畢業(yè)設(shè)計(jì)基于通用變頻器的四層電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 摘要目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。本文在闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)4層電梯，使用西門子S7-200可編程控制器，設(shè)計(jì)了電梯的控制系統(tǒng)，包括轎內(nèi)指令和廳外召喚信號(hào)的登記與消除、電梯的選層和定向、電梯的開關(guān)門運(yùn)行、電梯上下行控制、電梯的指層控制等部分，實(shí)現(xiàn)了轎內(nèi)與各層呼梯指令的記錄、電梯運(yùn)行方向和選層的控制，電梯上下行和自動(dòng)開關(guān)門、電梯的指層控制等功能。同時(shí)也使用了組態(tài)王6.53完成上位機(jī)對(duì)PLC控制電梯的仿真。關(guān)鍵詞：四層電梯 控制系統(tǒng) 可編程控制器 組態(tài)王49AbstractPLC-based elevator control system designAbstractAt present the elevator control system mainly has three control modes: Following electric circuit control system, PLC (Programmable Logic Controller) control system, microcomputer control system. PLC control system, because moves the reliability to be high, the use service is convenient, anti-jamming, the design and the debugging cycle is short and so on merits, time is taken seriously the people and so on merits, have become present use most control modes in the elevator control system.This article elaborated the elevator structure，the structure and the working principle of the programmable logic controllerAim at the elevator of four floors，the writer design this elevator control system by the use of Siemens S7-200 programmable logic controllerThe writer design the elevator control parts, such as, the part of register and cancel the instructions from the cabin, the part of register and cancel the instructions from the station hall, the part of choose station and direction, the part of door movement，the part of elevator operation，the part of shown layer ，and so onThese parts achieve the functions：registering the instructions from the cabin and the station hall, choosing the direction and the station of elevator，elevator go up or down and door automatically，fingering out the location of the cabin, and other functions.Also use kingview 6.53 complete pc to plc control elevator simulation. Key Words：Four-story Elevator; Control System ;ProgrammableLogic Controller; kingview目錄目錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11.2課題的研究背景及意義21.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景31.4課題研究的內(nèi)容5第二章 電梯的綜述62.1電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件62.2電梯的種類72.3電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)7第三章 運(yùn)行方案設(shè)計(jì)103.1 總體方案的確定103.2 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)103.3 電梯曳引方案11第四章 硬件選型、設(shè)計(jì)及計(jì)算124.1 四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖124.2 可編程控制器(PLC)的選擇124.2.1 可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)124.2.2 轎廂樓層位置檢測方法134.2.3 PLC的選型144.3 變頻器的選擇154.3.1 變頻器的原理164.3.2 變頻器的選擇174.3.3 VS-616G5型變頻器的特點(diǎn)174.3.4 VS-616G5型變頻器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置184.3.5 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法194.3.6 變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算19第五章 軟件設(shè)計(jì)225.1 電梯控制系統(tǒng)的主流程圖225.2 梯形圖235.2.1外召喚信號(hào)登記及消除235.2.2內(nèi)指令信號(hào)登記及消除245.2.3電梯的平層信號(hào)處理255.2.4選層定向及反向截梯255.2.6各樓層停車信號(hào)305.2.7自動(dòng)開關(guān)門30第六章 上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件336.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)概述336.2 設(shè)計(jì)監(jiān)控畫面356.3定義數(shù)據(jù)變量366.4 變量動(dòng)畫連接376.5 應(yīng)用程序命令396.6 動(dòng)畫演示42第七章 結(jié)論與展望437.1 結(jié)論437.2 展望電梯發(fā)展方向43參考文獻(xiàn)44致謝45附錄1 語句表46內(nèi)容第一章 緒論1.1 電梯的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙?，目自口進(jìn)入了“第三次浪潮”，2004年總產(chǎn)量超過了8萬臺(tái)，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺(tái)電梯。盡管如此，我國的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺(tái)。到那時(shí)候，全國在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達(dá)到135萬臺(tái)，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長178。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái)。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達(dá)到了74”。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺(tái)左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍1。1.2課題的研究背景及意義電梯是集機(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)等問題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向?？删幊绦蚩刂破?，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)2。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而丌發(fā)的第一臺(tái)PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用。可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶會(huì)、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一?？傊?，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起3。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。圖1-1通力專利摘要附圖1.3 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PlC實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高4。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。目前意義上的“綠色”，一般是強(qiáng)調(diào)“天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。(1)智能化。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動(dòng)控制，實(shí)際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。智能化要求電梯有自動(dòng)安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時(shí)報(bào)警予以排除5。圖1-2 電梯門的智能控制(2)安全。運(yùn)行安全是電梯的根本和關(guān)鍵。可以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。運(yùn)行安全不僅要消除電梯啟動(dòng)時(shí)較強(qiáng)的電磁輻射，使用安全材料和運(yùn)行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：視覺協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對(duì)人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會(huì)有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。消除電磁輻射。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動(dòng)化(0A)、樓宇自動(dòng)化(BA)、通訊自動(dòng)化(CA)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行6。圖1-3 電梯運(yùn)行速度曲線隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修。1.4課題研究的內(nèi)容課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（PLC）改造在用電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對(duì)電梯的電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，以節(jié)約資金。因此，對(duì)電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強(qiáng)、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。論文的主要內(nèi)容如下：首先對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）及變頻器作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器（PLC）的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與 PLC 的連接。在接下來的章節(jié)中，采用國內(nèi)使用非常普遍的工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)王6.53，開發(fā)出了本電梯的上位機(jī)對(duì)電梯系統(tǒng)的仿真模擬，使本設(shè)計(jì)具有了一定的可視化效果。第二章 電梯的綜述2.1電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成7。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。1控制柜(屏)2一拽引機(jī)3拽引鋼絲繩4限速器5限速器鋼繩6限速器張緊裝置7轎廂8安全鉗9轎廂門安全觸板10導(dǎo)軌11對(duì)重12廳門13緩沖器圖2-1 電梯的基本結(jié)構(gòu)2.2電梯的種類 2003年2月19日國務(wù)院頒布了特種設(shè)備安全監(jiān)察條例，明確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對(duì)電梯的含義做了敘述：“電梯是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí)(踏板)進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人、貨物的機(jī)電設(shè)備”。這種對(duì)電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運(yùn)送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動(dòng)人行道(英語Passenger Conveyor)和自動(dòng)扶梯(英語Escalator)?，F(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對(duì)重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號(hào)操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動(dòng)，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等8。目前，電梯行業(yè)及社會(huì)上對(duì)電梯的分類大致有以下幾種： (1)按用途分： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。(2)按額定速度分： 低速梯，常指低于1.00m/s速度的電梯；中速梯，常指速度1.002.00m/s的電梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的電梯。超高速梯，速度超過5.00m/s的電梯。(3)按拖動(dòng)方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。(4)按控制方式分：手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、向下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、智能控制電梯。其他分類方式還有：按電梯有無司機(jī)分類等9。2.3電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)1.性能指標(biāo)：（1）安全性 電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對(duì)電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。（2）可靠性 電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會(huì)影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們造成很大的不便，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。（3）停站的準(zhǔn)確性 停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。GB/T10058-1997電梯技術(shù)條件對(duì)轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下：電梯類型額定速度(m/s)平層準(zhǔn)確度(mm)交流雙速電梯0.25或0.5150.75或1.030交直流快速電梯1.52.015交直流高速電梯2.05電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。（4）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。（5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。（6）節(jié)能 現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的2.主要參數(shù)：1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。2）轎廂尺寸（mm）：寬深高。3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。5）開門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。6）開門方向：人在廳外面對(duì)廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越深。14）井道深度（mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。15）井道尺寸（mm）：寬深10。第三章 運(yùn)行方案設(shè)計(jì)3.1 總體方案的確定電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，主要硬件由轎廂、開門機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。圖3-1電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.2 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.信號(hào)控制系統(tǒng)電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖4-1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、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11。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)12。轎廂操縱盤廳外呼梯輸入接口PC主機(jī)CPU 存儲(chǔ)器輸出接口調(diào)整器拖動(dòng)控制井道裝置安全裝置指層器門機(jī)控制圖3-2 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖2.電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：1)行車方向由內(nèi)選信號(hào)決定,順向優(yōu)先執(zhí)行; 2)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車,反向不截車; 3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除。 4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均由信號(hào)燈指示5)停層時(shí)可延時(shí)自動(dòng)開門、手動(dòng)開門、(關(guān)門過程中)本層順向呼梯開門; 6)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門,關(guān)門后延時(shí)等待內(nèi)選，自動(dòng)行車; 7)行車時(shí)不能手動(dòng)開門或本層呼梯開門,開門不能行車。3.3 電梯曳引方案曳引電梯是當(dāng)今世界應(yīng)用最為廣泛的梯型，具有安全可靠、提升高度大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)【】。曳引電梯最常用的曳引比有1：1和2；1兩種，其工作原理如圖3-3所示。本設(shè)計(jì)出于降低對(duì)電機(jī)的要求的考慮，采用了2：1的曳引方案13。圖3-3 電梯曳引系統(tǒng)工作原理示意圖第四章 硬件選型、設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 四層電梯曳引電機(jī)及門電機(jī)電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖5-1所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1KM4通過控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過電流保護(hù)作用。圖4-1 電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖4.2 可編程控制器(PLC)的選擇4.2.1 可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，除了對(duì)器件的嚴(yán)格篩選外，在硬件和軟件兩個(gè)方面還采用可屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其平均無故障時(shí)間達(dá)到(35)104h以上。（2）編程直觀、簡單考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)，PLC沒有采用微機(jī)控制中常用的匯編語言，而是采用了一種面向控制過程的梯形圖語言。梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學(xué)易懂，電氣工程師和具有一定知識(shí)的電氣技術(shù)人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)間的隔閡在PLC上完全不存在。因此，許多國家生產(chǎn)的PLC都把梯形圖語言作為第一用戶語言，此外，還可采用指令表進(jìn)行編程控制。（3）適應(yīng)性好PLC是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只要修改程序即可。由于PLC產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，因此能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng)。其適應(yīng)能力非常強(qiáng)，既可控制一臺(tái)機(jī)器，一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)復(fù)雜的群控系統(tǒng)；既可以現(xiàn)場控制，又可以遠(yuǎn)距離控制。（4）功能完善，接口功能強(qiáng)目前的PLC具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄和顯示等功能，使設(shè)備控制水平大大提高；其接口功率驅(qū)動(dòng)范圍較大，不象普通的計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)需放大才能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，極大地方便了用戶。其常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有110 V、220 V交流和5V、48 V直流等多種，負(fù)載能力可在0.55 A的范圍內(nèi)變化，模擬量的輸入輸出有50 mV、10 V和010 mA、420 mA等多種規(guī)格，可以很方便地將PLC與各種不同的現(xiàn)場控制設(shè)備順序連接，組成應(yīng)用系統(tǒng)。由于PLC具有以上特點(diǎn)，因此，與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制和現(xiàn)在流行的電腦控制相比較，在電梯這樣的大型電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)中采用PLC實(shí)現(xiàn)控制應(yīng)是最佳選擇。近年來，PLC在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等方面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化(EIC)方向發(fā)展，PLC裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置，是構(gòu)成FMS、COMC、FA的主控單元14。4.2.2 轎廂樓層位置檢測方法主要方法有如下幾種:(1) 用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān):這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用PLC太多的輸入點(diǎn)。(2) 利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān):這種方法需對(duì)磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大9。(3) 利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運(yùn)行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。由以上分析可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計(jì)采用此法。4.2.3 PLC的選型根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程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PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器15。本設(shè)計(jì)再考慮到以下幾個(gè)方面，因此選用西門子PLC來實(shí)現(xiàn)四層樓電梯的電氣控制:(1)配置簡單。各種機(jī)型均可采用相同配置，簡化設(shè)備采購和倉庫庫存管理。(2)編程方便。用戶可根據(jù)不同機(jī)型的流程要求編制程序，程序調(diào)試和修改都非常簡便，能根據(jù)客戶需求進(jìn)行變化；程序可采用密碼保護(hù)，保護(hù)自己的勞動(dòng)成果。而且PLC采用的梯形圖語言簡單易學(xué)，容易上手，不像單片機(jī)控制系統(tǒng)那樣復(fù)雜而且一旦定型不易修改，不能根據(jù)客戶需求變化。(3)系統(tǒng)能非常方便地連接到PC機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或其他系統(tǒng)如樓宇自控系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用情況，有時(shí)可無須增加額外硬件就能實(shí)現(xiàn)；增加適當(dāng)硬件可連接到互聯(lián)網(wǎng)上。(4)系統(tǒng)外觀高檔，控制靈活，精確度高；故障率極低，節(jié)省維護(hù)成本。綜上所述，在本次設(shè)計(jì)中選用西門子PLC進(jìn)行過程控制。S7-200CNCPU型號(hào)包括CPU222CN，CPU224CN,CPU226CN等。 S7-200CN針對(duì)低性能要求的小型PLC，它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動(dòng)化控制需求，緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使S7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。根據(jù)電梯控制的要求，需要22個(gè)輸入21個(gè)輸出點(diǎn)，可選用CPU226CN作為主控制器。它集成24輸入/16輸出，共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)；可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)；具有12K字節(jié)程序和8K字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和6個(gè)獨(dú)立的30KHZ高速計(jì)數(shù)器，兩路獨(dú)立的20KHZ高速脈沖輸出，1個(gè)RS485通訊/編程口。是具有較強(qiáng)控制力的控制器，用于控制電梯的運(yùn)行16。輸入輸出分布如下表。序號(hào)名 稱輸入點(diǎn)序號(hào)名 稱輸出點(diǎn)0一層平層I0.00電梯上行記憶Q0.01二層平層I0.11電梯下行記憶Q0.12三層平層I0.22電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.23四層平層I0.33電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.34內(nèi)呼一樓I0.44內(nèi)呼一樓指示Q0.45內(nèi)呼二樓I0.55內(nèi)呼二樓指示Q0.56內(nèi)呼三樓I0.66內(nèi)呼三樓指示Q0.67內(nèi)呼四樓I0.77內(nèi)呼四樓指示Q0.78一層外呼上行I1.08一層外呼上行指示Q1.09二層外呼上行I1.19二層外呼上行指示Q1.110三樓外呼上行I1.210三樓外呼上行指示Q1.211二樓外呼下行I1.311二樓外呼下行指示Q1.312三樓外呼下行I1.412三樓外呼下行指示Q1.413四樓外呼下行I1.513四樓外呼下行指示Q1.514手動(dòng)開門I2.014門電機(jī)正轉(zhuǎn)Q1.615手動(dòng)關(guān)門I2.115門電機(jī)反轉(zhuǎn)Q1.716開門限位I2.2 17關(guān)門限位I2.3 18電梯上升極限位I2.419電梯下降極限位I2.54.3 變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)也得到廣泛應(yīng)用。目前，有為電梯控制而設(shè)計(jì)的專用變頻器早已問世，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(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。目前，市場流行的通用變頻器的種類繁多，而電梯行業(yè)中使用的變頻器的品牌也不少，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。4.3.1 變頻器的原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)代使用的變頻器主要采用交-直-交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源提供給電動(dòng)機(jī)，變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制四個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形16。中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。如圖4-2所示。圖4-2 變頻器的基本構(gòu)成變頻器是利用輸出功率可改變的交流電力拖動(dòng)設(shè)備。變頻器調(diào)速的主要工作原理是將供給電機(jī)定子的三相交流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度也隨之改變的三相交流電。以此為電源再供給電機(jī)使用。如圖4-3所示。圖4-3 變頻器的電路連接示意圖4.3.2 變頻器的選擇電梯的調(diào)速要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，它的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感；另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS-616G5型全數(shù)字變頻器，它具有磁通矢量控制、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8，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)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場合17。4.3.3 VS-616G5型變頻器的特點(diǎn)VS-616G5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。VS-616G5變頻器的特點(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)藏與選擇功能。(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LCD操作裝置，可提高操作性能4.3.4 VS-616G5型變頻器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采用開關(guān)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(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復(fù)雜得多。616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。常用參數(shù)如表4-3 10。表4-3變頻器參數(shù)參數(shù)功用A組確定控制模式B組選擇運(yùn)行功能C組確定加減速時(shí)間及轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間D組選擇頻率E組確定運(yùn)行壓頻曲線F組保護(hù)設(shè)置H組確定偏差標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置的原則:(1) 為減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些；(2) 為了提高運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊；(3) 零速一般設(shè)置為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感；(4) 變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌據(jù)直接輸入，具體的設(shè)置見表4-4。表4-4安川616G5變頻器主要參數(shù)設(shè)置表參數(shù)名稱設(shè)定值說明A1-02控制方式選擇2不帶PG矢量控制方式B1-01頻率指令選擇1B1-02運(yùn)行指令選擇1B1-03停止方法選擇0B1-04反轉(zhuǎn)禁止選擇0B2-01零速電平選擇0.1HzB2-04停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間1.0sC1-03加速時(shí)間22.0sC1-04減速時(shí)間22.0sC2-01加速開始時(shí)S型曲線時(shí)間0.6sC2-02加速完了時(shí)S型曲線時(shí)間0.6sC2-03減速開始時(shí)S型曲線時(shí)間0.6sC2-04減速完了時(shí)S型曲線時(shí)間0.6sC5-01ASR比例增益15C5-02ASR積分時(shí)間13sD1-09檢修速度200rpmE1-01輸入電壓設(shè)置380vE1-04最高輸出頻率50HvE1-05最大電壓380E1-06額定電壓頻率50HvE1-09最低輸出頻率電壓0vE2-01電機(jī)額定電流按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-02電機(jī)額定滑差按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-03電機(jī)空載電流按電機(jī)銘牌設(shè)置E2-04電機(jī)極數(shù)按電機(jī)銘牌設(shè)置F1-01PG常數(shù)按電機(jī)銘牌設(shè)置F1-02PG斷線檢測時(shí)的動(dòng)作選擇0F1-03超速時(shí)的動(dòng)作選擇0F1-04超度偏差過大時(shí)的動(dòng)作選擇0F1-05PG分頻比根據(jù)電機(jī)極數(shù)設(shè)置4.3.5 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而616G5就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是:將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。4.3.6 變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算(1) 變頻器容量的計(jì)算變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為P1，電梯運(yùn)行速度為v，電梯自重為W1，電梯載重為W2，配重為W3，重力加速度為g，變頻器功率為P。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率為P2,P2=(W1 +W2-W3)g+F1v (4-1)其中F1=K(W1+W2-W3)g+f為摩擦力，f可忽略不計(jì)。K是傳動(dòng)系統(tǒng)中隨牽引力變化的摩擦力的摩擦系數(shù)。電機(jī)功率P1，變頻器功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對(duì)于P2留有安全裕量，可取P1.5 P2。因?yàn)椋篕=0.02，W1=1600Kg，W2=800Kg，W3=2000 Kg，g=9.8m/s2，v=1.5m/s代入以上各參數(shù)，得P2=7.2 KW。電機(jī)功率P1=11 KW，變頻器的功率P應(yīng)接近于電機(jī)功率P1，相對(duì)于P2留有較大裕量，可取P=1.5 P2=10.8KW。(2) 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高。采用能耗制動(dòng)方式通過制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果。能耗制動(dòng)電阻Rz的大小應(yīng)使制動(dòng)電流Iz的值不超過變頻器額定電流的一半，即 IZ=UD/RZIN/2 (4-2) 其中UD為額定情況下變頻器的直流母線電壓。由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。根據(jù)這個(gè)原則，日本三菱公司為各種型號(hào)的變頻器配備了制動(dòng)電阻，查閱變頻器的使用說明書可得，電機(jī)額定功率為11 KW時(shí)，選用的制動(dòng)電阻型號(hào)為R01.1400W60。本文采用24V增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，它與主電動(dòng)機(jī)同軸相連，編碼器產(chǎn)生的脈沖直接輸入PLC的高速脈沖計(jì)數(shù)輸入端I2.7，在PLC中通過對(duì)此脈沖的計(jì)數(shù)，可以用程序計(jì)算出電梯走過的距離及當(dāng)前的速度18，從而完成調(diào)速系統(tǒng)的位置和速度反饋。接口示意圖如上圖4-4。圖4-4 調(diào)速系統(tǒng)接口示意圖變頻器的Q1.8端為變頻器故障復(fù)位的信號(hào)輸入端，使得變頻器停止工作。Q1.6、Q1.7分別為曳引機(jī)的正反轉(zhuǎn)輸入信號(hào)，I2.6是變頻器故障輸入到PLC，I2.7是旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入計(jì)數(shù)端。VOL+、VLL-是調(diào)頻調(diào)壓的電壓控制端。這些端口通過PLC的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。第五章 軟件設(shè)計(jì)5.1 電梯控制系統(tǒng)的主流程圖根據(jù)電梯控制要求，電梯在邏輯控制程序操控下往復(fù)運(yùn)行，其循環(huán)過程為： 指令登記，判斷電梯的運(yùn)行方向；起動(dòng)運(yùn)行，在運(yùn)行途中實(shí)現(xiàn)順向截梯、廳呼梯信號(hào)和轎內(nèi)選擇指令的記憶等操作。到達(dá)選層層站后，換速平層并消號(hào)，并完成開、 關(guān)門操作等。PLC 程序采用模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上述功能，其結(jié)構(gòu)清晰、便于調(diào)試, 如轎廂內(nèi)外指令的登記與消號(hào)自動(dòng)定向、選層換速、順向截梯及層樓數(shù)指示等模塊.模塊間不完全獨(dú)立,它們之間存在著有機(jī)聯(lián)系通過修改 PLC 控制程序可實(shí)現(xiàn)多種電梯運(yùn)行方式19。圖5-1 電梯控制系統(tǒng)主流程圖5.2 梯形圖5.2.1外召喚信號(hào)登記及消除5.2.2內(nèi)指令信號(hào)登記及消除點(diǎn)動(dòng)內(nèi)呼按鈕，信號(hào)登記顯示。到層信號(hào)取消。本系統(tǒng)設(shè)一樓為基站，兩分鐘內(nèi)無任何操作，電梯自動(dòng)返回一樓。5.2.3電梯的平層信號(hào)處理5.2.4選層定向及反向截梯1.轎廂上行2.轎廂下行5.2.5內(nèi)指令外召喚信號(hào)的保持轎廂的內(nèi)呼指令與外召喚指令保持信號(hào)，用于在有乘坐需要的樓層停車，并自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行開關(guān)門操作。開關(guān)門執(zhí)行一次之后，信號(hào)取消。使電梯能夠繼續(xù)響應(yīng)其他乘坐信號(hào)。5.2.6各樓層停車信號(hào)5.2.7自動(dòng)開關(guān)門 如梯形圖所示，電梯到層停車后，延時(shí)2s開門，5s后自動(dòng)關(guān)門。并設(shè)有手動(dòng)開門按扭和關(guān)門按鈕?？蓪?shí)現(xiàn)即時(shí)開關(guān)門。第六章 上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件6.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)概述組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)的軟件平臺(tái)工具，是工業(yè)應(yīng)用軟件的一個(gè)組成部分。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。組態(tài)王軟件是國內(nèi)第一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)的在國內(nèi)使用較廣泛的軟件品牌(更早的品牌多數(shù)已經(jīng)湮滅)。相對(duì)于其它組態(tài)軟件，組態(tài)王提供了資源管理器式的操作主界面，并且提供了以漢字作為關(guān)鍵字的腳本語言支持，也提供多種硬件驅(qū)動(dòng)程序。本文使用的組態(tài)王軟件的較新版本組態(tài)王kingview6.5320。1)組態(tài)王kingview6.53的主要性能特點(diǎn)。組念王是亞控科技公司自主開發(fā)的組態(tài)技術(shù)軟件，其技術(shù)在不斷的創(chuàng)新中，組態(tài)王kingview6.53主要的性能特點(diǎn)簡要列舉如下：a畫面制作系統(tǒng)：支持無限色和過渡色， 使用戶輕松構(gòu)造面無限逼真、美觀的畫面。并且提供圖庫、按鈕、位圖、可視化動(dòng)畫連接向?qū)У裙δ?，使畫面設(shè)計(jì)過程變得簡單易行。b報(bào)警和事件系統(tǒng)：分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能，還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。c報(bào)表系統(tǒng)：提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報(bào)表函數(shù)，用戶可創(chuàng)建多樣的報(bào)表，提供報(bào)表工具條，操作簡單明了。d控件：支持Windows標(biāo)準(zhǔn)的Active X控件(主要為可視控件)，包括Microsoft提供的標(biāo)準(zhǔn)Active X控件和用戶自制的Active X控件；新增三個(gè)功能強(qiáng)大的控件，即數(shù)據(jù)表格控件、歷史曲線控件、PID調(diào)節(jié)控件eOPT：開發(fā)人員可以從任何一個(gè)OPC服務(wù)器直接獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并集成到組態(tài)王中；同時(shí)組態(tài)王作為OPC服務(wù)器，可向其他符合OPC規(guī)范的廠商的控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。f通訊系統(tǒng)：支持遠(yuǎn)程撥號(hào)、支持開發(fā)中進(jìn)行硬件測試、支持網(wǎng)絡(luò)DDE，實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與excel和vb程序間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。g安全系統(tǒng)：采用分級(jí)和分區(qū)保護(hù)的雙重保護(hù)策略，使工程的安全性大大提高。2)組態(tài)王系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)“組態(tài)王”是運(yùn)行于Microsoft Windows 98，NT、2000和XP版本中文平臺(tái)的全中文界面的組態(tài)軟件，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。工程瀏覽器(PROJMAK)：是一個(gè)具有集成開發(fā)的環(huán)境。在工程瀏覽器中可以創(chuàng)建工程，并對(duì)工程進(jìn)行管理?？梢圆榭垂こ痰母鱾€(gè)組成部分，完成構(gòu)造數(shù)據(jù)庫、定義外部設(shè)備等工作。開發(fā)系統(tǒng)(TOUCHMAK)：開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中完成設(shè)計(jì)畫面、動(dòng)畫連接等工作。TOUCHMAK具有先進(jìn)完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對(duì)象的特性；對(duì)變量報(bào)警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能都有簡單的操作辦法。運(yùn)行系統(tǒng)(TOUCHMAK)：組態(tài)王軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境。在TOUCHMAK中建立的圖形畫面只有在TOUCHIVEW中才能運(yùn)行。TOUCHVIEW從工業(yè)控制對(duì)象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成變量報(bào)警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù)文件。畫面的“開發(fā)系統(tǒng)”和“運(yùn)行系統(tǒng)”由“工程瀏覽器”調(diào)用，且兩個(gè)系統(tǒng)可以獨(dú)立于“工程瀏覽器”工作。3)組態(tài)王制作一個(gè)工程的一般過程建立新組態(tài)王工程的一般過程是