變頻調(diào)速電梯的PLC控制

變頻調(diào)速電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一控制要求電梯是現(xiàn)代高層建筑中必不可少的起重運(yùn)輸設(shè)備。本設(shè)計(jì)對(duì)象為一變頻調(diào)速電梯，要求具有以下基本功能：1轎內(nèi)指令登記與消除。2廳外召喚指令的登記與消除。由司機(jī)狀態(tài)下，廳外召喚不參與選向而由司機(jī)控制。無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，轎內(nèi)指令具有優(yōu)先權(quán)，即電梯?？亢?，從電梯自動(dòng)開(kāi)門(mén)到自動(dòng)關(guān)門(mén)結(jié)束前，轎內(nèi)指令優(yōu)先于召喚指令。在這段時(shí)間內(nèi)，召喚指令不參與選向控制。3自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)。電梯到達(dá)預(yù)定層站并?？亢髴?yīng)自動(dòng)將門(mén)打開(kāi)。由專職司機(jī)狀態(tài)下，按下關(guān)門(mén)按鈕，關(guān)門(mén)后自動(dòng)運(yùn)行；無(wú)專職司機(jī)狀態(tài)下，延時(shí)后自動(dòng)開(kāi)門(mén)，關(guān)門(mén)后自動(dòng)運(yùn)行。4樓層及運(yùn)行方向指示。5自動(dòng)選項(xiàng)。電梯應(yīng)能根據(jù)所處的樓層及轎內(nèi)指令確定目的樓層（無(wú)司機(jī)狀態(tài)下，召喚指令必須也參與選向）并自動(dòng)選擇合理的運(yùn)行方向。6自動(dòng)運(yùn)行，換速及平層。7應(yīng)具有各種相應(yīng)的安全保護(hù)以及報(bào)警（如超載報(bào)警等），照明等功能。8電梯運(yùn)行狀態(tài)由三檔位鑰匙開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。電梯運(yùn)行狀態(tài)又有司機(jī)，無(wú)司機(jī)和檢修三種狀態(tài)組成。檢修狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)動(dòng)控制開(kāi)關(guān)門(mén)，電梯慢速點(diǎn)動(dòng)上下，以便利于維修。9具有停電應(yīng)急處理措施。10具有滿載直駛功能。二設(shè)計(jì)任務(wù)1電梯電氣控制方案的選擇。~~2安控制要求設(shè)計(jì)主電路和各種輔助電路。3安控制要求統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)，選擇PLC型號(hào)，完成I/O端口分配；選擇變頻器型號(hào)，熟悉其端口情況。4設(shè)計(jì)可編程序控制器及變頻器I/O接口電路。5設(shè)計(jì)梯形圖，編制控制程序（以利于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試）。6程序調(diào)試（視條件而定）。三技術(shù)報(bào)告要求1闡述當(dāng)前電梯和變頻控制概況及國(guó)內(nèi)外水平，電梯及變頻器的基本結(jié)構(gòu)，基本工作原理及控制要求。2控制方案分析，程序設(shè)計(jì)技巧及心得體會(huì)。3繪制電氣原理圖，指令表。4列出參考資料目錄。第一章電梯簡(jiǎn)介第一節(jié)電梯的發(fā)展史隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活的迅速提高，我國(guó)的建筑也已成為支柱行業(yè)，并日益發(fā)展壯大起來(lái)。伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運(yùn)輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異的發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種工作和生活中的必須設(shè)備，電梯和汽車一樣，已經(jīng)使人們頻繁乘用的交通運(yùn)輸工具。就然我們關(guān)注一下電梯的發(fā)展史：1852年美國(guó)人伊萊沙。格雷夫斯。奧梯斯發(fā)明了世界上第一部以蒸汽機(jī)為動(dòng)力，配有安全裝置的客梯，在1857年被安裝在紐約市豪華商廈里。1889年美國(guó)奧迪斯電梯公司首先推出用電力拖動(dòng)的電梯，他安裝在紐約的戴納斯特大廳里。1903年美國(guó)制造商奧迪斯發(fā)明了由直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的拽引式電梯。1971年電梯控制電路中，采用了集成電路。1972年生產(chǎn)出了數(shù)控電梯，是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，提高了系統(tǒng)的可靠性。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微處理機(jī)系統(tǒng)于1976年用于電梯控制系統(tǒng)（VVVF系統(tǒng)）。它不僅降低了電梯的能耗和維修費(fèi)用，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，更便于電梯的適用于管理。進(jìn)入80年代，電梯控制技術(shù)又有了新的變化，1984年日本推出了用交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)電梯，通過(guò)電壓電流和速度的信號(hào)反饋，有計(jì)算機(jī)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改善了電梯的運(yùn)行效率。他將取代直流調(diào)速電梯和交流調(diào)速電梯，是我國(guó)電梯制造的發(fā)展方向。同年在日本將其用于2m/s以上的高速電梯。1985年以后，又將其延伸到中，低速交流調(diào)速電梯。交流變頻調(diào)速技術(shù)，被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。―1985年日本生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)螺旋式自動(dòng)扶梯，使啟明顯減小了占地面積?！?993年日本生產(chǎn)的12.5m/s世界上最高速的交流變頻調(diào)速電梯已投入運(yùn)行。第二節(jié)電梯生產(chǎn)與使用情況當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。有一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。進(jìn)入90年代，在世界各地運(yùn)行的電梯有400多萬(wàn)臺(tái)，其中日本就有4萬(wàn)臺(tái)。全世界每年電梯需求量大約在15萬(wàn)臺(tái)左右。其中日本需3萬(wàn)臺(tái)美國(guó)需2萬(wàn)臺(tái)，歐洲需5萬(wàn)臺(tái)，東南亞需1。2萬(wàn)臺(tái)。預(yù)計(jì)近十年內(nèi)世界年平均增長(zhǎng)率為7%，亞太地區(qū)的年增長(zhǎng)率為9%。世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國(guó)奧梯斯公司，瑞士迅達(dá)公司，日本三菱和日立公司，芬蘭科恩公司等，其電梯的產(chǎn)量，已占世界市場(chǎng)的51%。其中澳梯斯公司和三菱公司是世界上年產(chǎn)量最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯外，在低層樓房越來(lái)越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成為電梯家族中新的組成部分。電梯式機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)，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(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)代電梯尤其重要的是，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已采取了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在中國(guó)，解放前，全國(guó)只有2000臺(tái)電梯，幾乎沒(méi)有電梯生產(chǎn)企業(yè)。解放后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電梯企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)的電梯企業(yè)由60年代開(kāi)始起步，到了70年代以初具規(guī)模。在1949年至1979年的30年中，我國(guó)總共生產(chǎn)安裝電梯約1萬(wàn)臺(tái)。那時(shí)電梯產(chǎn)品以低速直流梯和雙速梯為主，生產(chǎn)廠不超過(guò)10家。自1979年至今的20年間電梯產(chǎn)量有了飛速的增長(zhǎng)：全國(guó)共生產(chǎn)電梯28.8萬(wàn)臺(tái)（其中自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道3.13萬(wàn)臺(tái)），出口電梯2555臺(tái)（其中扶梯1703臺(tái)）；產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化：老的直流電梯已被淘汰，交流雙速梯、ACVV交流調(diào)速梯逐漸被VVVF交流變頻變壓調(diào)速電梯所取代，控制系統(tǒng)已在大量采用PLC和微電腦控制技術(shù)，最高梯速已達(dá)到4m/s；行業(yè)出現(xiàn)了翻天覆地的變化：電梯企業(yè)的生產(chǎn)條件、人類素質(zhì)、管理水平有了極大的改善與提高，上海三菱、天津OTIS、中國(guó)迅達(dá)、蘇州迅達(dá)、廣州日立、西子OTIS等一批企業(yè)的面貌已可與國(guó)際上最先進(jìn)的電梯公司相媲美；民族品牌如蘇州江南、常州飛達(dá)、上海華立、浙江巨人、天津利通、山東百斯特等在市場(chǎng)上也很活躍，并有一定量的出口。目前，我國(guó)已引進(jìn)轉(zhuǎn)化了發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC178電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道技術(shù)委員會(huì)的正式成員。我國(guó)電梯已形成了設(shè)計(jì)制造、安裝調(diào)試、維修保養(yǎng)一條龍服務(wù)的一個(gè)完整的行業(yè)，維持著全國(guó)30萬(wàn)臺(tái)在用電梯的正常運(yùn)行，新裝電梯年銷售額超過(guò)了100億人民幣。電梯是機(jī)-電一體的用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控制理論、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、微機(jī)技術(shù)和土建工程等多學(xué)科領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代程度標(biāo)志之一自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的電梯產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是電梯產(chǎn)量還是技術(shù)管理水平，都取得了飛速發(fā)展。隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展和完善，交流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展并日趨成熟。因此，在電梯控制技術(shù)上，已呈現(xiàn)出用交流調(diào)速取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。采用交流雙速異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的雙速電梯的雙速電梯，由于其拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方便。因此，在1.0m/s以下的低速梯中，仍被廣泛使用著。但采用交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的電梯，可以比較好的消除交流調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)電梯的缺陷。與采用交流調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的電梯比較可節(jié)能40%--50%,與直流拖動(dòng)電梯比較節(jié)能在65%--70%左右。目前交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品。微機(jī)控制電梯時(shí)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，是控制功能得到增強(qiáng)，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開(kāi)發(fā)出了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程序控制器（PC）取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型也已投產(chǎn)，使電梯性能得到改善，故障率明顯降低。在技術(shù)上，應(yīng)該說(shuō)這是一大進(jìn)步，用PC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，防火廳門(mén)，地震控制，自監(jiān)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?？傊?，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來(lái)越重要的位置，每年需量已達(dá)1萬(wàn)臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/5。一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也作了貢獻(xiàn)。第三節(jié)電梯的基本結(jié)構(gòu)從總體來(lái)講，電梯由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)、轎箱和門(mén)系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置等部分組成；而電氣控制部分由電力控制系統(tǒng)、運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)組成。1拽引系統(tǒng)拽引系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)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。1） 拽引機(jī)拽引機(jī)位電梯的運(yùn)行梯用動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)、拽引輪和電磁制動(dòng)組成。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與拽引輪之間是否有減速箱，又可分為有齒拽引機(jī)和無(wú)齒拽引機(jī)。其中無(wú)齒拽引機(jī)的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)拽引輪，一般用于2m/s以上的高速電梯。由于這種電梯沒(méi)有減速箱，所以其傳動(dòng)效率較高，噪聲小，傳動(dòng)平穩(wěn)。而有齒拽引機(jī)的電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)拽引輪，從而降低了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，提高了輸出轉(zhuǎn)矩。如果拽引機(jī)的拽引輪安裝在主軸的伸出端，稱為單支撐式（懸臂式）拽引機(jī)，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，適用于起重量較?。~定起重量不大于1t）的電梯。如果拽引輪兩側(cè)均有支撐，則稱為雙支撐式拽引機(jī)。這種結(jié)構(gòu)適用于大重量的電梯。2） 拽引鋼絲繩拽引鋼絲繩由鋼絲繩股和俄繩芯組成。我國(guó)使用鋼絲繩的強(qiáng)度有1274、1327、1519n/mm*mm三種。電梯拽引鋼絲繩承受著電梯的全部懸掛重量，并繞著拽引輪、導(dǎo)向輪、反響輪反復(fù)彎曲，繩在拽引輪繩槽中承受很高的比壓，還要頻繁承受電梯啟動(dòng)和制動(dòng)的沖擊。因此，對(duì)電梯拽引鋼絲繩的強(qiáng)度、耐磨性和繞行均有很高的要求。2轎箱和對(duì)重裝置轎箱是用來(lái)運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件，由轎箱架和轎箱體組成。對(duì)中裝置位于井道內(nèi)，通過(guò)拽引繩井拽引輪與轎箱連接。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)中裝置通過(guò)對(duì)重導(dǎo)靴在對(duì)中到柜上滑行，其平衡作用。對(duì)中裝置由對(duì)重架和對(duì)重鐵塊兩部分組成。3導(dǎo)向輪和反向輪導(dǎo)向輪使將拽引鋼絲繩一向?qū)χ鼗蜣I箱的鋼絲繩輪，安裝在拽引機(jī)架或承重梁上。反繩輪使設(shè)置在轎箱頂部和對(duì)中頂部位置的動(dòng)滑輪以及設(shè)置在機(jī)房里的定滑輪。4減速箱有齒拽引機(jī)的減速箱一般采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)比大、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低和體積小。在減速箱中，蝸桿可以置于蝸輪的上面，稱為蝸桿上置式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的蝸輪蝸桿嚙合面不易進(jìn)入雜物，但可潤(rùn)滑性較差。若蝸桿置于蝸輪下面，則稱為蝸桿下置式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的蝸桿可浸在減速箱體的潤(rùn)滑油中，是齒的嚙合面得到充分潤(rùn)滑，但要求蝸桿的伸出端要有良好的密封，以防潤(rùn)滑油滲漏。5拽引輪拽引輪安裝在拽引輪的主軸上，是拽引輪的工作部分，在拽引輪緣上開(kāi)有繩槽，拽引輪靠鋼絲繩與繩槽之間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，當(dāng)拽引輪兩側(cè)的鋼絲繩有一定拉力差時(shí)，應(yīng)保證拽引剛繩不打滑。為此必須使繩槽具有一定的形狀。在電梯中常見(jiàn)的繩槽形狀有半圓槽、帶切口半圓槽和楔形槽三種。6電磁制動(dòng)器電梯制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)軸與蝸桿軸的連接處，是通過(guò)制動(dòng)瓦對(duì)制動(dòng)輪抱合時(shí)產(chǎn)生的摩擦力來(lái)使電梯停止運(yùn)動(dòng)的裝置。電磁制動(dòng)器一般由以下幾部分組成：電磁鐵、制動(dòng)臂、制動(dòng)瓦、制動(dòng)彈簧。第四節(jié)電梯的運(yùn)行工作情況電梯在做垂直運(yùn)行的過(guò)程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對(duì)于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間設(shè)有?？空尽Ｆ瘘c(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓，設(shè)在一樓的起點(diǎn)站常被作為基站。起點(diǎn)站和終點(diǎn)站稱兩端站，兩端站之間的?？空痉Q中間站。各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)有供乘用人召喚電梯用的召喚按鈕和觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設(shè)置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩只按鈕或觸鈕。對(duì)于無(wú)司機(jī)控制的電梯，在各層站的召喚箱上均設(shè)置一只按鈕或觸鈕。而電梯的轎箱內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開(kāi)關(guān)或與層站對(duì)應(yīng)的按鈕或觸鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕或觸鈕稱外指令按鈕或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕發(fā)出的電信號(hào)稱內(nèi)指令信號(hào)。80年代中后期，觸鈕已被微動(dòng)按鈕所取代。作為電梯基站的廳外召喚箱，除設(shè)置一只召喚按鈕或觸鈕外，還設(shè)置一只鑰匙開(kāi)關(guān)，以便下班關(guān)閉電梯時(shí)，司機(jī)或管理人員把電梯開(kāi)到基站后，可以通過(guò)專用鑰匙扭動(dòng)該鑰匙開(kāi)關(guān)，把電梯的廳轎門(mén)關(guān)閉妥當(dāng)后，自動(dòng)切斷電梯控制電源或動(dòng)力電源。電梯的運(yùn)行工作情況和汽車有共同之處，但是汽車的啟動(dòng)、加速、停靠等全靠司機(jī)控制操作，而且在運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的情況比較復(fù)雜，因此汽車司機(jī)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核，而電梯的自動(dòng)化程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需通過(guò)操動(dòng)向上的按鈕或觸扭向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令信號(hào)，電梯就能自動(dòng)關(guān)門(mén)、定向、啟動(dòng)、加速，在預(yù)定的層站平層?？块_(kāi)門(mén)。對(duì)于自動(dòng)化程度高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可以達(dá)一個(gè)以上的指令信號(hào)，電梯便能一次啟動(dòng)和停靠，一次完成全指令任務(wù)。在起點(diǎn)和重點(diǎn)之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘?hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_(kāi)門(mén)接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類似卡車，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能在下達(dá)下一個(gè)指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，從一個(gè)層站發(fā)到另一個(gè)層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號(hào)，一半多不能自動(dòng)?？浚d貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。第五節(jié)電梯的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)電梯信號(hào)控制系統(tǒng)主要有繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式。由于計(jì)算機(jī)的種類很多，根據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成放時(shí)及運(yùn)行方式的不同，計(jì)算機(jī)控制可分為個(gè)人計(jì)算機(jī)控制和微機(jī)控制兩種方式。（一）繼電器控制目前，我國(guó)國(guó)產(chǎn)在用電梯大部分仍為繼電器控制方式。繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為：1）所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和工人水平。2） 系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修及故障檢查不需要高深的技術(shù)和特殊的工具及儀器。3） 大部分電器均為常用控制器，更換方便，價(jià)格便宜。繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)為：1） 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜。2） 難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。3） 電梯的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。線路復(fù)雜，易出故障，保養(yǎng)為需工作量大，費(fèi)用高。而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員生活和工作帶來(lái)不便和驚擾。一旦沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部分損壞，還能出現(xiàn)人身事故，因而傳統(tǒng)的電梯的控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代勢(shì)在必行。用計(jì)算機(jī)控制方式取代是保證和提高電梯運(yùn)行可靠性和安全性的唯一途徑。（二） 計(jì)算機(jī)控制隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制的電梯應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其主要應(yīng)用在四個(gè)方面：信號(hào)處理及運(yùn)行、拖動(dòng)系統(tǒng)的速度控制、梯群的管理和調(diào)度控制基電梯的運(yùn)行監(jiān)控和故障診斷。其控制特點(diǎn)是：1） 電梯采用計(jì)算機(jī)控制，用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，將大部分有觸電的電氣控制該為無(wú)觸電的程序控制，可靠性大大提高。2） 去掉了選層器及大部分繼電器，控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。3） 計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制要求，方便的增加或改變控制功能。4） 計(jì)算機(jī)科技興故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)與報(bào)警顯示，提高了運(yùn)行安全性，并便于檢修。5） 用于群控調(diào)配和管理，可提高電梯運(yùn)行效率。（三） PLC控制PLC是一種自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)為：1） PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了抗干擾措施，輸入輸出均有光電隔離，可靠性高，適合于安全性要求較高的電梯控制。2） PLC將處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口等做成一體，使用方便，擴(kuò)展容易。~~3)PLC實(shí)用梯形圖和專用指令編程，并沿用發(fā)展了電氣控制的概念和設(shè)計(jì)思想，對(duì)于熟悉電氣控制的普通工程技術(shù)人員易于學(xué)習(xí)和掌握。綜上所述，電梯PLC控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、可靠性高、壽命長(zhǎng)、噪音低、能耗小、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便。第二章電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電梯是機(jī)-電一體的用于高層建筑的復(fù)雜運(yùn)輸設(shè)備。它涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)理論、自動(dòng)控制理論、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、微機(jī)技術(shù)和土建工程等多學(xué)科領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代程度標(biāo)志之一自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的電梯產(chǎn)業(yè)，無(wú)論是電梯產(chǎn)量還是技術(shù)管理水平，都取得了飛速發(fā)展。隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展和完善，交流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展并日趨成熟。因此，在電梯控制技術(shù)上，已呈現(xiàn)出用交流調(diào)速取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。采用交流雙速異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的雙速電梯的雙速電梯，由于其拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方便。因此，在1.0m/s以下的低速梯中，仍被廣泛使用著。但采用交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的電梯，可以比較好的消除交流調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)電梯的缺陷。與采用交流調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的電梯比較可節(jié)能40%--50%,與直流拖動(dòng)電梯比較節(jié)能在65%--70%左右。變頻器工作原理1系統(tǒng)構(gòu)成主要有以下幾部分：與再生部分.這部分有兩個(gè)功能，一是將電網(wǎng)三相正玄交流電壓整流成直流，向逆變部分提供直流電源;二是在減速制動(dòng)時(shí)，有效控制傳動(dòng)系統(tǒng)能量回饋給電網(wǎng)主電路器件是IGBT或IPM模塊.根究系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，即可作整流器使用，也可做有源逆變器使用.再傳動(dòng)系統(tǒng)采用能耗制動(dòng)方案時(shí)，這部分可單獨(dú)采用二極管整流模塊.當(dāng)然此時(shí)無(wú)須PWM1控制回路等相關(guān)部分逆變器部分.逆變器部分同樣是有IGBT或IPM模塊組成，作為無(wú)源逆變器，向交流電動(dòng)機(jī)供電.平波部分.在該電源系統(tǒng)中，由電解電容器構(gòu)成平波器.如果是電流源，將由電感器組成.當(dāng)采用電流源方案時(shí)，則主回路結(jié)構(gòu)與控制方法與此是不同的P作為與三相交流電網(wǎng)同步信號(hào)的檢測(cè),R為直流母線電壓檢測(cè)器.(5)控制回路.控制回路一般有微機(jī),DSP,PLC,等構(gòu)成，可選16或32位微機(jī).控制回路主要完成電力傳動(dòng)系統(tǒng)的指令形成，電流，速度，和位置控制，產(chǎn)生PWM控制信號(hào),故障診斷，檢測(cè),顯示，電梯的控制邏輯管理，通訊和群控等任務(wù).2工作原理電壓反饋信號(hào)UF與交流電源同步信號(hào)US送入PWM1回路產(chǎn)生出符合電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的PWM1信號(hào)，控制正玄與再生分中開(kāi)關(guān)器件，使之作為二極管整流橋工作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生再生作用，功率器件在PWM1信號(hào)作為下進(jìn)入再生狀態(tài)，電能回饋交流電網(wǎng)。交流電抗器ACL主要是限制回饋到電網(wǎng)的再生電流，減少對(duì)電網(wǎng)的干擾，有起到保護(hù)功率開(kāi)關(guān)元件的作用。逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成幅值與頻率可調(diào)的交流電，輸入交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。實(shí)行電流環(huán)與速度環(huán)的PWM2信號(hào)，輸入正選電流。3.系統(tǒng)特點(diǎn)使用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維護(hù)少，適于高速運(yùn)行。電力傳動(dòng)系統(tǒng)效率高，節(jié)省電能。電梯是一種位勢(shì)負(fù)載，再運(yùn)行時(shí)就有動(dòng)能，因此在制動(dòng)時(shí)，將起回饋網(wǎng)有很大意義。變頻電梯容易實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。結(jié)果緊湊，體積小，重量輕，占地面積大為減少。電梯的功能綜述1司機(jī)操作有司機(jī)關(guān)門(mén)啟動(dòng)電梯運(yùn)行，有轎內(nèi)指令按鈕選項(xiàng)，廳外召喚只能順向截梯，自動(dòng)平層。2集選控制集選控制是將轎廂內(nèi)指令與廳外召喚等各種信號(hào)集中進(jìn)行綜合分析處理的高度自動(dòng)化控制功能。它能對(duì)轎廂指令，廳外召喚登記，停站延時(shí)自動(dòng)關(guān)門(mén)啟動(dòng)運(yùn)行，同向逐一應(yīng)答，自動(dòng)平層自動(dòng)開(kāi)門(mén)，順向截梯，自動(dòng)反向反向應(yīng)答，能自動(dòng)應(yīng)召服務(wù)。3滿載控制當(dāng)轎內(nèi)滿載時(shí)，電梯開(kāi)門(mén)，不響應(yīng)外召喚。4I/O地址分配表

輸 入 輸 出地址說(shuō)明地址說(shuō)明X000上行限位行程開(kāi)關(guān)SQ：Y000運(yùn)行接觸X001上行限位行程開(kāi)關(guān)SQ21 Y001風(fēng)扇X002脈沖輸入Y003X003下行限位行程開(kāi)關(guān)SQ：1 Y004電梯開(kāi)放X004下行限位行程開(kāi)關(guān)SQz1 Y005開(kāi)門(mén)X005光電開(kāi)關(guān)GDKY006關(guān)門(mén)X006門(mén)連鎖開(kāi)關(guān)KA1Y007制動(dòng)X007電壓故障KVY010蜂鳴器輸出X010超載開(kāi)關(guān)SQ5Y0111層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X011于按點(diǎn)動(dòng)開(kāi)門(mén)Y0122層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X012于按點(diǎn)動(dòng)關(guān)門(mén)Y0133層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X013滿載直駛Y0144層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X014檢修Y0155層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X015制動(dòng)觸點(diǎn)KM1Y0166層轎內(nèi)指令信號(hào)燈X016電梯開(kāi)放KA3Y017X017手柄開(kāi)關(guān)QS2Y020X020報(bào)警觸點(diǎn)輸入Y021X021運(yùn)行信號(hào)Y022X022零速信號(hào)Y023樓層顯示X023照明信號(hào)Y024樓層顯示X0241層轎內(nèi)指令按鈕SB5Y025樓層顯示X0252層轎內(nèi)指令按鈕SB6Y026運(yùn)行向上顯示X0263層轎內(nèi)指令按鈕SB7Y026運(yùn)行向下顯示X0274層轎內(nèi)指令按鈕SB8Y030向上運(yùn)行X0316層轎內(nèi)指令按鈕SB9Y031向下運(yùn)行X0321層上召喚按鈕Y032換速X0332層上召喚按鈕Y033換速

X0343層上召喚按鈕Y034換速X0354層上召喚按鈕Y035外部阻斷X0365層上召喚按鈕Y036慢行X037自學(xué)習(xí)Y037X0402層下召喚按鈕Y0401層上召喚信號(hào)燈X0413層下召喚按鈕Y0412層上召喚信號(hào)燈X0424層下召喚按鈕Y0423層上召喚信號(hào)燈X0435層下召喚按鈕Y0434層上召喚信號(hào)燈X0446層下召喚按鈕Y0445層上召喚信號(hào)燈X045急停Y0452層下召喚信號(hào)燈X046消防Y0463層下召喚信號(hào)燈X051慢上Y0474層下召喚信號(hào)燈X052慢下Y0505層下召喚信號(hào)燈Y0516層下召喚信號(hào)燈M3電壓故障M70M4上行M200有光電信號(hào)時(shí)上升沿動(dòng)作M5下行M201有光電信號(hào)時(shí)下降沿動(dòng)作M2消防復(fù)位M300第一層平層繼電器M7平層信號(hào)M301第二層平層繼電器M8不選擇下行M302第三層平層繼電器M9不選擇上行M303第四層平層繼電器M10檢修時(shí)點(diǎn)動(dòng)慢彳向上亍 M304第五層平層繼電器M11檢修時(shí)點(diǎn)動(dòng)慢彳向下亍 M305第六層平層繼電器M12超載M418光電信號(hào)換速點(diǎn)繼電器M13M600第一層換速點(diǎn)繼電器M14平層?？縈601第二層換速點(diǎn)繼電器M151層自動(dòng)關(guān)門(mén)M602第三層換速點(diǎn)繼電器M16上班自動(dòng)關(guān)門(mén)M603第四層換速點(diǎn)繼電器M17M604第五層換速點(diǎn)繼電器M18直駛M605第六層換速點(diǎn)繼電器M19本層開(kāi)門(mén)M20準(zhǔn)備運(yùn)行M21去一層M22去二層M23去三層M24去四層M25去五層M26去六層一有司機(jī)操作司機(jī)用鑰匙打開(kāi)基站廳門(mén)及停在及站的電梯轎箱門(mén)進(jìn)入轎向。司機(jī)根據(jù)轎箱內(nèi)乘客的要求，按下操縱盤(pán)上的響應(yīng)層站的選層站的選層按鈕，電梯便自動(dòng)定出運(yùn)行方向，然后司機(jī)按下方向開(kāi)車按鈕，電梯自動(dòng)關(guān)門(mén)，門(mén)關(guān)好后電梯快速啟動(dòng)、加速、直到穩(wěn)速運(yùn)行。當(dāng)電梯臨近?？空厩胺侥硞€(gè)地方時(shí)，由選層器發(fā)出減速信號(hào)，同時(shí)平層裝置動(dòng)桌，確定電梯?？空?。電梯停靠過(guò)程控與電梯調(diào)速裝置，時(shí)斯按提案一定的速度曲線制動(dòng)減速，直到準(zhǔn)確平層廳梯，開(kāi)門(mén)放客及接納新的乘客進(jìn)入穩(wěn)速轎箱，電梯司機(jī)再次按下方向開(kāi)車按鈕，電梯再次開(kāi)門(mén)、啟動(dòng)、加速直至穩(wěn)速運(yùn)行，重復(fù)上述過(guò)程。為防止乘客進(jìn)入轎箱時(shí)被加現(xiàn)象發(fā)生，電梯門(mén)都設(shè)置安全保護(hù)出版或光電保護(hù)裝置。若電梯關(guān)門(mén)有乘客或乘客攜帶物品被加時(shí)，有安全出版或光電保護(hù)裝置的作用使電梯停止關(guān)門(mén)，并時(shí)電梯門(mén)再度打開(kāi)，直到被加現(xiàn)象消除，電梯門(mén)再次關(guān)閉。為防止電梯超載，轎相抵設(shè)置超載傳感器，可在操縱攀上顯示超載信號(hào)，并控制電梯啟動(dòng)，起到了超載保護(hù)作用。集選控制電梯能自動(dòng)應(yīng)答與運(yùn)行方向一致的廳外呼梯信號(hào)，并能在選層器的控制下自動(dòng)減速停車，這一功能被稱為順向階梯功能。集選電梯不具備反向截梯“反向截梯”功能。二無(wú)司機(jī)操縱無(wú)司機(jī)操縱的集選電梯區(qū)別于有司機(jī)操縱的電梯。當(dāng)乘客進(jìn)入電梯轎箱后，只要按下樓層按鈕，電梯便自動(dòng)關(guān)門(mén)，定向啟動(dòng)、加速、穩(wěn)速運(yùn)行直至到達(dá)預(yù)定?？空?，停車開(kāi)門(mén)放客。電梯停站時(shí)間到達(dá)規(guī)定時(shí)間時(shí)（6-8s）,便自動(dòng)關(guān)門(mén)啟動(dòng)運(yùn)行。無(wú)司機(jī)操縱的集選電梯在運(yùn)行中逐一登記各樓層呼梯信號(hào)，對(duì)于符合運(yùn)行方向的呼梯信號(hào)，逐一?？繎?yīng)答。待全部完成順向指令后，便自動(dòng)換向應(yīng)答反向召喚信號(hào)。當(dāng)無(wú)召喚信號(hào)時(shí)，電梯在該站停留6-8秒后自動(dòng)關(guān)門(mén)停梯。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的七層電梯安裝于辦公樓，屬于乘客電梯。由于樓層不高，客流量變化很大，所以選擇速度不大于1m/s，控制方式采用變頻調(diào)速集選控制的電氣控制系統(tǒng)。集選控制電梯的電氣控制系統(tǒng)是將廳門(mén)外召喚箱發(fā)出的外指令信號(hào)，轎內(nèi)操縱箱發(fā)出的內(nèi)指令信號(hào)和其他信號(hào)等加以綜合分析后，使電梯自動(dòng)選擇運(yùn)行方向及目的層站的電梯控制系統(tǒng)。變壓變頻控制（即VVVF控制）的交流調(diào)速電梯是一種通過(guò)均勻和連續(xù)地改變定子供電頻率來(lái)平滑地改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)速方式。由于供電電壓與頻率同時(shí)作相應(yīng)調(diào)節(jié)，維持了磁通的恒定，電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩保持不變因而滿足了電梯的使用要求。由于這是一種改變電機(jī)同步轉(zhuǎn)速方式，因而無(wú)論轉(zhuǎn)速如何變化，轉(zhuǎn)差功率的消耗基本不變，因此系統(tǒng)效率高，是一種很有前途的電梯調(diào)速方式。一功能總體分析設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)硬件配置本電梯為變頻調(diào)速電梯，需要實(shí)現(xiàn)如下功能：轎內(nèi)指令的登記于清除；廳外召喚指令的登記與清除；自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)；樓層指示；自動(dòng)選向；自動(dòng)運(yùn)行；自動(dòng)換速以及自動(dòng)平層；應(yīng)具有各種相應(yīng)的安全保護(hù)以及報(bào)警；照明等功能；電梯運(yùn)行四種狀態(tài)：有司機(jī)，無(wú)司機(jī)，檢修和消防。從安全角度和負(fù)載電流大小考慮，PLC控制系統(tǒng)仍需少量接觸器和繼電器。有運(yùn)行繼電器、超載繼電器、電壓繼電器、開(kāi)門(mén)繼電器、關(guān)門(mén)繼電器、制動(dòng)繼電器等。二計(jì)算PLC的I/O點(diǎn)數(shù)輸入信號(hào)：1內(nèi)選、外召喚信號(hào)：全集選方式內(nèi)選外呼信號(hào)數(shù)量為3n-2（n為層數(shù)）。既3*7-2=192輸入控制信號(hào)：上行限位開(kāi)關(guān)（2個(gè)）、下行限位開(kāi)關(guān)（2個(gè)）、光電開(kāi)關(guān)、平層信號(hào)脈沖、門(mén)聯(lián)鎖、電壓觸點(diǎn)、超載、開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)、直駛、制動(dòng)、電梯開(kāi)放、手柄開(kāi)關(guān)、滿載、轎內(nèi)照明開(kāi)關(guān)、慢上慢下輸入、消防、急停、檢修、變頻器輸入（3）輸入信號(hào)總共約42點(diǎn)。輸出信號(hào)：1內(nèi)選、外召喚指示信號(hào)：全集選方式內(nèi)選外呼信號(hào)數(shù)量為3n-2（n為層數(shù)）。既3*6-2=162樓層指示數(shù)碼管樓層顯示需3個(gè)，上下行顯示需兩個(gè)。3輸出控制信號(hào)：運(yùn)行繼電器、風(fēng)扇輸出、超載繼電器、電壓繼電器、開(kāi)門(mén)繼電器、關(guān)門(mén)繼電器、制動(dòng)繼電器、蜂鳴器輸出、變頻器控制（6個(gè)）、開(kāi)放輸出。輸出信號(hào)總共約36點(diǎn)。總點(diǎn)數(shù)為78點(diǎn)三PLC選型PLC選型是涉及控制系統(tǒng)的首要任務(wù)，它決定了控制線路設(shè)計(jì)、I/O地址分配以及梯形圖設(shè)計(jì)。1采用箱式結(jié)構(gòu)PLC，I/O電比例數(shù)固定，比較便宜。2采用功能較強(qiáng)和指令數(shù)較多的PLC，這樣可用簡(jiǎn)單的程序，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。3為了較少之后的影響，選擇PLC類型應(yīng)較先進(jìn)（由于電梯樓層不高，之后影響可以不考慮）。4存儲(chǔ)器采用EPROM。內(nèi)容可隨時(shí)修改，而且客長(zhǎng)久保存。5指令部數(shù)估算。6*78*1.2*1=5766I/O口數(shù)：78綜上所述，選取三菱公司FX系統(tǒng)產(chǎn)品FX2N-64MR，擴(kuò)展單元選用FX-32ER。FX系列PLC只有直流輸入，輸入電流由PLC內(nèi)文雅電源提供，每點(diǎn)DC24/7Ma。輸出是分組方式。每四點(diǎn)或八點(diǎn)為一組，每組共用一個(gè)COM端子，各公共端互相隔離。同一電壓等級(jí)負(fù)載安排在一組，不夠可幾組并聯(lián)使用。雖然PLC具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但在輸出電路的設(shè)計(jì)時(shí)，負(fù)載要加外部保護(hù)。直流感性負(fù)載兩端應(yīng)并聯(lián)RC，吸收電路以保護(hù)PLC內(nèi)輸出觸點(diǎn)和減少噪聲發(fā)生。梯形圖設(shè)計(jì)及分析電梯要求實(shí)現(xiàn)的控制較多，梯形圖較長(zhǎng)，為簡(jiǎn)單及容易理解，下面以四為例按不同功能分別分析梯形圖原理。一平層指層功能Y023-Y025為顯示樓層數(shù)碼管的輸入，Y026顯示電梯向上運(yùn)行，Y027顯示向下，M600-M603為平層信號(hào)。我們采用旋轉(zhuǎn)編碼器采集電梯速度和電梯運(yùn)向距離，給脈沖于計(jì)數(shù)器C237，通過(guò)C237來(lái)控制D306中的數(shù)值，通過(guò)解碼判斷M600-M603的通斷，如電梯在一層時(shí)D306中的數(shù)值為0，M600通，Y025、Y024、Y023為001，數(shù)碼管顯示為一層。當(dāng)其向上運(yùn)行到二層時(shí)