基于MM420變頻器的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

基于MM420變頻器的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運送工具。在現(xiàn)代社會,電梯已像汽車、輪船同樣,成為人類不可缺少的交通運送工具。它有多種控制方式，如繼電器控制，PLC控制等。PLC控制電梯有如下的特點：可靠性高，PLC的平均無端障時間（MTBF）一般可達3~5萬小時。并且能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作；編程簡樸，PLC最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易掌握，當(dāng)工作流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活；體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。本文介紹了一種控制的VVVF的電梯控制系統(tǒng)，通過與其它電梯控制系統(tǒng)比較，得出了其控制的優(yōu)越性，并對其進行了較具體的軟硬件設(shè)計，對于軟硬件設(shè)計采用了模塊化設(shè)計的思想，并說明了控制方式的可行性。關(guān)鍵詞：可編程控制器；電梯；電梯控制；變頻器；梯形圖ABSTRACTElevator,developedwiththeconstructionofhigharchitectureofverticaltransportationtools.Inthemodernsociety,elevator,likecars,steamboatshasbecomeindispensabletransportationtoolforhumanbeings.Thereareseveralcontrolways,suchasrelayandPLCcontrol,andsoon.ThefeaturesofPLCcontrolelevatorarethefollowing:First,highreliability.TheMTBFofPLCcangenerallyreach30000to50000hours.Anditcaneasilyadapttotheenvironments.Thatitcanworkreliablyundertheindustrialenvironment.Second,easilyprogram.Thecommonlyusedprogramminglanguageisladderdiagramlanguage,whichisimagicandcanbeeasilymastered.Whentheworkingprocessneedtobechanged,theprogramcanbechangedonspot,whichisconvenientandflexible.Third,smallvolumeandcompactstructureanditiseasytoinstallandmaintain.ThispaperintroducesthesystemstructureofaVVVF(variablevoltagevariablefrequency)elevatorcontrolsystemwithPLC,wecanfindtheadvantageofthiscontrolmethodbycomparedwithothers,weachieveitshardwareandsoftwaredesignindetailwithaideaofmoduleandclarifiesthatthiscontrolmodeisfeasible.Keywords：PLC;elevator;elevatorcontrol;transducer;ladderdiagram目錄1緒論 41.1電梯技術(shù)概況 41.1.1電梯技術(shù)前景展望 41.1.2電梯的種類及組成 61.2電梯的重要參數(shù) 61.3電梯的保護裝置 82PLC控制系統(tǒng)與變頻器 102.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 102.2變頻器的分類 112.3變頻器的工作原理 ……………………122.4變頻器的選擇 132.4.1選擇變頻器的規(guī)格以及滿足條件 132.4.2西門子MM420變頻器………….142.5PLC與變頻器的連接 182.6變頻器的調(diào)速方案 183硬件設(shè)計 193.1變頻電梯電力傳動系統(tǒng) 193.2交流電動機及其轉(zhuǎn)速控制 214軟件設(shè)計 234.1程序流程圖……………….234.2程序設(shè)計…………………245結(jié)論 28致謝 29參考文獻 301緒論1.1電梯技術(shù)概況隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運營的交通工具已與人們的平常生活密不可分。事實上電梯是根據(jù)外部呼喊信號以及自身控制規(guī)律等運營的，而呼喊是隨機的，電梯事實上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制規(guī)定的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完畢電梯信號的采集、運營狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運營功能，拖動控制則由變頻器來完畢；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。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。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其因素在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活，抗干擾能力強、運營穩(wěn)定可靠等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。1.1.1電梯技術(shù)前景展望縱觀我國電梯行業(yè)的發(fā)展歷程，從改革開放到今天，電梯行業(yè)在不知不覺中走過了一個從無到有，從有到多，從多到精的發(fā)展歷程。隨著住宅市場的巨大變化，中國已經(jīng)成為全球容量最大、增長最快的電梯市場。這就必然會使電梯技術(shù)不斷的發(fā)展更新。（1）結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡樸化、體積小巧化、材料輕型化、工藝先進化、外觀美麗化。同時，無機房電梯在此后會有較大的發(fā)展。（2）技術(shù)含量更高，性能更好。電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，現(xiàn)如今具有先進性能，高舒適性的VVVF電梯，已是電梯行業(yè)的標準配置；然而，永磁同步無齒輪曳引機具有更節(jié)能、更清潔、更安靜、更安全、更經(jīng)濟等特點。所以永磁同步無齒輪曳引機將逐步成為新型曳引機的主流，由于永磁技術(shù)的先進性，將來很也許取代VVVF技術(shù)。此外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控制系統(tǒng)以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性也是電梯發(fā)展的潮流。（3）安裝更方便、快捷。高效、安全、可反復(fù)使用的無手架安裝，將是高層電梯安裝的重要方式，隨著技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來了更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。1.1.2電梯的種類及組成本節(jié)介紹了電梯的分類、組成，通過學(xué)習(xí)應(yīng)對電梯的定義和電梯的多種分類方法有一定的結(jié)識，并了解集選控制、并聯(lián)控制和群控電梯的操控方式。一、電梯分類電梯通常按用途、速度、拖動方式和控制方式等進行分類。目前電梯的基本分類方法如下表1-1所示：表1-1電梯的分類分類方式種類按用途分類乘客電梯、載貨電梯、醫(yī)用電梯、雜物電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯、冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電梯操縱電站電梯及消防員用電梯等按驅(qū)動方式分類交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、螺桿式電梯及直線電機驅(qū)動的電梯等按電梯速度分類低速電梯（1.00m/s）、中速電梯（1.00～2.00m/s）、高速電梯（大于2.00m/s）、超高速電梯（超過5.00m/s）及特高速電梯（16.7m/s）按有無司機分類有司機電梯、無司機電梯及有/無司機電梯等按操縱控制方式分類手柄開關(guān)操縱、按鈕控制電梯、信號控制電梯、集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯及群控電梯等按特殊用途分類冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯及消防員用電梯等現(xiàn)代物業(yè)建筑使用的電梯重要有信號控制、集選控制、并聯(lián)控制及群控制電梯四種操控方式，其控制特點如下所述。（1）信號控制電梯特點除具有自動平層，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。（2）集選控制電梯是一種在信號控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動控制電梯，與信號控制的區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。重要特點是:把轎廂內(nèi)選層信號和各層外呼信號集合起來,自動決定上、下運營方向順序應(yīng)答。（3）并聯(lián)控制電梯是把2～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯自身都具有集選功能。（4）群控電梯特點是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。控制方式有以下兩種。控制系統(tǒng)按預(yù)先編制好的交通模式程序，集中調(diào)度和控制梯群的運營，稱為梯群程序控制。能實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)的采集、互換及存儲功能，尚有進行分析、篩選及報告的功能，稱為梯群智能控制。二、電梯的組成曳引式電梯是垂直交通運送工具中最普遍的一種電梯，其結(jié)構(gòu)重要由機械部分和電氣部分組成；機械裝置部分分為：（1）曳引系統(tǒng)作用是提供電梯運營動力的設(shè)備，把曳引機的旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)換為電梯的垂直運動。（2）轎廂在曳引鋼絲繩的牽引下沿電梯井道內(nèi)的導(dǎo)軌作快速平穩(wěn)的運營。（3）門系統(tǒng)作用就是打開或關(guān)閉轎廂與層站廳門的出入口。（4）導(dǎo)向系統(tǒng)作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運動。（5）重量平衡系統(tǒng)由對重及重量補償裝置組成。對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重。重量補償裝置，是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯平衡設(shè)計影響的裝置。（6）機械安全保護裝置由機械限速裝置、緩沖器和端站保護裝置組成。起到防止電梯超速行駛、終端越位、沖頂或蹲底等保護。電氣裝置部分分為：（1）電力拖動系統(tǒng)由曳引電機、供電系統(tǒng)、調(diào)速裝置和速度反饋裝置構(gòu)成。對電梯實行速度控。（2）操作控制系統(tǒng)由操縱裝置、平層裝置與選層器等構(gòu)成。對電梯實行操縱、監(jiān)控的系統(tǒng)。（3）電氣安全系統(tǒng)指在電梯控制系統(tǒng)中用于實現(xiàn)安全保護作用的電路及電氣元件。1.2電梯的重要參數(shù)載重量(kg)，轎廂尺寸(mm)，轎廂形式，轎門形式，開門寬度(mm)，開門方向，曳引方式，額定速度(m/s)，電氣控制系統(tǒng)，停層站數(shù)(站)，提高高度(mm)，頂層高度(mm)，（底坑深度(mm)，井道尺寸(mm)，井道高度(mm)。電梯的重要參數(shù)是設(shè)計和制造電梯的重要依據(jù)。用戶選擇電梯時，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點、運載對象等，對的的選擇電梯類別和有關(guān)參數(shù)和尺寸。并根據(jù)所選擇參數(shù)和規(guī)格尺寸，設(shè)計和建造安裝電梯的建筑物，否則會影響電梯的使用效果。具體見表1-2。表1-2電梯參數(shù)Ⅰ類電梯的參數(shù)、尺寸重要用途非住宅電梯（辦公室、寫字樓等）額定載重量/kg630800100012501600可乘人數(shù)/人810131621轎廂寬度A/mm1100135016001950深度B/mm14001750高度/mm2200（2300）2300轎和層門寬度E/mm8001100深度F/mm2023（2100）2100形式中分門井道寬度C/mm中分門1800190024002600旁開門②深度D/mm210023002600低坑深度P/mmV=0.63m/s14001600V=1.00m/sV=1.60m/s1600V=2.50m/s②2200頂層高度Q/mmV=0.63m/s380042004400V=1.00m/sV=1.60m/s40042004400V=2.50m/s②500052005400續(xù)表1-2電梯參數(shù)Ⅰ類電梯的參數(shù)、尺寸機房V=0.63m/s面積S/㎡15202225寬度R/mm25003200深度T/mm370049005500高度H/mm220024002800V=1.00m/s面積S/㎡15202225寬度R/mm25003200深度T/mm370049005500高度H/mm220024002800V=1.60m/s面積S/㎡15202225寬度R/mm25003700深度T/mm370049005500高度H/mm220024002800V=2.50m/s面積S/㎡①18202225寬度R/mm①28003200深度T/mm①49005500高度H/mm①28001.3電梯的保護裝置（1）電磁制動器：裝于曳引機柱上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層時斷電制動。（2）逼迫減速開關(guān)：分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站尚未減速時，轎廂上撞塊就啟動此開關(guān)，通過電氣傳動裝置，使電動機逼迫減速。（3）限位開關(guān)：當(dāng)電梯轎廂開到頂或底,就會碰到此開關(guān)不能繼續(xù)向前運營,只能反方向運營。（4）行程極限保護開關(guān)：當(dāng)限位開關(guān)不起作用時，轎廂通過端站時，此開關(guān)動作。（5）急停按鈕：裝于轎廂司機控制操縱盤上，當(dāng)發(fā)生異常情況時按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。（6）廳門開關(guān)：每個廳門都裝有門鎖開關(guān)；僅當(dāng)廳門關(guān)閉時電梯才動作，在運營中如廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車。（7）關(guān)門安全開關(guān)：常見的是裝在轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門。（8）超載開關(guān)：當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運營。（9）其他開關(guān)：安全窗開關(guān)、鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。（10）報警和救援裝置：電梯發(fā)生人員被困在轎廂內(nèi)時，通過報警或通信裝置應(yīng)能將情況及時告知管理人員并通過救援裝置將人員安全救出轎廂。2PLC控制系統(tǒng)與變頻器2.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則如下：（1）選用的PLC必須滿足被控對象的控制規(guī)定。（2）在滿足控制規(guī)定的前提下，保證PLC控制系統(tǒng)安全、可靠。（3）PLC控制系統(tǒng)盡也許簡樸。（4）具有高的性價比。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)圖2-1是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)的流程圖。具體環(huán)節(jié)如下：（1）了解和分析被控對象的控制規(guī)定，擬定輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量。（2）根據(jù)輸入、輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，擬定 PLC的I/O點數(shù)，并選擇相應(yīng)點數(shù)的PLC機型。（3）合理分派I/O點數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。（4）根據(jù)控制規(guī)定繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖。（5）根據(jù)工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖編寫梯形圖、指令語句、匯編語言或計算機高級語言等形式的用戶程序。（6）用編程器將用戶程序輸入到PLC內(nèi)部存儲器中，進行程序調(diào)試。（7）程序調(diào)試。先進行模擬調(diào)試，再進行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試；先進行局部、分段調(diào)試，再進行整體、系統(tǒng)調(diào)試。（8）調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。分控對象、明確控制規(guī)定選擇PLC機型分控對象、明確控制規(guī)定選擇PLC機型硬件設(shè)計軟件設(shè)計模擬調(diào)試修改修改符合設(shè)計規(guī)定？現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試符合設(shè)計規(guī)定？投入運營否否否否是圖2-1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)流程三、采用PLC控制系統(tǒng)控制具有的優(yōu)點為：在電梯控制系統(tǒng)中采用PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運營的自動控制，提高了可靠性。去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡樸，外部接線簡化。PLC可以實現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)控制，方便的增長或改變控制功能。PLC可進行故障的自檢和報警顯示，提高了系統(tǒng)的安全性。并便于檢修。用于群控調(diào)配和管理，提高了電梯的運營效率。改變控制方案時不需要改動硬件接線。2.2變頻器的分類變頻器的種類有很多，根據(jù)不同的分類方法將變頻器分為：按互換環(huán)節(jié)方法分：交-直-交變頻器；交-交變頻器。按主電路工作方式分：電壓型變頻器；電流型變頻器。按電壓的調(diào)制方式分：PAM變頻器；PWM變頻器。按工作原理分：V/f控制變頻器；轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器；矢量控制變頻器；直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器。按用途分：通用變頻器；高性能變頻器；具有電源再生功能的變頻器；風(fēng)機、水泵用變頻器；其他專業(yè)變頻器。2.3變頻器的工作原理變頻器的主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，中間濾波電路以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。a.整流器（將恒壓恒頻的交流電變換為直流電）最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。b.中間濾波環(huán)節(jié)（對整流后的電壓或電流進行濾波）將整流后的電壓或電流進行濾波，減小電壓和電流的波動。c.逆變器（將直流電變換成頻率和電壓都可調(diào)的交流電）同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所規(guī)定頻率的交流功率，以所擬定的時間使6個晶體管導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到三相交流輸出。6個晶體管導(dǎo)通或截止的規(guī)律是：（1）每個晶體管連續(xù)導(dǎo)通或截止半個周期；（2）任一個時刻都有3個晶體管導(dǎo)通；（3）每隔60°相位角換流一次，換流發(fā)生在同一臂上。變頻器的原理結(jié)構(gòu)圖2.4變頻器的選擇變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量對系統(tǒng)的可靠性有很大的影響，選擇品牌時，質(zhì)量品質(zhì)，是選擇時重要考慮的因素。在同一品牌中選擇時，則依據(jù)已擬定的調(diào)速方案、負載類型以及應(yīng)用時所需的附加功能來擬定。2.4.1選擇變頻器的規(guī)格以及滿足條件按照變頻器標稱功率進行選擇，在實際中經(jīng)常也許會行不通。根據(jù)具體的工程情況，可以有以下的幾種選擇方式：（1）按照標稱功率選擇：一般做為初步投資估算依據(jù)。（2）按照電動機額定電流選擇：多用于恒轉(zhuǎn)矩負載的新設(shè)計項目。（3）按照電動機實際運營電流選擇：多用于改造工程。（4）照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇。且選擇的變頻器應(yīng)滿足以下條件：（1）根據(jù)被控設(shè)備的負載特性選用通用變頻器的類型。（2）所選用通用變頻器的類型與被控異步電動機的參數(shù)匹配。（3）為減少電梯成本，選用通用變頻器。（4）電梯的啟動和停車都要平穩(wěn)。（5）變頻器帶有防止失速功能。（6）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。2.4.2西門子MM420變頻器西門子MM420的變頻器具有很高的運營可靠性和功能的多樣性。采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)，可使電動機低噪聲運營。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護表2-2變頻器參數(shù)設(shè)立參數(shù)號出廠值設(shè)立值說明P000311設(shè)用戶訪問級為標準級P000407命令和數(shù)字I/OP070022命令源選擇“由端子排輸入”P000312設(shè)用戶訪問級為擴展級P000407命令和數(shù)字I/O*P070111ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止*P070212ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止*P0703910正向點動*P07041511反轉(zhuǎn)點動P000311設(shè)用戶訪問級為標準級P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100021由鍵盤（電動電位計）輸入設(shè)定值*P108000電動機運營的最低頻率(Hz)*P10825050電動機運營的最高頻率(Hz)*P1120105斜坡上升時間（s）*P1121105斜坡下降時間（s）P000312設(shè)用戶訪問級為擴展級P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器*P1040520設(shè)定鍵盤控制的頻率值*P1058510正向點動頻率(Hz)*P1059510反向點動頻率(Hz)*P1060105點動斜坡上升時間（s）*P1061105點動斜坡下降時間（s）變頻器的輸入信號涉及對運營/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、點動等運營狀態(tài)進行操作的數(shù)字操作信號。變頻器通常運用繼電器觸點或晶體管集電極開路形式得到這些運營信號PLC的輸出端口可以和變頻器的上述信號端子直接相連接，從而實現(xiàn)PLC對變頻器的控制。變頻器的監(jiān)測輸出信號分為開關(guān)量檢測信號和模擬量檢測信號兩種，用來和其他設(shè)備配合以組成控制系統(tǒng)。模擬量檢測輸出信號既可根據(jù)需要送給電流表或頻率表，也可以送給PLC的模擬量輸入模塊。對于開關(guān)量檢測信號，由于是通過繼電器觸點或晶體管集電極開路的形式輸出，額定值均在24V/50mA之上，符合S7-200PLC對輸入信號的規(guī)定，所以將變頻器的開關(guān)量檢測信號西門子PLC的輸入端直接相連接，從而實現(xiàn)信號的反饋控制。2.5PLC與變頻器的連接PLC的輸出是+24V的電壓，是開關(guān)量信號。用它作為變頻器的輸入信號。如上述實驗四?？刂芇LC的四個輸出的有無。從而可以作為變頻器的開光量的輸入，最終控制電機的轉(zhuǎn)速。先對變頻器進行參數(shù)的設(shè)定，即約定一個固定的運營模式。將PLC四個輸出端作為信號輸出。每個輸出都有0/1的輸出。如0000，0001，0010,0011，0100……1111，共16個運營速度?？蓪崿F(xiàn)多速度的運營方式?；蛟鲩L變頻器的斜坡上升下降時間，如都為10s，則電梯的加減速的大小減小，而人就不會明顯的感覺超重與失重。最終達成乘坐著舒適度規(guī)定！2.6變頻調(diào)速方案一、控制要點控制模式。為了保證在低速時能有足夠大的轉(zhuǎn)矩，最佳采用帶轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式。起動方式。為滿足吊鉤從“床面”上升時，需要消除傳動間隙，將鋼絲繩拉緊的規(guī)定，應(yīng)采用S型起動方式。制動方式。采用再生制動、直流制動和電磁機械制動相結(jié)合的方法。點動制動。點動制動是用來調(diào)整被吊物體空間位置的，應(yīng)能單獨控制。點動頻率不宜過高。二、調(diào)速方案變頻器的選型。考慮到起升機構(gòu)對運營的可靠性規(guī)定較高，應(yīng)選用品有帶速度反饋矢量控制功能的變頻器。調(diào)速機構(gòu)。雖然變頻器調(diào)速是無級的，可以用外接電位器來進行調(diào)速，希望調(diào)速時的基本操作方法可以和原拖動系統(tǒng)的操作方法相同。因此，采用左、右各若干擋轉(zhuǎn)速的控制方式，3硬件設(shè)計電梯的硬件系統(tǒng)由操縱盤、門廳信號、PLC、變頻器、調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示。圖中變頻器只完畢調(diào)速功能，而邏輯控制部分由PLC完畢。PLC負責(zé)解決各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器也將自身的工作狀態(tài)發(fā)PLC形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。系統(tǒng)還配置了與電動機同軸連接旋轉(zhuǎn)譯碼器及PG卡，完畢速度檢測及反饋，形成速度閉環(huán)和位置閉環(huán)。此系統(tǒng)還必須配置制動電阻，當(dāng)電梯減速運營時，電動機處在再生發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能，克制直流電壓升高。3.1變頻電梯電力傳動系統(tǒng)如圖3-2所示為電梯驅(qū)動機構(gòu)原理圖，動力來自電動機，一般選11KW或15KW的異步電動機。曳引機的作用有三個：一是調(diào)速，二是驅(qū)動曳引鋼絲繩，三是在電梯停車時實行制動。為了加大載重能力，鋼絲繩的一端是轎廂，另一端加裝了配重裝置，配重的重量隨電梯載重的大小而變化。計算公式如下：配重的重量=（載重量/2+轎箱自重）×45%式中的45%是平衡系數(shù)，一般規(guī)定平衡系數(shù)在45%～50%之間這種驅(qū)動機構(gòu)可使電梯的載重能力大為提高，在電梯空載上行或空載下行時，電動機額負載最大，處在驅(qū)動狀態(tài)，這就規(guī)定電動機在四象限內(nèi)運營。為滿足乘客的舒適感和平層精度，規(guī)定電動機在各種負載下都有良好的調(diào)速性能和準確停車性能。為滿足這些規(guī)定采用變頻器控制電動機是最合適的。變頻器不僅可以提供良好的調(diào)速性能，并能節(jié)約大量電能，這是目前電梯大量采用變頻器控制的重要因素。下面以目前正弦輸入和正弦輸出電壓源變頻驅(qū)動系統(tǒng)為例并結(jié)合圖3-3說明VVVF變頻電梯電力傳動系統(tǒng)的工作原理。圖3-3變頻電梯電力傳動系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點有：（1）使用交流感應(yīng)電動機結(jié)構(gòu)簡樸，制造容易，維護方便，適于高速運營。（2）電力傳動效率高，節(jié)約電能。電梯屬于一種位能負載，在運營時具有動能，因此在制動時，將其回饋電網(wǎng)具有很大意義。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，占地面積大為減少。3.2交流電動機及其轉(zhuǎn)速控制從發(fā)電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的，在我國是50Hz。交流電動機的同步轉(zhuǎn)速N1=60f1式5.1中，N1為同步轉(zhuǎn)速，單位是r/min；f1為定子電流頻率，單位是Hz；p為電動機的磁極對數(shù)。異步電機轉(zhuǎn)速N=N1（1－S）=60f1（1－S式5.2中，S為異步電動機的轉(zhuǎn)差率，S=（N1﹣N）/N1。以上兩個式子說明，無論是同步電動機還是異步電動機，轉(zhuǎn)速都與送人電動機的電流頻率f成正比例變化，也就是說，改變電源頻率可以方便地改變電動機的運營速度，也就是說變頻對于交流電動機的調(diào)速來說是十分合適的。但是，從交流電動機誕生到變頻器出現(xiàn)的近百年里，交流變頻調(diào)速卻一直只是人們的抱負。在那個期間，交流異步電動機的調(diào)速重要采用變極調(diào)速及改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變極是改變定子繞組的接線以改變電動機的磁極對數(shù)的調(diào)速方法。這是一種有極調(diào)速，轉(zhuǎn)速智能成倍地變化，是不連續(xù)的變化，并且制造工藝限制了電動機磁極對數(shù)種類的增長。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速有轉(zhuǎn)子調(diào)電路串電阻速、串極調(diào)速、改變定子電壓調(diào)速等多種方法。其中，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的調(diào)速范圍不算小，但是實際應(yīng)用中由于串入的電阻越大，轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子銅損耗就也大，很不經(jīng)濟。并且串入的電阻越大，轉(zhuǎn)速越不穩(wěn)定。它是一種有極調(diào)速。串極調(diào)速的功率因數(shù)低。調(diào)壓調(diào)速會使損耗增長。長期以來，電力拖動領(lǐng)域中規(guī)定平滑調(diào)速的場合一直是直流電機占據(jù)著統(tǒng)治地位。這是由于變頻調(diào)速的關(guān)鍵設(shè)備，可調(diào)節(jié)頻率的交流電源的制造是十分困難的。這種局面隨著通用變頻器的誕生而發(fā)生了主線的變化。變頻器誕生以來，交流調(diào)速技術(shù)日益普及。變頻器是一個新型高科技點在產(chǎn)品，它廣泛應(yīng)用于交流電動機的調(diào)速控制，變頻調(diào)速的優(yōu)點有：調(diào)速范圍大；電源頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速可以平滑改變；變頻時，電源電壓按照不同頻律變化，不僅可以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，還可以實現(xiàn)恒功率調(diào)速，以適應(yīng)不同負載的規(guī)定。交流電動機以其結(jié)構(gòu)簡樸，堅固耐用及變頻器帶來了良好的調(diào)速性能，這已經(jīng)在調(diào)速應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。4軟件設(shè)計4.1程序流程圖電梯控制程序的設(shè)計需按照4-1所示的程序流程圖來編輯。圖4-1程序流程圖4.2程序設(shè)計網(wǎng)絡(luò)1：電梯啟動準備時間中間輔助部分注釋：M0.0是中間繼電器。按下I0.0，I0.1，I0.2后，M0.0，M0.1，M0.2得電自鎖，并且T37開始計時。1.5S后T37得電。網(wǎng)絡(luò)2：電梯上升下降部分注釋：I0.3，I0.4，I0.5分別是安裝在一，二，三樓的行程開關(guān)。如按I0.0時，電梯就在一樓，則直接開門；如不在一樓則電梯下降（電機正轉(zhuǎn)）。按是I0.1時，根據(jù)一樓和三樓的行程開關(guān)的壓合情況，判斷電梯是上升還是下降。按I0.2時，如電梯就在三樓則直接開門如不在三樓則電梯上升（電機反轉(zhuǎn)）。Q0.0與Q0.1是電機正反轉(zhuǎn)互鎖。網(wǎng)絡(luò)