封面作者：PanHongliang僅供個人學習目錄摘要IVABSTRACTV前言1.1電梯的起源與發(fā)展 11.2載貨電梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀 21.3本文的研究內(nèi)容、目的與意義 2電梯的拖動與控制技術(shù)2.1電梯的定義與種類 32.1.1電梯的定義32.1.2電梯的種類32.2電梯的主要組成 42.2.1電梯在空間上的組成 42.2.2電梯功能的組成 52.3電梯的主要拖動技術(shù) 52.3.1單、雙速交流電動機拖動技術(shù) 62.3.2交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù) 62.3.3直流發(fā)電機——電動機可控硅勵磁拖動技術(shù) 72.3.4可控硅直接供電拖動技術(shù) 72.3.5交流調(diào)速拖動技術(shù) 72.4電梯的主要控制技術(shù) 72.4.1繼電器控制技術(shù) 72.4.2交流變頻變壓控制技術(shù) 82.5本章小結(jié)9貨梯控制系統(tǒng)的硬件設計3.1可編程控制器（PLC）103.1.1可編程控制器（PLC）的發(fā)展103.1.2可編程控制器（PLC）的定義113.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)123.1.4可編程控制器（PLC）的工作原理133.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標143.1.6可編程控制器（PLC）的特點與應用153.1.7可編程控制器（PLC）的選擇183.2變頻器183.2.1變頻器的基本構(gòu)成 183.2.2變頻器的分類 193.2.3變頻器的矢量控制原理 203.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點 213.2.5變頻器的選擇 213.3貨梯控制系統(tǒng)的設計思想 223.4控制對象273.5控制要求283.6工作原理293.7貨梯的硬件結(jié)構(gòu)設計 293.8本章小結(jié)32貨梯控制系統(tǒng)的軟件程序設計4.1貨梯運行時控制的主要指標 334.2PLC選型及信號編排334.3貨梯轎廂內(nèi)、外控制按鈕的動作要求 344.4控制程序流程圖 344.5梯形圖程序設計 354.5.1開門、關(guān)門梯形圖 354.5.2貨梯到層指示梯形圖 364.5.3層呼叫指示梯形圖 364.5.4 374.5.5 384.6 40貨梯監(jiān)控系統(tǒng)設計5.1 425.1.1 425.1.2 435.2 445.2.1 445.2.2 445.3 ... ..475.4 48結(jié)論49謝辭50參考文獻. 51附錄 . 52摘要隨著微機技術(shù)的應用和固體功率器件的發(fā)展和完善，電梯控制技術(shù)已由 20世紀前半葉的直流調(diào)速發(fā)展成為交流變頻調(diào)速的當代技術(shù) [1]。載貨電梯作為電梯的一種，在我國通過引進國際標準和發(fā)達國家先進產(chǎn)品和技術(shù)，不斷發(fā)展和完善起來。本文介紹了電梯的起源與發(fā)展，載貨電梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀，以及本設計的目的、內(nèi)容和意義。先對電梯的定義、種類、組成進行闡釋，從而對電梯有初步了解。進而介紹了可編程序控制器的發(fā)展階段、定義、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、 PLC的性能指標、特點、PLC的應用、選型；介紹了變頻器的作用、基本構(gòu)成、變頻器的分類、變頻器的矢量控制原理、電梯變頻調(diào)速控制的特點。貨梯控制系統(tǒng)的設計思想是貨梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。此外本文還介紹了 PLC工作原理和貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設計和軟件程序設計[2]。通過此次畢業(yè)設計，我成功地完成了三層貨梯的 PLC控制和變頻啟動。同時使用計算機實現(xiàn)了對貨梯運行狀況的監(jiān)控，也可實現(xiàn)通過計算機對貨梯的間接運行控制。由此可以說明，用 PLC實現(xiàn)樓宇間貨梯的自動控制以及貨梯、貨梯群的遠程、集中監(jiān)控的可行性。關(guān)鍵詞：可編程序控制器，貨梯控制，變頻器， PLC，監(jiān)控TheDesignofFreightElevatorRunningSystemBasedonPLCABSTRACTInthewakeofutilizationincomputertechnologyandthedevelopmentandimprovementofsolidpowerdevice,elevatorcontrollingtechnologyhasbecomemoderntechnologysincethefirsthalfofthe20thcentury,whichisconstantcurrentspeedregulationtoalternatingcurrentvaryingfrequencyspeedregulation.Asintroducinginternationalstandardandadvancedproductsandtechnologiesfromdevelopedcountries,freightelevatorsasakindofelevatorshavebeendevelopedandimprovedinourcountry.Thearticleintroducestheoriginandthedevelopmentoftheelevatorandthecharacteristicsofthefreightelevatorwiththepresentsituation,andthedesignoftheobjectives,contentsandsignificance.Atfirstgivesthedefinition,types,composition,whichhopestohaveapreliminaryunderstandingofthelift.AndthendescribesthePLC’sstageofdevelopment,definition,thebasicstructureandworkingprinciple,performanceandfeatures，PLC’sapplicationandselection,describingthebasiccompositionoftheinverter,classification,thevectorcontrolprincipleoftheinverterandVVVFelevatorcontrolfeatures.Thedesignofthefreightelevatorcontrolsystemisthesystemwithrandomlogiccontrol.InadditionthearticlealsointroducestheprincipleofPLCandhardwaredesignoftheVVVFfreightelevatorandtheVVVFfreightelevatorsoftwareprogramdesignation.Inthisdesign,three-storefreightelevatorscanbeappliedbyPLCcontrollingandactivatedwithvariablefrequency.Also,thecomputercommunicationsucceedstooperateonthesurveillanceofthefreightelevatorandcompletestherunningcontrolledindirectlyonthecomputer.Therefore,itissupposedthatitisfeasibletousePLCtocontrolfreightelevatorsandfocusonmonitoringthembetweenbuildings.Key Words:programmable controller,freight elevator controlling,frequencytransformer，PLC,monitoringfunction前言1.1電梯的起源與發(fā)展隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多。所以，電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。盡管交流電動機結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，但在調(diào)速性能方面卻難以滿足更高的要求。而對直流電動機來講，由于后來采用了發(fā)電機—電動機組調(diào)速系統(tǒng)，能較好地滿足電梯調(diào)速的更高要求。因此，在20世紀前半葉，電梯的電力拖動，尤其是高層建筑物中的電梯速度的調(diào)節(jié)，幾乎都是采用直流調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1900年美國奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺自動扶梯。1915年已設計成功電梯自動平層控制系統(tǒng)。1933年美國制造出 6m/s的高速電梯。在第二次世界大戰(zhàn)以后，美國的建筑業(yè)得以快速發(fā)展，促使電梯也進入發(fā)展時期，新技術(shù)被廣泛用于電梯。 1949年研制出4-6臺電梯的群控系統(tǒng)。1955年出現(xiàn)了真空電子管小型計算機控制的電梯。 1962年在美國己出現(xiàn)了 8.5m/s的超高速電梯。在1967年將固體晶閘管用于電梯拖動系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在用晶閘管取代直流發(fā)電機—電動機組的同時，研制出了交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，使交流電梯的調(diào)速性能得到了明顯改善。1976年將微處理器應用于電梯。1977年日本三菱電機株式會社開發(fā)出了 10m/s的超高速電梯。至此，電梯的控制技術(shù)有了很大發(fā)展。進入80年代，電梯控制技術(shù)又有了新的變化。由于固體功率器件的不斷發(fā)展和完善以及微機技術(shù)的應用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。 1984年在日本己將其用于 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)被認為是電梯行業(yè)的當代技術(shù)。1985年日本生產(chǎn)出世界上第一臺螺旋式自動扶梯，使其明顯減少了占地面積。1993年日本生產(chǎn)的 12.5m/s世界上最高速的交流變頻調(diào)速電梯已投入運行。當前，在電梯電力拖動方面，除了大容量電梯還采用直流拖動系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。1.2載貨電梯的特點與技術(shù)現(xiàn)狀載貨電梯是主要為運送貨物而設計的并有人伴隨的電梯，通常有專職司機操作。一般用在事業(yè)單位、商場、工礦企業(yè)、倉庫等場所，貨梯的樓層停站大多數(shù)在10層下，運行速度一般在0.63m/s以下。解放前，全國總共只有電梯2000臺，貨梯的數(shù)量就更加的微乎其微，而且國內(nèi)幾乎沒有電梯生產(chǎn)企業(yè)。解放后，隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，電梯企業(yè)應運而生。我國的電梯企業(yè)由60年代開始起步，到了70年代己初具規(guī)模。改革開放后，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國載貨電梯的需求量急劇上升。在我國通過引進國際電梯標準以及發(fā)達國家的先進產(chǎn)品和技術(shù)，產(chǎn)生了一支以中外合資企業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊伍。如中國迅達公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)，就是通過合資和補償貿(mào)易方式，引進發(fā)達國家的先進管理和技術(shù)，不斷改善現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體制，使企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量都提高到了一個新水平，推出一代電梯新產(chǎn)品。為我國載貨電梯的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。1.3本文的研究內(nèi)容、目的與意義當今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。早期的電梯控制裝置主要是由繼電器、接觸器控制邏輯電路組成，存在功能弱、故障多、壽命短等缺點。目前，已經(jīng)廣泛采用可編程序控制器（PLC）來控制電梯，PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其接線簡單，高可靠性和技術(shù)先進性，在貨梯控制中得到廣泛應用，從而使貨梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。本設計的目的就在于用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸控制邏輯電路，充分利用PLC的優(yōu)點和交流變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)，通過遠程監(jiān)控使貨梯的實際運行更加的安全、高效。設計內(nèi)容主要包括電梯的拖動和控制技術(shù)，貨梯控制系統(tǒng)的軟硬件設計（梯形圖程序設計），貨梯的監(jiān)控等組成部分。電梯的拖動與控制技術(shù)2.1電梯的定義與種類2.1.1電梯的定義國家標準GB7024.1-86《電梯名詞術(shù)語》規(guī)定，電梯的定義：用電力拖動，具有乘客或載貨轎廂，其運行于垂直的或與垂直方向傾斜不大于15度角的兩側(cè)剛性導軌之間，運送乘客和(或)貨物的固定設備。另外，國家標準 GB7588-87《電梯制造與安裝規(guī)范》，對電梯的技術(shù)含義作了如下敘述：乘客方便的進出，轎廂至少部分的在兩根垂直的或與垂直方向成傾斜角小于15度的剛性導軌之間運行。從以上的兩個條文可以理解電梯的含義： (1)電梯是由電力來驅(qū)(拖)動的。（2）沿著垂直方向運行的一種提升設備，可以是乘客的，也可以是載貨的。(3)轎廂要方便于乘坐乘客或承載貨物。2.1.2電梯的種類1、按運行速度分類（1）超高速電梯（3m/s-10m/s或更高的電梯，通常用于超高層建筑物內(nèi)）。（2）高速電梯（2-3m/s的電梯。如2m/s，2.5m/s，3m/s等。通常用在16層以上的建筑物內(nèi)）。（3）快速電梯（>lm/s而<2m/s的電梯。如1.5m/s，1.75m/s；通常用在10層以上的建筑物內(nèi)）。（4）低速電梯（lm/s及以下的電梯。如 0.25m/s，0.5m/s，0.75m/s，1m/s；通常用在10層以下的建筑或客貨兩用電梯或貨梯）。2、按用途分類（1）乘客電梯（2）載貨電梯（3）客貨（兩用）電梯 （4）病床電梯（5）住宅電梯（6）雜物電梯（7）船用電梯（8）觀光電梯（9）車輛電梯3、按有無司機分類（1）有司機電梯必須有專職司機操縱。（2）無司機電梯不需要專門司機，而由乘客自己操縱，具有集選功能。（3）有/無司機電梯根據(jù)電梯控制電路及客流量等，平時可改由乘客自己操縱電梯運行，客流大或必要時可由司機操縱。4、按操縱控制方式分類（1）手柄控制電梯（2）按鈕控制電梯（3）信號控制電梯（4）集選控制電梯（5）下(或)上集選控制電梯（6）并聯(lián)控制電梯（7）梯群程序控制電梯（ 8）梯群智能控制電梯（9）微機控制電梯5、按拖動方式分類（1）直流電梯（2）交流電梯（3）液壓電梯（4）齒輪齒條電梯（5）螺桿式電梯（6）直線電機驅(qū)動電梯2.2電梯的主要組成電梯是把機電合成一體的大型復雜產(chǎn)品，為了研究的方便，必須首先對電梯的總體結(jié)構(gòu)有概括認識。2.2.1電梯在空間上的組成一部電梯總體的組成有機房、井道、轎廂和層站四個部分，也可看成一部電梯占有了四大空間。1、轎廂所屬的主要構(gòu)件：轎頂輪、轎廂架、轎廂底、轎廂門、自動門機構(gòu)、自動安全觸板、平層感應器、護腳板、導靴、對重、電話、繩頭板。2、井道所屬的主要構(gòu)件：轎廂導軌、對重導軌、導軌支架和壓道板，對重輪、隨線電纜、極限開關(guān)、端站限位開關(guān)、轎廂中間接線盒。3、機房所屬的主要構(gòu)件：控制柜、承重梁、導向輪、限速器、選層器、極限開關(guān)。4、層站所屬的主要構(gòu)件：層樓顯示器、自動層門鑰匙開關(guān)、手動鑰匙開關(guān)、層門門鎖、層門框、層門地坎、呼梯鈕、到站鐘。2.2.2電梯功能的組成1、導向系統(tǒng)功能：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上、下運動。組成的主要構(gòu)件與裝置：轎廂的導軌、對重的導軌及其導軌架。2、曳引系統(tǒng)功能：輸出與傳送動力，驅(qū)動電梯運行。組成的主要構(gòu)件與裝置：曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪、反繩輪等。3、轎廂功能：用以運送乘客和(或)貨物的組件，是電梯的工作部分。組成的主要構(gòu)件與裝置：轎廂架和轎廂體。4、門系統(tǒng)功能：乘客或貨物的進出口，運行時層、轎門必須封閉，到站時才能打開。組成的主要構(gòu)件與裝置：轎廂門、層門、開門機、聯(lián)動機構(gòu)、門鎖等。5、重力平衡系統(tǒng)功能：相對平衡轎廂重力以及補償高層電梯中曳引繩長度的影響。組成的主要構(gòu)件與裝置：對重和重力補償裝置等。6、電器控制系統(tǒng)圖功能：對電梯的運行進行操縱和控制。電梯結(jié)構(gòu)圖見圖 2.1。2.3電梯的主要拖動技術(shù)電梯的拖動控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡單到復雜的過程，到目前為止應用于電梯的拖動技術(shù)主要有以下幾個方面。2.3.1單、雙速交流電動機拖動技術(shù)2.1貨梯結(jié)構(gòu)圖大家都知道交流電動機具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡單等特點。當電動機是單速時，稱為交流單速電梯，其速度一般不高于0.5m/s。當電動機是雙速時，稱為交流雙速電梯，其速度一般不高于1m/s。單、雙速交流電動機拖動系統(tǒng)采用開環(huán)方式控制，線路簡單，價格較低，因此目前仍在電梯上廣泛應用。但它的缺點是舒適感較差，所以一般被用于載貨電梯上。2.3.2交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)國外已大量應用于電梯。這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加上能耗或渦流等制動方式，使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。它的舒適感好，平層準確度高，而造價卻比直流電梯低，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護，多用于2m/s以下的電梯。2.3.3直流發(fā)電機—電動機可控硅勵磁拖動技術(shù)直流電動機具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點，因此很早就應用于電梯，采用發(fā)電機—電動機組形式驅(qū)動。它控制的電梯速度達4m/s，但是，機組結(jié)構(gòu)體積大，耗電大，維護工作量較大，造價高，因此，常用于對速度，舒適感要求較高的建筑物中。2.3.4可控硅直接供電拖動技術(shù)可控硅直接供電拖動技術(shù)在工業(yè)上早有應用，但用于電梯上卻要解決舒適感問題（尤其是低速段），因此應用較晚，它幾乎與微機同時應用，比起電動機—發(fā)電機組形式的直流電梯，它有很多優(yōu)點。如：機房占地節(jié)省 35%，重量減輕40%，節(jié)能25%到35%。2.3.5交流調(diào)速拖動技術(shù)80年代初，VVVF變頻變壓系統(tǒng)控制的電梯問世。當電動機具有調(diào)壓（ variablevoltage縮寫為VV）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)速電梯，它采用交流電動機驅(qū)動，卻可以達到直流電動機的水平，其速度一般不高于 1.75m/s。當電動機具有調(diào)壓調(diào)頻（ variablevoltagevariablefrequency，縮寫為VVVF）調(diào)速裝置時稱為交流調(diào)頻調(diào)壓電梯，簡稱VVVF控制電梯，目前控制速度已達6m/s。它的體積小，重量輕，效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點。是目前最新的電梯拖動系統(tǒng)。本設計應用的就是這種拖動技術(shù)。2.4電梯的主要控制技術(shù)2.4.1繼電器控制技術(shù)對使用者來說，在編制程序時，可以不考慮微處理器及存儲器內(nèi)部的復雜結(jié)構(gòu)，也不必用各種計算機使用的語言，而是把 PLC看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，以便于提供使用者按設計繼電器控制線路的形式進行編程。這樣，從功能上來講，可以把PLC的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。必須注意的是電路中的繼電器并不是實際的物理繼電器，它實質(zhì)上是存儲器中的一位的觸發(fā)器。觸發(fā)器為“ 1”態(tài)，相當于繼電器接通；為“ 0”態(tài)，相當于繼電器斷開。PLC為用戶提供的繼電器一般是：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、特殊功能繼電器、移位寄存器、計時器、計數(shù)器等。這些繼電器統(tǒng)稱為 PLC的元素。其中，輸入、輸出繼電器與外部用戶輸入，輸出設備連接，而其他繼電器與外部用戶設備沒有聯(lián)系，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器。繼電器由兩個主要的部件構(gòu)成，一是 (電磁)線圈，二是(常開、常閉)接點。一旦繼電器線圈經(jīng)接點 A接通電源，電流就流過線圈 (稱為得電)，使電磁鐵吸動銜鐵。銜鐵通過機械作用使原來呈閉合狀態(tài)的常閉接點斷開(成為吸斷)，緊接著使原來呈斷開狀態(tài)的常開接點閉合(稱為吸合)。反之，繼電器線圈斷電，電源不再給線圈供電(稱為失電)，那么銜鐵釋放返回原位(簡稱復位)，常開接點也隨之斷開復位(稱為釋斷)，緊接著常閉接點也復位閉合(稱為釋合)。2.4.2交流變頻變壓控制技術(shù)PWM控制技術(shù)是通用型變頻器中應用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸出電壓的諧波，而且動態(tài)響應較好。在頻率控制、效率等諸方面都有著十分顯著的優(yōu)點。1、PWM控制的原理PWM是PulseWidthModulation的縮寫，即脈寬調(diào)制。PWM控制是利用半導體開關(guān)器件的導通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或周期以達到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達到變壓變頻的目的。在變頻調(diào)速應用中，則主要是后者即變壓變頻。形成PWM波形的方法有很多種，其中最基本的方法是利用三角形調(diào)制波和控制波的比較。控制系統(tǒng)通過比較電路將調(diào)制三角波與各相的控制波進行比較，變換為邏輯電平，并通過驅(qū)動電路使功率器件交替導通和關(guān)斷，則變頻器輸出各相電壓波形。為使逆變器輸出電壓波形趨于正弦波，常采用 SPWM(SinusoidalPulseWidthModulation)控制方式。2、SPWM控制逆變器開關(guān)模式信號通常情況下利用三相對稱的正弦波參考信號（控制波）與一個共用的三角波載頻信號（調(diào)制波）互相比較來生成?？刂粕铣Ｓ袉螛O性和雙極性兩種情況。所謂單極性控制，是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導電臂僅一個反復通斷而另一個始終截止。所謂雙極性控制是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導電臂互補交替通斷，具體工作情況與單極性控制類似。2.5本章小結(jié)本章先對電梯的定義、種類、組成進行闡釋，從而對電梯有初步了解。電梯是由電力拖動用以載貨或載人的垂直升降裝置?？臻g上由轎廂、井道、機房、層站組成；包含導向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重力平衡系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等。本章主要介紹的是電梯的拖動和控制技術(shù)。電梯的拖動技術(shù)主要有單、雙速交流電動機拖動技術(shù)、交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速拖動技術(shù)、直流發(fā)電機—電動機可控硅勵磁拖動技術(shù)、可控硅直接供電拖動技術(shù)、交流調(diào)速拖動技術(shù)。本文主要用的是交流調(diào)速拖動技術(shù)。電梯的主要控制技術(shù)包括繼電器控制技術(shù)和交流變頻變壓控制技術(shù)。繼電器控制技術(shù)從功能上把PLC的控制部分看作是由許多“軟繼電器”組成的等效電路。交流變頻變壓控制技術(shù)主要介紹的是：（1）PWM控制技術(shù)即脈寬調(diào)制。PWM控制是利用半導體開關(guān)器件的導通與關(guān)斷把直流電壓變?yōu)殡妷好}沖序列，并通過控制電壓脈沖寬度或周期以達到改變電壓的目的，或者控制電壓脈沖寬度和脈沖序列的周期以達到變壓變頻的目的。在變頻調(diào)速應用中，則主要是后者即變壓變頻。通用型變頻器是應用十分廣泛的一種電壓和頻率控制方法，它可以極為有效地抑制輸出電壓的諧波，而且動態(tài)響應較好。（2）SPWM控制。形成PWM波形的方法有很多種，其中最基本的方法是利用三角形調(diào)制波和控制波的比較?？刂葡到y(tǒng)通過比較電路將調(diào)制三角波與各相的控制波進行比較，變換為邏輯電平，并通過驅(qū)動電路使功率器件交替導通和關(guān)斷，則變頻器輸出各相電壓波形。為使逆變器輸出電壓波形趨于正弦波，常采SPWM(SinusoidalPulseWidthModulation)控制方式。包括單極性和雙極性兩種情況。單極性控制是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導電臂僅一個反復通斷而另一個始終截止。所謂雙極性控制是指在輸出的半個周波內(nèi)同一相的兩個導電臂互補交替通斷，具體工作情況與單極性控制類似。貨梯控制系統(tǒng)的硬件設計隨著社會的不斷迅速發(fā)展，電梯的應用越來越廣泛也越來越必要。電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求，而且電梯的首要保證就是安全，所以采用可編程控制器是非常合適的選擇。3.1可編程控制器（PLC）可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小、功能強、靈活通用與維護方便等一系列的優(yōu)點。特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力、機械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。3.1.1可編程控制器（PLC）的發(fā)展可編程序控制器的發(fā)展與計算機技術(shù)、半導體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動了可編程序控制器的發(fā)展，而可編程序控制器的發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高更新的要求，促進了它們的發(fā)展。從控制功能來分，可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了下列四個階段。第一階段：從第一臺可編程序控制器問世到 20世紀70年代中期，是可編程序控制器的初創(chuàng)階段。這一階段的產(chǎn)品主要用于邏輯運算和計時、計數(shù)運算，它的 CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，它的控制功能較簡單。其典型產(chǎn)品包括有 MODICON公司的084\ALLEN-BRADLEY(AB) 公司的PDQ2,DEC公司的PDP-14、日立公司的SCY-等。由于這些產(chǎn)品主要完成邏輯運算功能，因此被稱為可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController-PLC)。第二階段：從 20世紀70年代中期到末期，是可編程序控制器的擴展階段。在這一階段，產(chǎn)品的主要控制功能得到了較大的發(fā)展，它的發(fā)展主要來自兩方面，從可編程序控制器發(fā)展而來的控制器，它的主要功能是邏輯運算，同時擴展了其他運算功能；而從模擬儀表發(fā)展而來的控制器，其功能主要是模擬運算，同時擴展了邏輯運算功能。因此，按習慣的分類方法，前者被稱為可編程序邏輯控制器 (PLC)，后者被稱為單回路或多回路控制器。可編程序控制器的名稱縮寫為 PC(ProgrammableController)，但是為了與個人計算機(PersonalComputer)的名稱縮寫PC相區(qū)別，通常還是把可編程序控制器簡稱為PLC，這一階段的產(chǎn)品有MODICON公司的184,284,384，西門子公司的SYMATICS3系列，富士電機公司的SC系列等產(chǎn)品。第三階段：從 20世紀70年代末期到20世紀80年代中期，是PLC通信功能實現(xiàn)階段。與計算機通信的發(fā)展相聯(lián)系， PLC也在通信方面有了很大的發(fā)展，初步形成了分布式的通信網(wǎng)絡體系，但是，由于制造企業(yè)各自為政，通信系統(tǒng)自成系統(tǒng)，因此，各產(chǎn)品的互相通信是較困難的。在該階段，由于生產(chǎn)過程控制的需要，對 PLC的需求大大增加，產(chǎn)品的功能也得到了發(fā)展，數(shù)學運算的功能得到了較大的擴充，產(chǎn)品的可靠性進一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的 SYMATICS6系列、富士電機公司的MICREX和德州儀器公司的 T1530等等。第四階段：從20世紀80年代中期開始是PLC的開放階段。由于開放系統(tǒng)的提出，使PLC也得到了較大的發(fā)展。主要表現(xiàn)在通信系統(tǒng)的開放，使各制造企業(yè)的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議的標準化使用戶得到了好處。在這一階段，產(chǎn)品的規(guī)模增大，功能不斷完善，大中型的產(chǎn)品多數(shù)有CRT屏幕的顯示功能，產(chǎn)品的擴展也因通信功能的改善而變得方便，此外，還采用了標準的軟件系統(tǒng)，增加了高級編程語言等。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的SYMATICS5和S7系列、AB公司的PLC-5等。3.1.2可編程控制器（PLC）的定義由于PLC在不斷發(fā)展，因此，對它下一個確切的定義是困難的。在二十世紀七十年代PLC問世后，由美國電氣制造商協(xié)會 (NationalElectricManufacturerAssociation-NEMA)對PLC下過如下的定義：PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)計時和算術(shù)運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制。1987年，國際電工委員會(InternationalElectricalCommittee-IEC)頒布了PLC標準草案，其第3版對PLC作了如下的定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設備都應按照易于與工業(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。3.1.3可編程控制器（PLC）的基本結(jié)構(gòu)PLC的型號、規(guī)格繁多。它主要由中央處理單元 CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成。1、中央處理單元 CPUCPU是PLC的核心，由控制器和運算器組成，并通過內(nèi)部總線同存儲器及輸入 /輸出接口電路相連。其主要作用是：執(zhí)行用戶程序，從程序存儲器中逐條取出用戶程序，經(jīng)過解釋程序解釋后逐條執(zhí)行，完成程序規(guī)定的邏輯和算術(shù)運算，產(chǎn)生相應的控制信號去控制輸出電路，實現(xiàn)程序規(guī)定的各種操作。2、存儲器PLC的存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用戶程序。3、輸入輸出接口電路(簡稱I/O)輸入輸出接口是 CPU與工業(yè)現(xiàn)場裝置之間的連接部分，是 PLC的重要組成部分。PLC將現(xiàn)場輸入信號轉(zhuǎn)換成微處理器能接受的信號，且最大程度排除干擾信號，提高可靠性；輸出能將微處理器送出的弱電信號放大成強電信號，驅(qū)動各種負載。與微機的I/O接口工作于弱電的情況不同， PLC的I/O接口是按強電要求設計的，即其輸入接口可以接受強電信號，其輸出接口可以直接和強電設備相連接。（1）輸入接口電路一般由光電耦合電路和微機輸入接口電路組成。前者用由發(fā)光二極管和光電三極管組成的光耦合器作為關(guān)鍵器件，輸入端加上變化的信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號，它照射光電三極管導通。二極管和三極管是按完全隔離的，信號不會反饋。而且二極管正向阻抗值較低，外界干擾源內(nèi)阻較高，根據(jù)分壓原理，干擾源饋送到輸入端的干擾噪聲很小，增強了抗干擾能力。微機的輸入接口電路一般由數(shù)據(jù)輸入寄存器、“選通”電路和中斷請求邏輯電路集成而成。（2）輸出接口電路一般由微機輸出接口和功率放大電路組成。前者由輸出數(shù)據(jù)寄存器、“選通”電路和中斷請求電路組成。功率放大電路一般采用繼電器、可控硅即晶閘管或晶體管輸出。由于輸入—內(nèi)部電路—輸出在電器上完全隔離，從而有效地防止了現(xiàn)場的強電干擾。4、編程器編程器有便攜式和 CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機編程，而后者既可聯(lián)機編程，又可脫機編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。一般的小型 PLC主要采用便攜式編程器。編程器是專用的，不同型號的 PLC都有自己專用的編程器，不能通用。 PLC正常工作時，不一定需要編程器。因此，多臺同型號的 PLC可以只配一個編程器。5、內(nèi)部電源和其他設備PLC的內(nèi)部電源是指將外部輸入的交流信號經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足內(nèi)部電路工作需要的直流電源或電源模塊。 PLC的外部設備還有盒式錄音機、[3]打印機、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設備等 。3.1.4可編程控制器（PLC）的工作原理當PLC運行時，用戶程序中眾多的操作需要執(zhí)行。但CPU是不能同時執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。由于CPU的運算處理速度較快，使得外部出現(xiàn)的結(jié)果從宏觀上來看幾乎是同時進行的，這種分時操作的過程叫做CPU對程序的掃描。掃描從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，再無中轉(zhuǎn)或跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址遞增的方向順序逐條掃描用戶程序即執(zhí)行，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序，就構(gòu)成一個掃描周期。然后再從頭開始掃描，并周而復始地重復。順序掃描的工作方式簡單，簡化了程序設計，并為PLC的可靠運行提供了可靠的保障。一方面，所掃描的程序被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可以被將要掃描到的指令所利用；另一方面，還可以利用CPU設置的定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，從而避免了由于CPU內(nèi)部故障使程序進入死循環(huán)而造成故障的影響。1、PLC的基本工作如下：（1）輸入現(xiàn)場信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)；（2）執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進行邏輯運算；（3）輸出控制信號：根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點并行發(fā)出相應的控制信號，實現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。 PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。圖3.1可編程控制器工作過程圖2、自診斷程序每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對各輸入輸出點、存儲器和 CPU等進行診斷，診斷的方法通常是測試出各部分的當前狀態(tài)，并與正常的標準狀態(tài)進行比較，若兩者一致，說明各部分工作正常，若不一致則認為有故障。此時， PLC立即啟動關(guān)機程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點，然后停機。診斷結(jié)束后，如無故障，PLC繼續(xù)掃描，檢查是否有編程器等的通信請求。如果有則進行相應的處理，比如，接受編程器發(fā)來的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號，完成一個掃描周期。然后又從自診斷開始，進行第二輪掃描。 PLC就這樣不斷反復循環(huán)，實現(xiàn)對機器的連續(xù)控制，直到接收到停機命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。3.1.5可編程控制器（PLC）的性能指標PLC的性能，通常是用以下多種指標綜合表述，不同品種規(guī)格的 PLC其性能指標是不盡相同的，要根據(jù)具體悄況來分析。1、編程語言常用的有梯形圖語言、助記符語言、控制系統(tǒng)流程圖及某些高級語言等。不同的PLC可能采用不同的編程語言。2、用戶程序存貯容量：用戶程序存貯器用以存貯通過編程輸入的用戶程序，其存貯量通常是以字為單位來計算。約定 16位二進制數(shù)為一個字，每 1024個字為1K字。中小型的PLC存貯容量一般在 8K以下，大型的PLC存貯量有的已達到 256K及2M,在編程時每一條指令所占的存貯容量是 1個字、2個字等。通常，對于一般的邏輯操作指令，每條指令占1個字，計時/計數(shù)、移位指令占 2個字，對于一般的數(shù)據(jù)操作指令，每條指令占2個字。也有的PLC，用戶程序的存貯容量是用編程的步數(shù)來表示，每編一條語句為一步。3、I/O總點數(shù)

PLC的輸入和輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。對于開關(guān)量

I/O，其

I/O

總數(shù)用最大

I/O點數(shù)表示；對于模擬量

I/O，其中

I/O總數(shù)用最大

I/O通道路數(shù)表示。4、掃描速度以 ms/K字為單位表示。例如 10ms/K表示掃描1K字的用戶程序所需的時間為l0ms。5、指令種類數(shù)和總條數(shù)用以表示 PLC的編程和控制功能。6、內(nèi)部繼電器種類和點數(shù)包括輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器 (無斷電記憶和帶斷電記憶的)、計時器/計數(shù)器、移位寄存器、特殊繼電器等。而每種繼電器點數(shù)也不一樣。7、工作環(huán)境一般都能在下列環(huán)境條件下工作：溫度 0-55攝氏度，濕度小于 85%(無結(jié)露)。8、有的PLC還具有某些特種功能，例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，監(jiān)控功能，特殊功能模塊，遠程 I/O能力等。9、除以上基本功能指標以外，對于不同的 PLC，還可能列出其它一些指標，如輸入輸出方式、一些主要硬件(如CPU、存貯器)的型號以及PLC的環(huán)境適應性能等。3.1.6可編程控制器（PLC）的特點與應用可編程控制器最初是為了替代繼電器控制系統(tǒng)而研制的，其自身又是一個計算機系統(tǒng)，所以它除了具備繼電器控制系統(tǒng)和微型計算機系統(tǒng)的原有功能外，還有其自己的特點：1、PLC與繼電接觸控制系統(tǒng)的比較（1）繼電接觸控制全部用硬器件、硬觸點和“硬”線連接，為全硬件控制； PLC內(nèi)部用“軟”電器、“軟”觸點和“軟”線連接，為軟件控制。（2）繼電接觸控制系統(tǒng)體積大； PLC控制系統(tǒng)機構(gòu)緊湊，體積小。（3）繼電接觸控制功能改變，需拆線，甚至更換元器件，麻煩； PLC控制功能改變，只修改程序即可，很方便。（4）繼電接觸控制全為機械式觸點，動作慢； PLC內(nèi)部全為“軟接點”，動作快。（5）PLC控制系統(tǒng)的設計、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短。（6）PLC控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制系統(tǒng)強。（7）PLC的適用范圍比繼電接觸控制的廣泛。（8）PLC可靠性比繼電接觸控制的高。2、PLC與微型機算機的比較（1）PLC輸入輸出接口較多，中大型 PLC輸入輸出接口更多，便于多路多點控制。（2）PLC編程直觀、簡單。而計算機使用匯編語言或其他高級語言編程，比 PLC編程復雜。（3）PLC可靠性高、抗干擾能力強。（4）PLC技術(shù)較容易掌握，使用維護方便，對使用者的技術(shù)水平要求低。（5）PLC采用掃描方式進行工作，加上其他原因，所以 PLC輸入輸出響應比計算機慢。（6）PLC體積小，調(diào)試周期短。3、PLC控制電梯的優(yōu)點（1）在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制可靠性大大提高。（2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。（3）PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。（4）PLC進行故障自動檢測與報警等顯示，提高運行安全性，并便于檢修。（5）用于群呼調(diào)配和管理并提高電梯運行效率。（6）更改控制方案時不需改動硬件接線。4、可編程序控制器（PLC）的應用可編程控制器作為工業(yè)自動化的核心設備其應用極為廣泛，可以說只要工廠有控制要求，就會有PLC的應用。以前，都使用電梯繼電器控制系統(tǒng)，雖然，該系統(tǒng)存在一定的優(yōu)點：（1）所有控制功能及信號處理均由硬件實現(xiàn)，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)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具儀器。（3）大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格較便宜。（4）多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，己形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉、掌握的人員較多。但也存在一定的問題：（1）系統(tǒng)觸點繁多、接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障率較高。（2）普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。（3）電磁機構(gòu)及觸點動作速度慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高。（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大。（5）由于線路復雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高；而且檢查故障困難，費時費工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。目前典型的PLC應用主要有以下幾個方面：（1）順序控制：這是可編程控制器最廣泛應用的領(lǐng)域， PLC取代了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，例如裝配生產(chǎn)線、數(shù)控機床及電梯控制等。（2）過程控制：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、電流等?？删幊炭刂破饔?A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，這樣可編程控制器可以采用模擬控制用于過程控制。（3）數(shù)據(jù)處理：一般可編程控制器都設有四則運算指令，可以很方便的對生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進行處理。用 PLC可以構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)采集和處理，監(jiān)控生產(chǎn)過程。較高檔次的可編程控制器都有位置控制模塊，用于控制步進電動機或伺服電動機，實現(xiàn)對各種機械的位置控制。（4）通信聯(lián)網(wǎng)：某些控制系統(tǒng)需要多臺 PLC連接起來使用或者由一臺計算機與多臺PLC組成集選控制系統(tǒng)和總線控制系統(tǒng)。3.1.7可編程控制器（PLC）的選擇可編程控制器作為工業(yè)自動化的核心設備其應用極為廣泛可以說只要有工廠，有控制要求，就會有 PLC的應用。由于PLC的品種、型號、規(guī)格、功能各不相同，綜合多種因素考慮，本設計選擇了日本 OMRON公司生產(chǎn)的CMP-2A型機。因為CMP-2A型機具有以下幾方面的優(yōu)點：CMP-2A型機專用于開關(guān)控制，其體積小，安裝起來節(jié)省空間，功能強。它不僅具有邏輯控制功能，而且還增加了數(shù)據(jù)運算、傳送與處理功能，成為具備計算機功能的一種通用工業(yè)控制裝置。性價比高（ MP-2A型機采用的是箱體結(jié)構(gòu)），其價格便宜，可靠性高，易于擴展（該機型的任一種 CPU箱和任一種擴展箱均可配置在一起）。因此，用戶可根據(jù)所需的 I/O點數(shù)進行選件配置，使用靈活、方便。3.2變頻器80年代初通用變頻器實現(xiàn)了商品化。在近20年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個大的進展過程。目前從一般要求的小范圍調(diào)速傳動到高精度、快響應、大范圍的調(diào)速傳動，從單機傳動到多機協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，幾乎都可采用交流調(diào)速傳動。因此可以說在電氣調(diào)速傳動領(lǐng)域內(nèi)，以變頻器應用技術(shù)為代表的交流調(diào)速傳動已經(jīng)成為電氣調(diào)速傳動的主流。在交流調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器的作用是將頻率固定(通常為工頻50Hz)的交流電(三相的或單相的)變換成頻率連續(xù)可調(diào)(多數(shù)為0-400Hz)的三相交流電。變頻器的輸入(R.S.T)接至頻率固定的三相交流電源，輸出端(U.V.W)輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電動機。3.2.1變頻器的基本構(gòu)成通用變頻器的基本構(gòu)成主要由主電路 (包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器 )和控制電路組成。1、整流器電網(wǎng)側(cè)的變流器Ⅰ是整流器，它的作用是把三相 (也可以是單相)交流電整流成直流電。2、逆變器負載側(cè)的變流器Ⅱ為逆變器。最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用六個半導體主開關(guān)器件組成三相橋式逆變電路。只要有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)器件的通與斷，就可以得到任意頻率的三相交流電輸出。3、中間直流環(huán)節(jié)由于逆變器的負載為異步電動機，屬于感性負載。無論電動機處于電動狀態(tài)或是發(fā)電制動狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會為 1。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動機之間總會有無功功率的交換。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能組件 (電容器或電抗器)來緩沖，所以又稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲能環(huán)節(jié)。4、控制電路控制電路常由運算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅(qū)動電路等構(gòu)成。其主要任務是完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護功能等?？刂品椒梢圆捎媚M控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前己經(jīng)采用微型計算機進行全數(shù)字控制，盡可能簡化硬件電路，主要依靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式常可以完成模擬控制方式難以完成的控制。圖 3.2所示為變頻器的使用。圖3.2變頻器的使用3.2.2變頻器的分類1、按變換環(huán)節(jié)分（1）交—交變頻器又稱為直接式變頻器。它是把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。其主要優(yōu)點是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的 1/2以下(0～<fN/2)，故它主要用于容量較大的低速拖動系統(tǒng)中。（2）交—直—交變頻器又稱為間接式變頻器。它是先把頻率固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電。由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較易控制，因此，在頻率的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，在改替變頻后電動機的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢，通用變頻器就屬于這種形式。2、按輸出電壓的調(diào)制方式分（1）PAM(脈幅調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過改變直流電壓的大小來進行調(diào)制。在中小容量變頻器中，這種方式已經(jīng)很少采用。（2）PWM(脈寬調(diào)制)：變頻器輸出電壓的大小通過改變輸出脈沖的占空比來進行調(diào)制。目前普遍應用的是占空比按正弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制 (SPWM)方式。3、按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分（1）電流型：直流環(huán)節(jié)的儲能元件是電感線圈 LF。（2）電壓型：直流環(huán)節(jié)的儲能元件是電容器 CF。3.2.3變頻器的矢量控制原理矢量控制是一種新的傳動控制技術(shù)，是交流傳動控制理論上的一個質(zhì)的飛躍。它的想法是設法模擬直流電動機的控制特點來進行交流電動機的控制。調(diào)速的關(guān)鍵問題是轉(zhuǎn)矩控制問題，直流電動機調(diào)速性能好的根本原因就在于它的轉(zhuǎn)矩容易控制。直流電動機轉(zhuǎn)矩表達式為M=CM￠Ia，可以分別控制電樞電流 Ia和磁通￠兩個參數(shù)，它們之間互成90°直角坐標正交關(guān)系且為兩個獨立變量，可分別進行調(diào)節(jié)，在電路上互不影響。而異步電動機的轉(zhuǎn)矩表達式為 M=C￠MI2cos＆2，式中轉(zhuǎn)子阻抗角＆2=arctansx2/r2異步電動機的轉(zhuǎn)子電流 I2和氣隙有效磁通￠m有關(guān)，且與轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率s)有關(guān)，I2和￠M兩個參數(shù)既不成直角又不是兩個獨立的變量，轉(zhuǎn)矩的這種復雜關(guān)系成為異步電動機難以控制的根本原因。為使交流電動機得到和直流電動機一樣的控制性能，必須通過電機統(tǒng)一理論和坐標變換理論，把交流電動機的定子電流 I1分解成磁場定向坐標的磁場電流分量 I1M和與之相垂直的坐標轉(zhuǎn)矩電流分量 I1T，把固定坐標系變換為旋轉(zhuǎn)坐標系解耦后，交流量的控制變?yōu)橹绷髁康目刂票愕韧谥绷麟妱訖C。即如果在電機調(diào)速過程中始終維持定子電流的磁場電流分量 I1M不變，而控制轉(zhuǎn)矩電流分量 I1T，它就相當于直流電動機中維持磁場電流不變，而通過控制電樞電流來控制電機的轉(zhuǎn)矩一樣，能夠使系統(tǒng)具有較好的動態(tài)特性。3.2.4電梯變頻調(diào)速控制的特點隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)的飛速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速。電動機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起、制動平穩(wěn)性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。1、電梯變頻調(diào)速使用的是異步電動機，比同容量的直流電動機具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點。2、變頻調(diào)速電源使用了先進的 SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運行質(zhì)量和性能：調(diào)速范圍寬、控制精度高，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機調(diào)速。3、變頻調(diào)速電梯使用先進的SPWM和SVPWM技術(shù)，明顯改善了電動機供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯[4]。3.2.5變頻器的選擇目前通用變頻器己經(jīng)在機械、冶金、石化、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)得到了廣泛的應用。隨著變頻器性能價格比的提高，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用變頻器早已問世，其功能較強，使用靈活，但其價格相對較貴。因此，本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，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。616G5型變頻器的特點：VS-616G5型變頻器是安川電機公司面向世界推出的 21世紀通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了 V/f控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。VS-616G5變頻器的特點如下：（1）包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。（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）保護功能完善、維修性能好。（5）通過LCD操作裝置，可提高操作性能。3.3貨梯控制系統(tǒng)的設計思想貨梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分[5]。調(diào)速部分的性能對貨梯運行時乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運行的關(guān)鍵。1、調(diào)速部分電梯在起動過程中，為了限制起動電流，減少電網(wǎng)電及起動的加速度，改善乘客乘坐的舒適感和防止對機件的沖擊，一般在定子電路中串入電抗、電阻或電阻與電抗的組合體，進行降壓起動。隨著速度的提高，逐級將電阻或電抗器短接切除，使電梯逐步加速，最后進入穩(wěn)速運行。2、電氣控制系統(tǒng)[6]電梯的控制線路主要由以下幾個部分組成：轎內(nèi)指令線路，廳門招呼線路，定向選層線路，起動運行線路，平層線路，指層線路，開關(guān)門控制線路，安全保護電路。這些線路的關(guān)系如圖3.3所示。圖3.3電梯電氣控制系統(tǒng)框圖3、I/O點數(shù)較典型的I/O點數(shù)有：轎內(nèi)指令按鈕：位于轎內(nèi)的操縱箱上，每層各有一個。門廳呼喚按鈕：位于電梯的廳門口，除頂層只有下呼和底層只有上呼外，其余每層均有上、下呼按鈕。樓層感應器：位于井道每一層的相應位置上，當轎廂到達每一層的相應位置時，樓層感應器干簧管觸點因隔磁板插入而斷開，該觸點信號用于選向、選層，轎內(nèi)指令、門廳召喚的消號和指層電路。平層感應器：位于轎廂的頂部，用于準確平層，由上平層感應器、門區(qū)感應器和下平層感應器組成。開、關(guān)門：有廳門、轎門電器觸點開關(guān)，用于保證電梯廳、轎門都關(guān)好，開關(guān)接通時電梯才能運行，開、關(guān)門極限開關(guān)，手動開關(guān)門按鈕。其它還有超載、上下極限等開關(guān)或觸點。4、電梯各主要部分的運行機理（1）樓層感應樓層感應器通過感應器的干簧管觸點的接通和斷開來感應出樓層信號。要求它是連續(xù)的，即該層感應信號只有當電梯運行到上層或下層時才能消失。因此分為上感應干簧管觸點和下感應干簧管觸點。工作原理為：當電梯在一層時，一層的樓層感應繼電器使一層的指層繼電器接通并保持，電梯到達二層時，二層的樓層感應繼電器使二層的指層繼電器接通并保持，同時切斷一層的指層繼電器。同理，當電梯向下時，相應的樓層感應繼電器也接通指層繼電器。（2）轎內(nèi)指令及廳召喚在集選控制電梯中，電梯的執(zhí)行方式是先響應向上的信號，然后再響應向下的信號，如此反復。上行時應保留下行的信號，下行時應保留上行的信號。（3）電梯的選向改變電梯的運行方向，實際上就是改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。通過接通上、下行接觸器來改變電梯的運行方向。當上、下方向均有指令時，如果電梯已處于上行狀態(tài)，則執(zhí)行完向上指令后再執(zhí)行向下指令。（4）電梯的換速、平層電路電梯通常以快速起動，而在減速時斷開快速繞組，接入慢速繞組。當電梯將要到達該停的樓層時，應發(fā)出換速信號，斷開快速繼電器、接通慢速繼電器，然后制動。電梯進入換速狀態(tài)后，便可在最近樓層平層停止。（5）電梯的平層電梯具有上平層感應輸出繼電器、門區(qū)感應輸入繼電器和下平層感應輸入繼電器來進行電梯的平層。如果電梯因不應有的原因，上行超越平層位置，電梯將反向平層。（6）電梯停電的處理在實際電梯的運行過程中，為了防止因停電產(chǎn)生事故，在停電發(fā)生時，會馬上投入救援裝置，該救援裝置的作用是提供緊急電源，供轎廂移動至平層，然后開門疏散乘客并停止工作，等待來電之后再回到正常狀態(tài)。5、邏輯部分邏輯部分主要由 PLC來進行控制。PLC控制系統(tǒng)具有接線少、工作可靠、維護容易等特點。貨梯是根據(jù)外部呼叫信號，行程信號以及自身控制規(guī)律運行的。由于呼叫是隨機的，貨梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此貨梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。圖3.4電梯PLC信號系統(tǒng)框圖6、貨梯的安全保護裝置貨梯是高層建筑物不可缺少的垂直運輸工具，長時期地頻繁地載人在空間上上下下的運行，必須有足夠的安全性。為了確保在運行中的安全，電梯在設計時設定了多種的PLC控制系統(tǒng)、機械安全裝置和電氣安全裝置，這些裝置共同組成了電梯安全保護系統(tǒng)。（1）電梯可能發(fā)生的事故隱患和故降①轎廂失控、超速運行：由于電磁制動器失靈，減速器中的蝸輪、蝸桿的輪齒、軸、銷、鍵等折斷以及曳引繩在曳引輪嚴重打滑等情況發(fā)生，那么正常的制動手段已無法使電梯停止運動，使轎廂失去控制，造成運行速度超過極限速度，即額定速度的115%。②終端越位：由于平層控制電路出現(xiàn)故障，轎廂運行到頂層端站或底層端站時，不停而繼續(xù)運行或超出正常的平層位置。③沖頂或蹲底：當上終端限位裝置失靈等。造成電梯沖向井道頂部，稱為沖頂；當下終端限位裝里失靈或電梯失控，造成電梯轎廂跌落井道底坑，稱為蹲底。④不安全運行：由于限速器失效、選層器失靈、層門、轎門不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴或超載、電動機斷相、錯相等狀態(tài)下運行。⑤非正常停止：由于控制電路出現(xiàn)故障，安全鉗誤動作或電梯停電等原因，都會造成在運行中的電梯突然停止。⑥關(guān)門障礙：電梯在關(guān)門時，受到人或物的阻礙，使門無法關(guān)閉。（2）電梯安全保護系統(tǒng)的基本組成①超載保護裝置——超載開關(guān)，當超載時，轎底下降，開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。②超速保護裝置——限速器、安全鉗。③急停按鈕——裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車。④超速上下極限工作位置的保護裝置——包括強迫減速開關(guān)、終端極限開關(guān)來達到強迫換速、切斷控制電路、切斷動力電源三級保護。⑤撞底(與沖頂)保護裝置——緩沖器。⑥層門門鎖與轎門電氣聯(lián)鎖裝置——確保門不關(guān)閉、電梯不能運行。⑦門的安全保護裝置——層門、轎門設置門光電裝置、門電子檢測裝置、門安全觸板等。7、考慮的細節(jié)：（1）轎廂內(nèi)的選層按鈕：按下 SBN按鈕，PLC接收到此信號后記憶下來，實質(zhì)上也存儲了停層信號。例如轎廂在基站上行時，按下 SB2，PLC記錄。當轎廂運行到停靠站時，PLC操作繼電器進行減速，慢速爬行，到達平層后抱閘制動，停穩(wěn)在第二層。（2）召喚?？空荆喊聪聦訕堑膹d門上行或下行召喚按鈕，PLC接收到信號，記憶下來，存儲。然后，按照貨梯的當前運行方向，在順向召喚停站進行?？浚c上述選層按鈕的處理方法相似。如果廳門召喚信號與貨梯運行方向相反，貨梯路過此樓層時就不?？浚琍LC就一直記憶這個召喚信號。只有當貨梯運行到現(xiàn)行方向的最后一層?？繒r，改變運行方向，再回到此樓層時才能進行?？坎僮?。（3）頂層和底層的停站：當貨梯行駛到底層或頂層時， PLC會自動產(chǎn)生一個停站信號，使貨梯進行停靠操作。（4）貨梯的行駛方向：由 PLC根據(jù)轎廂與所記錄的召喚信號樓層相對位置來決定。例如：在二樓有召喚信號，這時如果貨梯轎廂在三樓， PLC根據(jù)轎廂的相對位置，判別應該下行，于是控制貨梯下行，也記憶下貨梯現(xiàn)運行方向。假如貨梯轎廂在一樓，則自然選定上行，同時記憶下貨梯的現(xiàn)運行方向。（5）運行方向的保持：當貨梯上行時記憶現(xiàn)上行方向，一直保持到上行選層指令，向上召喚信號和最高層向下召喚信號出現(xiàn)，即貨梯執(zhí)行所有向上行指令后， PLC就會取消上行方向的記憶信號。如果無向上指令出現(xiàn)，但下行存有召喚信號時，則 PLC就確定下行方向，貨梯反向向下運行，并記憶向下行的貨梯狀態(tài)，以后所有向下召喚信號就優(yōu)先運行，即逐一響應被登記的向下召喚信號和隨之出現(xiàn)的向下召喚，選層指令。當貨梯應答這個向下行程的最后一個信號或底層時， PLC就自動取消下行方向，即消除PLC內(nèi)部下行方向記憶。（6）轎廂內(nèi)的選層指令：當貨梯執(zhí)行最后一個現(xiàn)行方向的指令而?？繒r，在門未關(guān)閉之前轎廂內(nèi)如有出現(xiàn)與記憶方向一致的選層指令，則 PLC優(yōu)先執(zhí)行原方向指令。例如：原方向是上行，貨梯運行到三樓開門后，工作人員進廂選層六樓，那么貨梯就優(yōu)先上六樓。若卸物后沒有上行指令，貨梯就響應記錄的下行召喚或選層指令。（7）記錄燈光指示召喚記憶燈：當按下召喚按鈕時，PLC記錄，工作人員看到按鈕背下的指示燈亮，說明貨梯響應了請求，當貨梯運行到樓層時，PLC消除了記錄和指示燈，進行停靠平層操作。（8）超重指示：在轎廂曳引機構(gòu)上有一個壓力傳感器，當轎廂超重時，PLC就會給出超載指示燈，這時需卸載一定量貨物，當超載指示燈滅了，電梯才可以關(guān)門和啟動操作。（9）轎門和廳門連鎖：貨梯必須在轎門和廳門都閉合上鎖后才能起動。 PLC接收到鎖門信號后才允許輸出繼電器操作。（10）超速保護：當轎廂運行速度超過額定值，但小于安全鉗超速保護動作時，限速器開關(guān)斷開，使得零壓繼電器失電，切斷控制回路電源，貨梯立即停止，系統(tǒng)給出故障報警。（11）安全鉗開關(guān)：當轎廂超速下降引起安全鉗動作時，使零壓繼電器失電，停車。（12）超載保護：當轎廂超載時，壓力繼電器觸頭接通，PLC接收到此信號后，控制貨梯不能關(guān)門啟動運行，并給出超重指示。只有當負荷降到額定負荷情況時，貨梯才恢復正常運行。（13）終端保護：當貨梯運行到底層或頂層時，除了正常的觸發(fā)停靠信號裝置外，還分別加裝了限位開關(guān)以及最終極限開關(guān)。當貨梯下行時，如正常停層回路不起作用，轎廂下降時將（一個控制）斷開。PLC接收到此信號，同樣判斷有減速信號，于是控制貨梯減速平層。若PLC沒有接收到減速平層觸發(fā)信號，則轎廂繼續(xù)下行到低于層站水平，直接進入機械抱閘制動。（14）電動機的過載和短路保護：電路采用空氣斷路器作為短路保護，各控制變壓器的輸出采用熔斷器作為短路保護，而過載保護由變頻器內(nèi)部設置的過載保護來實現(xiàn)。3.4控制對象每層摟上都有指令按扭、層指示燈、召喚按扭等。1、按扭開門按鈕SB1關(guān)門按鈕SB2層內(nèi)指令按鈕SB3——SB5層召喚按鈕SB6——SB92、開關(guān)開、關(guān)門行程開關(guān) SQ1、SQ2向上、下運行轉(zhuǎn)換開關(guān) SQ3、SQ4層接近開關(guān)SQ5——SQ733層接近開關(guān)SQ8——SQ113、繼電器上、下行繼電器 KM3、KM4快、加、慢速繼電器 KM5——KM74、指示燈上、下行方向燈 E1、E2層指示燈E3——E5層內(nèi)指令指示燈 E6——E8層召喚燈E9——E12報警信號燈E135、門鎖輸入信號 K3.5控制要求貨梯的安全運行有以下一些主要控制要求：1、貨梯位置的確定與顯示轎廂中的工作人員及門廳中等待貨梯的工作人員都需要知道貨梯的位置，因而轎廂及門廳中都設有以樓層標志的貨梯位置。但這還不夠，貨梯的運行還需要更加準確的貨梯位置信號，以滿足制動停車等控制的需要。傳統(tǒng)貨梯的位置信號一般由設在井道中的位置開關(guān)磁感應器提供，當轎廂上設置的隔磁板插入感應器時，發(fā)出位置信號，并啟動樓層指示。2、轎廂內(nèi)的運行命令及門廳的召喚信號工作人員可按下轎廂內(nèi)操控盤上的選層按鈕選定貨梯運行的目的樓層，此為內(nèi)選信號。按鈕按下后，該信號應被記憶并使相應的指示燈點亮。在門廳等候貨梯的工作人員可以按門廳開、門繼電器KM1、KM2的上行或下行召喚信號，此為外喚信號。該信號也需記憶并點亮門廳的上行或下行指示燈，這些保持信號在要求得到滿足時應能自動消號。3、貨梯自動運行時的信號響應貨梯自動運行時應根據(jù)內(nèi)選及外喚信號，決定貨梯的運行方向及在哪些站點停站。一般情況下貨梯按先上后下的原則安排運送貨物的次序，而且規(guī)定在運行方向確定之后，不響應中途的反向呼喚要求，直到到達本方向的最遠站點才開始返程。4、轎廂的啟動與運行轎廂在運行方向確定，轎廂門已關(guān)好時啟動運行，運行的初始階段是加速運行階段，其后是穩(wěn)定運行階段。5、轎廂的平層與停車轎廂運行后需確定在哪一層停車，平層即是指停車時，轎廂的底與門廳“地平面”應相平齊，一般有具體的平層誤差規(guī)定，如平層時兩平面相差不得超過5mm。平層停車過程需在轎廂底面與停車樓面相平之前開始，先是減速，再是制動，以滿足平層的準確性及工作人員的舒適感。3.6工作原理電機啟動、換速、電機轉(zhuǎn)向是由 PLC根據(jù)貨梯呼梯、減速等信號做出決策發(fā)出信號給變頻器。當貨梯電源空氣開關(guān)合上，貨梯進入運行操作狀態(tài)，給 PLC輸入一個開關(guān)信號，PLC掃描到該信號后就可以啟動電梯。同時另一個觸點閉合，使變頻器的主接觸器有電，其常開主觸頭閉合，提供變頻器電源。這時，在底端廳外按下上行召喚按鈕，貨梯門打開，工作人員進入轎廂，手動關(guān)門。進入轎廂后，按下要到達的目的樓層按鈕，即選層按鈕，

PLC按收到選層信號后進行記錄。例如：若選層在二樓，則

2層內(nèi)指令按鈕被按下，

PLC記錄好后使選層指示燈亮，貨梯門關(guān)閉后，

PLC根據(jù)轎廂與召喚信號的相對位置進行邏輯判斷，決定上行或下行方向。于是

PLC指令繼電器（

Y4、Y5、Y6）發(fā)出信號給變頻變壓調(diào)速裝置（ VVVF變頻器），電梯就按變頻器內(nèi)部調(diào)好的加速度曲線進行起動，加速，直至運行到達穩(wěn)速階段。在到達目的層的減速點時，PLC控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度。電梯進入短暫的爬行期時，直到平層開關(guān)起作用，PLC收到該信號，就使輸出繼電器（Y4、Y5）都斷開，送到VVVF變頻器中，VVVF變頻就進入制動狀態(tài)，直至貨梯減速到零，進行抱閘制動，則貨梯平穩(wěn)準確地?？吭谒鶎膶诱旧?。在貨梯的平層過程中，變頻器通過調(diào)整平層速度來調(diào)整平層精度，在貨梯到距平層位置一定時，有平層開關(guān)自動斷開低速信號，從而達到平層的準確可靠。平層后，貨梯進行開，關(guān)門動作。3.7貨梯的硬件結(jié)構(gòu)設計1、電梯控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能（1）電梯無司機人工駕駛，完全自動響應層站召喚和轎廂內(nèi)指令。（2）電梯起動后，轎廂在一樓，若一樓有呼梯信號，則開門。（3）當電梯“懸停”時，若有呼梯信號且信號對應的樓層高于當前樓層時，則電梯處于上升狀態(tài)，反之則下降。（4）電梯運行時只響應順向呼梯信號，對反向呼梯信號只作記憶。（5）電梯在運行過程中應具有自動換速、指層顯示狀態(tài)指示、極限位置保護等功能2、電梯操作方式（1）單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚：轎廂上行是答應轎廂召喚，直至最高層；自動改變運行方向為下行，應答廳門下行召喚。（2）單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚：上行時順應答轎廂和廳門上召喚。直至最高層自動反向應答下行召喚和轎廂召喚。本設計采用全集選操作方式。3、轎廂運行速度曲線為了滿足舒適感提高運輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人們對于速度變化的敏感度主要是加速度的變化率，舒適感就意味著要平滑的加速和減速。為了獲得良好的舒適感，將電梯的起制動速度曲線設計成由兩段拋物線

(S

曲線)及一段直線構(gòu)成，而這一曲線形狀的構(gòu)成及改變，則是由加速度斜率及

S曲線變化率決定的，如圖

3.5所示。加速斜率是以速度給定從 0加速到1000轉(zhuǎn)/分所需要的時間來定義的。其含義為加速度由0加速到1000轉(zhuǎn)/分所需要的時間。因此通過改變起動加速時間可獲得不同的起動曲線斜率。增大加速時間值，起動曲線變緩。反之，起動曲線彎曲部分變急。而 S曲線變化率的變化，也可通過改變 S曲線起始，終了加速時間來實現(xiàn)。圖3.5速度運行曲線圖3.6貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設計圖4、根據(jù)以上信息，貨梯變頻調(diào)速的硬件結(jié)構(gòu)設計圖如圖 3.6。電梯變頻調(diào)速控制的特點：（ 1）電梯變頻調(diào)速使用的是異步電動機。（ 2）變頻調(diào)速電源使用了先進的 SPWM技術(shù)SVPWM技術(shù)，明顯改善了電梯運行質(zhì)量和性能。（3）明顯改善了電動機供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。本設計選用了通用變頻器，通過合理的配置、設計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。5、貨梯控制系統(tǒng)的設計思想。貨梯控制系統(tǒng)可分為調(diào)速部分和邏輯控制部分。調(diào)速部分的性能對貨梯運行時乘客的舒適感有著重要影響，邏輯控制部分則是貨梯安全可靠運行的關(guān)鍵。（1）調(diào)速部分。（2）電氣控制系統(tǒng)。電梯的控制線路主要由以下幾個部分組成：轎內(nèi)指令線路，廳門招呼線路，定向選層線路，起動運行線路，平層線路，指層線路，開關(guān)門控制線路，安全保護電路。（3）I/O點數(shù)轎內(nèi)指令按鈕、門廳呼喚按鈕、樓層感應器、平層感應器、開、關(guān)門。（4）電梯各主要部分的運行機理樓層感應、電梯的選向、轎內(nèi)指令及廳召喚、電梯的換速、平層電路、電梯的平層、電梯停電的處理。（5）邏輯部分貨梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。包括轎廂內(nèi)的選層按鈕、召喚?？空尽㈨攲雍偷讓拥耐Ｕ?、貨梯的行駛方向、運行方向的保持、記錄燈光指示、信號指示、電梯的安全保護等?？刂茖ο笥虚_關(guān)、按鈕、指示燈等?？刂埔螅贺浱菸恢玫拇_定與顯示；轎廂內(nèi)的運行命令及門廳的召喚信號；貨梯自動運行時的信號響應；轎廂的啟動與運行；轎廂的平層與停車；安全保護。3.8本章小結(jié)本章主要介紹的是貨梯控制系統(tǒng)的硬件設計。硬件為 PLC和變頻器。1、可編程序控制器的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段即初創(chuàng)階段、擴展階段、通信功能實現(xiàn)階段和開放階段。PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序運算、計數(shù)計時和算術(shù)運算等功能，用來對各種機械或生產(chǎn)過程進行控制?？删幊炭刂破鳎≒LC）的基本結(jié)構(gòu)主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入、輸出等部分組成[7]。工作原理包括：（1）輸入現(xiàn)場信息（2）執(zhí)行程序（3）輸出控制信號。上述過程執(zhí)行完后，又重新開始，反復地執(zhí)行。 PLC的性能指標有編程語言、用戶程序存貯容量、I/0總點數(shù)、掃描速度、指令種類數(shù)和總條數(shù)、內(nèi)部繼電器的種類和點數(shù)等?？删幊炭刂破鞒司邆淅^電器控制系統(tǒng)和微型計算機系統(tǒng)的原有功能外，還有其自己的特點。目前典型的 PLC應用主要有以下幾個方面：（ 1）順序控制（2）過程控制（3）