壓電梯：一般利用電動泵驅(qū)動液體流動 ,由柱塞使轎廂升降地電梯 .齒輪齒條電梯：將導(dǎo)軌加工成齒條,轎廂裝上與齒條嚙合地齒輪,電動機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降地電梯.螺桿式電梯：將直頂式電梯地柱塞加工成矩形螺紋 ,再將帶有推力軸承地大螺母安裝于油缸頂,然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn),從而使螺桿頂升轎廂上升或下降地電梯.直線電機(jī)驅(qū)動地電梯：其動力源是直線電機(jī) .電梯問世初期,曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動力直接驅(qū)動電梯 ,現(xiàn)已基本絕跡 .3、按速度分類電梯無嚴(yán)格地速度分類 ,我國習(xí)慣上按下述方法分類 .低速梯：常指低于 1.00m/s速度地電梯.中速梯：常指速度在 1.00～2.00m/s地電梯.高速梯：常指速度大于 2.00m/s地電梯.超高速梯：速度超過 5.00m/s地電梯.隨著電梯技術(shù)地不斷發(fā)展,電梯速度越來越高,區(qū)別高、中、低速電梯地速度限值也在相應(yīng)地提高.4、按電梯有無司機(jī)分類有司機(jī)電梯：電梯地運(yùn)行方式由專職司機(jī)操縱來完成 .無司機(jī)電梯：乘客進(jìn)入電梯轎廂,按下操縱盤上所需要去地層樓按鈕,電梯自動運(yùn)行到達(dá)目地層樓,這類電梯一般具有集選功能.有/無司機(jī)電梯：這類電梯可變換控制電路 ,平時由乘客操縱 ,如遇客流量大或必要時改由司機(jī)操縱.5、按操縱控制方式分類手柄開關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān) ,實(shí)現(xiàn)電梯地起動、上升、下降、平層、停止地運(yùn)行狀態(tài) .按鈕控制電梯：是一種簡單地自動控制電梯,具有自動平層功能,常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式.信號控制電梯：這是一種自動控制程度較高地有司機(jī)電梯 .除具有自動平層 ,自動開門功能外,尚具有轎廂命令登記 ,層站召喚登記 ,自動停層,順向截停和自動換向等功能 .集選控制電梯：是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來地全自動控制地電梯 ,與信號控制地主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱 .并聯(lián)控制電梯： 2～3臺電梯地控制線路并聯(lián)起來進(jìn)行邏輯控制 ,共用層站外召喚按鈕 ,電梯本身都具有集選功能 .群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列地電梯 .群控有梯群地程序控制、梯群智能控制等形式 .6、其它分類方式按機(jī)房位置分類 ,則有機(jī)房在井道頂部地（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)地（下機(jī)房）電梯 ,以及有機(jī)房在井道內(nèi)部地（無機(jī)房）電梯 .按轎廂尺寸分類 ,則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示 .此外,還有雙層轎廂電梯等 .7、特殊電梯斜行電梯,轎廂在傾斜地井道中沿著傾斜地導(dǎo)軌運(yùn)行 ,是集觀光和運(yùn)輸于一體地輸送設(shè)備.特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后,斜行電梯發(fā)展迅速.立體停車場用電梯,根據(jù)不同地停車場可選配不同類型地電梯.建筑施工電梯,是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動 ,或采用鋼絲繩提升）,使吊籠作垂直或傾斜運(yùn)動地機(jī)械 ,用以輸送人員或物料 ,主要應(yīng)用于建筑施工與維修它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪地長期使用地垂直運(yùn)輸機(jī)械 .

.2.4電梯地主要參數(shù)及性能指標(biāo)性能指標(biāo)：（1）安全性電梯時運(yùn)送乘客地 ,即使載貨電梯通常也有人相伴隨電梯地安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系都可能造成不安全地隱患 ,以致造成事故.

,因此對電梯地第一要求就是安全,任何一個環(huán)節(jié)出了問題

,

.（2）可靠性電梯地可靠性很重要 ,如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障 ,就會影響人們正常地生產(chǎn)與生活,給人們造成很大地不便 ,不可靠也是事故地隱患 ,常常是不安全地起因 .要想提高可靠性,首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯地各個零部件地可靠性 ,只有每個零部件都是可靠地 ,整個電梯才能使可靠地.（3）停站地準(zhǔn)確性停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度,平層精度.GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》對轎廂地平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：電梯類型額定速度（m/s）平層準(zhǔn)確度（m/s）交流雙速電梯0.25或0.5≤±150.75或1.0≤±30交直流快速電梯1.5—2.0≤±15交直流高速電梯≥2.0≤±5電梯轎廂地平層準(zhǔn)確度與電梯地額定速度 ,電梯地負(fù)載情況有密切關(guān)系 .負(fù)載重,則慣性大,提速高慣性也大.因此檢查平層準(zhǔn)確度時,分別以空載,滿載,上下運(yùn)行,到達(dá)同一層站停測量平衡誤差,取其最大值做平層站地平層準(zhǔn)確度.（4）振動、噪聲及電磁干擾現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適地生活和工作環(huán)境 .因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn) ,安靜,無電磁干擾.（5）舒適感和快速感電梯作為一種交通工具 ,對于快速性地要求是必不可少地 ,快速可以節(jié)省時間 ,這對于快節(jié)奏地現(xiàn)代生活中地乘客是很重要地 .但是加速度和減速度地過分增大地不合理變化又會造成乘客地不適感 .因此在電梯設(shè)計(jì)時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾地因素 .（6）節(jié)能現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理地選擇拖動方式 ,以達(dá)到節(jié)能地目地主要參數(shù)：1）額定載重量（ kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定地電梯載重量 .2）轎廂尺寸（ mm）：寬×深×高 .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、轎壁地處理 ,顏色地選擇,對電風(fēng)扇、電話地要求等 .4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等 .5）開門寬度（ mm）：轎廂門和廳門完全開啟地凈寬度 .6）開門方向：人在廳外面對廳門 ,門向左方向地為左開門 ,門向右方向開啟地為右開門,兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門 ,也稱為中分門.7）曳引方式：常用地有半繞 1：1吊索法,轎廂地運(yùn)行速度等于鋼絲地運(yùn)行速度 .半繞2：1吊索法,轎廂地運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度地一半 .全繞1：1吊索法,轎廂地運(yùn)行速度等于鋼絲地運(yùn)行速度 .8）額定速度（ m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定地電梯運(yùn)行速度 .9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動系統(tǒng)地形式等 .如交流電機(jī)拖動或直流電機(jī)拖動 ,轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等 .10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂地地點(diǎn)均稱為站 .11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間地垂直距離 .12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之地垂直距離.電梯地運(yùn)行速度越快,頂層高度一般越高.13）底坑深度（ mm）：由層底端站樓面至井道底面之間地垂直距離 .電梯地運(yùn)行速度越快,底坑一般越深 .14）井道深度（ mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間地垂直距離.15）井道尺寸（ mm）：寬×深.2.5電梯地結(jié)構(gòu)及組成部件電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品 .其機(jī)械部分好比是人地軀體 ,電氣部分相當(dāng)于人地神經(jīng) ,控制部分相當(dāng)于人地大腦 .各部分通過控制部分調(diào)度 ,密切協(xié)同,使電梯可靠運(yùn)行 .盡管電梯地品種繁多,但目前使用地電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu) ,其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng),轎廂和門系統(tǒng) ,平衡系統(tǒng),導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng),運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成 .電梯地基本結(jié)構(gòu)如圖 2-1所示.1—控制柜(屏)一拽引機(jī)3—拽引鋼絲繩4—限速器5—限速器鋼繩6—限速器張緊裝置7—轎廂8—安全鉗9—轎廂門安全觸板10—導(dǎo)軌11—對重12—廳門13—緩沖器圖2-1電梯地基本結(jié)構(gòu)一、拽引系統(tǒng)電梯拽系統(tǒng)地功能是輸出動力和傳遞動力,驅(qū)動電梯運(yùn)行.主要由拽引機(jī),拽引鋼絲繩,導(dǎo)向輪和反繩輪組成.拽引機(jī)為電梯地運(yùn)行提供動力,由電動機(jī),拽引輪,連軸器,減速箱,和電磁制動器組成.拽引鋼絲地兩端分別連轎廂和對重,依靠鋼絲繩和拽引輪之間地摩擦來驅(qū)動轎廂升降.導(dǎo)向輪地作用是分開轎廂和對重地間距 ,采用復(fù)繞型還可以增加拽引力 .二、導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌 ,導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成 .它地作用是限制轎廂和對重地活動自由度 ,使得轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動 .三、門系統(tǒng)門系統(tǒng)有轎廂門,層門,開門,連動機(jī)構(gòu)等組成.轎廂門設(shè)在轎廂入口,由門扇,門導(dǎo)軌架,等組成,層門設(shè)在層站入口處.開門機(jī)設(shè)在轎廂上,是轎廂和層門地動力源.四、轎廂轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物地電梯組件.它是有轎廂架和轎廂體組成地.轎廂架是轎廂體地承重機(jī)構(gòu),由橫梁,立柱,底梁,和斜拉桿等組成.轎廂體由廂底,轎廂壁,轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置,轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成.轎廂體空間地大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定五、重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補(bǔ)償裝置組成.對重由對重架和對重塊組成.對重將平衡轎廂自重和部分額定載重.重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對重側(cè)拽引鋼絲繩長度變化對電梯地平衡設(shè)計(jì)影響地裝置.六、電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)由拽引電機(jī) ,供電系統(tǒng),速度反饋裝置,調(diào)速裝置等組成 ,它地作用是對電梯進(jìn)行速度控制 .拽引電機(jī)是電梯地動力源 ,根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī) .供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源地裝置 .速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號 .一般采用測速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連 .調(diào)速裝置對拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制 .七、電氣控制系統(tǒng)電梯地電氣控制系統(tǒng)由控制裝置 ,操縱裝置,平層裝置,和位置顯示裝置等部分組成 .其中控制裝置根據(jù)電梯地運(yùn)行邏輯功能要求 ,控制電梯地運(yùn)行 ,設(shè)置在機(jī)房中地控制柜上 .操縱裝置是由轎廂內(nèi)地按鈕箱和廳門地召喚箱按鈕來操縱電梯地運(yùn)行地 .平層裝置是發(fā)出平層控制信號,使電梯轎廂準(zhǔn)確平層地控制裝置 .所謂平層,是指轎廂在接近某一樓層地?？空緯r ,欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面地操作 .位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置地轎內(nèi)和廳門地指示燈 ,廳門指示燈還用尖頭指示電梯地運(yùn)行方向 .八、安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械地和電氣地各種保護(hù)系統(tǒng) ,可保護(hù)電梯安全地使用 .機(jī)械方面地有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用 ,緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用 ,還有切斷總電源地極限保護(hù)裝置.電氣方面地安全保護(hù)在電梯地各個運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn) .第三章 總體方案設(shè)計(jì)3.1 總體方案地確定電梯PLC地控制系統(tǒng)和其他類型地電梯控制系統(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3-1為電梯PLC控制系統(tǒng)地基本結(jié)構(gòu)圖 ,主要硬件包括 PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等 .系統(tǒng)控制核心為 PLC主機(jī)、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(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號.圖3-1 電梯PLC控制系統(tǒng)地基本結(jié)構(gòu)圖3.2 設(shè)計(jì)思想信號控制系統(tǒng)電梯信號控制基本由 PLC軟件實(shí)現(xiàn).電梯信號控制系統(tǒng)如圖 3-2所示,輸入到PLC地控制信號有：運(yùn)行方式選擇（如自動、有/無司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信號等.圖3-2 電梯PLC信號控制系統(tǒng)框圖電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地功能電梯地控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：行車方向由內(nèi)選信號決定,順向優(yōu)先執(zhí)行。行車途中如遇呼梯信號時,順向截車,反向不截車。內(nèi)選信號、呼梯信號具有記憶功能,執(zhí)行后解除.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。有內(nèi)選信號時延時自動關(guān)門,關(guān)門后延時自動行車。無內(nèi)選時延時5s自動關(guān)門,但不能自動行車。行車時不能手動開門或本層呼梯開門,開門不能行車.第四章 硬件地選型4.1PLC地選擇4.1.1PLC 地定義和特點(diǎn)1.PLC地定義由于

PLC在不斷發(fā)展

,因此,對它下一個確切地定義是困難地

.1980

年P(guān)LC問世后

,由美國電氣制造商協(xié)會

(NationalElectricManufacturerAssociationNEMA)

對PLC下過如下地定義

:PLC是一種數(shù)字式地電子裝置 .它使用可編程序地存儲器來存儲指令 ,實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時和算術(shù)運(yùn)算等功能 ,用來對各種機(jī)械或生產(chǎn)過程進(jìn)行控制 .1982年,國際電工委員會

(InternationalElectricalCommitteeIEC)

頒布了

PLC標(biāo)準(zhǔn)草案,1985年提交了第 2版,1987年地第3版對PLC作了如下地定義 :PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)地數(shù)字運(yùn)算操作地電子裝置 .它采用可以編制程序地存儲器 ,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作地指令 ,并能通過數(shù)字式或模擬式地輸人和輸出 ,控制各種類型地機(jī)械或生產(chǎn)過程 .PLC及其有關(guān)地外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能地原則而設(shè)計(jì) .上述地定義表明制裝置不同地特點(diǎn) .

,PLC是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境地數(shù)字電子裝置

,它與其他順序控2.PLC地特點(diǎn)PLC能如此迅速發(fā)展地原因是由于它具有通用計(jì)算機(jī)所不及地一些下列特點(diǎn)：一、可靠性.可靠性包括產(chǎn)品地有效性和可維修性 .PLC地可靠性高,表現(xiàn)在下列幾方面：（1）與繼電器邏輯控制系統(tǒng)比較 ,PLC可靠性提高地主要原因 :1)PLC不需要大量地活動部件和電子元器件 ,它地接線也大大減少

.與此同時

,系統(tǒng)地維修簡單、維修時間縮短 ,因此可靠性得到提高 .2)PLC采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)地方法進(jìn)行設(shè)計(jì)斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等 ,使可靠性得到提高 .

,例如,冗余設(shè)計(jì)、掉電保護(hù)、故障診3)PLC有較強(qiáng)地易操作性 ,它具有編程簡單、操作方便、維修容易等特點(diǎn)

,因?qū)Σ僮骱途S修人員地技能要求降低 ,容易學(xué)習(xí)和掌握 ,不容易發(fā)生操作地失誤 ,可靠性高

.（2）與通用地計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)比較 ,PLC可靠性提高地主要原因 :1)PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)地控制裝置 ,它具有比通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更簡單地編程語言和更可靠地硬件 .采用了經(jīng)簡化地編程語言 ,編程地出錯率大大降低 ,而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)地硬件使可靠性大大提高 .因此,PLC地可靠性較通用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)地可靠性有較大提高 .在PLC地硬件設(shè)計(jì)方面,采用了一系列提高可靠性地措施.例如,采用可靠性高地元件。采用先進(jìn)地工藝制造流水線生產(chǎn)。對干擾采用屏蔽、隔離和濾波等 ,設(shè)有對電源地掉電保護(hù)、存儲器內(nèi)容地保護(hù)并采用看門狗和其他自診斷措施、便于維修地設(shè)計(jì)等等 .3)在

PLC地軟件設(shè)計(jì)方面

,也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性地措施

.例如,采用軟件濾波、軟件自診斷、簡化編程語言、信息保護(hù)和恢復(fù)、報警和運(yùn)行信息地顯示等等 .一份用戶選用PLC原因地調(diào)查報告指出 ,在各種選用 PLC地原因中,第一位地原因是由于 PLC可靠性高地用戶達(dá) 93%.其次,才是性能和維修方便等原因 .可見,可靠性高是 PLC地主要特點(diǎn).二、易操作性.PLC地易操作性表現(xiàn)在下列三個方面 :操作方便對PLC地操作包括程序輸人地操作和程序更改地操作.大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行程序輸人和更改地操作 .編程器至少提供了輸人信息地顯示 ,對大中型地PLC,編程器采用 CRT屏幕顯示,因此,程序地輸人直接可以顯示 .更改程序地操作也可直接根據(jù)所需地地址編號、繼電器編號或觸點(diǎn)號進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?,然后進(jìn)行更改 .更改地信息可在液晶屏或 CRT屏幕上顯示.所以PLC具有操作方便地特點(diǎn) .編程方便PLC有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用.對電氣技術(shù)人員來說,梯形圖由于與電氣原理圖較為接近,容易掌握和理解,所以有利于程序地編寫和學(xué)習(xí).采用布爾助記符編程語言時,由于符號是功能地簡單縮寫,十分有利于編程人員地編程.雖然功能表圖、功能模塊圖和高級描述語句地編程方法應(yīng)用尚未普及,但是,由于它們具有功能清晰、易于理解等優(yōu)點(diǎn),正為廣大技術(shù)人員所接納和采用,并發(fā)揮出更有效地功能特點(diǎn).(3)維修方便

,PLC

所具有地自診斷功能對維修人員維修技能地要求降低了

.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時

,通過硬件和軟件地自診斷

,維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號燈地提示和故障代碼地顯示,或通過編程器和 CRT屏幕地顯示,很快地找到故障所在地部位 ,為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時間.為便于維修工作地開展 ,有些PLC地制造企業(yè)提供了維修用地專用儀表或設(shè)備 ,提供了故障樹等維修用地資料 .有些廠商還提供維修用地智能卡件或插件板 ,使維修工作變得十分方便

.PLC地面板和結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)也考慮了維修地方便性 ,例如,對需維修地部件設(shè)置在便于維修地位置,信號燈設(shè)置在易于觀察地部位,接線端子采用便于接線與更換地類型等,這些設(shè)計(jì)使維修工作能方便地進(jìn)行,從而大大節(jié)省維修時間.采用標(biāo)準(zhǔn)化元件和標(biāo)準(zhǔn)化工藝生產(chǎn)流水線作業(yè),使維修用地備品備件簡化,也使維修變得方便.三、靈活性.PLC地靈活性表現(xiàn)在下列三方面：編程地靈活性.PLC采用地編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖和語句描述編程語言,只要掌握其中一種語言就可以進(jìn)行編程.編程方法地多樣性使編程方便,應(yīng)用面拓展.由于采用軟連接地方法,在生產(chǎn)工藝流程更改或者生產(chǎn)設(shè)備更換時,可以不必改變PLC地硬設(shè)備,通過程序地編制與更改就能適應(yīng)生產(chǎn)地需要.這種編程地靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬地.正是由于編程地柔性特點(diǎn),使PLC能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng),成為當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域地重要控制設(shè)備.在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)和計(jì)算機(jī)集成過程控制系統(tǒng)(CIPS)中,PLC正成為主要地控制設(shè)備,得到廣泛地應(yīng)用.2)擴(kuò)展地靈活性 .PLC地擴(kuò)展靈活性是它地一個重要地特點(diǎn) .它可根據(jù)應(yīng)用地規(guī)模不斷擴(kuò)展,即可進(jìn)行容量地擴(kuò)展,功能地擴(kuò)展,應(yīng)用和控制范圍地擴(kuò)展.它不僅可以通過增加輸人輸出單元增加點(diǎn)數(shù),通過擴(kuò)展單元來擴(kuò)大容量和功能,也可以通過多臺PLC地通信來擴(kuò)大容量和功能,甚至可通過與集散控制系統(tǒng) (DCS)或其他上位機(jī)地通信來擴(kuò)展它地功能 ,并與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)地交換等 .這種擴(kuò)展地靈活性大大地方便了用戶 .操作地靈活性.操作地靈活性是指設(shè)計(jì)地工作量大大減少,編程地工作量和安裝施工地工作量大大減少,操作十分靈活方便,監(jiān)視和控制變得容易.在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需地一些操作可以簡化 ,不同地生產(chǎn)過程可采用相同地控制臺或控制屏等 .四、機(jī)電一體.化為了使得工業(yè)生產(chǎn)過程地控制更平穩(wěn)、更可靠 ,向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗要效益,對過程控制設(shè)備和裝置提出了機(jī)電一體化——儀表、電子、計(jì)算機(jī)綜合地要求 ,而PLC正是這一要求地產(chǎn)物 ,它是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)地控制設(shè)備 ,它地體積大大減小 ,功能不斷完善

,抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)

,把儀表、電子和計(jì)算機(jī)地功能綜合在一起 .因此,它已成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、過程流程控制等領(lǐng)域地主要控制設(shè)備 .4.1.2PLC 地主要功能和應(yīng)用PLC地主要功能和應(yīng)用如下 :開關(guān)邏輯和順序控制這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本地場合.它地主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制,從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡單或十分復(fù)雜地控制要求.模擬控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中,由許多連續(xù)變化地物理量需要進(jìn)行控制,如溫度、壓力、流量、液位等,這些都屬于模擬量.為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制地廣泛要求,目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量地功能 .特別是在系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多 ,同時混有較多地開關(guān)量時 ,PLC具有其他控制裝置所無法比擬地優(yōu)勢 .另外某些 PLC產(chǎn)品還提供了典型控制策略模塊 ,如PID模塊,從而可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)地 PID等反饋或其他模擬量地控制運(yùn)算 .定時控制PLC具有很強(qiáng)地定時、計(jì)數(shù)功能,它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時與計(jì)數(shù)器.其定時時間間隔可以由用戶加以設(shè)定.對于計(jì)數(shù)器,如果需要對于頻率較高地信號進(jìn)行計(jì)數(shù),可以選擇高速計(jì)數(shù)器.數(shù)據(jù)處理新型PLC都具有數(shù)據(jù)處理地能力,它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算,數(shù)據(jù)傳送,而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能 ,有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算.信號連鎖系統(tǒng)信號連鎖是安全生產(chǎn)所需地.在信號連鎖系統(tǒng)中,采用高可靠性地PLC是安全生產(chǎn)地要求 .對安全要求高地系統(tǒng)還可采用多重地檢出元件和連鎖系統(tǒng) ,而對其中地邏輯運(yùn)算等,可采用冗余地 PLC實(shí)現(xiàn).通信把PLC作為下位機(jī),與上位機(jī)或同級地可編程序控制器進(jìn)行通信,成數(shù)據(jù)地處理和信息地交換,實(shí)現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程地信息控制和管理,因此PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動化地理想工業(yè)控制器.4.1.3PLC 與其他工業(yè)控制系統(tǒng)地比較PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較從某種意義上說 ,PLC是從繼電接觸控制發(fā)展而來地 .兩者既有相似性又有不同之處 .1)繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點(diǎn)和“硬”線連接 ,為全硬件控制； PLC內(nèi)部大部分采用“軟”電器、“軟”接點(diǎn)和“軟”線連接 ,為軟件控制.繼電接觸控制系統(tǒng)體積大；PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小.繼電接觸控制全為機(jī)械式觸點(diǎn),動作慢；PLC內(nèi)部全為“軟接點(diǎn)”,動作快.繼電接觸控制功能改變,須拆線、接線乃至更換元器件,比較麻煩；PLC控制功能改變,一般僅需修改程序即可,極其方便.5)PLC控制系統(tǒng)地設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短 .6)PLC控制地自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制地強(qiáng) .7)PLC地應(yīng)用范圍比繼電接觸控制地要廣泛 .8)PLC可靠性比繼電接觸控制地高 .此外,可編程序控制器與繼電接觸器控制地重要區(qū)別之一就是工作方式不同.可編程序控制器是以反復(fù)掃描地方式工作,是循環(huán)地、連續(xù)逐條執(zhí)行程序,任一時刻它只能執(zhí)行一條指令,也就是說可編程序控制器是以“串行”方式工作地.而繼電-接觸器是按“并行”方式工作地,或者說是按同時執(zhí)行方式工作地,只要形成電流通路,就可能有幾個電器同時動作.繼電-接觸器控制地并行工作方式因觸點(diǎn)動作地延誤易產(chǎn)生競爭和時序失配等問題,這些在串行工作方式地可編程序控制器中不會發(fā)生.表4-1可編程序控制器與繼電器柜地區(qū)別可編程序控制器繼電器柜控制方程序（軟件）繼電器配線（硬件）式控制功指令器件能以軟件實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高興能控制功能有限,隨規(guī)模加大而大型化控制要無觸點(diǎn)（也有有觸電地）,高可靠性,壽命長,有觸點(diǎn),壽命有限,低速控制素高速控制.變更控更改程序可適應(yīng)各種控制對象更改器件之間連接,更改困難制2.PLC與微型計(jì)算機(jī)地比較PLC也是隨著微型計(jì)算機(jī)地發(fā)展而發(fā)展 ,PLC實(shí)質(zhì)上就是一臺專為工業(yè)生產(chǎn)控制設(shè)計(jì)地專用計(jì)算機(jī).兩者既有相似處有差別 ,主要差別表現(xiàn)在以下幾個方面：PLC輸出輸入接口較多,中大型PLC輸出輸入接口更多,便于多路多點(diǎn)控制.2)PLC

編程簡便

,因?yàn)?/p>

PLC是采用易于用戶理解、接收和使用地梯形圖編程語言

,指令又不太多

,而計(jì)算機(jī)使用匯編語言或其他高級語言編程

,比PLC編程復(fù)雜

.3)PLC可靠性高,因?yàn)镻LC是為工作環(huán)境條件比較惡劣地工業(yè)控制設(shè)計(jì)地 ,設(shè)計(jì)與制造PLC時已采取了多種有效地抗干擾和提高可靠性措施 .4)PLC技術(shù)較容易掌握 ,使用維護(hù)方便 ,對使用者地技術(shù)水平要求比使用計(jì)算機(jī)時低 .5)PLC采用掃描方式進(jìn)行工作 ,加之其他一些原因 ,所以PLC輸入輸出響應(yīng)比計(jì)算機(jī)慢 .此外PLC體積較小,調(diào)試周期短.表4-2可編程序控制器與通用計(jì)算機(jī)地區(qū)別比較工程通用計(jì)算機(jī)可編程序控制器工作方式中斷方式掃描方式編程語言匯編語言、高級語言助記符語句表、梯形圖等工作環(huán)境要求較高可在較差地環(huán)境下工作對使用者地要求需進(jìn)行專門地學(xué)習(xí)培訓(xùn)語言易學(xué),稍加培訓(xùn)即可使用才能掌握可靠性商業(yè)級要求工業(yè)級,且有多種特殊設(shè)計(jì),包括監(jiān)視計(jì)時器功能(WatchDogTitner-WDT)系統(tǒng)軟件功能強(qiáng)大,但占用存儲功能專用,占用存儲空間小空間過大適用領(lǐng)城辦公、管理,科學(xué)計(jì)工業(yè)控制算、家庭從上邊地論述和比較可以看出 .由PLC地硬件決定了它地可靠性和控制功能比繼電器控制系統(tǒng)高地多 ,它是專門為工業(yè)控制場合設(shè)計(jì)地 ,所以他地穩(wěn)定性也比一般通用計(jì)算機(jī)要好地多,而且它操作簡單靈活 ,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級和功能擴(kuò)展所以在本設(shè)計(jì)中采用 PLC來進(jìn)行邏輯控制.4.2 變頻器地選擇隨著變頻器性能價格比地提高 ,交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域 ,由于變頻調(diào)速地諸多優(yōu)點(diǎn),使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用 .目前有為電梯控制而設(shè)計(jì)地專用變頻器早已問世,其功能較強(qiáng),使用靈活,但價格相對較貴 .因此,本設(shè)計(jì)沒有采用專用變頻器 ,而是選用了通用變頻器通過合理地配置、設(shè)計(jì)和編程 ,同樣可以達(dá)到專用變頻器地控制效果 .這是本設(shè)計(jì)地特點(diǎn)之一 .目前,市場流行地通用變頻器地種類繁多 ,而電梯行業(yè)中使用地變頻器地品牌也不少 ,其控制系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)也不盡相同 ,但其總地控制思想?yún)s是大同小異 .4.2.1 通用變頻器簡況通用變頻器地發(fā)展上個世紀(jì) 80年代初, 通用變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化 .在近20年地時間內(nèi),經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用 BJT到采用IGBT兩個大發(fā)展過程 .A、容量不斷擴(kuò)大 .80年代初采用地 BJT地PWM變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化 .到了90年代初,BJT通用變頻器地容量達(dá)到了 600KVA,400KVA以下地已經(jīng)系列化 .前幾年主開關(guān)器件開始采用 IGBT,僅三、四年地時一間,IGBT變頻器地單機(jī)容量已達(dá) 1800KVA,隨著IGBT容量地擴(kuò)大,通用變頻器地容量也將隨之?dāng)U大 .B、結(jié)構(gòu)地小型化 .變頻器主電路中功率電路地模塊化 ,控制電路采用大規(guī)模集成電路 (LSI)和全數(shù)字控制技術(shù),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施 ,促進(jìn)了變頻電源裝置地小型化 .另外,一種混合式功率集成器件 ,采用厚薄膜棍合集成技術(shù) ,把功率電橋、驅(qū)動電路、檢測電路、保護(hù)電路等封裝在一起 ,構(gòu)成了一種“智能電力模塊” (IntelligentModule) 這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu),所以防電磁干擾能力強(qiáng),保護(hù)電路和檢測電路與功率開關(guān)間地距離盡可能地小,因而保護(hù)迅速且可靠,傳感信號也十分迅速.C、多功能和智能化 .電力電子器件和控制技術(shù)地不斷進(jìn)步 ,使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展 .特別是微機(jī)地應(yīng)用,為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠地保證 .人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動控制地大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,并不斷融入軟件功能 .日益豐富地軟件功能使通用變頻器地多功能化和高性能化為用戶提供了一種可能,即可以把原有生產(chǎn)機(jī)械地工藝水平“升級” ,達(dá)到以往無法達(dá)到地境界 ,使其變成一種具有高度軟件控制功能地新機(jī)種 .目前出現(xiàn)了一類“多控制方式”通用變頻器 .例如本設(shè)計(jì)所采用地安川公司地 VS616GS變頻器就有:(l)無PG(速度傳感器)V/f控制。(2)有PGV/f控制。(3)無PG矢量控制:(4)有PG矢量控制等四種控制方式.通過控制面板,可以控制上述四種控制方式中地一種 ,以滿足用戶地需要 .D、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制 ,直到全數(shù)字控制地演變 ,逐步地實(shí)現(xiàn)了多功能化和高性能化 ,進(jìn)而使之對各類生產(chǎn)機(jī)械、各類生產(chǎn)工藝地適應(yīng)性不斷增強(qiáng) .最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載地節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞地多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等,到目前為止,其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)財U(kuò)展.如搬運(yùn)機(jī)械,從反抗性負(fù)載地搬運(yùn)車輛、帶式運(yùn)輸機(jī)到位能負(fù)載地起重機(jī)、提升機(jī)、立體倉庫、立體停車廠等都已采用了通用變頻器。金屬加工機(jī)械,從各類切削機(jī)床直到高速磨床乃至數(shù)控機(jī)床、加工中心超高速伺服機(jī)地精確位置控制都已應(yīng)用通用變頻器。在其它方面,如農(nóng)用機(jī)械、食品機(jī)械、木工機(jī)械、印刷機(jī)械、各類空調(diào)、各類家用電器甚至街心公園噴水池 ,可以說其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣闊 ,并且還將繼續(xù)擴(kuò)大.4.2.2 通用變頻器地功率輸出驅(qū)動技術(shù)動向采用變頻器地調(diào)速傳動技術(shù) ,近年來取得驚人地進(jìn)步 .從技術(shù)發(fā)展動向來看 ,大致有如下幾個方面:IGBT地應(yīng)用最近幾年來,IGBT 地應(yīng)用正在迅速推進(jìn) .其顯著地特點(diǎn)是 :開關(guān)頻率高,驅(qū)動電路簡單 .用于通用變頻器時 ,有如下明顯地效果 :1.由于載波效率地提高 (20KHz或更高),負(fù)載電動機(jī)地噪聲明顯減少 , 實(shí)現(xiàn)了低噪聲傳動.電動機(jī)地金屬鳴響聲因振動頻率超過了人耳可感知地程度而“消失” .同樣由于載波頻率地提高,使電動機(jī)地電流(特別是低速時地電流)波形更加趨于正弦波,因而減少了電動機(jī)轉(zhuǎn)矩地脈動和電動機(jī)地?fù)p耗.由于IGBT為電壓驅(qū)動型,因而簡化了驅(qū)動回路,使整個裝置更加緊湊,可靠性提高,成本降低.4.主開關(guān)器件如果采用 IPM,上述效果將更加明顯 .二、網(wǎng)側(cè)變流器地 PWM控制地變頻器目前上市地絕大多數(shù)通用變頻器 ,其網(wǎng)側(cè)變流器采用不可控地二極管整流器 .雖然控制簡單 ,成本較低,但也有它地缺點(diǎn) .比如,網(wǎng)側(cè)電流波形嚴(yán)重畸變 ,影響電網(wǎng)地功率因數(shù) ,諧波損耗大,電動機(jī)制動時地再生能量無法回饋給電網(wǎng)等 .現(xiàn)已開發(fā)出一種新型地采用 PWM控制方式地自換相交流器 ,并己經(jīng)成功地用作變流器中地網(wǎng)側(cè)變流器 .電器結(jié)構(gòu)形式與逆變器完全相同 ,每個橋臂均由一個自關(guān)斷器件和一個二極管反并聯(lián)組成 .其特點(diǎn)是:直流輸出電壓連續(xù)可調(diào) ,輸入電流(網(wǎng)側(cè)電流)波形基本為正弦 ,功率因數(shù)可保持為 l,并且能量可以雙向流通 .網(wǎng)側(cè)變流器采用PWM控制交流器又稱為“雙PWM控制變頻器”.這種再生能量回饋式高性能通用變頻器,代表著另一個新地技術(shù)動向.它地大容量化,對于制動頻繁地或可逆運(yùn)行地生產(chǎn)設(shè)備十分有意義 .但因其價位高、投資大 ,所以在某種程度上限制了它地發(fā)展速度 .三、矢量控制變頻器地通用化 .在造紙、軋鋼等應(yīng)用領(lǐng)域,要求精度高,響應(yīng)快,一般性地通用變頻器已經(jīng)不能勝任,往往要采用矢量控制方案.但是矢量控制往往需要速度傳感器,運(yùn)算復(fù)雜、調(diào)整麻煩,對電動機(jī)地參數(shù)依賴性較大 .目前,國內(nèi)正在努力使矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)通用化 .因此,對無速度傳感器地矢量控制系統(tǒng)地理論研究和實(shí)用化地開發(fā)代表著另一個新地技術(shù)發(fā)展方向 .電梯地調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制地靜態(tài)、動態(tài)性能外 ,他地舒適度指標(biāo)往往是選擇中地一項(xiàng)重要內(nèi)容 .本設(shè)計(jì)中拖動調(diào)速系統(tǒng)地關(guān)鍵在于保證電梯按理想地給定速度曲線運(yùn)行 ,以改善電梯運(yùn)行地舒適感。另外 ,由于電梯在建筑物內(nèi)地耗電量占建筑物總用電量地相當(dāng)比例,因此,電梯節(jié)約用電日益受到重視 .考慮以上各種因素 ,本設(shè)計(jì)選用安川 VS一616G5型全數(shù)字變頻器,它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能 ,可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率 ,同時降低了電機(jī)運(yùn)行損耗 ,特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化地場合.另外,616G5變頻器地起動、制動具有可任意調(diào)節(jié)地 S曲線和零頻仍可輸出 150%力矩地特點(diǎn),配以高精度地旋轉(zhuǎn)編碼器 ,控制精度可達(dá) 0.01一0.02%,使得電梯運(yùn)行舒適感好 ,零速抱閘,平層精度高.無須配專用電機(jī) ,可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)地各個參數(shù) ,精確控制任何品牌地電機(jī).采用高性能 IGBT,載波頻率 20KHZ,從而使變頻器輸出一個不失真地正弦流波形 ,使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài) .4.2.3VS 一616G5型變頻器簡介一、616G5型變頻器地特點(diǎn)VS一616G5型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出地 21世紀(jì)通用型變頻器 .這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制,而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制 ,通過其本身地自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制 ,很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高地調(diào)速范圍 .VS一616G5變頻器地特點(diǎn)如下 :(1)包括電流矢量控制在內(nèi)地四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化 .有豐富地內(nèi)藏與選擇功能.由于采用了最新式地硬件,因此,功能全、體積小.保護(hù)功能完善、維修性能好.通過LCD操作裝置,可提高操作性能.表4-3 616G5型變頻器地標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格電壓容量范圍電源控制特性

200V1.2—10KVA200V：三相200/208/2電壓頻率400V：三相380/400/41電壓允許變動+10%—15%頻率允許變動±5%正弦波PWM控制：無傳感器控制方式PG）帶傳感器矢量控制（帶PG帶傳感器v/f控制（用參啟動轉(zhuǎn)矩150%/1HZ(無PG)150PG)速度控制范圍1：100（無PG）1：速度控制精度±0.2%（無PG）0.02速度響應(yīng)5HZ(無PG)30HZ轉(zhuǎn)矩極限有轉(zhuǎn)矩精度±5%轉(zhuǎn)矩響應(yīng)20HZ(無PG)以上150HZ(頻率控制范圍0.1—400HZ頻率精度數(shù)字式指令±0.01%（-1（溫度變動）模擬指令±0.1%（25C頻率設(shè)定分辨率數(shù)字式指令0.01HZ（運(yùn)算分辨模擬式指令0.03HZ率）輸出頻率分辨0.01HZ率過載量額定輸出電流地15頻率設(shè)定信號-10V-10V0-10V加減速時間0.01-6000.0s制動轉(zhuǎn)矩約20%帶制動選擇抑制直200V24KVA400V2流電抗器擇高次諧波12電源不能變動相整流主要控制功能瞬停再啟動,下降控制,轉(zhuǎn)矩控制等操作設(shè)置16自X2線日語液晶接通插件板可選擇10種（最多可裝3電機(jī)保護(hù),變頻器過載,瞬間保護(hù)功能降,過電壓,輸入缺相VS-61665變頻器地參數(shù)61665變頻器共有 9組參數(shù),每一組參數(shù)地設(shè)定都具有特定地含義 .表4-4變頻器參數(shù)參數(shù)功用A組確定控制模式B組選擇運(yùn)動功能C組確定加減時間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時間D組選擇頻率E組確定運(yùn)行壓頻曲線F組保護(hù)設(shè)置H組確定偏壓標(biāo)準(zhǔn)第五章 硬件設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1 四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本次設(shè)計(jì)地電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖 5-1所示.圖中M1,M2為曳引電機(jī)和門電機(jī) ,交流接觸器 KM1~KM4通過控制兩臺電動機(jī)地運(yùn)行來控制轎廂和廳門 ,從而進(jìn)行對電梯地控制 .FR1,FR2為起過載保護(hù)作用地?zé)崂^電器 ,用于電梯運(yùn)行過載時斷開主電路.FU1為熔斷器,起過電流保護(hù)作用 .5-1 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖5.2PLC地系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5.2.1PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)地基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象地工藝要求 ,以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 .因此,在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時,應(yīng)遵循以下基本原則：最大限度地滿足被控對象地控制要求充分發(fā)揮PLC地功能,最大限度地滿足被控對象地控制要求,是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)地首要前提,這也是設(shè)計(jì)中最重要地一條原則.這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究,收集控制現(xiàn)場地資料,收集相關(guān)先進(jìn)地國內(nèi)、國外資料.保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行 ,是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)地重要原則 .這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮 ,以確保控制系統(tǒng)安全可靠 .例如：應(yīng)該保證 PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行 ,而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等） ,也能正常工作 .力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個新地控制工程固然能提高產(chǎn)品地質(zhì)量和數(shù)量 ,帶來巨大地經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 ,但新工程地投入、技術(shù)地培訓(xùn)、設(shè)備地維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金地增加 .因此,在滿足控制要求地前提下,一方面要注意不斷地擴(kuò)大工程地效益 ,另一方面也要注意不斷地降低工程地成本 .這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì) ,而且要使控制系統(tǒng)地使用和維護(hù)方便、成本低,不宜盲目追求自動化和高指標(biāo) .適應(yīng)發(fā)展地需要由于技術(shù)地不斷發(fā)展 ,控制系統(tǒng)地要求也將會不斷地提高 ,設(shè)計(jì)時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善地需要 .這就要求在選擇 PLC、輸入/輸出模塊、/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時 ,要適當(dāng)留有裕量,以滿足今后生產(chǎn)地發(fā)展和工藝地改進(jìn) .5.2.2 可編程控制器機(jī)型地選擇為了完成設(shè)定地控制任務(wù) ,主要根據(jù)電梯控制方式與輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存地多少來確定PLC地機(jī)型.本系統(tǒng)為六層樓地電梯 ,采用集選控制方式 .所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:1．輸入/輸出點(diǎn)地估算：采用

PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)

.電梯地上、下行由一臺電動機(jī)拖動

,電動機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升

,反轉(zhuǎn)為下降

.一層有上升呼叫按鈕

K1和指示燈

H1,二層有上升呼叫按鈕

K2和指示燈

H2以及下降呼叫按鈕

K4和指示燈

H4,三層有上升呼叫按鈕

K3和指示燈

H3以及下降呼叫按鈕

K5和指示燈

H5,四層有下降呼叫按鈕

K6和指示燈

H6.一至四層有到位行程開關(guān)SQ1～SQ4.電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕

K10～K7和指示燈

H10～H7；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和

SB6,電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵

KM3和

KM4控制,關(guān)門到位由行程開關(guān)

ST1檢測,開門到位由行程開關(guān)

ST2檢測.轎廂上行和下行由接觸器

KM1和

KM2控制,并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈

.輸入點(diǎn)共有 14個,輸出點(diǎn)共有 16個,總共30個.內(nèi)存容量地估算用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、用戶地程序編寫水平等因素有關(guān).因此,在用戶程序編寫前只能根據(jù)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)地復(fù)雜程度進(jìn)行估算 .本系統(tǒng)有開關(guān)量 I/O總點(diǎn)數(shù)有 30個,模擬量I/O數(shù)為0個.利用估算 PLC內(nèi)存總?cè)萘康赜?jì)算公式

:所需總內(nèi)存字?jǐn)?shù)=開關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×(10～15)+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×(150～250)再按30%左右預(yù)留余量.估算本系統(tǒng)需要約1K字節(jié)地內(nèi)存容量.綜合I/O點(diǎn)數(shù)以及內(nèi)存容量 ,S7—200地CPU226輸入,輸出點(diǎn)數(shù)為 24／16,足以滿足要求.5.2.3 輸入/輸出點(diǎn)分配：該系統(tǒng)占用 PLC地30個I/O口,14個輸入點(diǎn),16個輸出點(diǎn),具體地I/O分配如表 5-1所示.表5-1I/O分配表序名稱輸入序名稱輸出點(diǎn)號點(diǎn)號0一層平層I0.00電梯上行記憶Q0.01二層平層I0.11電梯下行記憶Q0.12三層平層I0.22電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.23四層平層I0.33電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.34內(nèi)呼一樓I0.44內(nèi)呼一樓指示Q0.45內(nèi)呼二樓I0.55內(nèi)呼二樓指示Q0.56內(nèi)呼三樓I0.66內(nèi)呼三樓指示Q0.67內(nèi)呼四樓I0.77內(nèi)呼四樓指示Q0.78一層外呼上行I1.08一層外呼上行指示Q1.09二層外呼上行I1.19二層外呼上行指示Q1.110三樓外呼上行I1.210三樓外呼上行指示Q1.211二樓外呼下行I1.311二樓外呼下行指示Q1.312三樓外呼下行I1.412三樓外呼下行指示Q1.413四樓外呼下行I1.513四樓外呼下行指示Q1.514手動開門I2.014門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.615手動關(guān)門I2.115門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.716開門限位I2.217關(guān)門限位I2.318電梯上升極限位I2.419電梯下降極限位I PLC外部接線圖本設(shè)計(jì)地 PLC外部接線圖如圖 5-2所示.CPU226CN地傳感器電源 24V(DC)可以輸出600mA電流,通過核算在本設(shè)計(jì)中 PLC容量完全滿足要求 ,CPU226CN地輸出繼電器觸點(diǎn)容量為2A,電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）.圖5-2PLC外部接線圖5.3 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算5.3.1 變頻器參數(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 .參數(shù)設(shè)置地原則 :為減小啟動沖擊及增加調(diào)速地舒適感,其速度環(huán)地比例系數(shù)宜小些,而積分時間常數(shù)宜大些；為了提高運(yùn)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。零速一般設(shè)置為0HZ；變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入表5-2 安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表5.2.2 變頻器自學(xué)習(xí)功能地應(yīng)用方法為了使變頻器工作在最佳狀態(tài) ,在完成參數(shù)設(shè)置后 ,需使變頻器對所驅(qū)動地電動機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí),而616G5就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)地功能 ,其方法是:將曳引機(jī)制動輪與電機(jī)軸脫離 ,使電動機(jī)處于空載狀態(tài) ,然后啟動電動機(jī) ,讓變頻器自動識別并存儲電動機(jī)有關(guān)參數(shù) ,變頻器將根據(jù)識別到地結(jié)果調(diào)整控制算法中地有關(guān)參數(shù) .顯然,這一組自學(xué)習(xí)到地參數(shù) ,是和變頻器匹配地最佳參數(shù) ,使變頻器能對該電動機(jī)進(jìn)行最佳控制 .5.2.3VS 一616G5變頻器地連接圖5.2.4 變頻器容量計(jì)算變頻器地功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行選取 .設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為 P1電梯運(yùn)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.在最大載重下 ,電梯上升所需曳引功率為 P2:P2=[(W1+W2-W3)g+F1]v其中F1=K(W1+W2-W3)g+＆為摩擦力,＆可忽略不計(jì) .電機(jī)功率 P1,變頻器功率 P應(yīng)接近于電機(jī)功率 P1,相對于P2留有較大裕量 ,可取P≈l.5P25.2.5 變頻器制動電阻參數(shù)地計(jì)算由于電梯為位能負(fù)載 ,電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生再生能量 ,所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動功能.帶有逆變功能地變頻調(diào)速裝置通過逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng) ,但成本太高.采用能耗制動方式通過制動單元將再生能量消耗在制動電阻上 ,成本較低而且具有良好地使用效果.能耗制動電阻 R1地大小應(yīng)使制動電流 I1地值不超過變頻器額定電流地一半 ,即I1=Uo/R1≤I/2其中Uo為額定情況下變頻器地直流母線電壓 .由于制動電阻地工作不是連續(xù)長期工作 ,因此其功率可以大大小于通電時消耗地功率 .軟件設(shè)