1、摘要隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制電路，這種控制易出故障，維護不便，運行壽命短，占地空間大，正逐步被淘汰。 為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設備的工作效率，設計了一套以PLC和變頻器為核心控制器的電梯自動控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復雜的繼電器接觸器控制。系統(tǒng)的核心部分（控制部分）使用了日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80MR型PLC，因為在核心控制部分采用的是軟件程序控制，從而在保證電梯正常運行這個要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時還克服了手動操作所帶來

2、的一些人為干擾因素，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。以變頻器來控制電梯在升降啟停過程中的速度，大大滿足了人們的舒適感。關于PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及電梯控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試重點介紹如下。關鍵詞：電梯；PLC；變頻器；程序設計目 錄摘要1. 緒論.1.1.2.22. 系統(tǒng)控制方案的確定.3電梯的概述.3可編程控制器的概述.62.3采用PLC控制電梯的優(yōu)點.82.4 變頻器的選擇.82.5 總體設計方案.103. 控制系統(tǒng)硬件設計.12輸入輸出（I/O）分配.123.2硬件外部接線圖.134. 控制系統(tǒng)軟件設計.14流程圖.14梯形圖程序.245. 電梯運行與維護.346. 總結(jié).38致謝.39

3、參考文獻.40緒論1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司為滿足市場需求，適應汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、度品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設計汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠、響應速度更快，功能更強大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應運而生，1969年，美國數(shù)字設備公司研制出世界上第一臺可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領域。而且其影響也越來越大，應用也越來越廣。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛發(fā)展，是PLC從開關量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置

4、，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）。但由于PC容易與個人計算機（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程控制器的縮寫。PLC的定義：可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以

5、它在數(shù)學處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：(1)邏輯運算（2）弱點控制強電PLC是集自動控制技術(shù)，計算機技術(shù)個通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，以躍居工業(yè)自動化散打支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破?，簡稱PLC。它在集成電路、計算機技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備。具有1、可靠性高、抗干擾能力強2、設計、安裝容易，維護工作量少3、功能強、通用性好4、開發(fā)周期短、成功率高5、體積小、重量輕、能耗低等特點。具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小，重量輕等優(yōu)點。已經(jīng)廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生

6、產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電接觸器控制系統(tǒng)??；價格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序。便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與之相當?shù)膱?zhí)行機構(gòu)；能向中央執(zhí)行機構(gòu)、中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。本次設計從一下幾個方面對PLC電梯控制系統(tǒng)進行研究和論證1、電梯類型的選擇：綜合電梯的類別和各類的特點和要求，在本次設計中，主要研究五層電梯的上下行控制，開、關控制、內(nèi)外呼叫控制。2、電梯硬件系統(tǒng)的設計：本次設計的電梯要求運行迅速準確度高，在電梯的各層檢測系統(tǒng)中許啊用用在工業(yè)自動控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，

7、運用感應器的開關量信號輸入給PLC來實現(xiàn)PLC對電梯的控制。在硬件系統(tǒng)的設計過程中主要考慮了電梯的經(jīng)濟實用、穩(wěn)定的需要。3、電梯控制系統(tǒng)軟件的設計：本次設計選用了目前運用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設計出機械手控制的要求，梯形圖的編寫運用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，此軟件支持全部三菱FX系列的PLC，并且具有強大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時間。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，電梯已成為人類現(xiàn)代生活廣泛使用的人員運輸工具。隨著人們對電梯運行安全性、高效性、舒適性等要求的提高，電梯得到

8、了快速發(fā)展，其拖動技術(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PLC代替原來的繼電器控制?？删幊炭刂破鳎≒LC）因為穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學、功能強大和使用方便已經(jīng)成為應用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。電梯控制要求介入設備使用簡便，對應于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機界面，配備應用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。通過PLC對程序設計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感。因此PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應用非常廣泛，非常有實際價值。2. 系統(tǒng)控制方案的確定電梯的發(fā)展據(jù)國外有關資料介紹，公元前2800年在古代埃及，為了建筑當時的金字塔，

9、曾使用過由人力驅(qū)動的升降機械。公元1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機后，1858年美國研制出以蒸汽為動力，并通過帶傳動和蝸輪減速裝置驅(qū)動的電梯。1878年英國的阿姆斯特朗發(fā)明了水壓梯。并隨著水壓梯的發(fā)展，淘汰了蒸汽梯。后來又出現(xiàn)了液壓泵和控制閥以及直接柱塞式和側(cè)柱塞式結(jié)構(gòu)的液壓梯。這種液壓梯至今仍為人們所采用。但是，電梯得以興盛發(fā)展的根本原因在于采用了電力作為動力來源。18世紀末發(fā)明了電機，并隨著電機技術(shù)的發(fā)展，19世紀初開始使用交流異步單速和雙速電動機作動力的交流電梯，特別是交流雙速電動機的出現(xiàn)，顯著改善了電梯的工作性能。在20世紀初，美國奧的斯電梯公司首先使用直流電動機作為動力，生產(chǎn)出以槽輪式驅(qū)動

10、的直流電梯，從而為后來的高速度、高行程電梯的發(fā)展奠定了基礎。20世紀30年代美國紐約市的102層摩天大樓建成，美國奧的斯電梯公司為這座大樓制造和安裝了74臺速度為/s的電梯。從此以后，電梯這個產(chǎn)品，一直在日新月異地發(fā)展著。目前的電梯產(chǎn)品，不但規(guī)格品種多，自動化程度高，而且安全可靠，乘坐舒適。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，可編程序控制器（PLC）和電子計算機成功地應用到電梯的電氣控制系統(tǒng)中去后，電梯產(chǎn)品的質(zhì)量和運行效果顯著提高。電梯的分類電梯是用電力拖動的轎廂運行于鉛垂的或傾斜不大于15#176;的兩列剛性導軌之間運送乘客或貨物的固定設備。習慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱

11、。根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設置不同類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下。乘客電梯 ：為運送乘客而設計的電梯，應用范圍廣泛。載貨電梯 ：可以有人隨乘，主要為運送貨物而設計的電梯，應用在工廠廠房和倉庫中。 客貨電梯 ：以運送乘客為主，但也可以運送貨物的電梯。 病床電梯 ：為運送病床（包括病人）及醫(yī)療設備而設計的電梯，應用在醫(yī)院和醫(yī)療中心中。 住宅電梯 ：為便于運送乘客和家具、沙發(fā)、擔架等而設計的，供住宅樓使用的電梯。 雜物電梯 ：轎廂空間受限制，不允許人員進入，主要用于運送少量食品、圖書和文件等。 汽車電梯 ：用作運送車輛而設計的電梯，應用在立體停車設備中。 特種電

12、梯 ：應用在一些有特殊要求場合的電梯，包括防爆電梯、防腐電梯、船用電梯等。 觀光電梯 ：井道和轎廂壁至少有一側(cè)透明，乘客可觀看轎廂外景物的電梯，主要運送乘客。2. 按驅(qū)動方式分類 1）、交流電梯，用交流感應電動機作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。 2)、直流電梯，用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在/s以上。 3)、液壓電梯,一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。4)、齒輪齒條電梯, 將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)使轎廂升降的電梯。 5)、 螺桿式電梯, 將直頂式電梯的柱塞

13、加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 6)、 直線電機驅(qū)動的電梯,其動力源是直線電機。電梯問世初期，曾用蒸汽機、內(nèi)燃機作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。3. 按速度分類 1)、 低速梯，常指低于/s速度的電梯。 2)、 中速梯，常指速度在1.00/s的電梯。 3)、 高速梯，常指速度大于/s的電梯。 4）、 超高速，速度超過/s的電梯。隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。4. 按電梯有無司機分類 1）、有司機電梯，電梯的運行方式由專職司機操縱來

14、完成。 2）、無司機電梯，乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 3）、有/無司機電梯，這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。5. 按操縱控制方式分類 1）、手柄開關操縱，電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 2）、 按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。 3)、信號控制電梯，這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。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

15、動停層，順向截停和自動換向等功能。 4)、集選控制電梯，是一種在信號控制基礎上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。 5)、并聯(lián)控制電梯，23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，電梯本身都具有集選功能。 6)、群控電梯，是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。電梯的組成及工作原理1. 組成1）、曳引系統(tǒng)：曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。2）、導向系統(tǒng)：導向系統(tǒng)的主要功能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軌作升降

16、運動。導向系統(tǒng)主要由導軌，導靴和導軌架組成。3)、轎廂：轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。4)、門系統(tǒng)：門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。5)、重量平衡系統(tǒng)：系統(tǒng)的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。6)、電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調(diào)速裝置等組成。7)、電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控

17、制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。8)、安全保護系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速器、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關裝置組成。曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，

18、并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全?？删幊炭刂破鞯亩x可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型

19、機械的生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破鞯奶攸cPLC作為一種新型的工業(yè)控制器具有以下一些特點： 1、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2、 易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人

20、員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。3、 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。4、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容

21、易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備?？v觀以上特點使得我們能夠更好地去了解、學習、掌握編程器，同時展現(xiàn)了在工業(yè)生產(chǎn)生活上的方便和優(yōu)化性，這次選用PLC作為電梯控制系統(tǒng)的核心是必然可靠的。2.2.3 PLC的選型隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。近年來，從美國、日本、德國等國引進的PLC產(chǎn)品及國內(nèi)廠家自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列、上百種型號。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC在控制系統(tǒng)中的應用起著重要作用。1.輸入/輸出的選擇 PLC是一種工業(yè)控制

22、系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設備或工業(yè)生產(chǎn)過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點數(shù)時 應再增加10%20%的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點數(shù)也應有所不同。根據(jù)估算這次設計的I/O點數(shù)為輸入35點，輸出34點。2.軟件選擇 在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，PLC的編程問題是非常重要的。用戶應當對所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。但是，有些應用系統(tǒng)也需要控制硬件部件以外的軟件功能。例如，一個應用系統(tǒng)可能

23、包括需要復雜數(shù)學計算和數(shù)據(jù)處理操作的特殊控制或數(shù)據(jù)采集功能。指令集的選擇將決定實現(xiàn)軟件任務的難易程度?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯佑绊憣崿F(xiàn)控制程序所需的時間和程序執(zhí)行的時間。機型的選擇 PLC機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PLC，通過對輸入/輸出點的選擇、對編程軟件及機型的認識，決定選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-80MR-D型號的可編程控制器作為電梯的控制器。PLC控制電梯的優(yōu)點：(1) 線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。(2) 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及

24、故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。(3) 多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已經(jīng)形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。(4) 系統(tǒng)觸點少、接線線路簡單，不會經(jīng)常出現(xiàn)故障。(5) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小，能耗低，輸出開關量音量小。2.4 變頻器的選擇 變頻器的作用變頻調(diào)速能夠應用在大部分的電機拖動場合，由于它能提供精確的速度控制，因此可以方便地控制機械傳動的上升、下降和變速運行。變頻應用可以大大地提高工藝的高效性(變速不依賴于機械部分)，同時可以比原來的定速運行電機更加節(jié)能。其主要作用有以下幾個方面：(1) 控制電機的啟動電流。當電機通過工頻直接啟動時，它將會產(chǎn)生7到8倍的電機

25、額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機的壽命。而變頻調(diào)速則可以在零速零電壓啟動(當然可以適當加轉(zhuǎn)矩提升)。一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動負載進行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低啟動電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機的維護成本將進一步降低、電機的壽命則相應增加。 (2) 可控的加速功能。變頻調(diào)速能在零速啟動并按照用戶的需要進行光滑地加速，而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產(chǎn)生劇烈的振動。這種振動將進一步加劇機械磨損和損耗，降低機械部件和電機的壽命

26、。另外，變頻啟動還能應用在類似灌裝線上，以防止瓶子倒翻或損壞。(3) 可調(diào)的運行速度。運用變頻調(diào)速能優(yōu)化工藝過程，并能根據(jù)工藝過程迅速改變，還能通過遠控PLC或其他控制器來實現(xiàn)速度變化。(4) 可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限。通過變頻調(diào)速后，能夠設置相應的轉(zhuǎn)矩極限來保護機械不致?lián)p壞，從而保證工藝過程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前的變頻技術(shù)使得不僅轉(zhuǎn)矩極限可調(diào)，甚至轉(zhuǎn)矩的控制精度都能達到35左右。在工頻狀態(tài)下，電機只能通過檢測電流值或熱保護來進行控制，而無法像在變頻控制一樣設置精確的轉(zhuǎn)矩值來動作。(5) 可逆運行控制在變頻器控制中，要實現(xiàn)可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置，只需要改變輸出電壓的相序即可，這樣就能降

27、低維護成本和節(jié)省安裝空間。(6) 減少機械傳動部件由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)矩輸出, 從而節(jié)省齒輪箱等機械傳動部件, 最終構(gòu)成直接變頻傳動系統(tǒng)。從而就能降低成本和空間, 提高穩(wěn)定性。 變頻器的選型隨著變頻器性能價格比的提高，交流變頻調(diào)速已應用到許多領域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點，使得交流變頻調(diào)速在電梯行業(yè)也得到廣泛應用。目前，有為電梯控制而設計的專業(yè)變頻器，其功能較強，使用靈活，但其價格相對較貴。因此，這次設計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、設計和編程，同樣可以達到專業(yè)變頻器的控制效果。這是這次設計的特點之一。目前，市場流行的通用變頻器的種類繁多

28、，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。 根據(jù)自己對變頻器掌握的程度以及本設計的要求，選擇了熟悉的學校所用的FR-S520SE變頻器。2.5 總體設計方案電梯控制系統(tǒng)的構(gòu)成：電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速主回路、輸入輸出單元以及PLC單元構(gòu)成，電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，用來完成對電梯曳引電機及開關門機的啟動，加減速，停止，運行方向，樓層顯示，層站召喚，轎廂內(nèi)操作，安全保護等指令信號進行管理和控制功能。變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動、曳引機和制動單元構(gòu)成。三相電源R、S、T經(jīng)接線端子進入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端U、V、W接

29、電動機的快速繞組，外接制動單元減少了制動時間，加快制動過程。旋轉(zhuǎn)編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內(nèi)部的給定速度，達到調(diào)節(jié)電梯速度的目的。變頻器輸入信號為：上、下行方向指令，零速、爬行、速度等各種速度編碼指令、復位和使能信號變頻器輸出信號為：(1)變頻器準備就緒信號，在變頻器運轉(zhuǎn)正常時，通知控制系統(tǒng)變頻器可以正常運行；（2）運行中信號，通知PLC變頻器正在正常輸出；（3）零速信號，當電梯運行速度為零時，此信號輸出有效并通知PLC完成抱閘，停車等動作。輸入輸出單元為PLC的I/O接口部分，主要由廳外呼叫、轎廂內(nèi)選層、樓層及方向指示、開關門、井道內(nèi)的上下平層、門鎖、安

30、全保護繼電器、消防、泊梯等單元構(gòu)成。輸入單元為：（1）廳外呼叫單元，用來對各層站的廳外召喚信號進行登記、記憶和消除，而且兼有無司機狀態(tài)的“本層廳外開門”功能，全集選方式的呼梯信號為2N-2個（N為層站數(shù)），下集選方式的呼梯信號為N個；（2）轎廂內(nèi)選層單元，負責對預選樓層指令的登記、消除和指示，呼梯信號數(shù)為電梯停站層數(shù)N；（3）開關門按鈕，輸入PLC控制轎門的開閉（廳門也同時動作）；（4）上下平層裝置，用來保證電梯轎箱在各層?？繒r準備平層，通常設置在轎頂，電梯轎箱上行接近預選層站時，上平層感應器限進入遮磁板，電梯仍繼續(xù)慢速運行，當下平層感應器再進入遮磁板時，上行接觸器線圈失電，制動器抱閘停車；（

31、5）門鎖裝置（或轎門和廳門聯(lián)鎖保護裝置），轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動運行的前提；（6）安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開關、轎頂內(nèi)急停開關、相序保護繼電器、上下限極限開關等；輸出單元：樓層及方向指示單元包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈以及報站燈等，目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼顯示放肆和點陣顯示方式，本設計考慮情況用的是輸出等和顯示屏上的數(shù)字配合來報告到達的樓層；開關門單元，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關閉，在自動定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢?，PLC給出相關指令，有變頻門機完成開關門動作。PLC單元為電梯控制系統(tǒng)的核心部分，有PLC提供變頻器的運行方向和速度指令，使變頻器根據(jù)電梯

32、需要的速度曲線調(diào)節(jié)運行方向和速度。通過PLC的合理編程，實現(xiàn)自動平層、自動開關門、自動掌握停站時間、內(nèi)外呼信號的登記與消除，順向載梯及自動換向等集選控制功能。3. 控制系統(tǒng)硬件設計3.1輸入輸出（I/O）分配 輸入 輸出一層內(nèi)呼SB1X0一層內(nèi)呼指示HL1Y0二層內(nèi)呼SB2X1二層內(nèi)呼指示HL2Y1三層內(nèi)呼SB3X2三層內(nèi)呼指示HL3Y2四層內(nèi)呼SB4X3四層內(nèi)呼指示HL4Y3五層內(nèi)呼SB5X4五層內(nèi)呼指示HL5Y4六層內(nèi)呼SB6X5六層內(nèi)呼指示HL6Y5一層外呼上SB7X6一層外呼上指示HL7Y6二層外呼下SB8X7二層外呼下指示HL8Y7二層外呼上SB9X10二層外呼上指示HL9Y10三層

33、外呼下SB10X11三層外呼下指示HL10Y11三層外呼上SB11X12三層外呼上指示HL11Y12四層外呼下SB12X13四層外呼下指示HL12Y13四層外呼上SB13X14四層外呼上指示HL13Y14五層外呼下SB14X15五層外呼下指示HL14Y15五層外呼上SB15X16五層外呼上指示HL15Y16六層外呼下SB16X17六層外呼上指示HL16Y17開門開關SB17X20電梯轎廂上升KM1Y20關門開關SB18X21電梯轎廂下降KM2Y21一層平層SQ1X22門電機開KM3Y22二層平層SQ2X23門電機關KM4Y23三層平層SQ3X24電梯上行指示HL17Y24四層平層SQ4X25電

34、梯下降指示HL18Y25五層平層SQ5X26一層到達指示HL19Y26六層平層SQ6X27二層到達指示HL20Y27開門限位SQ7X30三層到達指示HL21Y30關門限位SQ8X31四層到達指示HL22Y31轎廂上升極限位SQ9X32五層到達指示HL23Y32轎廂下升極限位SQ10X33六層到達指示HL24Y33報警按鈕SB19X34報警指示KM5Y34急停按鈕SB20X354. 控制系統(tǒng)軟件設計圖（1）電梯初始化，停到一樓層位置圖（2）電梯樓層指示圖（3）電梯內(nèi)呼控制及指示燈圖（4）電梯在相反的方向呼叫時不做反應，在達到底層或頂層返回時再響應響應的控制圖（5）電梯上下外呼及外面指示燈圖（6）

35、電梯達到響應層門電動機開，延時八秒自動關門及手動內(nèi)選關門開門 圖（7）當電梯在上升過程中，如果有向下的方向要求，則電梯不響應，此時人在外等待，只有在電梯下降時才響應該要求 圖（8）當電梯在下降過程中，如果有向上方向的要求，則電梯不響應，此時人在外等待，只有在電梯上降時才響應該要求圖（9）電梯上升下降方向指示燈圖（10）電梯停在某曾，某曾內(nèi)外呼叫，電梯上升控制程序圖（11）電梯停在某曾，某曾內(nèi)外呼叫，電梯下降控制程序圖（12）報警控制及急停按鈕5. 電梯運行與維護電梯常見事故和排除方法在基站將鑰匙開關合后，電梯不開門1).控制電路的保險絲斷開。更換保險絲，并查找原因。2).鑰匙開關接點接觸不良或

36、折斷。如接觸不良，可用無水酒精清洗，并調(diào)整接點彈簧片；如觸點折斷，則更換。3).基站鑰匙開關繼電器線圈損壞或繼電器觸點接觸不良。如線圈損壞，則更換；如觸點接觸不良，清洗修復。4).有關線路出了問題。在機房人為使基站開關繼電器吸合，視其一下線路接觸器或繼電器是否動作，如扔不能啟動，則應進一步檢修，直至找出故障，并加以排除。5.2 按下選層按鈕后沒有信號（燈不亮）1).按鈕接觸不良或折斷。修復和調(diào)整。2).信號燈接觸不良或燒壞。排除接觸不良或更換燈泡。3).選層繼電器失靈或自鎖接點接觸不良。更換或修理。4).有關線路斷開或接線松動。用萬用表檢查并排除。5).選層器上信號燈活動接點接觸不良，使選層繼

37、電器不能吸合。調(diào)整動觸頭彈簧，或修復清理觸頭。 有選層信號，但方向箭頭燈不亮1).信號燈接觸不良或燒壞。排除接觸不良或奉還燈泡。2).宣稱器上自動定向觸點接觸不良，使方向繼電器不能吸合。用萬用表檢測，并調(diào)整修復。3).選層繼電器常開觸點接觸不良，使方向繼電器不能吸合。修復及調(diào)整。4).上、下行方向繼電器回路中的二極管損壞。用萬用表找出損壞的二極管，并更換。 按下關門按鈕后，門不關1).關門按鈕接點接觸不良或損壞。用導線端接法檢查確定，然后修復。2).轎廂頂關門限位開關常閉觸點和開門按鈕的常閉接點閉合不好，從而導致整個關門控制回路有斷電，使關門繼電器不能吸合。用導線短接法將門控制回路中的斷點找到

38、，然后修復。3).關門繼電器出現(xiàn)故障或損壞。排除或更換。4).門電動機損壞或有關線路有斷點。用萬用表檢查電機及有關線路，并進行修復或更換。5).門機構(gòu)傳動皮帶打滑。張緊皮帶或更換。 電梯已接受選層信號，但門關閉后不能啟動1).門未關閉到位，門鎖開關未能接通。重新開關門，如不奏效，應調(diào)整門速。2).門鎖開關出現(xiàn)故障。排除或更換。3).轎門閉合到位開關未接通。調(diào)整和排除。運行繼電器回路有斷點或運行繼電器出現(xiàn)故障。用萬用表檢查斷點，并排除，修復、更換繼電器。 門未關，電梯能選層啟動1).門鎖開關觸點黏連（對使用微動開關的門鎖）。排除更換。2).門鎖控制回路短路。檢查并排除。 到站平層后，電梯門不開1

39、).開門電機回路中的保險絲過松活熔斷。擰緊或更換。2).轎廂頂開門限位開關閉合不好或觸點折斷，使開門繼電器不能吸合。排除或更換。3).開門電氣回路出故障或開門繼電器的損壞。排除或更換。4).開門繼電器損壞。更換。5.8 平層誤差大1).選層器上的換速接點與固定接點位置不合適，平層感應器與隔磁板位置不當，制動器彈簧過松。方法調(diào)整。 開門速度變慢1).開門速度控制電路出現(xiàn)故障。檢查低速開關門行程開關，排除故障。2).開門皮帶打滑。張緊皮帶。 電梯在行駛中突然停車1).外電網(wǎng)停電或倒閘換電。如停電時間過長，應通知維修人員采取營救措施。2).由于某種原因引起電流過大，總開關保險絲熔斷，或自動空氣開關跳

40、閘。找出原因，更換保險絲或重新合上空氣開關。3).門刀碰撞刀輪，使鎖臂脫開，門鎖開關斷開。調(diào)整門鎖滾輪與門刀位置。4).安全鉗動作。在機房斷開總電源，將制動器松開，人為地將轎廂上移，使安全鉗鍥塊脫離導軌，并使轎廂?？吭趯娱T口，放出乘客。然后合上總電源開關，站在轎廂頂上，以檢修速度檢查各部分有無異常，并用銼刀將導軌上的制動痕修光。5.11 電梯平層后又自動溜車1).制動器彈簧松動，或制動器出現(xiàn)故障。收緊制動彈簧或修復調(diào)整制動器。2).曳引繩打滑。修復曳引輪繩槽或更換。5.12 電梯沖頂撞底1).由于控制部分例如選層器換速觸點、選層繼電器、井道換速開關、極限開關等失靈、或選層器鏈條脫落等。查明原因

41、后，酌情修復或更換元件。2).快速運行繼電器接點粘住，使電梯保持快速運行直至沖頂或撞底。沖頂時，由于轎廂慣性沖擊力很大，當對重被緩沖器撐住，轎廂會產(chǎn)生急抖動下降，可能會使安全鉗動作。此時應首先拉開總電源，使木柱支撐對重。用3t手動葫蘆吊升轎廂，直至安全鉗復位。5.13 電梯啟動和運行速度有明顯下降1).制動器抱閘未完全打開或局部未打開。調(diào)整。2).三相電源中有一相接觸不良。檢查線路，緊固各接點。3).行車上、下接觸器觸點接觸不良。檢修或更換。4).電源電壓過低。調(diào)整三相電壓，電壓值不超過規(guī)定值的正負百分之十。5.14 預選層站不停車1).轎內(nèi)選層繼電器失靈。修復和更換。2).選層器上減速動觸點與預選靜觸點接觸不良。調(diào)整或更換。5.15 未選層站停車1).快速保持回路接觸不良。檢查調(diào)整快速回路中的繼電器與接觸器觸點，使其接觸良好。2).選層器上層間信號隔離二極管擊穿。更換二極管。5.16 電梯在運行中抖動或晃動1).曳引機減速箱蝸輪、蝸桿磨損，齒間隙過