兩臺(tái)電梯并聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u24201兩臺(tái)電梯并聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)案例 142491.1設(shè)備選型 1231031.1.1變頻器的選擇 13811.1.2PLC的選擇 2215361.1.3擴(kuò)展模塊的選擇 2174841.1.4電機(jī)的選擇 2143321.2.5按鈕的選擇 2233001.2PLC的I/O口分配 2224221.2.1輸入模塊 2207521.2.2輸出模塊 4303361.3變頻調(diào)速方案 6292581.2.1控制要點(diǎn) 655171.2.2調(diào)速方案 659021.2.3變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng) 67991.2.4變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 85603 978371.5電梯PLC硬件接線圖 91.1設(shè)備選型1.1.1變頻器的選擇選擇變頻器時(shí)需要根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行選擇，一般選擇時(shí)會(huì)通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）根據(jù)允許的輸出功率進(jìn)行選擇。這種選擇方法更多地用于成本的基本估算中。（2）選擇是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓進(jìn)行的，這種選擇方法在新的設(shè)計(jì)方案和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新項(xiàng)目中更常用。（3）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特定工作電流進(jìn)行選擇，這種類型的選擇方法更多地用于重建項(xiàng)目中。（4）根據(jù)扭矩負(fù)載能力進(jìn)行選擇。經(jīng)過(guò)多個(gè)方面的考慮，最終決定選用兩架VS-616G5變頻器。這種變頻器是一種工作電壓型變頻器，包括V/F控制，不帶電感的磁通閉環(huán)控制，帶PG反饋的V/F控制和帶PG反饋的磁通閉環(huán)控制等4種方式的操縱。PLC控制系統(tǒng)是由變頻器和一些其他設(shè)備組成的。變頻器有著開(kāi)關(guān)量檢測(cè)信號(hào)和模擬量檢測(cè)兩種類型的數(shù)據(jù)信號(hào)并輸出數(shù)據(jù)信號(hào)?？梢愿鶕?jù)需要發(fā)送到PLC的模擬輸入將模擬輸入測(cè)試輸出數(shù)據(jù)信號(hào)輸入控制模塊。數(shù)字檢查數(shù)據(jù)信號(hào)根據(jù)繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行的，要想完成信號(hào)反饋控制效果需要額定值高于24V/50mA，并且開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)信號(hào)端需與PLC輸入端連接?？刂齐娐范俗邮褂梅椒ㄕ?qǐng)參見(jiàn)產(chǎn)品手冊(cè)。1.1.2PLC的選擇PLC的選擇主要是根據(jù)控制對(duì)象需要的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行選擇，可計(jì)算出電梯需要37個(gè)I/O口，所以選擇的CPU為226的S7-200的PLC并加一個(gè)擴(kuò)展模塊。1.1.3擴(kuò)展模塊的選擇CPU為226的S7-200的PLC只有24個(gè)輸入信號(hào)，16個(gè)輸出信號(hào)，而我們需要37個(gè)輸入信號(hào)，37個(gè)輸出信號(hào)，所以添加一個(gè)擴(kuò)展模塊。我選擇的為有32個(gè)輸入信號(hào)，32個(gè)輸出信號(hào)的EM2236E57223-1BM22-0XA8擴(kuò)展模塊。1.1.4電機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須注意輸出功率問(wèn)題，以使其盡可能在額定值下運(yùn)行。不允許以下條件；（1）選擇的輸出功率小時(shí)將導(dǎo)致出現(xiàn)“小馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在大型車上”狀態(tài)。長(zhǎng)期負(fù)載操作會(huì)損壞電機(jī)，更嚴(yán)重的話，很可能會(huì)損壞電機(jī)。（2）當(dāng)所選輸出功率大時(shí)，將發(fā)生“大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在小車上”情況，并且機(jī)械電源不能靈活地使用，這是一種資源消耗。經(jīng)過(guò)多個(gè)方面的考慮，曳引機(jī)可選擇

YTD225M2-6/2411KW電機(jī)或YTD225M3-6/2415KW電機(jī)，門(mén)機(jī)選擇西門(mén)子門(mén)機(jī)G110。1.2.5按鈕的選擇本次我選擇的大廳按鈕和轎廂按鈕都為L(zhǎng)HB-005B。1.2PLC的I/O口分配1.2.1輸入模塊PLC輸入模塊的能夠立即檢測(cè)設(shè)備輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，轉(zhuǎn)換成可在PLC內(nèi)解析的脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)。輸入信號(hào)及地址分配如表1.1所示。1.輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的類型選擇開(kāi)關(guān)輸入控制模塊依據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)的類型通?？煞譃橐韵氯N：直流輸入，交流輸入和交/直流輸入。如何選擇取決于現(xiàn)場(chǎng)和周圍環(huán)境的信號(hào)。通信和交流輸入控制模塊的觸點(diǎn)穩(wěn)定，更多用于油污、煙塵等極端自然環(huán)境；直流輸入控制模塊的時(shí)間延遲短，可以連接到限位開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)等電子產(chǎn)品。1.輸入數(shù)據(jù)信號(hào)以選擇額定電壓直流電源分為5伏，12伏，24伏，60伏和68伏，通信和交流分為115伏和220伏。由于傳輸距離比較近，可以使用低頻，例如5伏，12伏和24伏。通常，以下24伏屬于低頻，用于傳輸近距離的地方。例如，5伏遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于十米。1.鍵入接線方法的選擇。PLCI/O控制模塊的外部接線方式分為保護(hù)型，分類型和接收型。集合點(diǎn)控制模塊的公共點(diǎn)使用相同的公共終端（COM）。順序控制模塊將I/O點(diǎn)分為幾組，每組使用相同的公共端子，每組的中間受保護(hù)。使用前兩種類型的前提是數(shù)據(jù)信號(hào)中間無(wú)保護(hù)。表1.1輸入信號(hào)及地址分配輸入操作一層呼梯按鈕上I0.0二層呼梯按鈕下I0.1二層呼梯按鈕上I0.2三層呼梯按鈕下I0.3三層呼梯按鈕上I0.4四層呼梯按鈕下I0.5四層呼梯按鈕上I0.6五層呼梯按鈕下I0.7五層呼梯按鈕上I1.0六層呼梯按鈕下I1.1廂內(nèi)選層按鈕1I1.2廂內(nèi)選層按鈕2I1.3廂內(nèi)選層按鈕3I1.4廂內(nèi)選層按鈕4I1.5廂內(nèi)選層按鈕5I1.6廂內(nèi)選層按鈕6I1.7一樓平層開(kāi)關(guān)I1.0二樓平層開(kāi)關(guān)I1.1三樓平層開(kāi)關(guān)I1.2四樓平層開(kāi)關(guān)I1.3五樓平層開(kāi)關(guān)I1.4六樓平層開(kāi)關(guān)I1.5開(kāi)門(mén)按鈕I1.6關(guān)門(mén)按鈕I1.7復(fù)位I1.02號(hào)廂內(nèi)選層按鈕1I1.12號(hào)廂內(nèi)選層按鈕2I1.22號(hào)廂內(nèi)選層按鈕3I1.32號(hào)廂內(nèi)選層按鈕4I1.42號(hào)廂內(nèi)選層按鈕5I1.52號(hào)廂內(nèi)選層按鈕6I1.62號(hào)一樓平層開(kāi)關(guān)2I1.72號(hào)二樓平層開(kāi)關(guān)2I4.02號(hào)三樓平層開(kāi)關(guān)2I4.12號(hào)四樓平層開(kāi)關(guān)2I4.22號(hào)五樓平層開(kāi)關(guān)2I4.32號(hào)六樓平層開(kāi)關(guān)2I4.42號(hào)開(kāi)門(mén)按鈕I4.52號(hào)關(guān)門(mén)按鈕I4.6消防I4.7一號(hào)超載I5.0二號(hào)超載I5.1一號(hào)開(kāi)門(mén)到位I5.2一號(hào)關(guān)門(mén)到位I5.3二號(hào)開(kāi)門(mén)到位I5.4二號(hào)關(guān)門(mén)到位I5.51.2.2輸出模塊PLC可以在輸出之前轉(zhuǎn)換輸出脈沖信號(hào)，輸出的脈沖信號(hào)可以和外部負(fù)載機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)信號(hào)匹配。輸出數(shù)據(jù)信號(hào)和詳細(xì)的地址分配如表1.2所示。1.輸出方式選擇PLC模塊的三種輸出方法：繼電器輸出類型、雙向晶閘管輸出類型和晶體管輸出類型。第二種適合開(kāi)關(guān)頻率高、功率因數(shù)低的設(shè)備，但其性價(jià)比不高。第三種只能用于直流負(fù)載。它和第二種屬于非接觸式開(kāi)關(guān)元件，具有高穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間和長(zhǎng)壽命。它負(fù)載能力稍弱且只能用于頻繁的傳導(dǎo)負(fù)載。繼電器類的優(yōu)點(diǎn)是它具有廣泛的應(yīng)用電壓范圍，對(duì)通斷損耗的損害較小，價(jià)格低廉，但響應(yīng)時(shí)間慢，壽命短。1.選擇輸出接線方式。與輸入接線方式的選擇相同。1.輸出電流的選擇公共端子允許的電流勢(shì)必會(huì)比PLC模塊額外通電的總電流值大。負(fù)載電流的額定電流小于PLC模塊的輸出電流。表1.2輸出數(shù)據(jù)信號(hào)和詳細(xì)的地址分配輸出操作電梯上升Q0.0電梯下降Q0.11號(hào)呼叫指示1Q0.41號(hào)呼叫指示2Q0.51號(hào)呼叫指示3Q0.61號(hào)呼叫指示4Q0.71號(hào)呼叫指示5Q1.01號(hào)呼叫指示6Q1.12電梯上升Q1.62電梯下降Q1.72號(hào)呼叫指示1Q1.02號(hào)呼叫指示2Q1.12號(hào)呼叫指示3Q1.22號(hào)呼叫指示4Q1.32號(hào)呼叫指示5Q1.42號(hào)呼叫指示6Q1.5消防指示Q1.2一號(hào)超載Q1.3二號(hào)超載Q1.4一號(hào)開(kāi)門(mén)Q1.5一號(hào)關(guān)門(mén)Q1.6二號(hào)開(kāi)門(mén)Q1.7二號(hào)關(guān)門(mén)Q4.01.3變頻調(diào)速方案1.2.1控制要點(diǎn)操作方法。最優(yōu)的是選擇具有速比反饋的閉環(huán)控制方法，因?yàn)樗梢詽M足在低速檔時(shí)所需要的扭矩。啟動(dòng)方法。為了從“床”上獲得起重吊鉤，務(wù)必?cái)Q緊鍍鋅鋼絲繩、清除傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的間隙，并應(yīng)使用S型啟動(dòng)方法。制動(dòng)系統(tǒng)方法。直流電為了使制動(dòng)系統(tǒng)和磁感應(yīng)機(jī)械設(shè)備制動(dòng)系統(tǒng)的緊密結(jié)合，我選擇了再生制動(dòng)。點(diǎn)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。微動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)懸吊物體的室內(nèi)空間，應(yīng)能夠獨(dú)立操縱。1.2.2調(diào)速方案變頻器的選型。就可靠性而言，本次選用的頻器要有帶速度反饋矢量控制功能。調(diào)速機(jī)構(gòu)。變頻器可用外接電位器進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，本次采用左、右各若干擋轉(zhuǎn)速的控制方式，這樣會(huì)出現(xiàn)變頻器的基本操作方法和拖動(dòng)系統(tǒng)的操作相同的情況。使用PLC來(lái)控制VS-616G5變頻器可以達(dá)到控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)速度的效果。這樣的話，不僅能夠達(dá)到工藝的要求，接線的方法也比較簡(jiǎn)單，而且還有著非常強(qiáng)的抗干擾能力，價(jià)格也是十分低廉。通過(guò)數(shù)字操作器來(lái)設(shè)置想要的參數(shù)，運(yùn)行速度最高能夠達(dá)到9段速。要通過(guò)設(shè)置5、6、7、8腳與公共腳11的通/斷關(guān)系，就能夠選擇想要的頻率。通過(guò)5、6、7、8腳對(duì)11腳進(jìn)行不同的組合就可以達(dá)到對(duì)9段速的控制，頻率的范圍是0～400Hz。1.2.3變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1.1所示，它是電梯轎組織的電路原理圖。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通常選擇11KW或15KW的異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可以改變電梯運(yùn)行速度，可以牽引鍍鋅鋼絲繩還可以在電梯轎廂停車時(shí)執(zhí)行制動(dòng)系統(tǒng)。圖1.1電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖這樣的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以大幅增加電梯轎廂的負(fù)載能力。當(dāng)升降機(jī)轎廂滿載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載很大并且處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。這要求電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限中運(yùn)行。用變頻器來(lái)滿足任何狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)都能保持很好的變速特性和精確的停車特性。變頻器變速出色，而且還很省電。這就是為什么現(xiàn)在的電梯都裝有變頻器的原因。下圖1.2展示了VVVF變頻電梯轎廂動(dòng)力工程傳動(dòng)裝置的原理。圖1.2變頻電梯電力傳動(dòng)系統(tǒng)本系統(tǒng)的通訊交流磁感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)，維修方便，可用于高速運(yùn)行。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率高，節(jié)省電能。整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，大大減少了土地占用。1.2.4變頻器容量及制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算變頻器的輸出功率能通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算得出。假設(shè)電梯轎廂曳引機(jī)電機(jī)的額定功率為P1，速度為V，自重為M1，負(fù)載能力為M2，平衡重為M3，重力加速度為G，變頻器輸出功率是P。在重量下，電梯轎廂的較大牽引輸出功率是P2，則：其中，F(xiàn)=（M1+M2+M3）G+μ，μ可忽略不計(jì)。變頻器的負(fù)載比可以是1.3到1.5。變頻器的輸出功率P此時(shí)無(wú)限接近電動(dòng)機(jī)的額定功率P1，并對(duì)于P2預(yù)留一個(gè)安全槽。可以使用P=1.5P2。變頻傳動(dòng)設(shè)備應(yīng)具有制動(dòng)系統(tǒng)的功能，因?yàn)殡娞蒉I廂是一個(gè)潛在的能量負(fù)荷，它會(huì)在整個(gè)運(yùn)作中產(chǎn)生動(dòng)能。根據(jù)多方面考慮，啟動(dòng)電容器R值的大小應(yīng)確保啟動(dòng)電容器I1的值不超過(guò)額定電壓I的一半。便是：1.5