雙電梯控制系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要.II</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1 本課題來(lái)源1</p><p>　　1.2 研究意義1</p><p&g

2、t;　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　1.4 主要研究?jī)?nèi)容3</p><p><b>　　2 工藝設(shè)計(jì)3</b></p><p>　　2.1 雙聯(lián)六層電梯系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1.2 系統(tǒng)各功能單元

3、的作用4</p><p>　　2.2 控制要求6</p><p><b>　　3 方案選擇6</b></p><p>　　3.1 調(diào)速系統(tǒng)的選擇6</p><p>　　3.1.1 直流調(diào)速和交流調(diào)速的比較6</p><p>　　3.1.2 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)9</p>

4、<p>　　3.2 系統(tǒng)整體方案10</p><p>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1 硬件選型10</p><p>　　4.1.1 變頻器的選型10</p><p>　　4.1.2 PLC的選型11</p><p>　　4.1.3 擴(kuò)展模塊的選型12</p>

5、<p>　　4.1.4 曳引機(jī)的選型13</p><p>　　4.1.5 門(mén)電機(jī)的選型16</p><p>　　4.1.6 光電編碼器的選型16</p><p>　　4.1.7 永磁感應(yīng)器的選型17</p><p>　　4.1.8 繼電器的選型17</p><p>　　4.1.9 斷路器的選型17

6、</p><p>　　4.1.10 接觸器的選型17</p><p>　　4.1.11 風(fēng)扇的選型18</p><p>　　4.1.12 電鈴的選型18</p><p>　　4.1.13 開(kāi)關(guān)的選型18</p><p>　　4.2 硬件連接18</p><p>　　4.2.1 PLC通

7、信連接18</p><p>　　4.3 電路原理圖19</p><p>　　4.3.1 系統(tǒng)配電圖19</p><p>　　4.3.2 MM440變頻器的主電路20</p><p>　　4.3.3 MM44O變頻器的控制電路接線(xiàn)20</p><p>　　4.3.4 PLC的外部接線(xiàn)圖21</p>

8、<p>　　4.3.5 PLC擴(kuò)展模塊接線(xiàn)圖21</p><p>　　4.3.6 門(mén)機(jī)電路圖22</p><p>　　4.4 I/O分配表22</p><p>　　4.5 控制柜23</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)24</b></p><p>　　5.1 變頻器參

9、數(shù)設(shè)置25</p><p>　　5.2 變頻器快速調(diào)試流程圖28</p><p>　　5.3 多段速選擇及其邏輯圖29</p><p>　　5.4 電梯運(yùn)行曲線(xiàn)的設(shè)置29</p><p>　　5.5 系統(tǒng)的軟件流程圖30</p><p>　　5.5.1 樓層開(kāi)關(guān)門(mén)流程圖31</p><

10、p>　　5.5.2 變頻器正反轉(zhuǎn)控制流程圖32</p><p>　　5.5.3 變頻器控制端口0置位圖33</p><p>　　5.5.4 變頻器控制端口1置位圖34</p><p>　　5.6 程序中間繼電器的說(shuō)明表35</p><p>　　5.7 源程序36</p><p>　　5.7.1 初始化程

11、序36</p><p>　　5.7.2 變頻器控制程序36</p><p>　　5.7.3 工藝流程程序36</p><p><b>　　6 調(diào)試報(bào)告36</b></p><p><b>　　7 結(jié)論37</b></p><p><b>　　謝辭38&l

12、t;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：39</b></p><p>　　附錄1：初始化程序40</p><p>　　附錄2：變頻器控制程序42</p><p>　　附錄3：工藝流程程序49</p><p>　　雙電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)—傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)</p>&l

13、t;p>　　摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前各地建筑物正朝著大型化和高層化方向發(fā)展，往往需要在建筑物內(nèi)安裝兩臺(tái)或多臺(tái)電梯，電梯的并聯(lián)控制正受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)工藝的確定和詳細(xì)分析，提出了系統(tǒng)的控制要求，確定了系統(tǒng)的控制方案，利用西門(mén)子MM44O變頻器來(lái)控制電梯的運(yùn)行速度，并且實(shí)時(shí)顯示電梯運(yùn)行時(shí)的頻率來(lái)監(jiān)控電梯運(yùn)行速率變化；采用旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC高速計(jì)數(shù)模塊構(gòu)成自動(dòng)定位控制系統(tǒng)，通過(guò)比較判斷電梯位置，實(shí)現(xiàn)加減速來(lái)控制電梯以達(dá)

14、準(zhǔn)確停站，從而構(gòu)成了位置和速度雙反饋控制，克服一些不良的空運(yùn)行狀態(tài)，為電梯的群控和集中管理打下了基礎(chǔ)。轎廂、對(duì)重、井道、門(mén)廳都設(shè)有保護(hù)裝置和報(bào)警系統(tǒng)，使有故障的系統(tǒng)報(bào)警或自動(dòng)停止運(yùn)行。本論文設(shè)計(jì)了雙聯(lián)六層電梯控制系統(tǒng)的硬件和軟件，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的傳動(dòng)控制、安全控制、故障顯示及故障處理。整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理，維護(hù)方便，具有較高的性?xún)r(jià)比，在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試中運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠很好地完成電梯的雙聯(lián)控制，是一種切實(shí)可行的控制方案，具有良好的推

15、廣前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；MM44O；雙聯(lián)六層電梯；旋轉(zhuǎn)編碼器；定位控制</p><p>　　The design of double elevator control system based on frequency converter</p><p>　　Abstract: with the development of the socie

16、ty, the building now is moving in the direction of large scales and high level, which often requires two or more elevators installed in a building, the parallel control of the elevator has gained more and more attention.

17、 Through the identification and detailed analysis of system technology, the paper presents the control requirements and determines the control strategy for system, using MM44O frequency converter to control the speed of

18、the elevator and </p><p>　　Keywords: PLC; MM440; double six-layer elevator; rotary encoder; control for positioning </p><p><b>　　1 概述</b></p><p><b>　　1.1 本課題來(lái)源<

19、;/b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，電梯已成為人們生活中不可缺少的垂直運(yùn)輸工具。電梯的方便、快捷、舒適、安全、可靠、節(jié)能是技術(shù)人員和工程師無(wú)止境的追求。電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)可以涵蓋電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)、變頻技術(shù)、PLC技術(shù)、電工電子技術(shù)、電氣控制技術(shù)、裝配技術(shù)、通訊技術(shù)、工控組態(tài)監(jiān)控技術(shù)等。電梯控制系統(tǒng)一般采

20、用隨機(jī)邏輯方式，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，PLC控制變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度后停車(chē)。</p><p><b>　　1.2 研究意義</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，電梯在人們的生活中的地位和作用將與汽車(chē)一樣，成為重要的運(yùn)輸設(shè)備。當(dāng)前

21、各地建筑物正朝著大型化和高層化方向發(fā)展，往往需要在建筑物內(nèi)安裝兩臺(tái)或多臺(tái)電梯，例如小高層住宅，一般每單元并列安裝兩臺(tái)電梯。電梯是建筑物內(nèi)的主要耗能設(shè)備，它在運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)和停止動(dòng)作頻繁。因電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流遠(yuǎn)大于額定電流，而電能的消耗是與電流成正比的，故合理地減少電梯的無(wú)效啟、停次數(shù)，可節(jié)能。如果兩電梯各自獨(dú)立運(yùn)行，容易發(fā)生電梯重復(fù)響應(yīng)呼梯信號(hào)，而運(yùn)行到站后，乘客已被另一臺(tái)電梯接走而空運(yùn)行的現(xiàn)象，長(zhǎng)期這樣必然造成很大的能源浪費(fèi)，而且給電梯的集

22、中管理造成較大的困難；如果電梯各自獨(dú)立運(yùn)行，就沒(méi)有把電梯運(yùn)輸能力與乘客需求狀態(tài)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，沒(méi)有合理地調(diào)配電梯資源，電梯系統(tǒng)處于非最佳運(yùn)行狀態(tài)，很難提高運(yùn)行效率，乘客需求也不能得到最快的響應(yīng)和最好的滿(mǎn)足。</p><p>　　電梯的并聯(lián)控制可以提高運(yùn)輸效率，較好地滿(mǎn)足乘客需求，可以節(jié)約能源，克服一些不良的空運(yùn)行狀態(tài)，也為電梯的群控和集中管理打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　兩臺(tái)電梯的并聯(lián)

23、控制，其最終目的是把對(duì)應(yīng)于某一樓層召喚信號(hào)(而不是某一臺(tái)電梯的召喚信號(hào)，因?yàn)檎賳拘盘?hào)必須共享；該信號(hào)包含要求電梯運(yùn)行的方向)合理地分配給電梯群中最有利的一臺(tái)電梯。并聯(lián)控制就是兩臺(tái)電梯共享廳外召喚信號(hào)，并能夠按照預(yù)先設(shè)定的調(diào)配原則自動(dòng)地調(diào)配某臺(tái)電梯去應(yīng)答廳外召喚信號(hào)。經(jīng)過(guò)比較，認(rèn)為最快相應(yīng)調(diào)度原則適合于電梯并聯(lián)的調(diào)度。最快響應(yīng)調(diào)度原則，即就近調(diào)度原則，是比較兩臺(tái)電梯當(dāng)前位置與廳外呼梯信號(hào)位置之間的距離，要求距離小的那臺(tái)電梯去應(yīng)答該外呼信號(hào)

24、，但電梯在運(yùn)行中仍需要遵守順向優(yōu)先的原則。最快響應(yīng)調(diào)度原則在本質(zhì)上是一種按距離進(jìn)行調(diào)度的方法，它能較好地解決服務(wù)快速性和節(jié)省能源問(wèn)題。雙電梯的并聯(lián)控制是在單臺(tái)電梯控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，采用可編程序控制器(PLC)與變頻器控制電梯已是主流。利用PLC的通訊網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)雙電梯的并聯(lián)控制已成為可能。PLC主要是對(duì)電梯的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，變頻器則對(duì)電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，以改善運(yùn)行曲線(xiàn)。</p><

25、;p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　電梯行業(yè)是一個(gè)特種行業(yè)，國(guó)家對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、制造、安裝以及使用都有詳細(xì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。電梯的主要部分有土建、機(jī)械和電氣等組成。機(jī)械部分有導(dǎo)軌、轎廂、對(duì)重、鋼絲繩以及其他機(jī)械部分；電氣部分有主控制板，變頻器、曳引機(jī)等部分構(gòu)成。電梯的運(yùn)行由主控制板的指令控制變頻器，變頻器驅(qū)動(dòng)曳引機(jī)帶動(dòng)轎廂運(yùn)行。變頻器作為電梯中系統(tǒng)的核心部件，對(duì)電梯的安全可靠的運(yùn)行是非常

26、重要的。同時(shí)系統(tǒng)也對(duì)變頻器有一些特殊的要求。許多公司針對(duì)電梯的特殊要求，推出了電梯專(zhuān)用變頻器來(lái)滿(mǎn)足電梯的特殊要求[1]。</p><p>　　變頻器在中國(guó)有巨大的需求潛力，根據(jù)1997年原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委調(diào)查數(shù)據(jù)，全國(guó)潛在變頻器市場(chǎng)約1200～1800億元。而截止2000年，國(guó)內(nèi)累計(jì)推廣應(yīng)用變頻調(diào)速裝置800～1200萬(wàn)kw，約80～120億元，僅占潛在市場(chǎng)的7%左右?；诖?，美、日以及歐洲的各大變頻生產(chǎn)公司幾乎全部云

27、集中國(guó)市場(chǎng)，外資變頻器一度占據(jù)了95%以上的中國(guó)變頻器市場(chǎng)份額。</p><p>　　變頻器的分類(lèi)有多種方法：</p><p>　　(1)按中間環(huán)節(jié)有無(wú)直流部分，可分為交一交變頻器和交一直一交變頻器。</p><p>　　(2)按有無(wú)中間低壓回路，可分為高一高變頻器和高一低一高變頻器。</p><p>　　在交一直一交變頻器中，按中間直流部分

28、的性質(zhì)，可分為電流型變頻器和電壓型變頻器。變頻器的技術(shù)發(fā)展水平是由電力電子技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)及自動(dòng)化控制水平三個(gè)方面決定的。在低壓變頻器領(lǐng)域，由于電力電子器件的耐壓?jiǎn)栴}已經(jīng)解決，因此形成了標(biāo)準(zhǔn)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但功率器件滿(mǎn)足不了中、高壓變頻器的需要，為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員提出了一些電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如功率單元串聯(lián)多重化、多電平及逆變器件并聯(lián)等。</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)變頻器產(chǎn)品多為通用的電壓等級(jí)為AC (A

29、lternating Current) 380V的中小功率產(chǎn)品，而在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所需要的高壓大功率雙向變頻器，成熟產(chǎn)品不多。國(guó)內(nèi)對(duì)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電有較深研究的大學(xué)有：清華大學(xué)、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)等。目前，哈爾濱九洲電氣股份公司研制出兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電用的變頻器樣品。</p><p>　　國(guó)外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，起步較早，初步形成了系列化的產(chǎn)品，如ABB公司的ACS-1000系列，SIMENSE

30、公司的SIMOVERT MV系列，AB公司的Power Flex 7000系列等，其控制系統(tǒng)也己實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。</p><p>　　ABB公司的ACS-1000系列采用了IGCT（Integrated Gate Commutated Thyristors）器件，功率范圍為315KW-5000KW，輸出電壓范圍為2.3 kV-4 kV，采用電壓型三電平結(jié)構(gòu)，并提供有源前端( AFE，Active Front End

31、)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。SIMENSE公司的SIMOVERT MV系列采用最新的HV-IGBT(High-Voltage Insulated Gate Bipolar Transistor)器件，輸出電壓范圍為2.3 kV-6 kV，電壓源型三電平結(jié)構(gòu)并提供有源前端( AFE，Active Front End)技術(shù)。AB公司的Power Flex 7000系列采用6.SKV 800A/1500A的SGCT (Symmetrical

32、 Gate Commutated Thyristors)器件，功率范圍為150KW-6770KW，輸出電壓范圍為2.3 kV-6 kV，無(wú)需熔斷器，有12脈沖整流和PWM整流兩種整流方式，提供AFE有源前端技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)[2]。</p><p>　　西門(mén)子的通用多功能變頻器MM440采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性，采用脈沖

33、頻率可選的專(zhuān)用脈寬調(diào)制技術(shù)，可使曳引機(jī)在低噪聲下運(yùn)行，系統(tǒng)更加平穩(wěn)。全面而完善的保護(hù)功能為系統(tǒng)提供了可靠而良好的保護(hù)性能，高性能的矢量控制技術(shù)，有多種控制方式靈活選用，適用不同的領(lǐng)域。在電梯控制系統(tǒng)中，采用的是閉環(huán)矢量控制。具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和超強(qiáng)的過(guò)載能力。眾多的自由功能模塊通過(guò)BICO（二進(jìn)制互聯(lián)連接）組成了大量資源供用戶(hù)使用，從而完成復(fù)雜的多種控制。正是MM440強(qiáng)大而靈活的功能可以勝任電梯控制系統(tǒng)的要求。通過(guò)MM440驅(qū)動(dòng)異

34、步曳引機(jī)構(gòu)成的電梯系統(tǒng)完全滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》，GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》的要求[3]。</p><p>　　1.4 主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　雙聯(lián)六層電梯的控制系統(tǒng)需用變頻器實(shí)現(xiàn)電梯轉(zhuǎn)速的變化，同過(guò)MM440變頻器實(shí)現(xiàn)多段速運(yùn)行，滿(mǎn)足電梯減速區(qū)與平層區(qū)運(yùn)行速度要求。因此，變頻器在電梯控制系統(tǒng)當(dāng)中具有很重要的作用，通過(guò)變頻器使電梯系

35、統(tǒng)能夠穩(wěn)定平穩(wěn)運(yùn)行，準(zhǔn)確定位，且具有良好的舒適度。</p><p>　　本系統(tǒng)通過(guò)PLC與MM440變頻器實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電梯的并聯(lián)控制，并且通過(guò)對(duì)變頻器多段速設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯不同門(mén)層的運(yùn)行控制，利用PLC對(duì)電梯位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用旋轉(zhuǎn)編碼器和高速計(jì)數(shù)器設(shè)定值比較確定電梯運(yùn)行位置，使電梯準(zhǔn)確減速與停靠。該系統(tǒng)包括工藝的設(shè)計(jì)、方案的選擇、硬件的設(shè)計(jì)、軟件的設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試五部分。</p><p>&l

36、t;b>　　2 工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 雙聯(lián)六層電梯系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　本雙聯(lián)電梯的電氣控制系統(tǒng)是采用PLC和交流調(diào)速（VVVF）控制，結(jié)合電梯系統(tǒng)所具備的硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙電梯的并聯(lián)控制。與傳統(tǒng)電梯相比，本電梯轎廂位置的檢測(cè)和電氣選層信號(hào)由安裝在轎廂頂上和曳引輪相連的旋

37、轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)，而擺脫了以往靠繼電器和接觸開(kāi)關(guān)等有觸點(diǎn)器件控制的龐雜線(xiàn)路系統(tǒng)，優(yōu)化了線(xiàn)路，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)便于檢修[4] 。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括機(jī)房、井道、廳門(mén)、轎廂等幾大部分，同時(shí)具備電梯的安全保護(hù)裝置，各部分緊密配合實(shí)現(xiàn)電梯的準(zhǔn)確運(yùn)行。系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，PLC主要是對(duì)電梯的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，變頻器則對(duì)電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，以改善運(yùn)行曲線(xiàn)，旋轉(zhuǎn)編碼器則實(shí)現(xiàn)電梯位置的信號(hào)反饋，使電梯準(zhǔn)確運(yùn)行。工藝流程圖如圖2-1所示：</

38、p><p>　　圖2-1 PLC控制雙聯(lián)六層電梯工藝圖</p><p>　　Figure 2-1 PLC-based double-six elevator control system process diagram</p><p>　　電梯在底層和頂層分別設(shè)有一個(gè)向上或向下召喚按鈕，而在其他各層設(shè)有上，下召喚按鈕。轎廂操縱盒安裝在電梯轎廂內(nèi)部，設(shè)有與層站數(shù)相等的相應(yīng)

39、指令按鈕。當(dāng)進(jìn)入轎廂的乘客按下指令按鈕時(shí)，指令信號(hào)被登記，當(dāng)?shù)却趶d門(mén)外的乘客按下召喚按鈕時(shí)，召喚信號(hào)被登記。電梯在向上運(yùn)行的過(guò)程中按登記的指令信號(hào)和向上召喚信號(hào)逐一予以?？?。每次?？繒r(shí)，電梯自動(dòng)進(jìn)行減速，平層，開(kāi)門(mén)。當(dāng)乘客進(jìn)入轎廂完畢后，又自動(dòng)關(guān)門(mén)，啟動(dòng)，直至完成最后一項(xiàng)工作。如有信號(hào)再出現(xiàn)，則電梯根據(jù)信號(hào)位置選擇方向自行啟動(dòng)運(yùn)行。若無(wú)工作指令，則轎廂停留在最后?？康膶訕恰ｋ娞莸膯?dòng)由PLC、變頻器及電磁制動(dòng)器共同控制。首先PLC根據(jù)

40、指令信號(hào)確定上升或下降指令，然后將上升或下降及速度控制指令傳遞給變頻器相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)及預(yù)置速度，并將開(kāi)閘指令給電磁制動(dòng)器使制動(dòng)器抱閘松開(kāi)。變頻器經(jīng)過(guò)內(nèi)部設(shè)定預(yù)置速度控制電梯的啟動(dòng)、加速及滿(mǎn)速運(yùn)行。電梯樓層的定位由高速計(jì)數(shù)端口集與曳引輪相連的旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)及轎廂所在位置決定。當(dāng)電梯達(dá)到要?？康膶诱緯r(shí)，PLC經(jīng)過(guò)判斷此樓層符合，當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器的計(jì)數(shù)脈沖處于此層的減速脈沖區(qū)域時(shí)，PLC滿(mǎn)速信號(hào)輸出至變頻器相應(yīng)端口，則變頻器按減</p

41、><p>　　2.1.2 系統(tǒng)各功能單元的作用</p><p>　?。?）電梯機(jī)房里的主要部件及功能</p><p>　　曳引機(jī)是驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)行的動(dòng)力裝置，它包括：電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、曳引輪和導(dǎo)向輪。在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動(dòng)器，在電梯停止或斷電的情況下制動(dòng)抱閘以確保電梯不致移動(dòng)；對(duì)于減速箱大多數(shù)電梯廠(chǎng)采用蝸輪蝸桿減速箱；曳引輪在曳引系統(tǒng)當(dāng)中的作用是兩端

42、借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對(duì)重，并依靠曳引鋼絲繩和曳引輪繩槽間的靜摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降；導(dǎo)向輪的作用是為保證轎廂端和對(duì)重端鋼繩各自垂直與轎廂和對(duì)重，且保持平行并保證曳引輪有足夠大的包角。</p><p>　　限速器：當(dāng)轎廂運(yùn)行速度達(dá)到限定值時(shí)，能發(fā)出電信號(hào)并產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)作的安全裝置。</p><p>　　控制柜：各種電子元器件和電器元件安裝在一個(gè)防護(hù)用的電器結(jié)構(gòu)內(nèi)，按預(yù)定程序控制電梯

43、運(yùn)行的電控設(shè)備。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)編碼器：給轎廂定位的裝置。</p><p>　?。?）電梯井道里的主要部件及功能</p><p>　　轎廂:由轎廂架、轎廂體等組成，為承載物件所需的載體。</p><p>　　導(dǎo)軌：導(dǎo)軌通過(guò)導(dǎo)軌支架被固定在井道壁上，導(dǎo)軌的位置限定了轎廂和對(duì)重的位置。導(dǎo)軌是轎廂上下運(yùn)動(dòng)的軌道。</p>&

44、lt;p>　　對(duì)重裝置：對(duì)中裝置由對(duì)重輪，對(duì)重架，對(duì)重砣，曳引繩和防護(hù)遮攔等組成。對(duì)重與轎廂襯托起平衡作用。</p><p>　　緩沖器：當(dāng)轎廂向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于斷繩、超載、安全鉗限速器不動(dòng)作、曳引輪和鋼絲繩打滑、制動(dòng)器失效、無(wú)制動(dòng)器力矩以及極限開(kāi)關(guān)不起作用等原因，會(huì)造成轎廂向底坑掉落，這時(shí)，裝在轎廂下方底坑中的緩沖器，可以減緩轎廂與底坑間的沖擊。</p><p>　　限位開(kāi)關(guān)：該裝置

45、可以裝在轎廂上，也可以裝在電梯井道上端站和下端站附近，當(dāng)轎廂運(yùn)行超過(guò)端站時(shí)，用于切斷電源的安全裝置。</p><p>　　計(jì)數(shù)復(fù)位感應(yīng)器：使旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)數(shù)復(fù)位的裝置。</p><p>　　隨行電纜：電梯隨行電纜是電梯機(jī)房電氣器件與轎廂、井道及廳門(mén)等處電氣器件相連接的導(dǎo)線(xiàn)。</p><p>　?。?）轎廂上的主要部件及功能</p><p>　　

46、操縱箱：操縱箱裝載轎廂內(nèi)靠近轎廂門(mén)附近。用指令開(kāi)關(guān)或按鈕，操縱轎廂運(yùn)行。</p><p>　　轎內(nèi)指層燈：轎內(nèi)指層燈設(shè)置于轎廂內(nèi)，用以顯示電梯運(yùn)行位置和運(yùn)行方向。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)機(jī)：自動(dòng)門(mén)機(jī)裝在轎廂頂?shù)那安?，以小型直流電?dòng)機(jī)為動(dòng)力的自動(dòng)開(kāi)、關(guān)轎門(mén)和廳門(mén)的裝置。</p><p>　　轎門(mén)：轎門(mén)設(shè)置在轎廂入口的門(mén)。</p><p>　

47、　安全鉗：安全鉗由于限速器作用而引起動(dòng)作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置卡停在導(dǎo)軌上，同時(shí)切斷控制回路電源的安全裝置。</p><p>　　導(dǎo)靴：導(dǎo)靴設(shè)置在轎廂架和對(duì)重裝置上，迫使和對(duì)重裝置沿著導(dǎo)軌運(yùn)行的裝置。</p><p>　　（4）電梯層門(mén)口的主要部件及功能</p><p>　　層門(mén)：層門(mén)設(shè)置在層站入口的封閉門(mén)。</p><p>　　門(mén)鎖：層門(mén)門(mén)鎖

48、設(shè)置在層門(mén)內(nèi)測(cè)，門(mén)關(guān)閉后，將層門(mén)緊鎖。</p><p>　　層樓指示：層樓指示燈設(shè)置在層站層門(mén)上方或一側(cè)，用以顯示轎廂運(yùn)行層站位置和方向。</p><p>　　召喚盒：召喚盒設(shè)置在層站門(mén)側(cè)，當(dāng)乘客按下需要的召喚按鈕時(shí)，在轎廂內(nèi)可顯示或登記，令電梯運(yùn)行?？吭谡賳緦诱?。</p><p><b>　　2.2 控制要求</b></p>&

49、lt;p>　?。?）有必要的電氣保護(hù)和機(jī)械保護(hù)即電梯的安全裝置要既有電氣安全裝置，又有機(jī)械安全裝置。能夠保證電梯的安全正常運(yùn)行。</p><p>　?。?）變頻器能根據(jù)用戶(hù)需要輸出相應(yīng)的運(yùn)行速率，既保證電梯的快速性，穩(wěn)定性又要保證舒適度。</p><p>　?。?）在電梯運(yùn)行中，順向按下樓層的召喚按鈕，信號(hào)被登記并儲(chǔ)存停層信號(hào)，而逆向按下的召喚按鈕則不被登記，同時(shí)也不儲(chǔ)存其停層信號(hào)；

50、無(wú)論電梯上行或是下行時(shí)，按下轎廂內(nèi)指令按鈕，則指令信號(hào)被登記，并儲(chǔ)存了停層信號(hào)。當(dāng)停站后，信號(hào)被取消。</p><p>　?。?）變頻器采用線(xiàn)性V/F控制，與PLC，旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成閉環(huán)的速度控制，根據(jù)轎廂到達(dá)的不同位置及控制信號(hào)需要判斷所要到達(dá)的樓層從而輸出不同的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)轎廂的速度控制。</p><p>　　（5）當(dāng)門(mén)電機(jī)動(dòng)作，即在執(zhí)行開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)動(dòng)作的過(guò)程中，從門(mén)電機(jī)開(kāi)始動(dòng)作到獲得門(mén)到

51、位信號(hào)的這段時(shí)間不得超過(guò)2.5秒，否則門(mén)電梯將停止動(dòng)作蜂鳴器報(bào)警，此時(shí)可通過(guò)按復(fù)位按鈕報(bào)警。</p><p>　?。?）該系統(tǒng)為雙電梯的并聯(lián)控制技術(shù)，采用兩臺(tái)電梯模擬現(xiàn)場(chǎng)的雙電梯技術(shù)，要求根據(jù)反饋信號(hào)，通過(guò)PLC的邏輯計(jì)算判斷哪個(gè)電梯運(yùn)行相應(yīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)快速，高效的運(yùn)行。</p><p>　　（7）該系統(tǒng)采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，以方便機(jī)器的故障檢測(cè)維修和程序調(diào)試。</p>

52、<p><b>　　3 方案選擇</b></p><p>　　3.1 調(diào)速系統(tǒng)的選擇</p><p>　　交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展方向，隨著新型大功率半導(dǎo)體器件的推出，控制理論不斷更新和發(fā)展，微電子技術(shù)不斷完善，各種通用的和高性能的交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)相繼誕生，多種交流調(diào)速技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，變頻器的控制精確度和動(dòng)態(tài)特性也趨于完善[5]。直流與

53、交流調(diào)速示意圖見(jiàn)圖3-1和圖3-2。</p><p>　　3.1.1 直流調(diào)速和交流調(diào)速的比較</p><p>　　表3-1直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)比較表</p><p>　　Table 3-1comparision table of direct current governor system and alternating current governor s

54、ystem</p><p><b>　　續(xù)表3-1</b></p><p>　　圖3-1直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖</p><p>　　Figure 3-1 direct current governor system schematic diagram</p><p>　　圖3-2交流調(diào)速系統(tǒng)示意圖</p>&l

55、t;p>　　Figure 3-2 alternating current governor system schematic diagram</p><p>　　直流調(diào)速控制簡(jiǎn)單，調(diào)速性能好，變流裝置(晶閘管整流裝置)容量小，長(zhǎng)期以來(lái)在調(diào)速傳動(dòng)中一直占統(tǒng)治地位，但也具有以下缺點(diǎn):</p><p>　　(1)功直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高、故障多、維護(hù)困難，經(jīng)常因火花大而影響生產(chǎn)。<

56、;/p><p>　　(2)換向 器的 換向能 力限 制了電 機(jī)的 容量和 速度 。直流 電動(dòng) 機(jī)的極 限容 量和速 度之 積約 為106kW．r/min，許多大型機(jī)械的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)己經(jīng)接近或者超過(guò)該值，設(shè)計(jì)制造困難，甚至根本制造不出來(lái)。</p><p>　　(3)為改善換向能力，要求電樞漏感小，轉(zhuǎn)子短粗，導(dǎo)致GD2增大，影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，在動(dòng)態(tài)性能要求高的場(chǎng)合，不得不采用雙電樞或者三電樞，帶來(lái)造

57、價(jià)高、占地面積大、易共振等一系列的問(wèn)題。</p><p>　　(4)直流電動(dòng)機(jī)除勵(lì)磁外，全部輸入功率都通過(guò)換向器流入電樞，電機(jī)效率低，由于轉(zhuǎn)子散熱條件差， 冷卻費(fèi)用高。</p><p>　　交流電機(jī)沒(méi)有上述缺點(diǎn)，但調(diào)速困難。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率交流調(diào)速的性能己達(dá)到直流傳動(dòng)的水平，裝置成本降低到與直流傳動(dòng)相當(dāng)或者略低的程度，由于維修費(fèi)用及能耗大大降低，可靠性提高，因此出現(xiàn)了

58、以交流傳動(dòng)代替直流傳動(dòng)的強(qiáng)烈趨勢(shì)。采用這項(xiàng)技術(shù)能取得下述效果:</p><p>　　(1)減小維修工作量，減少停機(jī)時(shí)間，提高產(chǎn)量。以德國(guó) Dillingen 廠(chǎng) 5.5m 厚板軋機(jī)為例，直流主傳動(dòng)年維修工作量 145h，交流主傳動(dòng)只需 36h，僅為直流傳動(dòng)時(shí)的 1/4。</p><p>　　(2)可以突破直流電動(dòng)機(jī)的功率和速度極限，為設(shè)備提供更大的動(dòng)力，從而提高產(chǎn)量。</p>

59、<p>　　(3)減小電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 </p><p>　　(4)節(jié)能、節(jié)水。 </p><p>　　(5)由于交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此有可能與機(jī)械合為一體，形成機(jī)電一體化產(chǎn)品，大大簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減小體積和重量，提高可靠性。</p><p>　　(6)成本方面，交流調(diào)速的功率裝置(變頻器與電網(wǎng)補(bǔ)償裝置)和控制裝置比直流調(diào)速的功率裝置(速流 器與補(bǔ)償裝置

60、)和控制裝置貴，但是它的電動(dòng)機(jī)便宜。隨著電動(dòng)機(jī)功率的增加，交流調(diào)速總成本的增長(zhǎng)比直 流調(diào)速總成本的增加要慢，大于某一功率后，交流調(diào)速就比直流調(diào)速便宜。這臨界功率值各公司看法不同， 目前一般認(rèn)為是 2000～3000kW。若直流電動(dòng)機(jī)的GD2不能滿(mǎn)足工藝要求，需采用雙電樞或者三電樞時(shí)， 交流調(diào)速比直流調(diào)速要便宜許多[6]。</p><p>　　3.1.2 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn)</p><p&g

61、t;　?。?）變頻調(diào)速電梯使用的是異步電動(dòng)機(jī)，比同容量的直流電動(dòng)機(jī)具有體積小，占空間小，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可靠性高，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）變頻調(diào)速電源使用先進(jìn)的SPWM技術(shù)和SVPWM技術(shù)，明顯該善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行性能；調(diào)速范圍寬，控制精度好，動(dòng)態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷已逐漸取代直流電動(dòng)機(jī)。</p><p>　?。?）變頻調(diào)速電梯采用先進(jìn)的SPWM技術(shù)和SVPW

62、M技術(shù)，明顯改善了電動(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[7]。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)整體方案</p><p>　　本電梯系統(tǒng)，以PLC為核心，利用旋轉(zhuǎn)編碼器采集脈沖數(shù)來(lái)確定轎廂所在位置，從而通過(guò)邏輯運(yùn)算，輸出相應(yīng)的信號(hào)控制變頻器的輸出頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電梯的啟動(dòng)、加速、滿(mǎn)速、減速運(yùn)行，又保證良好的舒適性。通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)的反饋構(gòu)成

63、電梯的閉環(huán)系統(tǒng)的控制。電梯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　Figure3-3 structured flowchart of elevator system</p><p>　　系統(tǒng)有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種控制方式，當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)模式時(shí)，只需按下操作面板上的系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，PLC就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行設(shè)定的程序

64、，達(dá)到控制目的；當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)模式時(shí)，只需按下操作面板上手動(dòng)按鈕，并向PLC發(fā)出控制輸入，然后由PLC根據(jù)輸入，操作外部設(shè)備（如繼電器），完成一些列預(yù)先設(shè)定好的動(dòng)作，便于調(diào)試和排除故障。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 硬件選型</b></p><p>　　通過(guò)合理

65、的硬件選型和線(xiàn)路設(shè)計(jì)，是該系統(tǒng)達(dá)到了低噪音、高效率、節(jié)能、安全可靠。</p><p>　?。?）在CPU選型上，充分利用了西門(mén)子控制系統(tǒng)可靠性高、指令豐富、通訊和擴(kuò)展能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，以高性?xún)r(jià)比占領(lǐng)市場(chǎng)，選用CPU226作為控制系統(tǒng)控制中樞，利用其兩個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器作為電梯位置的定位脈沖采集和電梯運(yùn)行故障判斷。</p><p>　?。?）在擴(kuò)展選型上，由于變頻貨梯為集選并行產(chǎn)品，樓層和轎廂輸

66、入/輸出信號(hào)較多，為盡量降低成本，將集成并行信號(hào)分別采用幾個(gè)擴(kuò)展模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)樓層的多少可自由選用擴(kuò)展模塊的類(lèi)型和個(gè)數(shù)，考慮數(shù)字量控制較多，選用EM223模塊。（3）在變頻器選型上，采用了西門(mén)子M440矢量控制變頻器，其脈寬調(diào)制的頻率可選，可以大大降低電機(jī)運(yùn)行噪聲，豐富的矢量控制功能使電梯運(yùn)行效率更高、更節(jié)能、更可靠。</p><p>　?。?）在接觸器的選型上，全部采用CJX2-09型低噪音接觸器，且安全性

67、能好。</p><p>　　4.1.1 變頻器的選型</p><p>　　變頻器是利用電力電子器件把工頻電源變換成各種頻率的交流電源以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的功率變換器。本方案選擇西門(mén)子的MM440型號(hào)，MM440是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器，有多種型號(hào)供用戶(hù)選用，恒轉(zhuǎn)矩控制方式時(shí)額定功率范圍為120kw～200kw，可變轉(zhuǎn)矩控制方式時(shí)的額定功率可達(dá)250kw

68、。西門(mén)子MM440變頻器由微控制器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，它具有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性。脈沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率也是可選的，降低了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的噪音。本系統(tǒng)選用的是西門(mén)子micromaster440。</p><p><b>　　圖4-5 變頻器圖</b></p><p>　　Figure4-5 frequ

69、ency converter diagram</p><p>　　型號(hào)：6SE6440-2UC13-7AA1</p><p>　　輸入電壓：200-240v +10%—-10%</p><p>　　輸入單相/三相交流電流：4.6/27A</p><p>　　輸入單相/三相功率：47～63HZ</p><p>　　輸出電

70、壓：0—輸入電壓幅值</p><p>　　輸出三相電流：2.3A</p><p>　　輸出功率：0～250HZ</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的功率：0.37kw</p><p><b>　　保護(hù)等級(jí)：IP20</b></p><p>　　運(yùn)行溫度范圍：-10～+50℃</p><

71、p>　　4.1.2 PLC的選型</p><p>　　選用PLC時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：</p><p><b>　?。?）容量要求 </b></p><p>　　所用的PLC應(yīng)能達(dá)到系統(tǒng)要求的輸入輸出點(diǎn)數(shù)并留有10%-20%的余量。存儲(chǔ)容量應(yīng)達(dá)到4k以上。</p><p><b>　?。?）功能強(qiáng) &l

72、t;/b></p><p>　　本系統(tǒng)要求所選用的PLC除應(yīng)到達(dá)容量要求外，還要有增加數(shù)字量擴(kuò)展模塊的功能。所以選擇時(shí)要注意能否增加擴(kuò)展模塊，以及擴(kuò)展模塊的數(shù)量問(wèn)題。</p><p><b>　　（3）可靠性高 </b></p><p>　　本系統(tǒng)要求能適應(yīng)惡劣的溫室生產(chǎn)環(huán)境（溫度和濕度環(huán)境很差）。</p><p&g

73、t;　?。?）編程及設(shè)定參數(shù)簡(jiǎn)單方便 </p><p>　　本系統(tǒng)的使用對(duì)象為大眾，設(shè)置時(shí)就要考慮人們的素質(zhì)及技術(shù)熟練程度，所以選擇的PLC應(yīng)能夠有很好的人機(jī)接口方式（控制面板）。</p><p>　?。?）應(yīng)具有通訊接口 </p><p>　　由于本系統(tǒng)要求能接現(xiàn)場(chǎng)控制面板，所以應(yīng)該有通訊端口。</p><p>　?。?）繼電器輸出

74、 </p><p>　　S7-200系列PLC具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、較低的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美地滿(mǎn)足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類(lèi)型和電壓等級(jí)使其在解決用戶(hù)的自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。S7-200 CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元（CPU）、電源以及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中[8]。</p><p>　　S

75、7-200 PLC主機(jī)的型號(hào)規(guī)格種類(lèi)較多，以適應(yīng)不同需求的控制場(chǎng)合。在西門(mén)子推出的S7-200 CPU22X系列產(chǎn)品中，S7-200 CPU226模塊產(chǎn)品指令豐富、運(yùn)行速度快、具有較強(qiáng)的通信能力。適用于要求較高的中小型控制系統(tǒng)。綜合以上幾點(diǎn)，本系統(tǒng)選用西門(mén)子的S7-200系列的CPU226 CN AC/DC/RLY模塊作為現(xiàn)場(chǎng)控制的核心。其主要技術(shù)指標(biāo)詳見(jiàn)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)[9]。</p><p>　　4.1.3 擴(kuò)展模

76、塊的選型</p><p>　　根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)際情況，電梯共31個(gè)數(shù)字量輸入：1個(gè)一層定位感應(yīng)器，1個(gè)開(kāi)門(mén)按鈕，1個(gè)關(guān)門(mén)按鈕，1個(gè)一樓上升按鈕，1個(gè)二樓上升按鈕，1個(gè)二樓下降按鈕，1個(gè)三樓上升按鈕，1個(gè)三樓下降按鈕，1個(gè)四樓上升按鈕，1個(gè)四樓下降按鈕，1個(gè)五樓上升按鈕，1個(gè)五樓下降按鈕，1個(gè)六樓下降按鈕，1個(gè)手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，1個(gè)慢上按鈕，1個(gè)慢下按鈕，1個(gè)直駛開(kāi)關(guān)，1個(gè)轎廂內(nèi)一樓按鈕，1個(gè)轎廂內(nèi)二樓按鈕，1個(gè)轎

77、廂內(nèi)三樓按鈕，1個(gè)轎廂內(nèi)四樓按鈕，1個(gè)轎廂內(nèi)五樓按鈕，1個(gè)轎廂內(nèi)六樓按鈕，1個(gè)轎門(mén)開(kāi)到位開(kāi)關(guān)，1個(gè)轎門(mén)關(guān)到位開(kāi)關(guān)，1個(gè)1～6樓層門(mén)連鎖，1個(gè)門(mén)安全觸板開(kāi)關(guān)（左），1個(gè)門(mén)安全觸板開(kāi)關(guān)（右），1個(gè)急停開(kāi)關(guān)，1個(gè)超重限速斷繩保護(hù)上限位開(kāi)關(guān)，1個(gè)超重限速斷繩保護(hù)下限位開(kāi)關(guān)。共30個(gè)數(shù)字量輸出：2個(gè)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，1個(gè)照明開(kāi)關(guān)，1個(gè)上升指示燈，1個(gè)下降指示燈，1個(gè)一樓指示燈，1個(gè)二樓指示燈，1個(gè)三樓指示燈，1個(gè)四樓指示燈，1個(gè)五樓指示燈，1個(gè)六樓

78、指示燈，1個(gè)警報(bào)輸出（蜂鳴器），1個(gè)到站提示音（電鈴），1個(gè)一樓上指示燈，1個(gè)二樓上指示燈，1個(gè)二樓下指示燈，1個(gè)三樓上指示燈，1個(gè)三樓下指示燈，1個(gè)四樓上指示燈，1個(gè)四樓下</p><p>　　擴(kuò)展模塊時(shí)除要滿(mǎn)足性能要求外還要考慮到5V電源電流的預(yù)算：西門(mén)子的手冊(cè)上列出了每種CPU所能提供的最大5V電源（CPU為每個(gè)模塊供電）。在一個(gè)系統(tǒng)中的所有擴(kuò)展模塊的電流總和不能超過(guò)該項(xiàng)值。經(jīng)檢查，擴(kuò)展模塊后電流總和沒(méi)有超

79、出。</p><p>　　本系統(tǒng)選用的擴(kuò)展模塊配置為：EM223數(shù)字量擴(kuò)展模塊：16入/16出，1個(gè)</p><p>　　4.1.4 曳引機(jī)的選型</p><p>　　現(xiàn)在一般的曳引機(jī)分為無(wú)齒曳引機(jī)和有齒曳引機(jī)兩種。</p><p>　　無(wú)齒輪曳引機(jī)用在運(yùn)行速度V>2.0m/s的高速電梯上。這種曳引機(jī)的曳引輪緊固在曳引電動(dòng)機(jī)軸上，沒(méi)有機(jī)

80、械減速機(jī)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。該曳引機(jī)制動(dòng)時(shí)所需的制動(dòng)力矩要比有減速器曳引機(jī)大很多，因此無(wú)齒輪曳引機(jī)的制動(dòng)器比較大。同時(shí)由于無(wú)齒輪曳引機(jī)沒(méi)有減速器等有利因素，所以使用壽命比較長(zhǎng)。</p><p>　　有齒輪曳引機(jī)廣泛應(yīng)用在運(yùn)行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本設(shè)計(jì)電梯即采用有齒輪曳引機(jī)，其一般采用蝸輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種曳引機(jī)主要有曳引電動(dòng)機(jī)，蝸輪，蝸桿，制動(dòng)器，曳引繩輪等構(gòu)成。如圖4-1所示：</p

81、><p><b>　　圖4-1曳引機(jī)圖</b></p><p>　　Figure 4-1 traction machine diagram</p><p>　　本設(shè)計(jì)電梯所采用有齒輪曳引機(jī)外形結(jié)構(gòu)。曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿聯(lián)接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。由于蝸桿與蝸輪間有嚙合關(guān)系，曳引電動(dòng)機(jī)能夠通過(guò)蝸桿驅(qū)動(dòng)繩輪作正反向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)轎廂和對(duì)

82、重上下運(yùn)動(dòng)，如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2曳引機(jī)連接圖</p><p>　　Figure 4-2 linking diagram of traction machine</p><p>　　制動(dòng)器是電梯非常重要的安全裝置，其結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。其工作特點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)通電時(shí)制動(dòng)器松閘，電梯失電或停止運(yùn)行時(shí)抱閘。</p><p>&

83、lt;b>　　圖4-3制動(dòng)器圖</b></p><p>　　Figure4-3 braking machine diagram</p><p>　　制動(dòng)器在工作時(shí)要做到：</p><p>　?。?）能夠使運(yùn)行中的電梯在切斷電源時(shí)自動(dòng)把電梯轎廂掣停住。電梯正常使用時(shí)，一般都是在電梯通過(guò)電氣控制使其減速停止，然后再機(jī)械抱閘。電梯停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)能保

84、證在125%～150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止直到工作時(shí)才松閘。</p><p>　?。?）制動(dòng)器一般都是裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，即裝在高轉(zhuǎn)速軸上。因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速軸上所需的制動(dòng)力矩小，這樣可減小制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。制動(dòng)器的制動(dòng)輪就是電動(dòng)機(jī)和減速器之間的聯(lián)軸器圓盤(pán)。制動(dòng)輪一般裝在蝸輪一側(cè)，以保證聯(lián)軸器折斷時(shí)，電梯仍能制動(dòng)被停住[10]。</p><p><b>　　曳引機(jī)性能<

85、;/b></p><p>　　當(dāng)電源為額定頻率與額定電壓時(shí)，空載曳引輪節(jié)徑線(xiàn)速度應(yīng)不超過(guò)曳引機(jī)額定速度的5％。(用于閉環(huán)調(diào)速電梯曳引機(jī)除外)曳引輪節(jié)徑D≥40d(d為曳引鋼絲繩直徑)，按式(1)設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　式中：D——曳引輪節(jié)圓直徑，mm；</p><p>

86、;　　v——曳引繩額定速度，m／s；</p><p><b>　　i——減速器速比；</b></p><p>　　n——電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速，r／min；</p><p>　　e——速度系數(shù)，取0．94～1．05。</p><p>　　曳引機(jī)制動(dòng)應(yīng)可靠，在電梯整機(jī)上行時(shí)，平衡系數(shù)為0．40，轎廂內(nèi)加上150％額定載重量，歷時(shí)1

87、0min，制動(dòng)輪與制動(dòng)閘瓦之間應(yīng)無(wú)打滑現(xiàn)象。</p><p>　　制動(dòng)器的最低起動(dòng)電壓和最高釋放電壓，應(yīng)分別低于電磁鐵額定電壓的80％和55％，制動(dòng)器開(kāi)啟遲后時(shí)間不超過(guò)0.8 s。制動(dòng)器線(xiàn)圈耐壓試驗(yàn)，導(dǎo)電部分對(duì)地間施加1000V，歷時(shí)1min，不得有擊穿現(xiàn)象。制動(dòng)器線(xiàn)圈的輸入端應(yīng)設(shè)有接線(xiàn)端子。制動(dòng)器部件的閘瓦組件應(yīng)分兩組裝設(shè)，如果其中一組不起作用，制動(dòng)輪上仍能獲得足夠的制動(dòng)力，使載有額定載重量的轎廂減速[11]。

88、</p><p>　　曳引機(jī)在檢驗(yàn)平臺(tái)上空載高速時(shí)，A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)的噪聲測(cè)量表面平均值應(yīng)不超過(guò)表4-1規(guī)定。低速時(shí)噪聲值應(yīng)低于高速時(shí)噪聲值。  </p><p>　　表4-1 空載噪聲表 dB(A)</p><p>　　Table 4-1 no-load noise table</p>

89、<p>　　曳引機(jī)在檢驗(yàn)平臺(tái)上輕載(相當(dāng)于20％～40％曳引機(jī)額定載重量)時(shí)，在輸出軸端處測(cè)定折算到曳引輪節(jié)徑處的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)速度有效值中的最大值不大于表4-2所規(guī)定的數(shù)值。</p><p>　　表4-2 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)速度有效值 mm／s</p><p>　　Table 4-2 Torsional vibration velocity valid values table</p&g

90、t;<p>　　在曳引機(jī)通電持續(xù)率為40％時(shí)，在檢驗(yàn)平臺(tái)上應(yīng)做下列高速正反方向、連續(xù)無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)，且減速器油溫應(yīng)不超過(guò)85℃；制動(dòng)線(xiàn)圈溫升與最高溫度均應(yīng)不超過(guò)表4-3規(guī)定。電動(dòng)機(jī)定子繞組溫升在采用B級(jí)或F級(jí)絕緣時(shí)，應(yīng)分別不超過(guò)80℃或105℃。  </p><p>　　表4-3 不同等級(jí)材料溫度表 ℃</p><p>　　Table 4-3 temperature

91、table of different rank of material</p><p>　　設(shè)計(jì)的參數(shù)：曳 引 機(jī)： 速 比 15:1 </p><p>　　模 數(shù) 1.5 (蝸輪減速器)</p><p>　　拖動(dòng)電機(jī)： 型 號(hào)：JW524 </p><p>　　電 壓：AC220V 50Hz </p><p

92、>　　功 率：0.12KW </p><p>　　轉(zhuǎn) 速：1400 rpm</p><p>　　現(xiàn)實(shí)的參數(shù)：曳引機(jī)： 速 比 35:2 </p><p>　　模 數(shù) 1.5 (蝸輪減速器)</p><p>　　拖動(dòng)電機(jī)： 型 號(hào)：YTTD132TVF3-6 </p><p><b>

93、　　級(jí) 數(shù)：6</b></p><p>　　電 流：15.6A </p><p>　　功 率：6.4KW </p><p>　　轉(zhuǎn) 速：950 r/min</p><p>　　4.1.5 門(mén)電機(jī)的選型</p><p>　　實(shí)際參數(shù)：電梯門(mén)機(jī)用三相異步電機(jī)產(chǎn)品</p><p>　　

94、型 號(hào)：YVP71-6-2.7N</p><p><b>　　額定功率:80W </b></p><p>　　額定電壓:220VAC </p><p>　　額定電流:0.65A </p><p>　　額定轉(zhuǎn)速:930r/min </p><p>　　額定頻率:50HZ </p>&l

95、t;p><b>　　絕緣等級(jí):B級(jí)</b></p><p>　　防護(hù)等級(jí):IP44 </p><p>　　工作制:S3 40% </p><p>　　安裝尺寸:208.5/110</p><p>　　4.1.6 光電編碼器的選型</p><p>　　本電梯的定位裝置為增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。其特點(diǎn)

96、是：只有在旋轉(zhuǎn)期間會(huì)輸出對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度脈沖，它是利用計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)的方式，通過(guò)PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)將電梯定位，如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4光電編碼器圖</p><p>　　Figure 4-4 photoelectric encoder diagram</p><p>　　旋轉(zhuǎn)編碼器的中心軸通過(guò)彈性聯(lián)軸器與曳引輪帶動(dòng)轎廂及對(duì)重上下

97、運(yùn)行的同時(shí)也帶動(dòng)了與之相連的旋轉(zhuǎn)編碼器作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)。電梯每上升或下降一段距離，旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)數(shù)就相應(yīng)的增加或減少來(lái)控制轎廂的平層位置。</p><p>　　增量式旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤(pán)的時(shí)序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤(pán)角度位移量增加（正方向）或減少（負(fù)方向）。在結(jié)合數(shù)字電路特別是單片機(jī)后，增量式旋轉(zhuǎn)編碼器在角度測(cè)量和角速度測(cè)量較絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器更具有廉價(jià)和簡(jiǎn)易的優(yōu)勢(shì)。</p&g

98、t;<p>　　本設(shè)計(jì)選用的是上海三優(yōu)提供海德編碼器ROTARY ENCODER HEDSS</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：型號(hào)：ISC3806-003G-500BZ3-5-24C NO：20100700309</p><p>　?。?）帶部分負(fù)載短路保護(hù)電路，采用板彈簧與用戶(hù)端連接，無(wú)鍵槽鎖緊環(huán)固定，安裝使用方便。</p><p>　　（2）脈

99、沖：≤500p/r 。</p><p>　?。?）基本型號(hào)ISC3806，矩形插座側(cè)出G，輸出脈沖數(shù)500p/r，三路輸出A、B、Z，Tz=1/2T，電源電壓DC5V-24V，互補(bǔ)輸出C。記為：IHA9040-002J-1200BZ2-12-24F。</p><p><b>　　實(shí)際參數(shù)：</b></p><p>　　型號(hào)：ISC5208-00

100、1G-600BZ3-5-12C</p><p>　?。?）體積小，質(zhì)量輕，主要用于角度測(cè)量、位置測(cè)量、轉(zhuǎn)速、加速度、長(zhǎng)度的測(cè)量。</p><p>　　（2）外徑Ф52 ，軸徑Ф8。</p><p>　?。?）適用于加工機(jī)械、包裝機(jī)械、一般工業(yè)用的機(jī)械，如注塑機(jī)等。</p><p>　?。?）可選脈沖： ≤3600p/r等。</p>

101、<p>　　（5）基本型號(hào)ISC5208，電纜側(cè)出G，輸出脈沖數(shù)600p/r，BZ：二路信號(hào)，Tz=1/4T， 電源電壓DC5-12V，集電極開(kāi)路輸出C。記為：ISC5208-001G-600BZ3-5-12C。</p><p>　　技術(shù)參數(shù)：輸出波形 　方波 工作溫度 　-25℃~85℃</p><p>　　消耗電流 　≤150mA 儲(chǔ)存溫度 　-30℃~85℃</p

102、><p>　　防　　護(hù) 　防水、防油、防塵 IP54 </p><p>　　質(zhì)　　量 　約0.17kg（帶1m電纜） </p><p>　　4.1.7 永磁感應(yīng)器的選型</p><p><b>　　東海YG-1</b></p><p>　　永磁感應(yīng)器又稱(chēng)電梯感應(yīng)開(kāi)關(guān)，用于電梯平層限位控制，也可用其他限

103、位控制。YG-1 系列永磁感應(yīng)繼電器主要用于電梯平層，也可用于其他升降設(shè)備作限位控制。具有靈敏可靠，壽命長(zhǎng)，開(kāi)斷迅速，不耗電，安裝方便及結(jié)構(gòu)合理等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品接點(diǎn)用防酸、防潮結(jié)構(gòu)的真空繼電器，在磁場(chǎng)的作用下動(dòng)作，不需要電源工作。接點(diǎn)控制阻性1A，能控制直流和交流380V以下的電源電壓。感應(yīng)器機(jī)械壽命≤12萬(wàn)次。</p><p>　　4.1.8 繼電器的選型</p><p>　　型號(hào)：HRM1

104、H-S-PC12V</p><p><b>　　額定電流：5A</b></p><p>　　額定電壓：250V～</p><p><b>　　額定功率：50Hz</b></p><p>　　4.1.9 斷路器的選型</p><p>　　型號(hào)：CHNT DZ47LE-32 C1

105、0</p><p>　　額定電壓：230V AC</p><p><b>　　額定電流：10A</b></p><p>　　額定短路份斷電流：6000A</p><p>　　4.1.10 接觸器的選型</p><p>　　型號(hào)：CJX2-09</p><p><b&

106、gt;　　額定電壓：380V</b></p><p>　　額定電流：AC-3：9A</p><p><b>　　AC-4：3.5A</b></p><p>　　約定發(fā)熱電流：20A</p><p>　　額定絕緣電壓：660V</p><p>　　功率：1.8-2.7W</p>

107、;<p>　　吸合電壓為：85%-110%Us；釋放電壓為20%-75%Us</p><p>　　4.1.11 風(fēng)扇的選型</p><p>　　PC BRUSHLES3</p><p>　　型號(hào)：AD0612HS-C70GL</p><p>　　額定電壓：DC 12V</p><p>　　額定電流：0.1

108、6A</p><p>　　4.1.12 電鈴的選型</p><p>　　型號(hào)：EBL-7501</p><p>　　額定電壓12V AC</p><p>　　4.1.13 開(kāi)關(guān)的選型</p><p><b>　　型號(hào)1：KCD3</b></p><p>　　15/30

109、A 250V～</p><p>　　16A 250V～</p><p><b>　　型號(hào)2：KD2</b></p><p><b>　　額定電流：3A</b></p><p><b>　　額定電壓：250V</b></p><p><b>

110、　　4.2 硬件連接</b></p><p>　　4.2.1 PLC通信連接</p><p>　　雙電梯的并聯(lián)控制是在單臺(tái)電梯控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，采用可編程序控制器(PLC)與變頻器控制電梯已是主流。 利用PLC的通訊網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)雙電梯的并聯(lián)控制已成為可能。PLC主要是對(duì)電梯的信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，變頻器則對(duì)電梯的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，以改善運(yùn)行曲線(xiàn)[12]

111、。</p><p>　　基于PLC網(wǎng)絡(luò)的雙電梯并聯(lián)控制，是在PLC控制單臺(tái)電梯基礎(chǔ)上的改進(jìn)和提高。A電梯和B電梯分別由兩臺(tái)西門(mén)子sl-200系列PLC控制，A梯PLC在聯(lián)網(wǎng)中為主站(0#站)，B梯PLC則為從站(1#站)，主、從站之間能夠聯(lián)網(wǎng)通信 [13] 。 PLC控制雙電梯系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖4-6。</p><p>　　圖4-6 PLC通信圖</p><p>　

112、　Figure4-6 PLC communication diagram</p><p><b>　　4.3 電路原理圖</b></p><p>　　4.3.1 系統(tǒng)配電圖</p><p><b>　　圖4-7系統(tǒng)配電圖</b></p><p>　　Figure 4-7 system distrib

113、ution diagram</p><p>　　圖4-7所示，前兩路為三相交流電的一相及中線(xiàn)，即主回路供電電壓為220v。通過(guò)熔斷器，05，06端接上極限保護(hù)開(kāi)關(guān)，下極限保護(hù)開(kāi)關(guān)和鑰匙開(kāi)關(guān)，當(dāng)電梯運(yùn)行至上下極限時(shí)，電梯必須強(qiáng)迫停止，鑰匙開(kāi)關(guān)控制總回路及電梯的啟動(dòng)運(yùn)行。照明、PLC、制動(dòng)器線(xiàn)圈及變頻器供電電源都由總電源直接提供，皆為220v；CPU226內(nèi)置的24v電源供給于輸入輸出端口所需的電壓；開(kāi)關(guān)電源將交流2

114、20v轉(zhuǎn)換成直流12v供給給風(fēng)扇開(kāi)關(guān)以及擴(kuò)展模所需的輸出端口電壓，同時(shí)為數(shù)碼管提供供電電壓。</p><p>　　4.3.2 MM440變頻器的主電路</p><p>　　圖4-8 變頻器主電路接線(xiàn)圖</p><p>　　Figure 4-8 wiring diagram of main circuit of the frequency converter</