畢業(yè)設(shè)計(jì)---自動(dòng)電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目： 自動(dòng)電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　姓 名： </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：

2、 </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　學(xué)習(xí)形式： </p><p>　　助學(xué)單位： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

3、 </p><p><b>　　2011年 8 月</b></p><p>　　自動(dòng)電梯的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電梯已經(jīng)成為了高層建筑不可缺少的運(yùn)輸工具，它用于運(yùn)送乘客和貨物，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器--接觸器進(jìn)行控制

4、，由于其觸點(diǎn)多、可靠性差、故障率高、維修工作量大等缺點(diǎn)，為生產(chǎn)、生活帶來(lái)了極大的不便。而PLC作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可控性的優(yōu)點(diǎn)不僅在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，其組成的控制系統(tǒng)可以很好地解決上述這些問(wèn)題。</p><p>　　本論文通過(guò)論述電梯控制系統(tǒng)的組成，闡述PLC在電梯控制中的應(yīng)用，采用松下PLC編程的程序控制方式，提出了五層電梯PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、

5、設(shè)計(jì)過(guò)程和組成，并列出了主要硬件電路、電梯的控制梯形圖以及指令表。同時(shí)給出了系統(tǒng)組成框圖和程序流程圖，在分析、處理隨機(jī)信號(hào)的邏輯關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了具體的PLC編程方法，設(shè)計(jì)了一套完善的方案關(guān)于電梯控制系統(tǒng)。采用此案實(shí)現(xiàn)電梯的控制，可以解決傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，因而使運(yùn)行更加安全、方便、舒適。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯；PLC；梯形圖；電梯控制</p><p>　　Autom

6、atic Elevator Control System Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Elevator the necessary transportation tool for tall buildings these days, isused for transferring passengers and

7、 commodities . However,most of the traditional elevator control system adopts relay--- contactingmachine as its central director. But this system with so many disadvantages such as too many contacting points, high fault

8、rate,heavy repairing work is not as convenient as we want. however PLC (programmable controller) takes one industrial control microcomputer, it is convenient by its pro</p><p>　　This essay explains the appli

9、cation of PLC on elevator，by discussing the construction of elevator system.It also illustrates the general design project, the design processand construction of the PLC control system for three-storybuildings, listing t

10、he main circuit, trapezia controlchart of elevator and repertoires. It also shows the construction of frame chart and process flow chart. Thus the method of PLC programming is on the basis of analyzing and dealing with

11、the logic relationship of rando</p><p>　　Key Words：Elevator; PLC; Lader View; Lift control</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　

12、AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒 論1</b></p><p>　　第二章 概述及組成2</p><p>　　2.1 PLC的概述2</p><p>　　2.2電梯的概述3</p><p>　　2.3電梯的的控制部分主要電氣設(shè)備3</p>&l

13、t;p>　　2.3.1 曳引電動(dòng)機(jī)3</p><p>　　2.3.2 自動(dòng)門(mén)機(jī)4</p><p>　　2.3.3 層樓指示4</p><p>　　2.3.4呼梯盒4</p><p>　　2.3.5 操縱箱4</p><p>　　2.3.6 平層及開(kāi)門(mén)裝置4</p><p>　　

14、2.3.7 停車(chē)裝置5</p><p>　　2.3.8開(kāi)關(guān)裝置5</p><p>　　第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1電梯的控制系統(tǒng)6</p><p>　　3.2 PLC控制與其它控制方式的比較6</p><p>　　3.3控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)7</p><p>　

15、　3.4電梯控制系統(tǒng)原理框圖設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.5電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖8</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1可編程控制器（PLC）9</p><p>　　4.1.1可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)9</p><p>　　4.1.2可編程控制器（PLC）

16、的工作原理11</p><p>　　4.1.3可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)12</p><p>　　4.1.4可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與應(yīng)用12</p><p>　　4.1.5可編程控制器（PLC）的選擇13</p><p><b>　　4.2變頻器13</b></p><p>

17、　　4.2.1 變頻器的基本構(gòu)成14</p><p>　　4.2.2變頻器的分類(lèi)14</p><p>　　4.2.3變頻器的矢量控制原理15</p><p>　　4.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)16</p><p>　　4.2.5變頻器的選擇16</p><p>　　第五章 電梯控制系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)18&

18、lt;/p><p>　　5.1電梯運(yùn)行時(shí)控制的主要指標(biāo)18</p><p>　　5.2 PLC的信號(hào)編排18</p><p>　　5.3梯形圖設(shè)計(jì)19</p><p>　　第六章 電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試及其安裝26</p><p>　　6.1電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試26</p><p>　　6.2電梯系

19、統(tǒng)安裝調(diào)試26</p><p>　　第七章 結(jié) 論28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　謝 辭30</b></p><p><b>　　附 錄31</b></p><p><b>　　

20、第一章 緒 論</b></p><p>　　傳統(tǒng)繼電器式電梯控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的形式，是當(dāng)下電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的目的在于利用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制邏輯電路（繼電器接觸式），以充分利用PLC的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控使電梯實(shí)際的運(yùn)行更加可靠、高效。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要由電梯的控制技術(shù)，電梯控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（梯形圖程序設(shè)計(jì)）和電梯的監(jiān)控等部分

21、組成。</p><p>　　1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國(guó)人伊萊沙?格雷夫斯?奧的斯第一次向全世界展示人類(lèi)歷史上第一部安全升降梯。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國(guó)奧的斯公司開(kāi)始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開(kāi)了先河。生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展

22、，電梯也在進(jìn)步。150年來(lái)，電梯的材質(zhì)、樣式，在操縱控制方面發(fā)生了變化[1]。</p><p>　　中國(guó)最早的一部電梯出現(xiàn)在上海，是由美國(guó)奧的斯公司于1901年安裝的。1951年，黨中央提出要在天安門(mén)安裝一臺(tái)由我國(guó)自行制造的電梯，天津從慶生電機(jī)廠榮接此任。目前國(guó)內(nèi)，電梯技術(shù)己趨成熟，微機(jī)控制電梯是電梯技術(shù)的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機(jī)控制的電梯新機(jī)型。使控制功能得到增強(qiáng)，電梯的性能得到改善，

23、明顯提高了可靠性。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型對(duì)電梯進(jìn)行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)了緊急供電裝置、放火廳們、地震控制、自檢測(cè)以及語(yǔ)言合成等電梯新功能；對(duì)機(jī)械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝。國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)迅猛的發(fā)展速度使其達(dá)到世界先進(jìn)水平。</p><p><b>　　第二章 概述及組成</b></p><p>　　2.1 PLC的概述

24、</p><p>　　可編程控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC或PC，在計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）， 簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制，隨著技術(shù)的發(fā)展PLC的功能已經(jīng)超過(guò)了邏輯控制的范圍，當(dāng)下的這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，其簡(jiǎn)稱(chēng)為PC。但

25、是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)依然叫做PLC。</p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，而且在1987 年2 月通過(guò)了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)

26、的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？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)?！?lt;/p><p>　　PLC問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展統(tǒng)一化，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查工作，將其正命名PC（Programmable Controller），并給PC 作了如下定義:“PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置

27、，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來(lái)執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類(lèi)似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC 之功能著，亦被視為PC，但不包括鼓式或類(lèi)似的機(jī)械式順序控制器。” </p><p>　　隨著微處理器（CPU）、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可以分為幾類(lèi)，類(lèi)如可編程序

28、控制器、基于PC總線(xiàn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、基于單片機(jī)的測(cè)控裝置、用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器、集散控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)（FCS）等。</p><p>　　PLC的應(yīng)用廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。</p><p><b>　　2.2

29、電梯的概述</b></p><p>　　(1)人們對(duì)于電梯的速度要求越來(lái)越高，高速電梯的數(shù)量逐年增加。</p><p>　　(2)電梯的拖動(dòng)技術(shù)已有較大的發(fā)展，由于直流電梯能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。正逐步被交流電梯所取代，液壓電梯由于其運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活，使得其在低樓層場(chǎng)合得到較為廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)交流拖動(dòng)電梯更是得到較迅速的發(fā)展，己由之前的變級(jí)調(diào)速(AC-VP)發(fā)展成為調(diào)

30、壓調(diào)速(AC-VV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVV F)，使得電梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的預(yù)期要求，電梯的舒適度得以極大地改善。</p><p>　　(3)電梯的邏輯控制己由過(guò)去簡(jiǎn)單的繼電器—接觸器式控制發(fā)展為可編程序控制(PLC)和微機(jī)控制，控制方式也由原有的手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等多種方式，電梯可靠性大大提高。</p><p>　　(4)電梯的

31、管理功能不斷得以加強(qiáng)，并廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)，以不斷滿(mǎn)足用戶(hù)的使用要求。如緊急停車(chē)操作、消防員專(zhuān)用、防搗亂系統(tǒng)等。</p><p>　　(5)智能群控管理得到更加廣泛應(yīng)用。</p><p>　　(6)機(jī)械傳動(dòng)方面，由于國(guó)際上機(jī)械加工工藝水平的不斷提高，使斜齒傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)在電梯上的應(yīng)用普遍開(kāi)來(lái)，使得電梯的傳動(dòng)形式多樣化[3]。</p><p>　　2.3電梯的的

32、控制部分主要電氣設(shè)備</p><p>　　電梯是機(jī)電合一的大型復(fù)雜產(chǎn)品,機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體,電器部分相當(dāng)于人的神經(jīng).機(jī)與電的高度合一,使電梯成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的綜和產(chǎn)品.對(duì)于電梯的結(jié)構(gòu)而言,傳統(tǒng)的方法是分為機(jī)械部分和電氣部分,但以功能系統(tǒng)來(lái)描述,則更能反映電梯的特點(diǎn).下面簡(jiǎn)單介紹電梯機(jī)械部分的結(jié)構(gòu),而我們的主要目的是怎樣來(lái)控制它。</p><p>　　2.3.1 曳引電動(dòng)機(jī)</p&

33、gt;<p>　　曳引電動(dòng)機(jī)具有提升機(jī)構(gòu)，由電磁制動(dòng)器（也稱(chēng)電磁抱閘）、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速器及曳引輪組成[2]。</p><p>　　2.3.2 自動(dòng)門(mén)機(jī)</p><p>　　完成電梯的開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)：電梯的門(mén)有轎門(mén)（中有一個(gè)）和廳門(mén)（每層站一個(gè)）。只有電梯?？吭谀硨诱緯r(shí)，此層廳門(mén)才允許開(kāi)啟；同時(shí)也只有當(dāng)廳門(mén)、轎門(mén)全部關(guān)閉時(shí)才允許啟動(dòng)運(yùn)行。</p><p>

34、　　2.3.3 層樓指示</p><p>　　層樓指示又叫層顯，過(guò)去常由低壓燈泡構(gòu)成，安裝在每層站廳和轎門(mén)的上方；現(xiàn)多由LED點(diǎn)陣結(jié)或數(shù)碼管構(gòu)組成，與運(yùn)行方向指示、呼梯盒做成一體結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　2.3.4呼梯盒</b></p><p>　　呼梯盒用以在每層召喚電梯。安裝在地面1米左右的墻面上?；九c頂站有一個(gè)按鈕，中間層站由

35、上呼與下呼組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮?xí)r表示呼梯號(hào)已被接收并被記憶；當(dāng)電梯滿(mǎn)足呼梯要求而停層開(kāi)門(mén)時(shí)，呼梯記憶燈熄滅。基站的呼梯盒上常帶有鑰匙開(kāi)關(guān)，供電梯管理員開(kāi)關(guān)電梯。</p><p><b>　　2.3.5 操縱箱</b></p><p>　　操縱箱安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作指令。操縱箱上沒(méi)有與電梯經(jīng)層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕，上下層啟動(dòng)按鈕，開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕

36、，急停按鈕，電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開(kāi)關(guān)，照明等控制開(kāi)關(guān)。</p><p>　　2.3.6 平層及開(kāi)門(mén)裝置</p><p>　　平層及開(kāi)門(mén)裝置由磁鐵板和上、下平層感應(yīng)器組成，上行時(shí)，上層首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)，電梯開(kāi)始減速，至下層插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車(chē)及開(kāi)門(mén)信號(hào)，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械抱閘；下行時(shí)，下層首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號(hào)至上層插入隔磁鐵板時(shí)，發(fā)出停車(chē)及開(kāi)門(mén)的信號(hào)。</p&g

37、t;<p>　　2.3.7 停車(chē)裝置</p><p>　　電梯的井道內(nèi)每層站裝有一只磁鐵板，當(dāng)轎廂運(yùn)行到相應(yīng)層站時(shí)，磁鐵板插入平層感應(yīng)器內(nèi)，以此檢測(cè)電梯所處位置和平層信號(hào)。</p><p><b>　　2.3.8開(kāi)關(guān)裝置</b></p><p>　　安全窗及其開(kāi)關(guān)，安全鉗及其開(kāi)關(guān)，上、下限位開(kāi)關(guān)，上、下強(qiáng)迫停止開(kāi)關(guān)，極限開(kāi)關(guān)[4]

38、。</p><p>　　第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1電梯的控制系統(tǒng)</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)由PLC、變頻器和旋轉(zhuǎn)編碼器組成?？删幊炭刂破?PLC)處理各種信號(hào)的邏輯關(guān)系，進(jìn)而向變頻器發(fā)出起、停等信號(hào)，與此同時(shí)變頻器將工作狀態(tài)信號(hào)送給PLC，從而形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系,它是整個(gè)系統(tǒng)的核心。變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。為滿(mǎn)足要求，變頻器要通過(guò)與電動(dòng)機(jī)

39、連接的旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡，完成速度檢測(cè)以及反饋，進(jìn)而形成閉環(huán)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)連接，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)速[5]。</p><p>　　3.2 PLC控制與其它控制方式的比較</p><p>　　電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：所有控制功能及信號(hào)處理由硬件實(shí)現(xiàn)，線(xiàn)路直觀，易于理解，適合于一般技術(shù)人員，絕大部分電器為常用控制電器，經(jīng)濟(jì)，易換；多年來(lái)我國(guó)一直生產(chǎn)這類(lèi)電梯、技術(shù)成已熟，技術(shù)資料圖紙等齊

40、全。</p><p>　　電梯繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線(xiàn)線(xiàn)路復(fù)雜以及故障率高；靠性和安全性不佳，控制功能不高，技術(shù)水平難以提高；電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度較慢，機(jī)械和電磁慣性較大，系統(tǒng)控制精度難提高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗高，機(jī)械動(dòng)作噪音較大；而且檢查故障困難，耗費(fèi)人力物力。經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來(lái)不便，且電梯一旦發(fā)生蹲底或沖頂，不僅會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故[6]。</p>

41、<p>　　PLC控制電梯的優(yōu)點(diǎn)：可靠性提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線(xiàn)路簡(jiǎn)化。可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可方便地增加或改變?？蛇M(jìn)行故障自檢與報(bào)警，進(jìn)而提高運(yùn)行安全性，方便檢修。方便群控調(diào)配和管理，提高電梯運(yùn)行效率?？刂品桨父臅r(shí)不需要改動(dòng)硬件接線(xiàn)。</p><p>　　計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)：主機(jī)一般采用能夠在惡劣工業(yè)環(huán)境下工作的可靠工控機(jī)。在硬件結(jié)構(gòu)上總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，軟件資源豐富，品種兼容性強(qiáng)，能提供實(shí)時(shí)

42、操作支持，對(duì)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，要求快速，模型復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　計(jì)算機(jī)控制的缺點(diǎn)：但它的使用和維護(hù)要求工作人員應(yīng)具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)，技術(shù)水平較高，且工控機(jī)尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。PLC對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，變通用為專(zhuān)用，有利于縮小體積，降低成本，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過(guò)程控制的要求[6]。</p><p>　　3.3控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>

43、;　　本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)三種方案的比較和參照，因而得出PLC控制具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。所以在電梯控制中采用了PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性，和安全性大大提高；實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變；可進(jìn)行故障自檢與報(bào)警顯示，提高安全性和可靠性，便于檢修；適用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。</p><p>　　綜上，本設(shè)計(jì)采用PLC控制。</p><p>　　3.4電梯控制系統(tǒng)原理框

44、圖設(shè)計(jì)</p><p>　　控制系統(tǒng)原理框圖如圖3-1所示，由轎箱內(nèi)指令電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、門(mén)廳呼叫電路、開(kāi)門(mén)電路、按鈕記憶燈電路、檔層顯示電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及PLC電路等組成[7]。</p><p>　　圖3-1電梯控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　3.5電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　系統(tǒng)由開(kāi)、關(guān)門(mén)機(jī)構(gòu)，曳

45、引機(jī)構(gòu)，轎廂、控制系統(tǒng)組成，如圖3-2所示。曳引系統(tǒng)的主要功能為輸出和傳遞動(dòng)力。門(mén)系統(tǒng)的功能為封住層站入口和轎廂入口，而轎廂是運(yùn)送乘客的電梯組件，是電梯的主要部分。</p><p>　　3-2電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，電梯的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛和重要。對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)

46、態(tài)特性要求更高，且電梯的首要保證就是安全，可編程控制器是非常合適的選擇。</p><p>　　4.1可編程控制器（PLC）</p><p>　　可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制。并且它具有體積小、功能強(qiáng)、靈活通用與維修方便等優(yōu)點(diǎn)。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶(hù)的歡迎。所以在冶金、交通、電力、

47、機(jī)械和化工等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一[8]。</p><p>　　由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對(duì)它下一個(gè)確切的定義是困難的。在二十世紀(jì)七十年代PLC問(wèn)世后，由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(National ElectricManufacturer Association-NEMA)對(duì)PLC下過(guò)如下的定義：PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)計(jì)

48、時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。</p><p>　　1987年，國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee-IEC)頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案，其第3版對(duì)PLC作了如下的定義：PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字

49、式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.1.1可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　主要由中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部分組成。</p><p>　　1、中央處理單元CPU</p><p&

50、gt;　　與通用微機(jī)CPU一樣，CPU在PC系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞。其功能：用掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；診斷電源和PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；在PC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后：執(zhí)行用戶(hù)程序——產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，更新輸出狀態(tài)——輸出實(shí)施控制 。</p><p><b>　　2、存儲(chǔ)器</

51、b></p><p>　　系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器——存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令、解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)，不能由用戶(hù)直接存取。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器——存放用戶(hù)程序。即用戶(hù)通過(guò)編程器輸入的用戶(hù)程序，可以由用戶(hù)直接存取。</p><p>　　3、輸入輸出接口電路(簡(jiǎn)稱(chēng)I/O)</p><p>　　輸入輸出接口是CPU和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裝置之

52、間的連接部分，是PLC的一個(gè)重要組成部分。PLC將現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為微處理器可以識(shí)別的信號(hào)，并且盡全力排除干擾信號(hào)，提高可靠性；輸出將微處理器送出的弱電信號(hào)放大成強(qiáng)電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。其與微機(jī)的I/O接口工作在弱電的情況下不同，PLC的I/O接口是按工作在強(qiáng)電情況下的要求而設(shè)計(jì)的，即輸入接口能接受強(qiáng)電信號(hào)，輸出接口能直接和強(qiáng)電設(shè)備相連接。</p><p>　　（1）輸入接口電路一般由光電耦合電路與微機(jī)輸入接口電

53、路組成。光電耦合電路由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光耦合器作為關(guān)鍵器件，輸入端加入變化的信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)，它會(huì)照射光電三極管導(dǎo)通。二極管和三極管是完全隔離的，信號(hào)不會(huì)反饋。而且二極管正向阻抗值比較低，外界干擾源內(nèi)阻較高，干擾源饋送到輸入端的干擾噪聲很小，增強(qiáng)了抗干擾能力。微機(jī)的輸入接口電路一般由數(shù)據(jù)輸入寄存器、“選通”電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成而成。</p><p>　　（2）

54、輸出接口電路一般由微機(jī)輸出接口和功率放大電路組成。前者由輸出數(shù)據(jù)寄存器、“選通”電路和中斷請(qǐng)求電路組成。功率放大電路一般采用繼電器、可控硅即晶閘管或晶體管輸出。由于輸入—內(nèi)部電路—輸出在電器上完全隔離，從而有效地防止了現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾。</p><p><b>　　4、編程器</b></p><p>　　編程器分為便攜式和CRT智能式兩大類(lèi)，便攜式只能聯(lián)機(jī)狀態(tài)下才可以編

55、程，CRT智能式既可可以在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下編程，又可以在脫機(jī)狀態(tài)下編程。便攜式編程器具有體積小，重量輕，可隨身攜帶等優(yōu)點(diǎn)，便于在工作現(xiàn)場(chǎng)使用。一般的小型PLC主要采用的是便攜式編程器。</p><p>　　編程器是專(zhuān)用的，因此不同型號(hào)的PLC都有自己專(zhuān)用的編程器。由于PLC正常工作時(shí)，不一定需要編程器。所以，同型號(hào)的PLC可以只配一個(gè)編程器[9]。</p><p>　　5、內(nèi)部電源和其他設(shè)備&l

56、t;/p><p>　　PLC的內(nèi)部電源是指將外部輸入的交流信號(hào)經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿(mǎn)足內(nèi)部電路工作需要的直流電源或電源模塊。PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫(xiě)入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等。</p><p>　　4.1.2可編程控制器（PLC）的工作原理</p><p>　　當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)程序中眾多的操作需要執(zhí)行。但CPU是不

57、能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。由于CPU的運(yùn)算處理速度較快，因而外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀來(lái)看幾乎是同步進(jìn)行的，這種操作的過(guò)程叫做CPU對(duì)程序的掃描。</p><p>　　掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)始，再無(wú)中轉(zhuǎn)或跳轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，按存儲(chǔ)地址遞增的方向依次逐條掃描用戶(hù)程序即執(zhí)行，直到程序結(jié)束。每掃描完一次，就完成一個(gè)掃描周期。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描，并重復(fù)。</p&g

58、t;<p>　　1、PLC的基本工作</p><p>　?。?）輸入現(xiàn)場(chǎng)信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)；</p><p>　　（2）執(zhí)行程序：順次掃描用戶(hù)程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算；</p><p>　?。?）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

59、控制功能。上述過(guò)程執(zhí)行完后，又重新開(kāi)始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。</p><p><b>　　2、自診斷程序</b></p><p>　　每次掃描開(kāi)始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對(duì)各輸入輸出點(diǎn)、存儲(chǔ)器和CPU等進(jìn)行診斷，診斷通常是測(cè)試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，診斷結(jié)束后，如無(wú)故障，PLC繼續(xù)掃描，檢查是

60、否有編程器等的通信請(qǐng)求。如果有則做出相應(yīng)的處理。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場(chǎng)信息，順序執(zhí)行用戶(hù)程序，并輸出控制信號(hào)，完成一個(gè)掃描周期。</p><p>　　4.1.3可編程控制器（PLC）的性能指標(biāo)</p><p>　　1、編程語(yǔ)言常用的有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、控制系統(tǒng)流程圖和某些高級(jí)語(yǔ)言等。不同的PLC可能采用不同的編程語(yǔ)言。</p><p>　　

61、2、用戶(hù)程序存貯容量：用戶(hù)程序存貯器存貯通過(guò)編程輸入的用戶(hù)程序，存貯量通常是以字為單位來(lái)計(jì)算。規(guī)定16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，每1024個(gè)字為1K字。</p><p>　　3、I/O總點(diǎn)數(shù)PLC的輸入和輸出量有開(kāi)關(guān)量和模擬量?jī)煞N。對(duì)于開(kāi)關(guān)量I/O，其I/O總數(shù)用最大I/O點(diǎn)數(shù)表示；對(duì)于模擬量I/O，其中I/O總數(shù)用最大I/O通道路數(shù)表示[10]。 </p><p>　　4、掃描速度以ms/K字

62、為單位表示。</p><p>　　5、指令種類(lèi)數(shù)和總條數(shù)用以表示PLC的編程和控制功能。</p><p>　　6、內(nèi)部繼電器種類(lèi)和點(diǎn)數(shù)包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器(無(wú)斷電記憶和帶斷電記憶的)、計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器、移位寄存器、特殊繼電器等。而每種繼電器點(diǎn)數(shù)也不一樣。</p><p>　　7、工作環(huán)境一般都能在下列環(huán)境條件下工作：溫度0-55攝氏度，濕度小于85%

63、(無(wú)結(jié)露)。</p><p>　　8、有的PLC還具有某些特種功能，例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，監(jiān)控功能，特殊功能模塊，遠(yuǎn)程I/O能力等。</p><p>　　4.1.4可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)與應(yīng)用</p><p>　　可編程控制器最初是為了替代繼電器控制系統(tǒng)而研制的，而且自身又是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所以它除了具備繼電器控制系統(tǒng)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的原有功能外，還有

64、其自己的特點(diǎn)。</p><p>　　目前典型的PLC應(yīng)用主要有幾個(gè)方面</p><p>　　（1）順序控制：這是可編程控制器最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，PLC取代了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，例如裝配生產(chǎn)線(xiàn)、數(shù)控機(jī)床及電梯控制等。</p><p>　?。?）過(guò)程控制：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、電流等。可編程控制器有A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，這樣可編程控制器可

65、以采用模擬控制用于過(guò)程控制。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)處理：一般可編程控制器都設(shè)有四則運(yùn)算指令，可以很方便的對(duì)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。用PLC可以構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。較高檔次的可編程控制器都有位置控制模塊，用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械的位置控制。</p><p>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng)：某些控制系統(tǒng)需要多臺(tái)PLC連接起來(lái)使用或者由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多

66、臺(tái)PLC組成集選控制系統(tǒng)和總線(xiàn)控制系統(tǒng)[12]。</p><p>　　4.1.5可編程控制器（PLC）的選擇</p><p>　　可編程控制器作為工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備其應(yīng)用極為廣泛可以說(shuō)只要有工廠，有控制要求，就會(huì)有PLC的應(yīng)用。由于PLC的品種、型號(hào)、規(guī)格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇了德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7—200型機(jī)。</p><p>　　S7

67、—200型機(jī)專(zhuān)用于開(kāi)關(guān)控制，其體積小，安裝起來(lái)節(jié)省空間，功能強(qiáng)。它不僅具有邏輯控制功能，而且還增加了數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳送與處理功能，成為具備計(jì)算機(jī)功能的一種通用工業(yè)控制裝置。性?xún)r(jià)比高（S7—200型機(jī)采用的是箱體結(jié)構(gòu)），其價(jià)格便宜，可靠性高，易于擴(kuò)展（該機(jī)型的任一種CPU箱和任一種擴(kuò)展箱均可配置在一起）。因此，用戶(hù)可根據(jù)所需的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行選件配置，使用靈活、方便[13]。</p><p><b>　　4.2

68、變頻器</b></p><p>　　80年代初通用變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制，由采用BJT到采用IGBT兩個(gè)大的進(jìn)展過(guò)程。當(dāng)今要求從一般的小范圍調(diào)速傳動(dòng)到高精度、快響應(yīng)、大范圍的調(diào)速傳動(dòng)，從單機(jī)傳動(dòng)到多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎都可采用交流調(diào)速傳動(dòng)。因此可以說(shuō)在電氣調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)，以變頻器應(yīng)用技術(shù)為代表的交流調(diào)速傳動(dòng)已經(jīng)成為電氣調(diào)速傳動(dòng)的主流。</p>&

69、lt;p>　　在交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器的作用是將頻率固定(通常為工頻50Hz)的交流電(三相的或單相的)變換成頻率連續(xù)可調(diào)(多數(shù)為0-400Hz)的三相交流電。變頻器的輸入(R.S.T)接至頻率固定的三相交流電源，輸出端(U.V.W)輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　4.2.1 變頻器的基本構(gòu)成</p><p>　　通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)

70、主要由主電路(整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制電路組成。</p><p>　　1、整流器電網(wǎng)側(cè)的變流器Ⅰ是整流器，它的作用是把三相(也可以是單相)交流電整流成直流電。</p><p>　　2、逆變器負(fù)載側(cè)的變流器Ⅱ?yàn)槟孀兤?。最常?jiàn)的結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)半導(dǎo)體主開(kāi)關(guān)器件組成三相橋式逆變電路。只要有規(guī)律地控制逆變器中主開(kāi)關(guān)器件的通與斷，就可以得到任意頻率的三相交流電輸出。</p>

71、<p>　　3、中間直流環(huán)節(jié)由于逆變器的負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載。無(wú)論電動(dòng) 機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)或是發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會(huì)為1。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無(wú)功功率的交換。這種無(wú)功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能組件(電容器或電抗器)來(lái)緩沖，所以又稱(chēng)中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)[14]。</p><p>　　4、控制電路控制電路常由運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、控制信號(hào)的輸入、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電

72、路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)控制、對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前己經(jīng)采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，盡可能簡(jiǎn)化硬件電路，主要依靠軟件來(lái)完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的控制[15]。</p><p>　　4.2.2變頻器的分類(lèi)</p><p><b>　　1、按變

73、換環(huán)節(jié)分</b></p><p>　　（1）交—交變頻器又稱(chēng)為直接式變頻器。它是把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。其主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的1/2以下(0～<fN/2)，故它主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中。</p><p>　?。?）交—直—交變頻器又稱(chēng)為間接式變頻器。它是先把頻率固定的交流電整

74、流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較易控制，因此，在頻率的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，在改替變頻后電動(dòng)機(jī)的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通用變頻器就屬于這種形式。</p><p>　　2、按輸出電壓的調(diào)制方式分</p><p>　?。?）PAM(脈幅調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變直流電壓的大小來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式已經(jīng)很少采用。<

75、/p><p>　?。?）PWM(脈寬調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過(guò)改變輸出脈沖的占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)方式。</p><p>　　3、按直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能方式分</p><p>　?。?）電流型：直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電感線(xiàn)圈LF。</p><p>　?。?）電壓型：直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電容

76、器CF。</p><p>　　4.2.3變頻器的矢量控制原理</p><p>　　矢量控制是一種新的傳動(dòng)控制技術(shù)，是交流傳動(dòng)控制理論上的一個(gè)質(zhì)的飛躍。它的想法是設(shè)法模擬直流電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)的控制。調(diào)速的關(guān)鍵問(wèn)題是轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好的根本原因就在于它的轉(zhuǎn)矩容易控制。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為M=CM￠Ia，可以分別控制電樞電流Ia和磁通￠兩個(gè)參數(shù)，它們之間互成90

77、°直角坐標(biāo)正交關(guān)系且為兩個(gè)獨(dú)立變量，可分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，在電路上互不影響。而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為M=C￠MI2cos＆2，式中轉(zhuǎn)子阻抗角＆2=arctansx2/r2異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流I2和氣隙有效磁通￠m有關(guān)，且與轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率s)有關(guān)，I2和￠M兩個(gè)參數(shù)既不成直角又不是兩個(gè)獨(dú)立的變量，轉(zhuǎn)矩的這種復(fù)雜關(guān)系成為異步電動(dòng)機(jī)難以控制的根本原因。</p><p>　　為使交流電動(dòng)機(jī)得到和直流電動(dòng)機(jī)一樣的控制性

78、能，必須通過(guò)電機(jī)統(tǒng)一理論和坐標(biāo)變換理論，把交流電動(dòng)機(jī)的定子電流I1分解成磁場(chǎng)定向坐標(biāo)的磁場(chǎng)電流分量I1M和與之相垂直的坐標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流分量I1T，把固定坐標(biāo)系變換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系解耦后，交流量的控制變?yōu)橹绷髁康目刂票愕韧谥绷麟妱?dòng)機(jī)。即如果在電機(jī)調(diào)速過(guò)程中始終維持定子電流的磁場(chǎng)電流分量I1M不變，而控制轉(zhuǎn)矩電流分量I1T，它就相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)中維持磁場(chǎng)電流不變，而通過(guò)控制電樞電流來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩一樣，能夠使系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性。</p&

79、gt;<p>　　4.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。</p><p>　　變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起、制動(dòng)平穩(wěn)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它

80、許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。</p><p>　　1、電梯變頻調(diào)速使用的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2、變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能：調(diào)速范圍寬、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。</p&

81、gt;<p>　　3、變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動(dòng)機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯[14]。</p><p>　　4.2.5變頻器的選擇</p><p>　　目前，有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用變頻器早已問(wèn)世，其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格相對(duì)較貴。因此，本設(shè)計(jì)沒(méi)有采用專(zhuān)用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過(guò)合理的配置、設(shè)

82、計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專(zhuān)用變頻器的控制效果。</p><p>　　VS-616G5松下型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的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(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。</p><p>　　VS-616G5松下變頻器的特點(diǎn)如下：</p><p>　

83、?。?）包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　?。?）有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。</p><p>　?。?）由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。</p><p>　?。?）保護(hù)功能完善、維修性能好。</p><p>　?。?）通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。</p><p>

84、　?。?）功能較強(qiáng)，使用靈活。</p><p>　?。?）調(diào)速范圍寬、控制精度高，動(dòng)態(tài)性能好。</p><p>　　第五章 電梯控制系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1電梯運(yùn)行時(shí)控制的主要指標(biāo)</p><p>　?。?）電梯運(yùn)行到位后具有手動(dòng)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)功能。</p><p>　　（2）利用指示燈顯示廂外召喚信號(hào)

85、，廂內(nèi)指令信號(hào)和貨梯到達(dá)信號(hào)。</p><p>　?。?）能自動(dòng)辯別貨梯運(yùn)行方向，并發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào)。</p><p>　　5.2 PLC的信號(hào)編排 </p><p>　　PLC控制器選用西門(mén)子S7—200，CPU選擇221XP</p><p>　　表5-1輸入信號(hào)地址編</p><p><b>　　5.3

86、梯形圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1. 起動(dòng)控制梯形圖</p><p>　　X513 M130 M135 M134</p><p><b>　　M143</b></p><p>　　M141 M143 Y433 </p><p><b>　　Y4

87、32</b></p><p>　　Y431 M141 Y432 </p><p><b>　　Y433</b></p><p>　　2. 樓層感應(yīng)控制梯形</p><p>　　M130 X400 </p><p>&

88、lt;b>　　M100 </b></p><p>　　M131 X405</p><p>　　M130 X401</p><p><b>　　M101</b></p><p>　　M131 X406</p><p>　　M130 X402</

89、p><p><b>　　M102</b></p><p>　　M131 X407</p><p>　　M130 X403</p><p><b>　　M103</b></p><p>　　M131 X410</p><p>　　M1

90、30 X404</p><p><b>　　M104</b></p><p>　　M131 X411</p><p><b>　　M100</b></p><p><b>　　M105</b></p><p>　　M101 M10

91、5</p><p><b>　　M101</b></p><p><b>　　M106</b></p><p>　　M100 M101 M102</p><p><b>　　M102</b></p><p><b>　　M107<

92、;/b></p><p>　　M101 M107 M103</p><p><b>　　M103 </b></p><p><b>　　M110</b></p><p>　　M102 M110 M104</p><p><b>　　M10

93、4 </b></p><p><b>　　M111</b></p><p>　　M103 M111</p><p>　　3. 轎內(nèi)指令控制梯形圖</p><p>　　X500 M100</p><p><b>　　M112&

94、lt;/b></p><p>　　M130 M112</p><p><b>　　M131</b></p><p>　　X502 M102</p><p><b>　　M114</b></p><p>　　M130

95、 M114</p><p><b>　　M131</b></p><p>　　X503 M103</p><p><b>　　M115</b></p><p>　　M130 M115</p><p><b>　　M13

96、1</b></p><p>　　X504 M104</p><p><b>　　M116</b></p><p>　　M130 M116</p><p><b>　　M131</b></p><p>　　4. 門(mén)廳召

97、喚控制梯形圖</p><p>　　X000 </p><p><b>　　M119</b></p><p>　　M105 M119 M130</p><p><b>　　X505</b></p><p><b>　　M123</b>

98、</p><p>　　M106 M123 M131</p><p><b>　　X001</b></p><p><b>　　M120</b></p><p>　　M106 M120 M130</p><p><b>　　X506</b&g

99、t;</p><p><b>　　M124</b></p><p>　　M170 M124 M131</p><p><b>　　X002</b></p><p><b>　　M121</b></p><p>　　M107 M121

100、M130</p><p><b>　　X507</b></p><p><b>　　X003</b></p><p><b>　　M122</b></p><p>　　M110 M122 M130</p><p>　　5. 選向控制梯形圖<

101、;/p><p>　　M112 M105 M133 Y430 M131</p><p><b>　　M130</b></p><p>　　M113 M106 M105 </p><p>　　M114 M107

102、 M106 M105 M130</p><p>　　M115 M110 M107 M106 M105</p><p>　　M116 M111 M110 M107 M106 M105</p><p>　　M116 M111 M132 Y431 M13

103、0</p><p><b>　　M131</b></p><p>　　M115 M110 M111</p><p>　　M114 M107 M110 M111 M131</p><p>　　M113 M106 M107 M110 M111</p>

104、<p>　　M112 M105 M106 M107 M110 M111</p><p>　　X004 X511 </p><p><b>　　M132</b></p><p>　　6. 換速控制梯形圖</p><p>　　M105 M114 </p>

105、<p><b>　　M134</b></p><p>　　M113 M106</p><p>　　M114 M107</p><p>　　M115 M110</p><p><b>　　M111</b></p><p>　　M130

106、 M131</p><p><b>　　M134</b></p><p>　　7. 起動(dòng)控制梯形圖</p><p>　　X513 M130 M135 M134</p><p><b>　　M143</b></p><p>　　M141 M143 Y4

107、33 </p><p><b>　　Y432</b></p><p>　　Y431 M141 Y432 </p><p><b>　　Y433</b></p><p>　　8. 電梯平層控制梯形圖</p><p><b>　　X412 </b>

108、</p><p><b>　　M140</b></p><p><b>　　X005</b></p><p><b>　　M142</b></p><p><b>　　Y430</b></p><p><b>　　Y431

109、</b></p><p>　　第六章 電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試及其安裝</p><p>　　接上電梯電機(jī)，PLC程序應(yīng)在未帶載情況下模擬并調(diào)試好，在接觸器等輸出狀態(tài)正確并將模擬調(diào)試完成后，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，確定參數(shù)，完善程序，最后交付使用。</p><p>　　6.1電梯系統(tǒng)模擬調(diào)試</p><p>　　由于客觀條件限制，開(kāi)發(fā)

110、只能在實(shí)驗(yàn)室對(duì)電梯程序進(jìn)行模擬。輸入信號(hào)及反饋信號(hào)用按鈕模擬，輸出不接負(fù)載，由PLC輸出端的發(fā)光二極管顯示其負(fù)載狀態(tài)，調(diào)試時(shí)，按電梯的運(yùn)行條件，設(shè)置輸入信號(hào)，并觀察輸出是否正確，同時(shí)通過(guò)編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，并在輸入端接上手動(dòng)按鈕在PLC的輸出指示燈上看輸出，輸入信號(hào)靠手動(dòng)來(lái)控制。如按下X34是五層樓內(nèi)呼，若此時(shí)電梯不在五層，則對(duì)應(yīng)輸出指示燈亮，然后控制接近開(kāi)關(guān)按鈕，到第五層時(shí)輸出指示燈滅，其它層樓的模擬運(yùn)行調(diào)試同上。</p&g

111、t;<p>　　6.2電梯系統(tǒng)安裝調(diào)試</p><p>　　安裝調(diào)試是一個(gè)比較復(fù)雜且耗時(shí)的過(guò)程，首先要確定器件型號(hào)，選擇時(shí)除了要考慮機(jī)械設(shè)備、電壓、電流以外，還要考慮經(jīng)濟(jì)及美觀問(wèn)題。所有的器件都準(zhǔn)備好以后，接下來(lái)就是安裝，主電路及PLC裝在控制柜內(nèi)，要考慮互相干擾的問(wèn)題，按鈕、數(shù)碼顯示或指示燈也按照同樣原理接線(xiàn)，所有的元器件都按照安裝好，確保無(wú)誤后，就可以調(diào)試了，由于調(diào)試過(guò)程中，輸入輸出點(diǎn)較多，且完

112、成一個(gè)動(dòng)作所涉及的開(kāi)關(guān)、按鈕、輸出顯示也較多，所以這里就不一一說(shuō)明，只對(duì)一部分動(dòng)作加以說(shuō)明。</p><p>　　輸入信號(hào)檢修：觀察在運(yùn)行中電梯在接受的各開(kāi)關(guān)動(dòng)作順序是否正常無(wú)誤。</p><p>　　輸出信號(hào)檢修：觀察主板的各輸出點(diǎn)與之相應(yīng)的輸入聯(lián)系是否正確，工作是否正常，其控制的信號(hào)與接觸器的工作是否正常。</p><p>　　運(yùn)行方向的檢查：將電梯置于非站端，

113、電梯開(kāi)始運(yùn)行，仔細(xì)觀察運(yùn)行方向與指定方向是否一致，利用電梯上行與下行開(kāi)關(guān)，試驗(yàn)電梯上下電氣限位是否有作用按下呼叫開(kāi)關(guān)，電梯是否能檢測(cè)到門(mén)廳的召喚信號(hào)。</p><p>　　包括單層運(yùn)行,多層運(yùn)行，箱內(nèi)召喚指令，廳外召喚指令，舒適感等此種調(diào)試是在無(wú)規(guī)律呼梯時(shí)看電梯的運(yùn)行。</p><p><b>　　第七章 結(jié) 論</b></p><p>　　可

114、編程控制器作為新一代的控制工具，核心是微處理器，其具有很強(qiáng)的抗干擾能力，梯形圖的編程語(yǔ)言又極易為工程技術(shù)人員所接受，因而被稱(chēng)為真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（或藍(lán)領(lǐng)計(jì)算機(jī)）。尤其是隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)超繼電器控制系統(tǒng)，因而被廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制等各種工業(yè)控制場(chǎng)合。由于電梯控制系統(tǒng)采用可編程控制器，使其硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)蛋，編程方便，可靠性進(jìn)一步改善。</p><p>　　通過(guò)本次電

115、梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、等其他能力水平，并且通過(guò)整體的掌控，局部的取舍，以及細(xì)節(jié)的處理，都使自身的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得以豐富。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 肖清、王中鋒.《西門(mén)子PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》. 2009, 21(3)

116、: 88.</p><p>　　[2] 葉安麗.《電梯控制技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社. 2007, 15(6): 27.</p><p>　　[3] 張海龍、高東紅.《幾種電梯運(yùn)行模式的比較與應(yīng)用》. 2008, 25(3): 107.</p><p>　　[4] 吳明亮.《電氣控制與PLC》.黃河水利水電出版社. 2009, 30(7): 59.</p>