電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，其應(yīng)用越來越廣。而電梯作為現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，與人們的生活日益緊密相關(guān)。隨著人們對(duì)其要求的提高，電梯技術(shù)得到了快速發(fā)展，其拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由 替了原來的繼電器控制。 電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐漸被淘汰。 目前 電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器 (要求功能變化靈活，編程簡(jiǎn)單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。 本文用 控制器，完成對(duì) 7 層變頻調(diào)速電梯的自動(dòng)控制，從而提高了電梯控制的自動(dòng)化程度。在采用 通用變頻器實(shí)現(xiàn)電梯常規(guī)控制的基礎(chǔ)上，利用旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)構(gòu)成位置反饋，實(shí)現(xiàn)電梯的精確位移控制。通過 層信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)、樓層選擇、運(yùn)行方向選擇、開關(guān)門控制、運(yùn)行控制及運(yùn)行指示等功能。通過合理的選擇與設(shè)計(jì)，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯 達(dá)到了較為理想的控制效果。 關(guān)鍵詞： 制；變頻調(diào)速；電梯；舒適感 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） of C in a Its is as an in it of Its C C its is by so on is is is is is LC to of of It is on LC a to to LC of is of is so of is of 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 錄 第 1 章 緒 論 . 1 第 2 章 方案論證 . 2 本方案概述 . 2 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) . 3 制電梯的特點(diǎn) . 3 頻器的選擇 . 4 川 變頻器特點(diǎn) . 4 川 變頻器配置 . 5 編程控制器（ 擇 . 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 7 述 . 7 梯 制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) . 7 梯信號(hào)控制系統(tǒng)組成 . 7 梯控制系統(tǒng)原理框圖 . 8 梯控制系統(tǒng)功能及速度曲線 . 9 梯控制系統(tǒng)功能 . 9 梯速度給定曲線 . 9 入輸出信號(hào)及系統(tǒng)選型 . 10 入輸出信號(hào) . 10 統(tǒng)選型 . 12 制系統(tǒng) I/O 地址分配 . 13 擴(kuò)展模塊外部接線設(shè)計(jì) . 14 機(jī)外部接線設(shè)計(jì) . 14 展模塊外部接線設(shè)計(jì) . 16 梯 統(tǒng)控制電氣設(shè)計(jì) . 17 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 18 序中使用的通用繼電器及功能 . 18 數(shù)脈沖的確定 . 19 于高速計(jì)數(shù)器 的相關(guān)設(shè)計(jì) . 19 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高速計(jì)數(shù)器初始化 . 19 廂所處樓層位置的確定 . 22 廳及轎廂處樓層顯示 . 23 速信號(hào)的確定 . 23 關(guān)門控制 . 26 門控制 . 26 門 控制 . 28 呼外喚及定向信號(hào)的獲取 . 29 指令信號(hào)處理 . 29 召喚信號(hào)處理 . 29 呼外喚及定向信號(hào)獲取梯形圖 . 29 層定向及反向截梯 . 32 梯鈴控制與故障報(bào)警 . 35 第 5 章 結(jié) 論 . 37 參考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 40 附 錄 . 41 附 錄 . 46 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒 論 自 1889年美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)以來，電梯在驅(qū)動(dòng)方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動(dòng)、牽引式驅(qū)動(dòng)等歷程，逐漸形成了直流電機(jī)拖動(dòng)和交流電機(jī)拖動(dòng)兩種不同的拖動(dòng)方式。如今電梯已成為人們進(jìn) 出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們?cè)谶\(yùn)行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能方面對(duì)它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點(diǎn)，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破鳎?保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此， 可編程序控制器 (早是根據(jù)順序邏輯控制的需 要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 一種 數(shù)字運(yùn)算操作的電子 系統(tǒng) 。 為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯控制由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展成為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)今電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。通過 制電梯，大大提高了電梯控制的自動(dòng)化程度，給人們的生活帶來 便利 。 鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前電梯的繼電器控制方式已逐漸被 制所代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的拖動(dòng)方式已由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。因此， 制 技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。本設(shè)計(jì)就是選用 制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)電梯的全集選控制的。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 2章 方案論證 本方案概述 電氣控制系統(tǒng)決定著電梯的性能，自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進(jìn)工作的進(jìn)一步開展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展換代迅速。在國(guó)產(chǎn)電梯中，在拖動(dòng)方面，除速度 Vs 的低速電梯仍有部分產(chǎn)品采用交流雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速外，對(duì)于速度 V已采用交流調(diào)壓調(diào)速和交流變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)。在中間邏輯控制方面，已淘汰繼電器控制，采用 微機(jī)控制。 新 電氣控制系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，不但改善了電梯的性能，而且提高了電梯的運(yùn)行可靠性，使我國(guó)電梯工業(yè)提高到一個(gè)新的水平，基本實(shí)現(xiàn)乘用安全、可靠、舒適的愿望。 目前電梯的控制普遍采用兩種方式 ： 一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和 集選運(yùn)行 功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程 序 控制器（ 代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置 成本較高 。 雖然在智能控制方面微機(jī)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)大的功能，但 其 存在抗干擾 性 差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷 。 而用維修方便，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。 本設(shè)計(jì)便是選用第二種方式實(shí)現(xiàn)電梯控制的。最終完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器和可編程序控制器的選擇。 電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分兩部分組成。電力拖動(dòng)部分（即主電路） 由三相交流輸入、變頻驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元幾部分組成。 通過合理設(shè)計(jì)完成電梯的拖動(dòng)任務(wù)。電氣控制部分 又稱為控制電路，它是電梯控制系統(tǒng)的核心。本設(shè)計(jì)中由 成電梯的邏輯控制。 用 調(diào)速 ， 應(yīng)信號(hào)、現(xiàn)行位置及其他相關(guān)信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后向變頻器送去上行、下行、換速、平層等控制信號(hào)。最終實(shí)現(xiàn)電梯的信號(hào)全集選控制。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的高速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)也有了十分迅速的發(fā)展。其已成為當(dāng)今節(jié)電 , 改善工藝流程以及提高產(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。 變頻調(diào)速 憑借著優(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許多優(yōu)勢(shì)，而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為是最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。 近年來，電梯調(diào)速系統(tǒng)很多采用變頻調(diào)速 控 制。 主要原因在于變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能。 電梯屬位能負(fù)載，并且要求頻繁起停。隨著載客量多少的變化、上下行的變換，要求電動(dòng)機(jī)在四象限內(nèi)運(yùn)行。更重要的是要滿足乘客的舒適感和保證平層精度 (即準(zhǔn)確停車 )。這些要求是變頻器在電梯中應(yīng)用的特殊之處。 變頻調(diào)速電梯的特點(diǎn)如下 : （ 1） 變頻調(diào)速電梯使用的是 交流電動(dòng)機(jī) ，與同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比具有體積小、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)。 （ 2） 變頻調(diào)速電源采用先進(jìn)的 術(shù)，使電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能有了明顯的改善； 由于變頻調(diào)速為無極調(diào)速，調(diào)速范圍寬 ， 因此電梯乘坐的舒適感也有了大大提高。 （ 3）變頻調(diào)速電梯控制精度高，且具有 良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 、 動(dòng)態(tài)品質(zhì)和抗負(fù)荷干擾能力 ，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。 （ 4） 變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的 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。 制電梯的特點(diǎn) 為 工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。 通用或?qū)Ｓ?現(xiàn)通道 的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，另外還有位處理器 (布爾處理器 )，進(jìn)行點(diǎn) (位 )運(yùn)算與控制。它采用了可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械的生產(chǎn)過程。 可靠性高；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)；編程方便易于使用；功能完善；設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短；體積小，維護(hù)操作方便等特點(diǎn)。其在電梯控制中更具有如下特點(diǎn)： （ 1） 采用 軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，使系統(tǒng)的可靠性大大提高。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 （ 2）去掉了選層器及大部分繼電器，使得控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。 （ 3） 采用 活性，系統(tǒng)可方便地增加或改變控制功能，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制要求。 （ 4） 運(yùn)行安全性得以提高，并易于檢修。 （ 5）可用于群控調(diào)配和管理，提高了電梯的運(yùn)行效率。 （ 6）更改控制方案時(shí)系統(tǒng)硬件接線可不改動(dòng)。 頻器的選擇 隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速 已 應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速 的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到了廣泛應(yīng)用。 1987年，上海三菱電梯有限公司首先從日本三菱引進(jìn)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)電梯行業(yè)率先推出了全計(jì)算機(jī)控制交流變頻變壓（ 速電梯 (專用變頻器控制 )，在電梯行業(yè)引起轟動(dòng)。十幾年來， 得到了普遍運(yùn)用。 目前國(guó)內(nèi) 用變頻器控制和通用變頻器+編程序控制器 )控制。 專用變頻器控制電梯，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)沒有采用專用變頻器，而是選用安川 用 變頻器，通過合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以達(dá)到專用變頻器的控制效果。這是本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一。 本設(shè)計(jì)選用 的 安川 用 變頻器，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(shí)降低電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。 另外， 頻器的起動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的 50%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，控制精度可達(dá) 使得電梯運(yùn)行舒適感 更 好， 零速抱閘 、 平層精度 更 高。無須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能 波頻率20而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦 波 波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。 川 變頻器特點(diǎn) 1世紀(jì)通用型變頻器。 是一種“多控制方式”的通用變頻器。具有：無 度傳感器 )U/ ；無 這種變頻器不僅考慮了 U/f 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍 。 頻器的特點(diǎn)如下 ： （ 1）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。 （ 2）有豐富的內(nèi) 存 與選擇功能。 （ 3）由于采用了最新式的硬件，因此功能全、體積小。 （ 4）保護(hù)功能完善、維修性能好。 （ 5）通過 提高操作性能。 川 變頻器配置 須配 供電動(dòng)機(jī)測(cè)速及反饋。 必須配置制動(dòng)電阻 。當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時(shí)，同步轉(zhuǎn)速下降，交 交變額器的直流部分電壓升高，制動(dòng)電阻的作用就是消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。其基本配置如下： （ 1） 616 （ 2） （ 3）旋轉(zhuǎn)編碼器。 （ 4）制動(dòng)電阻。 （ 5）電梯運(yùn)行曲線輸入板（可選配）。 編程控制器（ 擇 本設(shè)計(jì)轎廂位置檢測(cè)利用旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)。目前， 數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因此在電梯 用編碼器測(cè)取電梯運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼 器可直接與 源也可利用 4件連接簡(jiǎn)單方便。 用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂位置，要求可編程序控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)殡娞菔请p向運(yùn)行的，所以 合考慮后，本設(shè)計(jì)選擇了 德國(guó)西門子（ 司 7列。 德國(guó)西門子（ 司是歐洲最大的電氣、電子制造商，一直以品質(zhì)精良的電氣、電子產(chǎn)品聞名于世，也是國(guó)際上較早研制和生產(chǎn) 廠家 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 之一。西門子最早的 3系列， 1975年投放市場(chǎng)。 1979年西門子推出5系列取代了 后一直主推 20世紀(jì) 90年代初，西門子公司開始組織力量研制出了新一代 7系列 比 西門子公司的自動(dòng)化產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗?具有的各種功能，各種尺寸，各種結(jié)構(gòu)適用于許多應(yīng)用場(chǎng)合。有適用于起重機(jī)械或各種氣候條件的堅(jiān)固型；有適用于狹小空間具有高速 處理性能的密集型；有運(yùn)行速度極快且具有優(yōu)異的擴(kuò)展能力的機(jī)型，可配置種類繁多的輸入 /輸出模塊 、 智能模塊 、 編程軟件 、 過程通信和顯示部件等，所以在邏輯控制 、運(yùn)動(dòng)控制過程控制以及工廠全自動(dòng)化系統(tǒng)中均得到廣泛的應(yīng)用。 微型 列 可編程序控制器是德國(guó)西門子公司研制的一種新型可編程序控制器。 7列 用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 列具有極高的性能 、 價(jià)格比。 用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè) 、 自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 （ 1）極高的可靠性。 （ 2）極豐富的指令集。 （ 3）易于掌握。 （ 4）便捷的操作。 （ 5）豐富的內(nèi)置集成功能。 （ 6）實(shí)時(shí)特性。 （ 7）強(qiáng)勁的通訊能力。 （ 8）豐富的擴(kuò)展模塊。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 述 梯 制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 電梯 主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖 圖 。 主要硬件包括元 、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(dòng)系統(tǒng)等。 圖 梯 系統(tǒng)控制核心為 操縱盤、 呼梯盤 、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 ，向 召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng) 等 發(fā)出控制信號(hào)。 梯 信號(hào)控制系統(tǒng)組成 電梯 入到 運(yùn)行方式選擇 (如自動(dòng)、有司機(jī)、檢修等 )、運(yùn)行控制、安全保護(hù)信號(hào)、轎內(nèi)指令、廳外召喚、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖信號(hào)、開關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)或平層信號(hào)等。 輸入接口 輸出接口 機(jī) 存儲(chǔ)器 井道裝置 安全裝置 指層器 調(diào)速裝置 拖動(dòng)裝置 轎廂操縱盤 廳外呼梯盤 門機(jī)系統(tǒng) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 梯 號(hào)控制系統(tǒng) 梯控制系統(tǒng)原理框圖 電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖 示，主要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼叫電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、 起動(dòng)運(yùn)行線路、開關(guān)門控制線路 、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及 路 等組成的。 圖 梯控制系統(tǒng)原理框圖 輸入接口 出接口 安全保護(hù)信號(hào) 運(yùn)行方式選擇 運(yùn)行控制信號(hào) 內(nèi)指令信號(hào) 外召喚信號(hào) 光電脈沖信號(hào) 開關(guān)門信號(hào) 門區(qū)或平層信號(hào) 拖動(dòng)控制系統(tǒng) 呼梯信號(hào)指示 樓層指示 運(yùn) 行方向指示 開關(guān)門控制 呼梯報(bào)警鈴 平層 拖動(dòng) 減速 減速點(diǎn)信號(hào) 樓層信號(hào) 位置信號(hào) 指層 起動(dòng) 平層感應(yīng)器 定向平層 轎內(nèi)指令廳門召喚 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 梯控制系統(tǒng)功能及速度曲線 梯控制系統(tǒng)功能 電梯控制系統(tǒng)功能較多，根據(jù)實(shí)際要求的不同控制系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的功能略有差異。本設(shè)計(jì)中電梯為 7層變頻調(diào) 速全集選客梯設(shè)計(jì)，其可實(shí)現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的基本要求，具體實(shí)現(xiàn)的功能如下： （ 1）兩臺(tái)電機(jī)：一臺(tái)作為拖動(dòng)電機(jī)控制電梯上升和下降。另一臺(tái)作為門機(jī) 實(shí)現(xiàn)開關(guān)門控制。 （ 2）電梯操作方式采用全集選，即登記所有廳門和轎廂召喚；上行時(shí)順應(yīng)答轎廂和廳門上召喚，直至最高層自動(dòng)反向應(yīng)答下召喚和轎廂召喚。 （ 3）電梯具有自動(dòng)運(yùn)行、有司機(jī)運(yùn)行、檢修運(yùn)行三種運(yùn)行方式。 （ 4）電梯到位后具有手動(dòng)和自動(dòng)開關(guān)門功能。 （ 5）電梯對(duì)轎內(nèi)指令信號(hào)、廳外呼梯信號(hào)具有記憶功能。并能及時(shí)對(duì)轎內(nèi)和廳外召喚信號(hào)作出響應(yīng)。 （ 6）電梯內(nèi)、外設(shè)有運(yùn)行方向指示燈及樓層信號(hào)指示燈，以顯示電梯運(yùn)行位置。 （ 7）電梯具有自動(dòng)定向、自動(dòng)換向等功能。 （ 8）電梯具有滿載直駛；超載停駛；端站強(qiáng)迫換速及其它安 全保護(hù)等功能。 梯速度給定曲線 電梯的工作特點(diǎn)是頻繁起制動(dòng)，為了提高工作效率、改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時(shí)，準(zhǔn)確平層，即 “無速停車抱閘 ”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即直接停止。要做到這一點(diǎn)關(guān)鍵是準(zhǔn)確發(fā)出減速信號(hào)，在接近層樓面時(shí)按距離精確的自動(dòng)矯正速度給定曲線。 本設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂位置，只要電梯運(yùn)行，計(jì)數(shù)器就可以精確地確定走過的距離，達(dá)到與減速點(diǎn)相應(yīng)的預(yù)制數(shù)時(shí)即可發(fā)出減速命令。旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)軸直接與拽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接 。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出與轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)。 利用變頻器 脈沖信號(hào)引入 成位置反饋。 通過累計(jì)脈沖數(shù)可直接算出轎廂相應(yīng)位置行程，進(jìn)而算出電梯運(yùn)行過程中轎廂所處層樓位置 、確定換速點(diǎn)、提前開門區(qū)、平層停車點(diǎn)等。 為了滿足舒適感提高運(yùn)輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們對(duì)于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。 根據(jù)大量的研究和試驗(yàn)表明，人可接受的最大加速度 速度變 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 化率 m3 m/梯的理想運(yùn)行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于 正弦波形加速度曲線實(shí)現(xiàn)較為困難，而三角形曲線的最大加速度和在啟動(dòng)及制動(dòng)段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的加速度變化率均大于梯形曲線，即 +很少采用。因梯形曲線容易實(shí)現(xiàn)并且具有良好加速度變化率頻繁指標(biāo)，故被廣泛采用。本設(shè)計(jì)便是采用此種梯形加速度曲線。 采用梯形加速度曲線的電梯 理想運(yùn)行 速度給定曲線 如圖 中 圖 梯理想運(yùn)行速度給定曲線 入輸出信號(hào)及系統(tǒng)選型 入輸 出信號(hào) 由于采用 變頻器和 為了 完成 先確定 輸出點(diǎn)數(shù)。 。 本設(shè)計(jì)中電梯為 7層，按電梯各個(gè)功能部分分類統(tǒng)計(jì)， 變頻器與 頻器“運(yùn)轉(zhuǎn)”與“故障”信號(hào)共占 2個(gè)輸入點(diǎn)。 旋轉(zhuǎn)編碼器與 轉(zhuǎn)編碼器向 、 A、0 a v T 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 個(gè)輸入點(diǎn)。 運(yùn)行方式選擇開關(guān)：有 /無司機(jī)操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)；檢修開關(guān)；急停按鈕各占一個(gè)輸入點(diǎn)。其中檢修 運(yùn)行又有檢修向上運(yùn)行與檢修向下運(yùn)行按鈕。 轎內(nèi)指令按鈕：位于轎內(nèi)的操縱箱上，每層各一個(gè)， 7層共占 7個(gè)輸入點(diǎn)。 門廳召喚按鈕：位于電梯的廳門口，除頂層 7層只有下召，底層 1層只有上召外，其余每層均有上、下呼梯兩個(gè)按鈕，這樣門廳召喚共占 12個(gè)輸入點(diǎn)。 開關(guān)門：有廳門、轎門電氣觸點(diǎn)開關(guān)（用于保證電梯廳、轎門都關(guān)好，開關(guān)接通時(shí)才能運(yùn)行）、開門限位開關(guān)、關(guān)門限位開關(guān)、手動(dòng)開關(guān)門按鈕，共占 12個(gè)輸入點(diǎn)。 其他：有超載、上 /下極限開關(guān)、上 /下強(qiáng)迫換速開關(guān)、警鈴按鈕、底層鑰匙開關(guān)、紅外線傳感開關(guān)、直駛開關(guān)共占 9個(gè)輸入點(diǎn)。 指示燈： 12內(nèi)內(nèi)選指示燈；轎內(nèi)上 /下運(yùn)行指示燈共占 21個(gè)輸出點(diǎn)。 電梯運(yùn)行位置指示：電梯運(yùn)行位置指示采用七段碼顯示，由 7個(gè)輸出點(diǎn)。 其他：上 /下行接觸器；開 /關(guān)門繼電器；檢修繼電器；換速信號(hào)繼電器；平層停車?yán)^電器；蜂鳴器共占 8個(gè)輸入點(diǎn)。 綜上可知 ，系統(tǒng)所有輸入 /輸出均為開關(guān)量。共有開關(guān)量輸入點(diǎn) 48個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn) 36個(gè)。 輸入 /輸出信號(hào)及對(duì)應(yīng)的電氣符號(hào)如表 表 入 /輸出信號(hào)及對(duì)應(yīng)的電氣符號(hào)表 輸入部分 信號(hào)名稱 電氣符號(hào) 信號(hào)名稱 電氣符號(hào) 號(hào) 底層鑰匙開關(guān) 相高速脈沖輸入 信號(hào) 紅外線傳感開關(guān) 頻器“運(yùn)轉(zhuǎn)”信號(hào) 上極限開關(guān) 頻器“故障”信號(hào) 下極限開關(guān) /無司機(jī)操作方式 門按鈕 門鎖開關(guān) 門按鈕 門限位開關(guān) 停按鈕 門限位開關(guān) 行強(qiáng)迫換速開關(guān) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 超載觸點(diǎn) 行強(qiáng)迫換速開關(guān) 駛開關(guān) 1修開關(guān) 2鈴按鈕 1修向上運(yùn)行按鈕 關(guān) 1修向下運(yùn)行按鈕 續(xù)表 輸出部分 信號(hào)名稱 電氣符號(hào) 信號(hào)名稱 電氣符號(hào) 11門繼電器 內(nèi)上行指示燈 門繼電器 2行接觸器 內(nèi)下行指示燈 行接觸器 1速信號(hào)繼電器 梯運(yùn)行位置指示 層停車?yán)^電器 鳴器 動(dòng)檢修繼電器 統(tǒng)選型 控制器 ， 發(fā)展至今經(jīng)歷了兩代產(chǎn)品。其第二代產(chǎn)品的是在 21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的。 它的運(yùn)算 速度 很 快， 且 具有極強(qiáng)的通訊能力 。其 五種不同結(jié)構(gòu)配置 的 （ 1） 本機(jī)集成 6輸入 /4輸出， I/0點(diǎn)。無 I/序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量較少，有一定的高速計(jì)數(shù)處理能力，非常適合于少點(diǎn)數(shù)控制系統(tǒng)。 （ 2） 本機(jī)集成 8輸入 /6輸出， I/4點(diǎn)。和 可以進(jìn)行一定的模擬量控制和 2個(gè)模塊的擴(kuò)展，因此是應(yīng)用更為廣泛的全功能控制器。 （ 3） 本機(jī)集成 14輸入 /10輸出， I/4點(diǎn)。和前兩者相比 ， 存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，它可以連接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，它有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理能力，是使用最多的 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （ 4） 本機(jī)集成 24輸入 /16輸出， I/0點(diǎn)