電梯畢業(yè)設計--變頻器和plc在電梯中的應用

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目 變頻器和plc在電梯中的應用 </p><p>　　年 月 日</p><p>　　變頻器和plc在電梯中的應用</p><p><b>　　摘 要</b></p><p

2、>　　隨著我國城市化建設的深入發(fā)展，高樓建筑不斷涌現(xiàn)，電梯己成為了不可缺少的垂直方向運載工具，具有廣闊的市場前景。將可編程序控制器(PLC)應用于電梯進行邏輯控制，大大提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，延長了使用壽命，同時縮短了電梯的開發(fā)周期。</p><p>　　本文在介紹電梯基本結構的基礎上，闡述了電梯的控制原理，重點分析了電梯系統(tǒng)設計中如何用 PLC 實現(xiàn)控制系統(tǒng)并編制控制程序，研究并提出了基于

3、PLC 和變頻器的電梯控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，針對這些問題對電梯系統(tǒng)進行了新的設計.設計出了新的采用 PLC 進行邏輯控制，用變頻器調速的電梯控制系統(tǒng)。</p><p>　　當今世界，電梯的生產情況與使用數(shù)量已成為衡量一個國家現(xiàn)代化程度的標志之一。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進入了新的發(fā)展時期，載人電梯控制技術已經發(fā)展到了調頻調壓調速控制階段，具有乘坐安全、運行可靠、舒適度較高等特點。</p>

4、;<p>　　關 鍵 詞：電梯, PLC, 變頻器, 控制系統(tǒng) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言....................................................1</p><p>　　第一章．電梯的概述..........................

5、.............2</p><p>　　§1.1電梯的起源..................................... 2</p><p>　　§1.2電梯的分類..................................... 2</p><p>　　§1.3電梯的發(fā)展狀況...............

6、.................. 3</p><p>　　第二章．可編程控制器.....................................5</p><p>　　§2.1 plc的定義......................................5</p><p>　　§2.2 plc構成控制系統(tǒng)的特點......

7、....................5</p><p>　　§2.3 plc的主要技術指標..............................6</p><p>　　§2.4 plc的基礎結構..................................6</p><p>　　§2.5 plc與繼電器的比較......

8、........................7</p><p>　　第三章．變頻器...........................................8</p><p>　　§3.1 變頻器的選擇.................................. 8</p><p>　　§3.2 變頻器的分類.......

9、............................8</p><p>　　§3.3 VS-616G5 型變頻器特點..........................9</p><p>　　§3.4變頻器主要參數(shù)................................. 9</p><p>　　§3.4.1變頻器主要參數(shù)的

10、設置......................... 9</p><p>　　§3.4.2變頻器參數(shù)設置的原則........................ 10</p><p>　　第四章．電梯硬件系統(tǒng)的設計..............................11</p><p>　　§4.1 電梯的主要電氣設備..........

11、..................11</p><p>　　§4.2 電梯的工作方式................................11</p><p>　　§4.2.1 有司機工作方式..............................12</p><p>　　§4.2.2 無司機工作方式..........

12、....................12</p><p>　　§4.2.3 消防工作方式................................12</p><p>　　§4.3 plc的I/O接口設計.............................13</p><p>　　§4.3.1 轎廂位置的檢測......

13、........................13</p><p>　　§4.3.2 plc的選型...................................13</p><p>　　§4.3.3 輸入輸出模塊的選擇..........................13</p><p>　　§4.4 電梯控制系統(tǒng).....

14、.............................14</p><p>　　§4.4.1 系統(tǒng)的控制要求..............................14</p><p>　　§4.4.2 電梯控制的功能..............................15</p><p>　　§4.4.3 電梯的工作原

15、理..............................16</p><p>　　§4.4.4 電梯系統(tǒng)的基本業(yè)務..........................16</p><p>　　§4.4.5 電梯控制系統(tǒng)的設計..........................16</p><p>　　第五章．電梯軟件系統(tǒng)的設計.......

16、.......................18</p><p>　　§5.1 電梯的控制流程圖..............................18</p><p>　　§5.2 電梯開關門控制................................19</p><p>　　§5.3 電梯到層指示.........

17、.........................20</p><p>　　§5.4 層呼叫層指示燈控制............................20</p><p>　　§5.5 電梯方向選擇，啟動控制和過載保護...............22</p><p>　　§5.6 操縱盤指令指示控制.............

18、...............23</p><p>　　結論...................................................25</p><p>　　參考文獻...............................................26</p><p>　　致謝........................

19、...........................28</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　可編程控制系統(tǒng)（PLC）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，可執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術運算等操作指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。電梯是一種起重運輸設

20、備，廣泛的應用于高層住宅，大型公共建筑，工廠倉庫等場所，節(jié)省了人力和時間，提高了工作效率。影響的質量好壞的重要因數(shù)是它的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電梯自動控制由繼電器——接觸器進行控制，其缺點是觸點多，接線復雜，故障率高，可靠性差，維護工作量大，而采用PLC組成的控制系統(tǒng)很好的解決了上述問題，它工作可靠性高，靈活性好，通用性高，編程簡單，使用方便，而且它的抗干擾能力遠遠強于傳統(tǒng)電梯的，它使電梯的運行更加安全，方便。本文主要通過提出電梯系統(tǒng)的基本功

21、能要求，為實現(xiàn)這幾種功能，我從硬件和軟件兩個方面入手，硬件方面，主要從ＰＬＣ的選型，內存容量計算，PLC 輸入輸出地址的分配和硬件的設計和選型方面考慮；軟件方面，由于整個系統(tǒng)的程序設計相當復雜，為了便于設計，基于系統(tǒng)不同的功能要求，我將系統(tǒng)劃分為電梯開門控制、電梯到層指示、層呼叫指示燈控制、箱內指令指示控制和電梯</p><p>　　第一章. 電梯的概述</p><p><b>

22、　　1.1 電梯的起源</b></p><p>　　1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明－歷史上第一部安全升降梯。自1889年美國奧斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來，電梯在驅動方式上經歷了卷筒式驅動、牽引式驅動等歷程，從那以后，升降梯在世界范圍內得到了廣泛應用。以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始

23、了她輝煌的旅程。150 年以來，她已經發(fā)展成為世界、亞洲和中國領先的電梯公司。</p><p>　　由于城鎮(zhèn)化建設的加速和房地產行業(yè)的進一步發(fā)展,城市軌道交通、機場、大型商場等城市建設投入的增加,電梯在公辦大樓、公司、高層住宅、賓館等場所得到了廣泛應用。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運輸設備。電梯服務在改革開放以后，我國電梯的使用數(shù)量快速增長。尤其是現(xiàn)階段，隨著經濟日新月異的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，

24、城市建筑不斷增多，樓房也越來越高，與此相應，電梯也得到迅猛的發(fā)展?，F(xiàn)在，電梯已完全融入我們的生產、生活中，滿足人們生活、工作及學習的需要。據(jù)統(tǒng)計，我國在用電梯已達 40 多萬臺，每年還以約 5 萬～6 萬臺的速度增長。</p><p><b>　　1.2電梯的分類</b></p><p>　　一. 按拖動系統(tǒng)分:</p><p>　　1.交流電

25、梯 其又分為交流單速電梯、交流雙速電梯、交流調速電梯、變頻調速電梯。</p><p>　　2.直流電梯 曳引電動機是直流電機，分為直流有齒和直流無齒電梯。</p><p>　　3.液壓電梯 靠液壓傳動的電梯，分為柱塞直頂式和柱塞側置式。</p><p>　　二. 按控制方式分:</p><p>　　信號控制電梯、集選控制電梯、下集控制電梯等。

26、</p><p>　　三. 按用途分類分：</p><p>　　乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、雜物電梯、住宅電梯、特種電梯；</p><p><b>　　四. 按速度分:</b></p><p>　　l．低速電梯 速度不大于1m/s的電梯，其規(guī)格有0.25m/s、0.5m/s、 0.75m/s和lm/s。&l

27、t;/p><p>　　2．中速電梯 速度在l—2m/s之間，其規(guī)格有 1.5m/s和l.75m/s。</p><p>　　3．高速電梯 速度在2m/s以上，其規(guī)格青2m/s、2.5m/s、3m/s，有的電梯速度已經達到6m/s、10m/s。</p><p>　　1.3 電梯的發(fā)展狀況</p><p><b>　　一、國內:</

28、b></p><p>　　近年來，國內基礎建設的高漲，特別是高樓大廈的興建，對電梯的要求上升，中國電梯工業(yè)進入飛速發(fā)展時期。2007年中國電梯產銷量達到了21.6萬臺，超過了全世界電梯產量的一半，電梯的生產能力躍居世界第一。2007年，新安裝驗收電梯14.6999萬臺，同比增長24%。截至2007年底，全國在用電梯達91.7313萬臺。中國已經成為全球最大的電梯市場。2008年中國電梯產量達25萬臺，目前全

29、國在用電梯突破100萬臺，這是中國電梯行業(yè)發(fā)展的又一里程碑。</p><p>　　中國電梯行業(yè)外商云集，國際上最大的電梯公司幾乎全部進入中國，最先進的電梯產品爭先在中國生產。美國奧的斯，瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森，日本三菱、日立、東芝、富士達等世界最負盛名的電梯公司先后在北京、天津、上海、廣州、沈陽、杭州、廊坊等地投資建廠。他們大多用合資的方式建設了最好的工廠，裝備了最好的設備，引進了最好的技術，合資企業(yè)在國內

30、的市場份額已超過80%。通過引進先進電梯產品和技術，形成了國內合資企業(yè)為主體的企業(yè)隊伍。不斷改善現(xiàn)有產品質量，推出現(xiàn)代電梯產品。隨著交流調壓調速電梯技術引進技術的消化和吸收，使國內電梯產品得以更新。目前國內電梯更新技術主要采用微機控制電梯、可編程器控制電梯，二者都是電梯技術的方向，各有優(yōu)點。采用微機控制的電梯，控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。采用可編程控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對電梯進行控制再利用變頻調速技術

31、，形成的新一代電梯產品由于控制結構簡單易行、安全可靠，特別是利用其技術，在對老舊電梯改造上，目前很有前景。</p><p>　　國外先進技術水平相比，我國在電梯控制領域雖然還存在一定差距，但國內電梯技術正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。為保證電梯質量，在建立全國性完整的電梯管理法規(guī)、落實檢查機構、壯大安裝調試隊伍、組建維修保養(yǎng)網絡和提高相關人員技術素質等方面，都在進行著一系列實質性的工作。</p>

32、<p><b>　　二.國外:</b></p><p>　　電梯隨著世界經濟快速發(fā)展及經濟全球化，發(fā)達的工業(yè)化國家紛紛研制出高速及超高速電梯一。當今世界，電梯的生產情況與使用數(shù)量已經成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。世界上有名的電梯公司，諸如:美國奧的斯公司、瑞士迅達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產量已占世界市場的一辦以上，其中，奧的斯公司和三菱公司是世界

33、上最大的電梯生產企業(yè)。目前國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，隨著電梯技術的發(fā)展，綠色化、低能耗、智能化、網絡化、藍牙技術的電梯成為一段時間內的發(fā)展趨勢。</p><p>　　1．綠色化。綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。不斷改進產品的設計、生產環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導軌油漬污染的電梯。</p><p>　　2．降低能耗。減少電梯能耗的措施是多方面的。主要包括:選

34、擇減小電梯機械系統(tǒng)的慣性和磨擦阻力;合理運用對重和平衡重。驅動系統(tǒng)使用永磁同步無齒輪曳引機等技術。優(yōu)化控制軟件設計，使電梯的停站次數(shù)減至最少。利用電梯機房在樓頂?shù)膬?yōu)勢，充分利用太陽能作為電梯的補充能源也將是新的研究課題。</p><p>　　3．智能化。隨著計算機技術，通訊技術與控制技術的發(fā)展使大廈的智能化，中國電梯工業(yè)進入飛速發(fā)展時期。智能化的電梯首先要與智能大廈中所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網，如與樓宇控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)

35、、保安監(jiān)控系統(tǒng)等交互聯(lián)系，使電梯成為高效優(yōu)質、安全舒適的服務工具。</p><p>　　第二章. 可編程控制器</p><p>　　2.1 PLC的定義</p><p>　　由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它下一個確切的定義是困難的。1980 年 PLC問世后，由美國電氣制造商協(xié)會(National Electric Manufacturer Associatio

36、n NEMA)對 PLC 下過如下的定義:PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)、計時和算術運算等功能，用來對各種機械或生產過程進行控制。</p><p>　　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

37、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(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。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。</p><p>　　上述的定義表明，PLC 是一種能直接應用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)

38、字電子裝置，它有與其他順序控制裝置不同的特點。</p><p>　　2.2 PLC構成控制系統(tǒng)的特點</p><p>　　一.可靠性高，抗干擾能力強。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格夫人生產工藝制造，內部電路采用了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。</p><p>　　二.配套齊全，功能完善，適用性強。PLC發(fā)展到今

39、天，已經成為了各種規(guī)模系列產品可以用于各種規(guī)模的工業(yè)制造場合。</p><p>　　三．易學易用PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。</p><p>　　四.系統(tǒng)設計的工作量小，維護方便，容易改造。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建設的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來。</p&

40、gt;<p>　　五.PLC的功能非常豐富。</p><p>　　六.采用模塊化結構。</p><p>　　七.安裝簡單，維修方便。PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，寫入PLC的應用程序即可投入運行。PLC工作可靠，出現(xiàn)故障的概率很低，這大大減輕了維修的工作量。</p><p>

41、;　　八.環(huán)境要求低，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。</p><p><b>　　九.運行速度快。</b></p><p>　　十.體積小，重量輕。</p><p>　　2.3 PLC的主要技術指標</p><p>　　一．輸入/輸出點數(shù)(I/O點數(shù))。I/O點數(shù)是指可編程控制器外部輸入、輸出端子數(shù)的總和。它標志著可以接多少個開

42、關、按鈕和可以控制多少個負載。</p><p>　　二．存儲容量。存儲容量是指可編程控制器內部用于存放用戶程序的存儲器容量，一般以步為單位，二進制16位即一個字為一步。</p><p>　　三．掃描速度。一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，單位為ms/k步，也有以執(zhí)行一步指令所需時間來計算的，單位用此/步。</p><p>　　四．功能擴展能力。可編程控制器除了

43、主模塊之外，通常都可配備一些可擴展模塊，以適應各種特殊應用的需要，如A/D模塊、D/A模塊、位置控制模塊等。</p><p>　　五．指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)是指一臺可編程控制器指令的總和，它是衡量可編程控制器功能強弱的主要指標。</p><p>　　2.4 PLC的基本結構</p><p>　　PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不同，但是結構與工作原理則大同小異，通常由

44、中央處理單元CPU、存儲器、輸入輸出等部分組成。</p><p><b>　　一.主控部分</b></p><p>　　主控部分包括中央處理器、系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器、輸入輸出擴展接口、外部設備接口和電源等部分組成。中央處理器是PLC的核心部分，它包括微處理器和控制接口電路，用于運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，將結果送到輸

45、出端，并響應外部設備的請求以及進行各種內部判斷等。</p><p>　　二.輸入/輸出(I/O)接口</p><p>　　I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備的控制信號。輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備。</p><p>　　三.輸入/輸出擴展單元</p><p>　　I/O擴展接口用于將

46、外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元和基本單元連接在一起。輸入輸出擴展接口有并行接口、串行接口和雙口存儲器等多種形式。</p><p><b>　　四.外部設備接口</b></p><p>　　外部設備接口是PLC主機實現(xiàn)人—機對話、機—機對話的通道。通過它，PLC可以與編程器、打印機等外部設備相連。該接口的功能是串行/并行數(shù)據(jù)的轉換、通信格式的識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e檢驗、信

47、號電平的轉換等。</p><p><b>　　五.編程器</b></p><p>　　編程器是PLC利用外部設備，用戶用來輸入、檢查、修改、調試程序或監(jiān)視PLC的工作情況。一通過專用的PC/PP工電纜線將PLC與電腦連接，并利用專用的軟件進行電腦編程和監(jiān)控。</p><p><b>　　六.電源單元</b></p&g

48、t;<p>　　電源是供給PLC電源的器件，通常為輸入設備提供直流電源。它的作用是把外部的供電電源變換成系統(tǒng)內部各電源所需的電源?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫匆话悴捎瞄_關電源，特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高。</p><p>　　2.5 PLC與繼電器的比較</p><p>　　幾十年來，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)控制的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工業(yè)領域中大量地應用

49、，然而其控制性能與自身的功能已無法滿足與適應工業(yè)控制的要求和發(fā)展，與 PLC 相比較，存在著質的差別。</p><p><b>　　第三章. 變頻器</b></p><p><b>　　3.1變頻器的選擇</b></p><p>　　為降低成本，本設計沒有采用專用變頻器，而是選用了通用變頻器，通過合理的配置、設計和編程，同

50、樣可以達到專用變頻器的控制效果。</p><p>　　電梯用通用變頻器的選擇主要考慮一下幾個方面:</p><p>　　一．根據(jù)負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉矩負載需選擇siemens MMV/MDV變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇siemens ECO變頻器。</p><p>　　二．選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機的額定功率只能作為

51、參考。另外應充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會造成電動機的功率因數(shù)和效率都會變壞。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較，電動機的電流增加10%而溫升增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時，應考慮到這種情況，適當留有余量，防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。</p><p>　　三．變頻器若要長電纜運行時，此時應該來采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一檔選擇

52、或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。</p><p>　　四．對于一些特殊的應用場合，如高環(huán)境溫度、高開關頻率、高海拔高度等，此時會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。</p><p>　　五．變頻器用于變極電動機時，應充分注意選擇變頻器的容量，使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運行中進行極數(shù)轉換時，應先停止電動機工作，否則會造成電動機空轉，惡劣時會造成變頻器損壞。&l

53、t;/p><p><b>　　3.2變頻器的分類</b></p><p>　　一.按變換的環(huán)節(jié)分類</p><p>　　1.交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調的交流，又稱間接式變頻器，是目前廣泛應用的通用型變頻器。 </p><p>　　2.可分為交-交變頻器，即將工頻交流直

54、接變換成頻率電壓可調的交流，又稱直接式變頻器。 </p><p>　　二.按直流電源性質分類</p><p><b>　　1.電壓型變頻器</b></p><p>　　電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容，負載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內阻較小，相當于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負載電壓變化較大的

55、場合。</p><p><b>　　2．電流型變頻器</b></p><p>　　電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內阻較大，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點（優(yōu)點）是能扼制負載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負載電流變化較大的場合。</p><p>

56、<b>　　三.按工作原理分類</b></p><p>　　可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等。</p><p><b>　　四.按開關方式分類</b></p><p>　　可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器。</p><p><b&

57、gt;　　五.按用途分類</b></p><p>　　可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。此外，變頻器還可以按輸出電壓調節(jié)方式分類，按控制方式分類，按主開關元器件分類，按輸入電壓高低分類。 </p><p>　　3.3 VS —616G5 型變頻器特點</p><p>　　VS—616G5變頻器的特點如下：<

58、/p><p>　　一．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。</p><p>　　二．有豐富的內藏與選擇功能。</p><p>　　三．由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。</p><p>　　四．保護功能完善、維修性好。</p><p>　　五．通過LCD操作裝置，可提高操作性能。</p>

59、;<p>　　3.4變頻器主要參數(shù)</p><p>　　3.4.1 變頻器主要參數(shù)的設置</p><p>　　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。由于616G5是通用型變頻器，因而用在電梯控制上為了滿足運行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設置比專用型變頻器要復雜得多。VS一616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設定都具

60、有特定的含義。</p><p>　　3.4.2 變頻器參數(shù)設置的原則</p><p>　　一．為減小啟動沖擊及增加調速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些;</p><p>　　二．為了提高運行效率，快車頻率應選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，可以減小停車沖擊;</p><p>　　三．零速一般設置為0Hz，速抱閘功能將影

61、響舒適感;</p><p>　　四．變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入。</p><p>　　第四章. 電梯硬件系統(tǒng)的設計</p><p>　　4.1電梯的主要電氣設備</p><p><b>　　一.曳引電動機</b></p><p>　　齒輪曳引機辦電梯的提升機構，主要由驅

62、動電機、電磁制動器(也稱電磁抱閘)、減速器及曳引輪組成。</p><p><b>　　二.自動門機</b></p><p>　　用來完成電梯的開門與關門。電梯的門有廳門和轎門。只有當電梯?？吭谀硨诱緯r，此層廳門才允許開啟，也只有當廳門，轎門全部關閉后才允許起動運行。（檢修狀態(tài)時，可以在不關門狀態(tài)下運行）</p><p><b>　　三

63、.層樓指示</b></p><p>　　層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎廂內轎門的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。一般由數(shù)碼管組成，且與呼梯盒構成統(tǒng)一結構。</p><p><b>　　四.呼梯盒</b></p><p>　　呼梯盒也叫召喚按鈕箱或外呼盒，用來在每層站召喚電梯?；九c頂站只有一只按鈕，中間

64、層站由上呼與下呼兩個按鈕組成。按鈕帶有呼梯記憶燈，燈亮時表示呼梯信號己被接收并記憶。滿足呼梯要求時，呼梯記憶燈將熄滅。</p><p><b>　　五.操縱箱</b></p><p>　　操縱箱安裝在轎廂內，供司機及乘客對電梯發(fā)出動作命令。操縱箱上設有與電梯層站數(shù)相同的內選層按鈕、上下行起動按鈕、開/關門按鈕、急停按鈕、電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關以及照明、層樓指示燈的控

65、制開關。</p><p><b>　　六.停層裝置</b></p><p>　　在電梯的井道內每層站裝有一只感應器，當轎廂運動到相應層站時，其感應器發(fā)出信號，以此檢測電梯所處位置。</p><p>　　七.安全窗及其開關，安全鉗及其開關，極限器及其開關，上、下限位開關，上下強迫停止開關，極限開關。</p><p>　　4

66、.2 電梯的工作方式</p><p>　　目前電梯控制系統(tǒng)主要有二種控制方式:PLC控制、微處理器控制，其中微機控制系統(tǒng)抗干擾能力弱。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術先進性，成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。PLC設計電梯系統(tǒng)可靠性高，程序設計靈活方便，抗干擾能力強，運行穩(wěn)定可靠，能很好地實現(xiàn)人

67、機交互。電梯主要有三種工作方式—有司機方式、無司機方式、消防方式。</p><p>　　4.2.1有司機工作方式</p><p>　　PLC電梯控制系統(tǒng)的研究與設計有司機方式是指由專職司機操縱電梯運行。具有以下特點:</p><p>　　一．電梯上行/下行啟動由司機決定;</p><p>　　二．電梯開門、關門時間由司機控制;</p&g

68、t;<p>　　三．電梯是否直駛(不再響應外召喚)由司機決定。</p><p>　　4.2.2 無司機工作方式</p><p>　　無司機方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。具有以下特點:</p><p>　　一．電梯開門/關門/上、下客時間均由定時器定時;</p><p>　　二．只要電梯門關閉后自動定向。&

69、lt;/p><p>　　4.2.3 消防工作方式</p><p>　　消防方式是指大樓發(fā)生火災時，電梯運行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點:</p><p>　　一．正在運行的電梯控制系統(tǒng)一旦收到消防信號，處于上行時立即返回底樓停站開門，處于下行時立即直駛底樓停站開門，處于底樓以外停站開門的電梯立即關門返回底樓停站開門。</p><p>　　

70、二．電梯返回底樓并在底樓開門后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時，電梯不再響應外召喚信號，電梯的關門起動運行和準備前往層站由消防員控制操作。當電梯就近到達某層站后，立即清除其它所有指令信號登記，是否繼續(xù)上行依火勢大小決定。這里選擇的電梯種類為無司機駕駛的轎內外選層開關按鈕控制自平層自動門電梯。</p><p>　　4.3 PLC的I/O接口設計</p><p>　　4.3.1 橋廂位置的檢測&l

71、t;/p><p>　　轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態(tài)，所處位置，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。其主要功能是：根據(jù)登記的內選與外呼信號和轎廂的位置關系，確定運行方向；當電梯將要到達所需停站的樓層時，給曳引電動機減速信號，使其換速；當平層停車后，發(fā)出信號以消去已應答的選層、呼梯信號，并指示轎廂當前位置，選層器種類較多，通常分為三大類，即機械選層器、繼電器選層器和微機選層器。其中機械選層器與繼電器選層

72、器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。</p><p>　　4.3.2 plc的選型</p><p>　　根據(jù)轎廂位置的檢測，PLC 選用三菱 FX2N，又根據(jù) PLC I/O 節(jié)點使用原則，即預留出 25%左右的 I/O 點以做擴展時使用，4層電梯有 32 個輸入信號和 27 個輸出信號，本系統(tǒng)選用的 PLC 為三菱 FX2-128MR，這種機型的 I/O 點數(shù)均為 64，但其編輯指令

73、可超過 1000 條，有 2000 步的程序內存，并配有相應的編程軟件 MEDOC，不但可通過手持編輯器進行編輯，而且還可以通過計算機對其進行編輯。</p><p>　　4.3.3 輸入輸出模塊的選擇</p><p>　　檢測來自現(xiàn)場設備的輸入信號是 PLC 輸入模塊的主要功能，接著把它轉換電平信號，這種信號 PLC 可以內部處理。輸入模塊的類型一般是交流形式的，又由于信號的傳送距離不是很

74、遠，在加上信號又是選用低電壓形式（低壓一般有 5V、12V、24V、0V 和 68V），基于可靠性，我首選 24V 為電平信號電壓。內部輸出電平是 PLC 輸出模塊的主要功能，相匹配的外部負載設備控制信號在輸出之前進行轉換。開關頻率高、電感性和低功率因數(shù)的負載設備一般使用晶閘管輸出模塊，但缺點是過載能力較差，價格稍高。那么繼電器輸出模塊有什么優(yōu)點呢？它使用電壓范圍較寬，導通壓降損失較小，并且價格不很高，缺陷就是它壽命特短，速度慢，不符合

75、我們的設計要求，比較之后我們采用晶閘管輸出模塊。我們選用交流 220V 作為電梯系統(tǒng)的曳引電機的工作電壓，選用交流 220V 作為轎箱門開關控制電機的工作電壓，選用 24V 作為指示燈工作電壓。</p><p><b>　　4.4電梯控制系統(tǒng)</b></p><p>　　4.4.1 系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　由于電梯的運行是根據(jù)樓層和

76、轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制應采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。</p><p>　　電梯無司機駕駛時，電梯完全自動響應門廳和轎廂內指令。乘客按上行或下行按鈕，電梯啟動后，若有呼梯信號，則開門。電梯上、下行到達目的樓層，電梯到站后自動平層開門，延時自動關門,或乘客手動開關門

77、。電梯到達頂層或底層時，自動停止并變換運行方式。如果乘客按下報警按鈕，則報警器響，否則電梯出錯，報修。</p><p><b>　　控制要求：</b></p><p>　　一.當轎廂停于1F，2F，3F時，按下4F上下按鈕呼叫電梯，則轎廂上升到4F停止。</p><p>　　二.當轎廂停于2F，3F,4F時，按下1F上下按鈕呼叫電梯，則轎廂下降

78、到1F停止。</p><p>　　三.當轎廂停于1F時，若按下2F按鈕呼叫電梯，則轎廂上升到2F停止；若按下3F按鈕呼叫電梯，則轎廂上升到3F停止；若按下4F按鈕呼叫電梯，則轎廂上升到4F停止。</p><p>　　四.當轎廂停于4F時，若按下3F按鈕呼叫電梯，則轎廂下降到3F停止若按下；2F按鈕呼叫電梯，則轎廂下降到2F停止；若按下1F按鈕呼叫電梯，則轎廂下降到2F停止。</p&g

79、t;<p>　　五.當轎廂停于1F時，而2F，3F，4F均有人呼叫電梯時，轎廂上升到2F暫停4S后繼續(xù)上升到3F，暫停4S后繼續(xù)上升到4F。</p><p>　　六.當轎廂停于4F時，而,1F，2F,3F均有人呼叫電梯時，轎廂下降到3F暫停4S后繼續(xù)下降到2F，暫停4S后繼續(xù)下降到1F。</p><p>　　七.轎廂在樓層之間運行超過12S，電梯停止運行。</p>

80、<p>　　八.當轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按鈕呼叫電梯均無效。樓層顯示燈亮表示轎廂停于該層，燈滅表示轎廂離開該層。</p><p>　　4.4.2 電梯控制的功能</p><p>　　現(xiàn)代電梯在功能配置上分為標準功能、用戶要求功能和一些其它新功能。標準功能包括有: 電梯控制的基本功能、管理維護及提升體驗、功能安全性功能。</p><

81、;p>　　一.電梯控制的基本功能</p><p>　　1.司機操作即手動控制運行功能。由司機關門啟動電梯運行，由轎內指</p><p>　　令按鈕選向，廳外召喚只能順向截梯，自動平層。</p><p>　　2.集選控制。集選控制是將轎廂內指令與廳外召喚等各種信號集中進行</p><p>　　基于 PLC電梯控制系統(tǒng)的研究與設計。<

82、/p><p>　　3.下行集選。只在下行時具有集選功能，因此廳外只設下行召喚按鈕，</p><p><b>　　上行不能截梯。</b></p><p>　　4.滿載控制。當轎內滿載時，不響應廳外召喚。</p><p>　　5.清除無效指令。清除所有與電梯運行方向不符的轎內指令。</p><p>　　6

83、.開門時間自動控制。根據(jù)廳外召喚、轎內指令的種類以及轎內情況，</p><p><b>　　自動調整開門時間。</b></p><p>　　7.開門時間延長按鈕。用于延長開門時間，使乘客順利進出轎廂。</p><p>　　8.故障重開門。因故障使電梯門不能關閉時，使門重新打開再試關門。</p><p>　　9.強迫關門。

84、當門被阻擋超過一定時間時，發(fā)出報警信號，并以一定力</p><p><b>　　量強行關門。</b></p><p><b>　　二．安全性功能</b></p><p>　　1.停電時緊急操作。當市電電網停電時，用備用電源將電梯運行到指定樓層待機。</p><p>　　2.火災時緊急操作。發(fā)生火災時

85、，使電梯自動運行到指定樓層待機。</p><p>　　3.消防操作。當消防開關閉合時，使電梯自動返回基站，此時只能由消防員進行轎內操作。</p><p>　　4.地震時緊急操作。通過地震儀對地震的測試，使轎廂停在最近樓層，讓乘客迅速離開，以防由于地震使大樓擺動，損壞導軌，使電梯無法運行，危及人身安全。</p><p>　　5.故障檢測。將故障記錄在微機內存(一般可存

86、入8~20個故障)，并以數(shù)碼顯示故障性質。當故障超過一定數(shù)量時，電梯便停止運行。只有排除故障，清除內存記錄后，電梯才能運行。大多數(shù)微機控制電梯都具有這種功能。</p><p>　　4.4.3 電梯的工作原理</p><p>　　電梯的工作狀態(tài)分為自動運行狀態(tài)和檢修操作狀態(tài)，兩個工作狀態(tài)相互獨立彼此分開。 當升降電梯處于自動運行狀態(tài)下時，要求檢修操作盒的所有按鈕無效，同樣當設備處于檢修狀態(tài)下

87、時要求來自系統(tǒng)外部的控制信號無效，此時系統(tǒng)只能通過檢修手動盒點動檢修。</p><p>　　4.4.4 電梯系統(tǒng)的基本業(yè)務</p><p><b>　　一．處理橋廂內呼叫</b></p><p>　　乘客進入橋廂，按下橋廂內呼叫按鈕，乘客可以下樓或上樓，這時有兩種情況，一種電梯正好路過，與乘客目的地方向相同;一種則相反，須等待電梯返轉。<

88、/p><p>　　二．指明上行下行方向</p><p>　　當電梯門打開，并且電梯運行方向為上行/下行，橋廂上行/下行指示燈亮。</p><p>　　4.4.5電梯控制系統(tǒng)的設計</p><p><b>　　光電編碼器 </b></p><p>　　圖4-5 控制系統(tǒng)原理圖</p>

89、<p>　　本控制系統(tǒng)是采用 VS— 616G5 型變頻器和三菱 FX2N-128MR 型 PLC 組成的變頻調速電梯控制系統(tǒng),電氣控制硬件框圖如圖 4-5 ,它由曳引電機、門電機、變頻器、可編程控制器 PLC 及其他電氣元件構成。電梯的調速部分選用高性能的矢量控制變頻器,利用光電編碼器測量曳引電機的轉速,構成閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)。電路的邏輯部分由 PLC 來實現(xiàn), PLC 接受來自現(xiàn)場的呼叫、轉速、樓層、位置等信號。發(fā)給調速系統(tǒng)

90、的速度信號、門機的開關門信號、樓層顯示及呼叫顯示信號。</p><p>　　第五章. 電梯軟件系統(tǒng)的設計</p><p>　　5.1 電梯的控制流程圖</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　?。?l

91、t;/b></p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　5.2電梯開關門控制<

92、/p><p>　　電梯開/關門的控制梯形圖，如圖 5-1所示：</p><p>　　X000M1 Y002 X002 Y001</p><p>　　Y001 電梯開門</p><p><b>　　T0</b>&l

93、t;/p><p>　　X010 M1 Y001 </p><p><b>　　X011</b></p><p><b>　　X012</b></p><p><b>　　X013</b></

94、p><p>　　X001 X003 Y001 T2 </p><p>　　Y001 電梯關門</p><p><b>　　T1</b></p><p>　　X006

95、 T2 </p><p>　　電梯運行 </p><p>　　圖5-1 電梯開/關門的控制梯形圖</p><p>　　當電梯到達目的層時，電梯找平層，門電機開始正轉，轎門和廳門同步打開，待開門到位后，接收到信號后，

96、門保持打開延時狀態(tài)，開門延時命令結束后開始關門，自動判斷是否存在紅外信號，如果有紅外信號，電梯繼續(xù)延時開門 2 秒，如果沒有信號門電機反轉關門，直到關門到位，然后響應下一個命令。實驗控制要求：始正轉，轎門打開，開門到位后，行程開關 SQ1 開,電梯運行到某一個被呼叫層或乘客需要到達的某一層后，轎門和廳門同步當電梯到達目的層時，然后電梯找平層，而門電機開始正轉，轎門和廳門同步</p><p>　　打開后，待乘客進入

97、或走出完畢后，門自動關閉，但也可以以手動方式開/關電梯門。</p><p><b>　　5.3電梯到層指示</b></p><p>　　電梯到層指示梯形圖，如圖 5-2所示：</p><p>　　X010` M2</p>

98、<p><b>　　X012 單層</b></p><p>　　M2 M3</p><p><b>　　X011M3</b></p><p><b>　　X013雙層</b></p><p>　　M2 M3</p><p&

99、gt;　　X010 Y013 Y014 Y015Y012</p><p>　　M2 Y012一樓指示</p><p>　　X011 Y012 Y014 Y015Y013</p><p>　　M3 Y013二樓指示<

100、/p><p>　　X012 Y012 Y013 Y015Y014</p><p>　　M2 Y014三樓指示</p><p>　　X013 Y012 Y013 Y014Y015</p><p>　　M3

101、 Y015四樓指示</p><p>　　圖 5-2 電梯到層指示梯形圖</p><p>　　具體的控制過程如下：</p><p>　　當一層或者三層電梯的接近開關被按下時，X010 或 X012 動作，輔助繼電器 M2 輸出有效信號并自鎖。當一層電梯的接近開關動作時 X010 閉合，同時輔助繼電器 M2 的觸點閉合，和一樓接近開關觸點串聯(lián)在的二、三和四樓的樓

102、層指示燈的觸點都是常閉的，因此一樓指示燈輸出 Y012 有效。同理當三層電梯的接近開關動作時 X012 閉合同時輔助繼電器 M2 的觸點閉合，和三樓接近開關觸點串聯(lián)在的一、二和四樓的樓層指示燈的觸點都是常閉的，因此一樓指示燈輸出 Y014 有效。</p><p>　　5.4層呼叫層指示燈控制</p><p>　　當有乘客在四樓扭動下行旋轉開關時，下行旋轉開關閉合，X024 常開觸點閉合，四

103、層呼叫指示輸出有效并自鎖，四層呼叫指示燈亮；當四層行程接近開關被按下 X014 觸點斷開，四層呼叫指示輸出 Y030 無效，燈滅。</p><p>　　當有乘客在三樓扭動下行旋轉開關時，下行旋轉開關閉合，X025 常開觸點閉合，三層呼叫指示輸出信號 Y031 輸出有效并自鎖，三層呼叫指示燈亮。當電梯向上運行時 Y011 常閉觸點斷開同時電梯停留在三層時 Y031 的自鎖功能無效，Y031輸出無效，指示燈滅；當電梯

104、運行過程中壓下三層接近開關時，其常閉觸點 X013斷開，Y031 輸出也無效。</p><p>　　層呼叫指示燈控制梯形圖，如圖 5-3 所示：</p><p>　　X021 X014 X010Y024</p><p>　　Y024 Y012一層向上呼叫指示</p><p>

105、;　　X022 X014 X011 Y025</p><p>　　Y025Y010二層向上呼叫指示</p><p><b>　　Y013</b></p><p>　　X023X014X012Y026</p><p>　　Y026Y010三層向上呼叫指示<

106、;/p><p><b>　　Y014</b></p><p>　　X024X014 X013Y030</p><p>　　Y030Y015四層向下呼叫指示</p><p>　　X025X014X012Y031</p><p>　　Y031Y011三層向下

107、呼叫指示</p><p><b>　　Y014</b></p><p>　　X026X014 X011Y032</p><p>　　Y032Y011二層向下呼叫指示</p><p><b>　　Y013</b></p><p>　　圖

108、5-3 層呼叫指示燈控制梯形圖</p><p>　　同理，當有乘客在二樓扭動下行旋轉開關時動作過程類似。當有乘客在二樓扭動下行旋轉開關時，下行旋轉開關閉合，X026 常開觸點會閉合，二層呼叫指示輸出信號 Y032 輸出有效并自鎖，二層呼叫指示燈點亮。當電梯向上運行時 Y011常閉觸點斷開同時電梯停留在二層時 Y031 的自鎖功能無效，Y031 輸出無效，指示燈滅；當電梯運行過程中壓下二層接近開關時，其常閉觸點

109、X012 斷開，Y032輸出也無效。</p><p>　　5.5電梯方向選擇，啟動控制和過載保護</p><p>　　電梯方向選擇控制設計的說明如下：</p><p>　　電梯方向選擇控制，即當電梯向上運行時，上行指示燈點亮，先將下行呼叫指令記憶存儲起來；當電梯向下運行時，下行指示燈點亮，上行指令記憶存儲起來。</p><p>　　電梯啟動控

110、制時，即電梯方向運行確定后，在關門信號和門鎖信號符合要求的情況下，電梯運行 2 秒后加速，在接近目的樓層時，開始慢速運行，直到電梯到達目的層為止。</p><p>　　電梯方向的選擇 PLC 梯形圖，如圖5-4所示：</p><p>　　Y023Y015Y004Y011 Y010</p><p>　　Y022 Y014

111、 電梯向上指示</p><p>　　Y021 Y013</p><p>　　Y020 Y012 Y003 Y010 Y011</p><p>　　Y021 Y013 電梯

112、向下指示</p><p>　　Y022 Y014</p><p>　　圖5-4 電梯方向的選擇梯形圖</p><p>　　電梯啟動控制和過載保護程序設計的說明如下：</p><p>　　如圖 5-5所示，X021、X022、X023 是電梯上行至某層的按下按鈕，X024、X025、X026 是電梯下行至某層的按鈕，它們的作用是當電梯上行至

113、某層的下層接近開關時，電梯開始減速，以便平穩(wěn)地在目標層停止。同理，當電梯下行至某層的上層接近開關時，電梯也開始減速，同樣使電梯平穩(wěn)地停在目標層。在門鎖信號 X010，門關信號 Y002 和過載保護信號符合要求的前提下，M4 此時閉合，Y003 也閉合，電梯快速運行，經過 2 秒后，電梯加速運行。當電梯接近二層時，二層的上下層接近開關 X030 與 Y021 接通 Y006，或 X034 與 Y021 接通 Y006，電梯慢速運行。當電梯

114、到達二層時，Y013 開始動作，電梯就會停止。</p><p>　　當電梯過載時，X037 常開觸點閉合，Y035 輸出有效，報警燈點亮，X037 常閉觸點斷開，電梯不會啟動，電梯停止運行。</p><p>　　當電梯在向上運行或向下運行時，電梯一旦超出行程，會壓下行程開關 SQ16或 SQ17，常閉觸點 X035 或 X036 斷開，電梯啟動程序停止，同時常開觸點 X035 或X036

115、閉合，Y033 或 Y034 觸點閉合，報警電路輸出有效，報警燈閃亮。</p><p>　　電梯啟動控制和過載保護梯形圖，如圖5-5所示： </p><p>　　Y005 K20</p><p>　　T3 Y006