-.z一、控制原理1.1扶梯的組成構造圖1扶梯的組成構造1——扶梯的梯級；2——梯級的主輪軸組件；3——梯級鏈；4——梯級轉向鏈輪；5——下轉向部；6——扶梯的驅(qū)動裝置；7——金屬構造；8——上部前沿板；9——下部前沿板；10——梯級導軌；11——扶手驅(qū)動裝置；12——扶手帶；13——梳齒板；14——護欄系統(tǒng)的護壁板；15——護欄系統(tǒng)的外蓋板等；16——扶梯的圍裙板系統(tǒng)；17——扶梯的操作面板；18——控制柜；19——外裝飾板；控制電梯外部傳動構造如圖1，電機轉動帶動梯級的主輪軸組件，梯級鏈一起隨軸件轉動，為人乘坐的扶手帶以一樣的速度和梯級一起傳動，在電梯的上部和下部都有整平階梯的梳齒板，使得扶梯帶有循環(huán)運動梯路向上或向下傾斜輸送乘客的能力。1.2控制原理簡介自動扶梯指帶有循環(huán)運動梯路向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設備，自動扶梯也稱作滾動電梯。自動扶梯一般是斜置。行人在扶梯的一端站上自動行走的梯級，便會自動被帶到扶梯的另一端，途中梯級會一路保持水平。在車站和商場比擬容易見到，在車站的客流隨班次分為明顯的頂峰期和非頂峰期，在非頂峰期時候，電梯常常是沒人乘坐，拖動電機則是工頻勻速運行。造成了能源的浪費，我們的控制思想是采用參加變頻器，使得在無人乘坐的時候，在變頻器控制下，使電梯降速節(jié)能，在客流頂峰的時候，退出變頻器的控制，電梯直接連接電網(wǎng)采用工頻，使電梯快速運轉，額定值下運行。1.3控制要求介紹在PLC控制系統(tǒng)的根底上再加上變頻器，使自動扶梯的速度可調(diào)。自動扶梯通過變頻器啟動以后，以額定的速度〔0.5m/s〕運行，在系統(tǒng)設定的時間2分鐘，假設沒有檢測到有人進入扶梯。則2分鐘后扶梯經(jīng)過變頻器調(diào)節(jié)頻率使扶梯以五分之一額定速度〔0.1m/s〕運行〔不讓扶梯停頓是為了提示乘客電梯方向，以免人們誤以為電梯壞了〕：如變壓器故障，則自動扶梯可由變頻器轉換到工頻運行〔不節(jié)能狀態(tài)〕，以保證自動扶梯正常工作。二、控制方案與方案確定2.1控制方案電梯的運轉由電機連接電網(wǎng)得電開場，以額定轉速轉動，因為額定轉速比擬大，通常是幾千轉每分，而我們所要求的電梯轉動速度為〔0.5m/s〕運行，所以電梯經(jīng)過中間的轉動裝置〔齒輪〕和減速器來實現(xiàn)將電機的高速降到電梯運轉的低速，在此根底上的節(jié)能控制方法根據(jù)不同控制器件可以有PLC控制和單片機控制兩種種方案。PLC和單片機，這兩種都可以實現(xiàn)電梯節(jié)能要求，它們都可以通過相應的傳感控制變頻器的參加與否。2.1.1方案一PLC控制：優(yōu)點：PLC是經(jīng)過幾十年實際應用中檢驗過的控制器，其抗干擾能力強，故障率低，易于設備的擴展，便于維護，開發(fā)周期短。缺點：本錢相對單片機要高！這種控制方式是作用到自動扶梯的核心控制，可以將承受到傳感器送過來的開關量作為輸入，通過部的各個模塊，并根據(jù)設計者要求所編寫的程序來給出輸出量，來控制變頻器的參加與切除，實現(xiàn)滾動式扶梯的節(jié)能與額定運行。2.1.2方案二單片機控制：優(yōu)點，經(jīng)濟實惠，本錢相對較低；缺點，用單片機制作的主控板受制版工藝、布局構造、器件質(zhì)量等因素的影響導致抗干擾能力差，故障率高，不易擴展，對環(huán)境依賴性強,開發(fā)周期長。這種控制方式與方案一的控制方式原理是一樣的，只是將不同功能的分別模塊化，可以人為的調(diào)換調(diào)試，通過紅外等傳感器發(fā)出的信號流入輸入模塊端口，通過接口連接單片機，將編輯的c語言或者是匯編語言傳送到單片機，按照設計者編寫的程序運行，將結果信號給到輸出口，有輸出口送到相應的控制器件〔變頻器〕。2.2方案確定單片機控制和PLC控制都可以，所以在面對實際設計的時候就應該按照不同的施用背景來確定。我們設計的節(jié)能控制電梯是公共場所所必須的運輸工具，所以穩(wěn)定性要求比擬高，而且采用方案一可以靈活改變控制要求，對開展更為有利；其次，PLC的程序編制更為簡單，也更便于維護。所以我們決定采用方案一。三、變頻器的選擇3.1變頻器的類型及控制方式的選擇3.1.1變頻器的類型變頻器根據(jù)變頻的調(diào)速原理，我們可以依照變頻器控制方式將其分為V/f控制型通用變頻器和矢量控制系統(tǒng)通用變頻器。V/f控制就是恒壓頻比控制，是最根本、最普通的變頻調(diào)速方式，適用于對動態(tài)性能要求不高的調(diào)速場合。它調(diào)速平滑，調(diào)速圍寬廣，應用面最廣。在V/F控制中，變頻器對輸出的電壓和頻率進展調(diào)節(jié)。普通控制型V/f通用變頻器室轉速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路比擬簡單；電動機選擇通用標準異步電動機，因此其通用型比擬強，性價比比擬高，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。V/f通用變頻器的缺點：不能適當調(diào)整電動機轉矩，不能補償適當?shù)霓D矩的變化；不能準確的控制電動機的實際轉速；轉速極低時，由于轉矩缺乏而無法克制較大的靜摩擦力。矢量控制是基于異步電動機動態(tài)模型的一種先進的控制技術，在矢量控制中，變頻器對輸出的電壓、頻率和相位進展控制，所以能超過V/F控制，到達和直流電動機調(diào)速相似的動態(tài)性能，是一種比擬復雜的控制策略。矢量控制系統(tǒng)的缺點：轉子磁鏈計算精度受益于變化的轉子電阻影響，轉子磁鏈的角度精度影響定向的準確性；需要進展矢量變換，系統(tǒng)構造復雜，運算量大；造價高，維修困難等。選擇變頻器類型時，需要考慮的因素：=1\*GB2⑴在調(diào)速圍不大的情況下，可考慮選擇較為簡易的只有V/f控制方式的變頻器，或無轉速反應的矢量控制方式。當調(diào)速圍大時，應考慮采用帶轉速反應的矢量控制方式。=2\*GB2⑵負載轉矩的變動圍：對于轉矩變動圍不大的負載，也可首先考慮選擇較為簡易的只有V/f控制方式的變頻器。但對于轉矩變動圍較大的負載。由于所選的V/f線不能同時滿足負載與輕載時的要求，故不宜采用V/f控制方式。=3\*GB2⑶負載對機械特性的要求如果不很高，則可考慮選擇較為簡易的只有V/f控制方式的變頻器。而在要求較高的場合，則必須采用矢量控制方式?；谝陨戏治觯覀冞x擇的是V/f控制。3.1.2V/f控制對恒轉矩負載的特性1、電動機的自然機械特性從拖動系統(tǒng)的角度看，隨著負載轉矩的提高，必然會引起轉速的下降，這是電動機的自然機械特性。如果電動機的啟動轉矩大于負載阻轉矩，則電動時機拖動負載啟動。2、變頻調(diào)速的人工機械特性負載不變，通過調(diào)整頻率使得電機速度下降，電機的機械特性將產(chǎn)生遷移，如圖2曲線所示，頻率降低，電機轉速降低,特性曲線向下移動。同步轉矩、臨界轉矩都減小，啟動轉矩有一定程度的提升。換句話說，負載不變的情況下，降低轉速，雖然電機輸出轉矩不變，但是電機的啟動轉矩可以稍微提高。圖1變頻調(diào)速的人工機械特性3、變頻調(diào)速系統(tǒng)帶恒轉矩負載特性恒轉矩類負載的負載特性曲線如圖2,負載機械特性曲線和電機機械特性曲線的交點就是系統(tǒng)的工作點。從圖中可以看到，在變頻調(diào)速的過程中，隨著轉速調(diào)節(jié)的下降工作點由a點向b點移動，可見隨著轉速從額定50Hz開始向下調(diào)速，隨著轉速下降，轉矩不變，輸出功率下降。功率的下降正好說明變頻器在低速運行時的節(jié)能特性。另一方面，設計好后，在實際的工作過程中，機械的負載大小并不是一直不變的，也不可能永遠穩(wěn)定在預先設計好的點上。比方電梯的乘坐人數(shù)增加，引起摩擦阻力的上升，從而引起負載轉矩的提高，系統(tǒng)的負載特性曲線右移，如果負載過重，造成啟動轉矩小于負載轉矩則機械無法拖動。從變頻調(diào)速的特性轉移曲線上我們可以看出，向下調(diào)速的系統(tǒng)的啟動轉矩增大，因而，我們在系統(tǒng)設計時只需要考慮在最重的負荷下，電動機能夠在50Hz額定轉速啟動的話，自然能在變頻的條件下啟動。3.2變頻器的選擇在連續(xù)恒載運轉的場合，需要的變頻器容量需要同時滿足三個計算公式：;;式中：為電動機輸出的功率為電動機按工頻電源時的電流為電動機的效率〔取0.85〕為電動機的功率因數(shù)〔取0.75〕為電動機的電壓k為電流波形的修正系數(shù)〔PWM方式時取1.05~1.10〕為變頻器的額定容量為變頻器的額定電流對于輕載電動機：可以選擇與實際負載相稱的變頻器容量。但對于通用變頻器實際負載小，想要效果好，一般不低于電動機額定功率。所以我們選用的是比擬熟知的三菱FR—A—500系列的相應容量的變頻器。四、變頻參數(shù)設計 變頻器運行時分為根本功能參數(shù)和選用功能參數(shù)。這些參數(shù)可以通過功能預設來得到，變頻參數(shù)的設計是重要的環(huán)節(jié)。4.1變頻參數(shù)預設頻率預置頻率的給定方式；采用數(shù)字量給定的方式，可以面板控制給定和plc給定。我們采用面板給定。基頻頻率出場設置是50Hz，不用做出修改。上、下限頻率上限頻率是電梯運轉高速時相對的頻率，由上限頻率參數(shù)Pr.1設定。下限頻率是電梯運轉最低速相對的頻率稱為下限頻率，由下限頻率參數(shù)Pr.2設定?；乇茴l率在變頻變速的過程中有一些頻率點會引起機械共振，是否發(fā)生機械共振可以通過運行時的噪音大致確定，共振對機械損害嚴重，我們要避開這些發(fā)生共振的頻率點。預設回避頻率的方法是通過設置回避頻率區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的，即設置回避頻率區(qū)的上下限頻率。設置時采用參數(shù)Pr.31~Pr.36。啟動、加速、減速預置啟動頻率在對于靜摩擦系數(shù)大的負載，為了易于啟動，啟動時需要有一點沖擊力。電機能在標準50Hz的頻率下啟動，在低于50Hz的頻率下都能夠啟動。預置起始頻率Pr.13。加速時間是在電梯慢速行駛時，檢測到有人通過時。從低速開場加速到額定運行速度時，所用的時間。提高運輸能力，加速時間盡可能快點好，但是時間越短越容易“過流〞。而且考慮到乘坐電梯的舒適度電梯的加速過程不易過快，預設加速時間Pr.7。減速時間，就是無人進入在電梯開場，兩分鐘后自動由額定速度降低到節(jié)能運行速度，所用的時間。根據(jù)節(jié)能要求，減速時間也是越短越好，但是減速太快時，會處于再生制動狀態(tài)，將電能反應到直流電路，產(chǎn)生泵升電壓。對設備模塊容易造成損害。減速時間預置為Pr.8。加、減速方式在Pr.29設置變頻器控制方式變頻器控制方式有V/f控制方式和矢量控制方式。Pr.80可對兩種控制方式進展選擇。其他預置適用負載選擇Pr.14，“0〞適用恒轉矩負載。適用電機選擇Pr.71，“0，100〞適合標準電機的熱特性。操作模式選擇Pr.79，“1〞PU操作模式，即用操作面板操作；“2〞外部操作模式。表14.3操作操作前的檢查開場操作前，檢查以下工程：平安在即使失控也能確保平安的情況下，進展測試操作。機械確認機械無故障參數(shù)設定參數(shù)值，與機械系統(tǒng)相適應。測試操作在確保輕負荷，低頻時機械操作的平安后開場進展測試操作步驟說明1上電，確認運行狀態(tài)將電源處于ON，確認操作模式中顯示〞E*T〞。2開場將啟動開關〔STF或STR〕處于ON。注：如果正轉和反轉開關都處于ON電機不動。如果運行期間，兩開關同時處于ON，電機減速至停頓狀態(tài)。注：如果正轉和反轉開關都處于ON電機不動。如果運行期間，兩開關同時處于ON，電機減速至停頓狀態(tài)。3加速到恒速順時針緩慢旋轉電位器〔頻率設定電位器〕到滿刻度。顯示頻率值逐漸增大，顯示為