畢業(yè)設(shè)計---基于plc電梯曳引系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目：基于PLC電梯曳引系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　準(zhǔn)考證號： 02910620093

2、1 </p><p>　　指導(dǎo)老師：_________________________</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）時間：2009年 6月 30日～ 8月 10日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要3</b></p>

3、;<p><b>　　前言5</b></p><p>　　1電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動態(tài)5</p><p><b>　　1.1電梯設(shè)備5</b></p><p>　　1.1.1電梯的定義5</p><p>　　1.1.2電梯的分類5</p><p>　　1.

4、1.3電梯的主要組成部分5</p><p>　　1.1.4電梯的安全保護裝置6</p><p>　　1.2電梯的發(fā)展動態(tài)6</p><p>　　2 電梯的PLC系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　2.1可編程控制器PLC的選擇7</p><p>　　2.1.1轎箱樓層位置的檢測方法7</p>&

5、lt;p>　　2.1.2 PLC的選型7</p><p>　　2.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　2.2.1PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖7</p><p>　　2.2.2信號控制系統(tǒng)8</p><p>　　2.3減速及平層控制10</p><p>　　2.4 PLC及在電梯控制中的特點1

6、1</p><p>　　2.4.1 PLC的特點11</p><p>　　2.4.2 PLC控制電梯的優(yōu)點11</p><p>　　3曳引系統(tǒng)的工作原理與運動分析12</p><p>　　3.1曳引系統(tǒng)的主要設(shè)備與裝置12</p><p>　　3.1.1曳引機12</p><p>　　

7、3.1.2曳引輪13</p><p>　　3.1.3減速器13</p><p>　　3.1.4聯(lián)軸器13</p><p>　　3.1.5曳引鋼絲繩的標(biāo)記方法及其性能要求14</p><p>　　3.2曳引系統(tǒng)的提升原理14</p><p>　　3.2.1曳引式提升原理14</p><p&

8、gt;　　3.2.2曳引傳動關(guān)系14</p><p>　　3.2.3曳引系統(tǒng)設(shè)計的受力分析15</p><p>　　3.3電梯的曳引能力17</p><p>　　3.3.1曳引系數(shù)17</p><p>　　3.3.2曳引輪繩槽與曳引力的關(guān)系18</p><p>　　3.4包角對曳引力的影響及曳引條件18&l

9、t;/p><p>　　3.4.1包角對曳引力的影響18</p><p>　　3.4.2電梯的曳引條件19</p><p>　　3.5電梯的最大曳引能力和允許轎廂最小自重19</p><p>　　3.5.1電梯的最大曳引能力19</p><p>　　3.5.2轎廂允許的最小自重19</p><p

10、>　　3.6對重匹配分析19</p><p>　　4電梯的PLC和曳引系統(tǒng)的匹配特性19</p><p>　　4.1理想運行曲線的產(chǎn)生20</p><p>　　4.2速度曲線的產(chǎn)生20</p><p>　　4.2.1速度曲線產(chǎn)生方法20</p><p>　　4.2.2加速給定曲線的產(chǎn)生20</p

11、><p>　　4.2.3減速制動曲線的產(chǎn)生21</p><p>　　4.3 PLC和曳引系統(tǒng)匹配的設(shè)計特點21</p><p>　　4.3.1 主電路21</p><p>　　4.3.2 PLC和曳引系統(tǒng)匹配的控制構(gòu)成22</p><p>　　4.3.3位移控制電路23</p><p>　

12、　4.3.4樓層計數(shù)24</p><p>　　4.3.5快速換速24</p><p>　　4.3.6門區(qū)信號26</p><p>　　4.3.7采用優(yōu)先隊列級26</p><p>　　4.3.8 采用先進先出隊列和隨機邏輯控制27</p><p><b>　　結(jié)論28</b></

13、p><p><b>　　辭謝29</b></p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們

14、的日常生活密不可分。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電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，電梯控制系統(tǒng)采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控

15、制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等特點，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實現(xiàn)。此外電梯的曳引系統(tǒng)作為動力系統(tǒng)，起著至關(guān)重要的作用。在PLC的控制下，曳引系統(tǒng)帶動整個電梯或升或降，使人們的生活更加方便快捷。由于電梯曳引系統(tǒng)時變性、不確定性、高度非線性等&l

16、t;/p><p>　　【關(guān)鍵詞】 人機交互 變頻器 可編程控制器 微機控制裝置 曳引系統(tǒng) 動力系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the urban construction unceasing development, the high-rise construction incr

17、eases unceasingly, the elevator has the widespread application in the national economy and the life.The elevator took in the high-rise construction the vertical movement transportation vehicle already and people's da

18、ily life is inseparable.In fact the elevator is according to exterior movements and so on calling signal as well as own control rule, but calls is stochastic, the elevator in fact is a man-machine</p><p>　　P

19、LC reliability is high, the programming convenience is flexible, antijamming ability strong, movement stable reliable and so on characteristics, therefore the present elevator control system widely uses the programmable

20、controller to realize. In addition the elevator haulage system took the dynamic system, is playing the very important role.Under the PLC control, the haulage system impetus entire elevator either rises or falls, causes p

21、eople's life to be more convenient quickly.Because time ele</p><p>　　【Key word】 man-machine interaction frequency changer programmable controller microcomputer control device Haulage system dyna

22、mic system</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具、是機—電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。它涉及電子技術(shù)、機械工程、電力電子技術(shù)、微機技術(shù)、電力拖動系統(tǒng)和土建工程等多個科學(xué)領(lǐng)域。目前電梯的生產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為一個國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都有大量人流及物流需要輸送。為節(jié)約用

23、地和適應(yīng)經(jīng)貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，一幢幢高樓拔地而起，這些高層建筑的垂直運輸是一個突出問題，與人們的工作和生活緊密相關(guān)。 目前，我國國產(chǎn)電梯大部分為繼電器及PLC控制方式，繼電器控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、故障率高，大大降低了電梯的舒適性、可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員的生活和工作帶來了很多不便，因而傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)的更新勢在必行；PLC（可編程控制器）在電梯控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計主要介紹了PLC的選型、檢測及它的基本結(jié)構(gòu)框

24、圖、信號控制圖及梯形圖等內(nèi)容，曳引系統(tǒng)部分介紹了它的基本結(jié)構(gòu)、運動分析及工作原理等內(nèi)容。</p><p>　　本設(shè)計共分四章，第一章主要介紹了電梯設(shè)備及其發(fā)展動態(tài)，第二章介紹了電梯PLC的設(shè)計，第三章是曳引系統(tǒng)的工作原理及運動分析，第四章為PLC和曳引系統(tǒng)的匹配特性。通過研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進而實現(xiàn)控制。通過合理的選擇和設(shè)計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯運行的舒適感，使電梯達到了較為理想的控制效果。&

25、lt;/p><p>　　1電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動態(tài)</p><p><b>　　1.1電梯設(shè)備</b></p><p>　　電梯是把機械和電氣合為一體的大型復(fù)雜產(chǎn)品，其中機械部分相當(dāng)于人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，兩者不可分隔。機與電的高度合一，使電梯成為現(xiàn)代科技的綜合產(chǎn)品。</p><p>　　1.1.1電梯的定義<

26、;/p><p>　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7024-1997《電梯.自動扶梯.自動人行道術(shù)語》規(guī)定，電梯的定義：服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎箱，運行在至少兩列垂直的或傾斜角度小于15度的剛性導(dǎo)軌之間。</p><p>　　1.1.2電梯的分類</p><p>　　電梯的分類有各式各樣:</p><p>　　(1)按用途分類有客梯、

27、貨梯、醫(yī)用梯等；</p><p>　　(2)按速度分類有低速電梯 1 m/s以下；</p><p>　　中速電梯 1 -2m/s；</p><p>　　高速電梯 2m/s以上；</p><p>　　超高速電梯 4m/s以上；</p><p>　　(3)按驅(qū)動電源分類 交流電梯 速度一般小于2m/s；</p>

28、<p>　　直流電梯 速度一般大于2m/s；</p><p>　　(4)按控制方式分類 有/無司機控制、群控、有層間控制、簡易集選控制、集選控制等。</p><p>　　1.1.3電梯的主要組成部分</p><p><b>　　其主要組成部分為：</b></p><p>　　(1)曳引部分通常由曳引機和曳引

29、鋼絲繩組成。電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運動。 (2)轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等。</p><p>　　(3)電器設(shè)備及控制裝置有曳引機，選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳站指示器組成。</p><p>　　(4)其它裝置對重裝置、補償裝置等。</p><p>　　1.1.4電梯的安

30、全保護裝置</p><p>　　(1)電磁制動器，裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動。</p><p>　　(2)強迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速。</p><p>　　(3)限位開關(guān)，當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)

31、立即動作，切斷電源并制動，強迫停車。</p><p>　　(4)行程極限保護開關(guān)，當(dāng)限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作。</p><p>　　(5)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。</p><p>　　(6)廳門開關(guān)，每個廳門都裝有門鎖開關(guān)。僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動;在運行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷

32、開，電梯立即停車。</p><p>　　(7)關(guān)門安全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等。</p><p>　　(8)超載開關(guān)，當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行。</p><p>　　(9)其它的開關(guān)，安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等。</p&

33、gt;<p>　　1.2電梯的發(fā)展動態(tài)</p><p>　　電梯從問世到今天已經(jīng)有100多年了，它給人們的生活帶來了無盡的便利與享受，以至于成為了人們生活中不可缺少的一部分。電梯由最早的簡陋不安全、不舒適的升降機發(fā)展到今天，經(jīng)歷了無數(shù)次改進提高，其技術(shù)發(fā)展是永無止境的。綜觀電梯產(chǎn)品的發(fā)展歷程，今后還將在以下幾個方面有更大的改進和突破：</p><p>　　﹝1﹞超高速電梯。2

34、1世紀，隨著人口數(shù)量與可利用土地面積之間的矛盾進一步激化，將會大力發(fā)展多用途、全功能的高層塔式建筑，超高速電梯繼續(xù)成為研究的方向。除采用曳引式電梯外，直線電機驅(qū)動電梯也會有極大的發(fā)展空間。未來電梯如何保證其安全性、舒適性和安全性也成為了一個研究方向。</p><p>　　﹝2﹞電梯智能群控系統(tǒng)。電梯智能群控系統(tǒng)將基于強大的計算機軟硬件資源支持，能適應(yīng)電梯交通的不確定性、控制目標(biāo)的多樣化、非線性表現(xiàn)等動態(tài)特性。隨著

35、智能建筑的發(fā)展，電梯的智能群控系統(tǒng)與大樓所有自動化服務(wù)設(shè)施結(jié)合成整體智能系統(tǒng)，也是電梯技術(shù)的發(fā)展方向。</p><p>　　﹝3﹞藍牙技術(shù)的應(yīng)用。藍牙﹝blue tooth﹞技術(shù)是一種全球開放的、短距離的無線通訊技術(shù)規(guī)范，它通過短距離無線通訊，把電梯各種電子設(shè)備連接起來，取代縱橫交錯、繁復(fù)凌亂的線路，實現(xiàn)無線成網(wǎng)，將極有效的提高電梯產(chǎn)品的先進性和可靠性。</p><p>　　﹝4﹞電梯發(fā)展

36、更加環(huán)保、綠色。要求電梯更加環(huán)保節(jié)能，減少噪聲污染、油污染和電磁輻射污染，兼容性強，壽命長，電梯中使用的各種原材料﹝包括裝潢材料﹞均為綠色環(huán)保型，與建筑物及自然環(huán)境搭配協(xié)調(diào)，人性化程度高，并盡量使用太陽能和風(fēng)能等綠色能源，減少對環(huán)境的破壞。</p><p>　　﹝5﹞電梯產(chǎn)業(yè)將網(wǎng)絡(luò)化、信息化。電梯控制系統(tǒng)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，用網(wǎng)絡(luò)把相互分離的再用電梯連接起來，對其運行情況作即時采集并進行統(tǒng)一監(jiān)管，統(tǒng)一納

37、入維保管理系統(tǒng)，快速有效的對故障進行維修；通過電梯網(wǎng)站進行網(wǎng)上交易，既能夠?qū)崿F(xiàn)電梯采購、配置、招投標(biāo)等，也可在網(wǎng)上申請電梯定期檢驗等工作。 </p><p>　　我們相信：以后的電梯將會更加節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適。</p><p>　　2電梯的PLC系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　可編程控制器(Programmable Controller),簡稱PLC，是采用微電

38、腦技術(shù)制造的通用的自動控制設(shè)備。它不但能控制開關(guān)量，還能控制模擬量。具有可靠性高，抗干擾能力強，并具有完成邏輯判斷，定時，計數(shù)，記憶和算術(shù)運算等功能，可以取代以繼電器為主的各種控制設(shè)備。實踐證明PLC用于控制電梯各種操作和處理的信息也是可行的，并得到普遍的推廣。</p><p>　　2.1可編程控制器PLC的選擇</p><p>　　2.1.1轎箱樓層位置的檢測方法</p>

39、<p>　　主要方法有如下幾種:</p><p>　　用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開關(guān):這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。</p><p>　　利用穩(wěn)態(tài)磁保開關(guān):這種方法需對磁保開關(guān)的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但它是無權(quán)代碼，進行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐

40、大。</p><p>　　利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜嫈?shù)單元，計數(shù)準(zhǔn)</p><p>　　確，使用方便，因而在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源也可利用PLC內(nèi)置24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。由以上分析可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計采用此法。</p>

41、;<p>　　2.1.2 PLC的選型</p><p>　　根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計數(shù)器。又因為電梯是雙向運行的，所以PLC還需具有可逆計數(shù)器。綜合考慮后，本設(shè)計選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列機。</p><p>　　FX系列機具有以下優(yōu)點:</p><p><b>　　1 體積極小；</b&

42、gt;</p><p>　　2 先進美觀的外部結(jié)構(gòu)；</p><p>　　3 提供多種子系列供用戶選用；</p><p>　　4 靈活多變的系統(tǒng)配置；</p><p>　　5 功能強、使用方便。</p><p>　　2.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　2.2.1PLC控制系統(tǒng)的基本

43、結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成。圖2. 1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)

44、發(fā)出控制信號。</p><p>　　統(tǒng)控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號。它的基本結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。</p><p>　　圖2.1電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2.2信號控制系統(tǒng)</p><p>

45、;　　電梯信號控制系統(tǒng)如電梯信號控制基本由PLC軟件實現(xiàn)圖2. 2所示，輸入到PLC的控制信號有:運行方式選擇(如自動、有司機、檢修、消防運行方式等)、運行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信號等。</p><p>　　圖2.2電梯PLC信號控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　為了更清晰的表示出它的各部分的關(guān)系，還需要有梯形圖，它的梯形圖

46、如2.3圖所示。</p><p>　　圖2.3電梯的梯形圖</p><p>　　2.3減速及平層控制</p><p>　　電梯的工作特點是頻繁起制動，為了提高工作效率、改善舒適感，要求電梯能平滑減速至速度為零時，準(zhǔn)確平層，即“無速停車抱閘”，不要出現(xiàn)爬行現(xiàn)象或低速抱閘，即直接停止，要做到這一點關(guān)鍵是準(zhǔn)確發(fā)出減速信號，在接近層樓面時按距離精確的自動矯正速度給定曲線。本

47、設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置，只要電梯一運行，計數(shù)器就可以精確地確定走過的距離，達到與減速點相應(yīng)的預(yù)制數(shù)時即可發(fā)出減速命令。不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令，由于負載的變化、電</p><p>　　網(wǎng)波動、鋼絲繩打滑等，都會使減速過程不符合平層技術(shù)要求，為此一般在離層樓100-200mm，處需設(shè)置一個平層矯正器，以確保平層 的長期準(zhǔn)確性。</p><p>　　2.4 PLC及在電梯控制中的特

48、點</p><p>　　2.4.1 PLC的特點</p><p>　　PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。PLC與普通微機一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU作為字處理器，實現(xiàn)通道(字)的運算和數(shù)據(jù)存儲，另外還有位處理器(布爾處理器)，進行點(位)運算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。</p><p>

49、　　(1)可靠性:對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。</p><p>　　A. PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。</p><p>　　B. PLC采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提高。</p>&

50、lt;p>　　C. PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易發(fā)生操作的錯誤。</p><p>　　D. PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計的硬件使可靠性大大提高。</p><p>　　E.在PLC的硬件方面，采用了一

51、系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件:采用先進的工藝制造流水線制造;對干擾的屏蔽、隔離和濾波等;對電源的斷電保護;對存儲器內(nèi)容的保護等。</p><p>　　F. PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如，采用軟件濾波;軟件自診斷;簡化編程語言等。</p><p>　　(2)易操作性，PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面:</p><p>　

52、　A、操作方便對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序?qū)ふ?，然后進行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。</p><p>　　B、編程方便PLC有多種程序設(shè)計語言可供使用。對電氣技術(shù)人員來說

53、，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言時，十分有助于編程人員的編程。</p><p>　　C、維修方便PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。</p><p>　　(3)靈活性，PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面:</p><p>　　A

54、.編程的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言，編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。</p><p>　　B.擴展的靈活性。PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應(yīng)用和控制范圍的擴展。</p><p>　　C.操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。</p>

55、;<p>　　2.4.2 PLC控制電梯的優(yōu)點</p><p>　　(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。</p><p>　　(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。</p><p>　　(3)PLC可實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><

56、p>　　(4) PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。</p><p>　　(5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。</p><p>　　(6)更改控制方案時不需改動硬件接線。</p><p>　　3曳引系統(tǒng)的工作原理與運動分析</p><p>　　3.1曳引系統(tǒng)的主要設(shè)備與裝置 </p>

57、<p>　　曳引系統(tǒng)主要是由曳引機、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪和反繩輪等組成，其作用是向電梯輸送與傳遞動力，使電梯運行。曳引系統(tǒng)是電梯運行的根本，是電梯中的核心部件。</p><p>　　圖3.1電梯曳引系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　1—電動機 2—制動器 3—減速器 4—曳引繩</p><p>　　5—導(dǎo)向輪 6—繩頭組合 7—轎廂 8—對重</p&

58、gt;<p><b>　　3.1.1曳引機</b></p><p>　　曳引機是電梯的動力源。它是由電動機、制動機、曳引輪、減速器組成，靠曳引繩與曳引輪的摩擦來實現(xiàn)轎廂運行的驅(qū)動裝置。曳引機的結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2曳引機的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—渦輪﹑蝸桿減速器 2—減振器 3—機座 4—電動

59、機</p><p>　　5—制動器 6—制動電磁鐵7—曳引輪</p><p><b>　　3.1.2曳引輪</b></p><p>　　曳引輪是曳引機的繩輪，也稱驅(qū)動輪，它是電梯曳引動力的裝置，它即要承受轎廂的自重，又要承受轎廂載重和對重、鋼絲繩、平衡繩索、電纜等重量。還要通過輪槽與曳引鋼絲繩的摩擦產(chǎn)生驅(qū)動力。</p><p

60、>　　由于曳引輪要承受轎廂、載重量、對重等裝置的全部動靜載荷，因此要求曳引輪強度大、韌性好、耐磨損、耐沖擊，所以在材料上多采用QT600-3A球墨鑄鐵。為了減少曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽內(nèi)的磨損，除了選擇合適的繩槽槽型之外，對繩槽的工作表面的粗糙度，硬度有一定的要求。</p><p>　　對曳引輪來說，它的直徑要大于鋼絲繩直徑的40倍。在實際中，一般都取45~55倍，有時還大于60倍。它分成兩部分，中間為輪筒，

61、外面制成輪圈式繩槽切削在輪圈上，外輪圈與內(nèi)輪筒套裝，并用鉸制螺栓連接在一起，成為一個曳引輪整體。</p><p><b>　　3.1.3減速器</b></p><p>　　減速器又稱減速廂。為了使快速電動機與鋼絲繩傳動機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)頻率協(xié)調(diào)一致，需要齒輪曳引機上裝置減速器，減速器的結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3減速器結(jié)構(gòu)示意圖&

62、lt;/p><p>　　蝸輪 2—軸承3—蝸桿 4—密封圈 5—下箱體 6—軸承蓋 7—上箱體 </p><p>　　8—主軸9—輪筒 10—曳引輪 11—偏心套 12—支座 </p><p><b>　　3.1.4聯(lián)軸器</b></p><p>　　聯(lián)軸器是連接減速器和曳引電動機的裝置，用以傳遞由一根軸延續(xù)到另一根軸上的轉(zhuǎn)

63、距，又是制動器裝置的制動輪。</p><p>　　3.1.5曳引鋼絲繩的標(biāo)記方法及其性能要求</p><p>　　曳引鋼絲繩也稱曳引繩，是電梯上專用的鋼絲繩。它是連接轎廂的裝置，并靠曳引機驅(qū)動使轎箱升降，它承載著轎廂、對重重量、額定載重量等重量的總和，其結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4曳引鋼絲繩結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　

64、　1—繩股 2—鋼絲 3—繩芯</p><p>　　通常鋼絲繩的標(biāo)記為：8X(19)-13-1300右交</p><p>　　式中 8—繩股的數(shù)量；</p><p>　　X—繩股的形式為外粗式；</p><p>　　(19)—繩股中鋼絲根數(shù)；</p><p>　　13—鋼絲繩的公稱直徑(mm);</p>

65、<p>　　1300—鋼絲繩的抗拉強度(N/mm2);</p><p>　　右交—鋼絲在繩股中或繩股在繩中為右交捻制方向。</p><p><b>　　它的性能要求如下：</b></p><p>　　(1)強度 曳引繩的強度用靜載安全系數(shù)來衡量：</p><p><b>　　K=PN/T</

66、b></p><p>　　式中K為靜載安全系數(shù)；</p><p>　　P為鋼絲繩的破斷拉力；</p><p><b>　　N為鋼絲繩的根數(shù)；</b></p><p>　　T作用于轎箱側(cè)鋼絲繩上的最大靜載荷力。</p><p>　　(2)耐磨性 電梯在運行時，曳引繩與繩槽之間始終存在著一定的

67、滑動，而產(chǎn)生摩擦，因此要求曳引繩必須有良好的耐磨性，鋼絲繩的耐磨性與外層鋼絲的粗度有很大關(guān)系，因此采用外粗式鋼絲繩，外層鋼絲的直徑一般小于0.6mm。.</p><p>　　(3)撓性 良好的撓性能減少曳引繩在彎曲時的應(yīng)力，有利于延長使用壽命，因此，曳引繩采用纖維芯結(jié)構(gòu)的雙撓繩。</p><p>　　3.2曳引系統(tǒng)的提升原理</p><p>　　3.2.1曳引式

68、提升原理</p><p>　　在曳引式提升機構(gòu)中，鋼絲繩懸掛在曳引輪繩槽中，一端與轎廂連接，另一端對重連接。曳引輪在曳引機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，利用鋼絲繩和曳引輪繩槽之間產(chǎn)生的摩擦力形成曳引驅(qū)動力，帶動電梯鋼絲繩繼而驅(qū)動轎廂、對重升降。它有安全可靠、提升高度大、結(jié)構(gòu)緊湊等特點。</p><p>　　3.2.2曳引傳動關(guān)系</p><p>　　曳引式傳動關(guān)系如圖3.1所示。

69、安裝在機房的電動機聯(lián)合減速箱、制動器等組成曳引機，曳引鋼絲繩通過曳引輪連接轎廂和對重裝置，轎廂與對重裝置的重力使鋼絲繩壓緊在曳引輪繩槽內(nèi)，當(dāng)曳引電動機驅(qū)動曳引輪轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力通過鋼絲繩拖動轎廂和對重在井道中沿導(dǎo)軌往復(fù)升降，電梯的功能得以實現(xiàn)。 </p><p>　　轎廂與對重的運動是依靠曳引繩和曳引輪之間的摩擦力來實現(xiàn)的，這種力被稱為曳引力。要使電梯運行，曳引力T必須大于或等于曳引繩中較大

70、載荷力P1與較小載荷力P2之差，即T≥P1-P2,如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5曳引力與載荷力的關(guān)系</p><p>　　曳引力是靠曳引繩與曳引繩輪槽之間的摩擦力產(chǎn)生的，因此必須保證曳引繩不在曳引輪繩槽中打滑。增加摩擦力的方法如下：</p><p>　　選擇形狀合適的曳引輪繩槽；</p><p>　　增大曳引繩在曳引輪上的包角

71、；</p><p>　　選擇耐磨且摩擦系數(shù)大的材料制造曳引輪；</p><p>　　曳引繩不能過度潤滑；</p><p>　　使平衡系數(shù)為0.4～0.5，保證合理的對重重量。</p><p>　　曳引傳動能夠在對重、轎廂中任一側(cè)觸及緩沖器后，曳引力立即消失，保證電梯不能被繼續(xù)驅(qū)動，進而更加安全可靠。</p><p>　

72、　3.2.3曳引系統(tǒng)設(shè)計的受力分析</p><p>　　電梯的曳引能力就是曳引繩與曳引輪之間的摩擦力，也叫驅(qū)動力，它是通過曳引繩使轎廂和對重運行的動力。電梯運行時，轎廂會經(jīng)歷啟動，加速上行或下行，勻速運行，減速上行或下行，停車的過程，本身就是一個變化的過程。</p><p>　　曳引力的大小為轎廂側(cè)曳引繩上的載荷力P1與對重側(cè)曳引繩上的載荷力P2之差，它的受力分析如下圖3.6所示。<

73、/p><p>　　圖3.6曳引系統(tǒng)受力分析</p><p>　　由圖可知，載荷力不僅與轎廂的載重量有關(guān)，而且還隨電梯的運行階段和運行工況而變化，因此曳引力是一個不斷變化的力，具體設(shè)計計算如下：</p><p>　　1電梯轎廂上行加速階段的曳引力T1</p><p>　　此階段電梯向上作加速運動，載荷力（P1,P2）受轎廂和對重慣性力的影響，這時的

74、載荷力為：</p><p>　　P1＝(G＋Q)×〔1＋a／g〕,</p><p>　　P2＝W×〔1－a／g〕。</p><p><b>　　曳引力為：</b></p><p>　　T1＝P1－P2＝〔G＋Q〕×〔1＋a／g〕－W×〔1－a／g〕。</p><

75、p>　　式中：G—轎廂自重﹝kg﹞；</p><p>　　Q—額定載重量﹝kg﹞；</p><p>　　W—對重重量﹝kg﹞；</p><p>　　a＝電梯加速度﹝m∕s2﹞；</p><p>　　g＝重力加速度﹝9.8m／s2﹞。</p><p>　　2電梯轎廂穩(wěn)定上行階段的曳引力T2</p>&

76、lt;p>　　此階段電梯勻速運行，無加速度，載荷力〔P1、P2〕只與轎廂和對重的重量有關(guān)，這時的載荷力為：</p><p>　　P1＝〔G＋Q〕，P2＝W；</p><p>　　曳引力為：T2＝P1－P2＝〔G＋Q〕－W。</p><p>　　3電梯轎廂上行減速階段的曳引力T3</p><p>　　此階段電梯減速制動，載荷力〔P1、P2

77、〕受轎廂與對重慣性力的影響，但作用方向與前面加速時相反，這時的載荷力為：</p><p>　　P1＝〔G＋Q〕×〔1－a／g〕,P2＝W×〔1＋a／g〕；</p><p>　　曳引力為：T3＝P1－P2＝〔G＋Q〕×〔1－a／g〕－W×〔1＋a／g〕。</p><p>　　4電梯轎廂下行加速階段的曳引力T4</p>

78、<p>　　此階段電梯向下作加速運動，慣性力的作用方向與上行減速階段相同，因此曳引力T4與前面T3是一樣的，即</p><p>　　T4＝T3＝〔G＋Q〕×〔1－a／g〕－W×〔1＋a／g〕。</p><p>　　5電梯穩(wěn)定下行階段的曳引力T5</p><p>　　此階段與電梯穩(wěn)定上行階段相同，電梯作勻速運動，曳引力T5與T2相同。

79、即</p><p>　　T5＝T2＝〔G＋Q〕－W。</p><p>　　6電梯下行減速階段的曳引力T6</p><p>　　此階段電梯慣性力作用方向與上行加速階段相同，曳引力T6與T1相同，即</p><p>　　T6＝T1＝〔G＋Q〕×〔1＋a／g〕－W×〔1－a／g〕。</p><p>　　通

80、過以上分析可知，隨著電梯轎廂載重量大小的不同和電梯運行工況階段的不同，其曳引力不僅有大小的變化，而且還會出現(xiàn)負值。當(dāng)曳引力為負值時，表示力的方向與運行方向相反，力的作用控制電梯的速度。</p><p>　　7曳引力變化情況分析</p><p>　　曳引力變化情況可用下圖3.7來說明。</p><p>　　圖3.7曳引力和曳引力矩分析</p><p

81、>　　當(dāng)轎廂滿載上升時曳引力為正，說明曳引力的作用是驅(qū)動轎廂運行，此時曳引系統(tǒng)的功率流向是：曳引電動機→減速箱→曳引輪→曳引繩→轎廂，這時電梯的曳引系統(tǒng)輸出動力，如圖3.7﹝a﹞所示。</p><p>　　當(dāng)轎廂滿載下降時曳引力為負，表明曳引力的作用方向與轎廂運行方向相反，曳引力是控制轎廂的速度，此時曳引系統(tǒng)的功率流向為：轎廂→曳引繩→曳引輪→減速箱→曳引電動機，這時電梯的曳引系統(tǒng)是在消耗動力，曳引電動機作

82、發(fā)電制動運行，如圖3.7﹝b﹞所示。</p><p>　　當(dāng)轎廂半載運行時，轎廂上行為驅(qū)動狀態(tài)，轎廂下行為制動狀態(tài)；當(dāng)電梯輕載運行時，轎廂上行為制動狀態(tài)，轎廂下行為驅(qū)動狀態(tài)。</p><p>　　3.3電梯的曳引能力</p><p><b>　　3.3.1曳引系數(shù)</b></p><p>　　電梯轎廂之所以能夠被曳引機驅(qū)

83、動運行，是通過曳引機通過曳引鋼絲繩，將驅(qū)動力傳遞并作用在轎廂上導(dǎo)致的，而這個驅(qū)動力產(chǎn)生的根本是曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力。根據(jù)力學(xué)理論，兩個互相接觸的物體在它們之間有相對滑動或相對滑動趨勢時，總會產(chǎn)生一個與相對滑動方向相反的摩擦力來阻止這種滑動趨勢的出現(xiàn)，這個摩擦力的出現(xiàn)和存在，就形成了電梯運行的曳引力。所以，為了保證電梯正常安全、經(jīng)濟高效的運行，我們就利用這個摩擦力的特點來設(shè)計。下圖是關(guān)于曳引力的分析。</p>

84、<p><b>　　圖3.8曳引力分析</b></p><p>　　圖3.8為提升過程中電梯曳引鋼絲繩的受力簡圖。在研究曳引力時，為了能夠盡可能的建立簡單的物理模型，必須做出一系列的假設(shè)。假設(shè)曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽中處于即將打滑但還未打滑的臨界狀態(tài)，這時曳引鋼絲繩懸掛轎廂側(cè)的拉力為T1,懸掛對重一側(cè)的拉力為T2,T1與T2的關(guān)系可用歐拉公式來描述：</p><p

85、>　　T1／T2＝efa.</p><p>　　式中：f—曳引鋼絲繩與曳引繩槽之間的摩擦系數(shù)；</p><p>　　a—包角，曳引鋼絲繩與曳引輪相接處的圓弧所對應(yīng)的圓心角，單位為弧度；</p><p>　　e—自然對數(shù)底數(shù)，e＝2.71828。</p><p>　　上式中的efa稱為曳引系數(shù)，與f、a有關(guān)。efa越大，說明T1／T2的允

86、許比值就大，或者說〔T1－T2〕的值越大，此時的曳引能力越大。曳引能力越大，載重能力越大，反之曳引能力越小。</p><p>　　3.3.2曳引輪繩槽與曳引力的關(guān)系</p><p>　　曳引力受曳引輪繩槽的形狀、材質(zhì)、表面狀態(tài)及潤滑情況等的影響非常大，其中最主要是槽的形狀和潤滑狀態(tài)兩個因素。</p><p>　　1曳引輪繩槽形狀對曳引力的影響</p>

87、<p>　　本設(shè)計使用的是半圓形槽，由于半圓形槽的摩擦系數(shù)較小，因此對曳引繩槽和曳引繩的摩擦最小，半圓形帶切口槽的切口角在90度和100度之間切不超過120度，切口角越大，曳引能力越大。</p><p>　　2潤滑狀態(tài)與曳引力的關(guān)系</p><p>　　曳引鋼絲繩在繞入繞出曳引繩輪槽時，繩外表面與繩槽表面會發(fā)生直接的接觸和摩擦；另外，曳引繩在曳引輪槽中不可避免的存在著相對滑移，如

88、果此時發(fā)生摩擦的滑移表面不做潤滑處理，兩者的磨損速度是驚人的。因此要潤滑。</p><p>　　當(dāng)曳引繩與繩槽存在輕微潤滑時，其摩擦系數(shù)f＝0.09～0.1；當(dāng)兩者表面充分潤滑時，f＝0.06；當(dāng)兩者表面基本是干燥狀態(tài)時，f＝0.15,由此可見，我們采用第一種潤滑狀態(tài)。曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的潤滑，通常是依靠鋼絲繩芯部所含的油在運行時被擠出，由內(nèi)向外潤滑鋼絲繩各根鋼絲，以達到防銹和內(nèi)部潤滑的目的。鋼絲繩表面多

89、余的潤滑油應(yīng)抹干，以免因表面過度潤滑使曳引力降低而導(dǎo)致轎廂打滑失控。</p><p>　　3.4包角對曳引力的影響及曳引條件</p><p>　　3.4.1包角對曳引力的影響</p><p>　　包角是指曳引鋼絲繩繞過曳引輪槽時圓弧所對應(yīng)的圓心角弧度，用a表示，以弧度為單位。包角越大，摩擦力就越大，即曳引力就越大。增大包角，就必須合理的選擇曳引鋼絲繩在曳引輪槽內(nèi)纏繞

90、的方式，本設(shè)計采用全繞式，它的特點是曳引鋼絲繩繞曳引輪槽和復(fù)繞輪槽后，再經(jīng)導(dǎo)向輪槽到轎廂和對重，其包角a＝a1＋a2。</p><p>　　3.4.2電梯的曳引條件</p><p>　　根據(jù)GB7588—2003的規(guī)定：電梯在如下兩種工作狀態(tài)應(yīng)保證曳引鋼絲繩在曳引輪繩槽中不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象：﹝1﹞空載電梯在最高停戰(zhàn)處處于上升制動狀態(tài)﹝或下降啟動狀態(tài)﹞；﹝2﹞裝有125%額定載荷的電梯，在最低停

91、站處處于下降制動狀態(tài)﹝或上升啟動狀態(tài)﹞。</p><p>　　為滿足上述曳引條件，設(shè)計的曳引系數(shù)按下面的公式進行：</p><p>　　﹝T1/T2﹞c1c2≤efa。</p><p>　　式中：T1/T2—在載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站及空載轎廂位于最高層站的情況下，曳引輪兩邊曳引鋼絲繩中的較大靜拉力與較小靜拉力之比；</p><p&

92、gt;　　c1—與加速度、減速度有關(guān)的動力系數(shù)，c1＝﹝g＋a﹞/﹝g－a﹞,g是重力加速度﹝g＝9.8m/s2﹞,a為轎廂的制停減速度﹝或啟動加速度﹞。</p><p>　　c2—與因磨損而發(fā)生的繩槽形狀改變有關(guān)的系數(shù)，c2＝1。</p><p>　　3.5電梯的最大曳引能力和允許轎廂最小自重</p><p>　　3.5.1電梯的最大曳引能力</p>

93、<p>　　在電梯曳引系數(shù)efa已經(jīng)確定的情況下，設(shè)G為轎廂自重，Q為額定載重量，對重重量選擇為﹝G＋0.5Q﹞,P為對應(yīng)的轎廂提升高度范圍內(nèi)未被平衡的曳引鋼絲繩的重量。電梯的最大曳引能力為Qmax≤2Gefa/c1c2-2﹝G-P﹞。</p><p>　　3.5.2轎廂允許的最小自重</p><p>　　當(dāng)空載轎廂位于最高停戰(zhàn)處并作上升制動時，</p><

94、p>　　T1/T2＝﹝G＋0.5Q＋P﹞/G；</p><p>　　當(dāng)裝有125%額定載荷的轎廂位于最低停戰(zhàn)處并作下降制動時，</p><p>　　T1/T2＝﹝G＋1.25Q＋P﹞/﹝G＋0.5Q﹞。</p><p>　　結(jié)合上述兩式，轎廂自重G越小，則越接近efa/﹝c1c2﹞；如果轎廂自重G小到一定程度時，T1/T2則有可能出現(xiàn)超過efa/﹝c1c2﹞的

95、情況。當(dāng)出現(xiàn)此種情況時，曳引鋼絲繩就會在曳引繩槽中出現(xiàn)打滑，所以應(yīng)有電梯的最小自重。假設(shè)電梯的曳引比為K,則當(dāng)efa/﹝c1c2﹞≥1.5時，Gmin≥﹝0.5Q＋Pk﹞/﹝efa/﹝c1c2﹞﹞-1。</p><p><b>　　3.6對重匹配分析</b></p><p>　　電梯運行過程中曳引驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩分析如下：</p><p>　　對重重

96、量W的計算公式為：W＝G＋kQ。</p><p>　　式中：W－對重重量；G—轎廂自重；k—電梯平衡系數(shù)；Q—額定載重量。</p><p>　　當(dāng)掛上對重后，作用在曳引輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩M為：M＝﹝G＋T－W﹞×R。</p><p>　　式中：M—驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；T—轎廂實際載重量；W—對重的重量；R—曳引輪半徑；G—轎廂自重。</p><p&g

97、t;　　由此對重匹配設(shè)計，很大程度上減輕了曳引機的驅(qū)動負荷，節(jié)省了能源。</p><p>　　4電梯的PLC和曳引系統(tǒng)的匹配特性</p><p>　　4.1理想運行曲線的產(chǎn)生</p><p>　　根據(jù)大量的研究和實驗表明,人可接受的最大加速度為am≤1.5m/s2,　加速度變化率ρm≤3m/s3,電梯的理想運行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形

98、加速度曲線實現(xiàn)較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段的轉(zhuǎn)折點處的加速度變化率均大于梯形曲線，即+ρm跳變到-ρm或由-ρm跳變到+ρm的加速度變化率，故很少采用，因梯形曲線容易實現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁指標(biāo)，故被廣泛采用，采用梯形加速度曲線電梯的理想運行曲線。</p><p>　　4.2速度曲線的產(chǎn)生</p><p>　　電梯運行的舒適性取決于其運行過程中加速度a和加速度變化

99、率p的大小，過大的加速度或加速度變化率會造成乘客的不適感。同時，為保證電梯的運行效率，a、p的值不宜過小。能保證a、p最佳取值的電梯運行曲線稱為電梯的理想運行曲線。電梯運行的理想曲線應(yīng)是拋物線-直線綜合速度曲線，即電梯的加、減過程由拋物線和直線構(gòu)成。電梯給定曲線是否理想，直接影響實際的運行曲線。</p><p>　　4.2.1速度曲線產(chǎn)生方法</p><p>　　采用的FX2-64MR　P

100、LC，并考慮輸入輸出點要求增加了FX-8EYT、FX-16EYR、FX-8EYR三個擴展模塊和FX2-40AW雙絞線通信適配器，F(xiàn)X2-40AW用于系統(tǒng)串行通信。利用PLC擴展功能模塊D/A模塊實現(xiàn)速度理想曲線輸出，事先將數(shù)字化的理想速度曲線存入PLC寄存器，程序運行時，通過查表方式寫入D/A，由D/A轉(zhuǎn)換成模擬量后將速度理想曲線輸出。其加速度與減速度的關(guān)系的曲線如圖4.1、4.2所示。</p><p>　　圖4

101、.1 加速度與減速度的三角形曲線圖 圖4.2 加減速度的梯形曲線圖</p><p>　　v—速度曲線 a—加速度曲線 v0—額定速度</p><p>　　amax—最大加速度 ta—加速度時間</p><p>　　4.2.2加速給定曲線的產(chǎn)生</p><p>　　8位D/A輸出0～5V/0～10V，對應(yīng)數(shù)字值為16進制數(shù)00～FF，共

102、255級。若電梯加速時間在2.5～3秒之間。按保守值計算，電梯加速過程中每次查表的時間間隔不宜超過10ms。 </p><p>　　由于電梯邏輯控制部分程序最大，而PLC運行采用周期掃描機制，因而采用通常的查表方法，每次查表的指令時間間隔過長，不能滿足給定曲線的精度要求。在PLC運行過程中，其CPU與各設(shè)備之間的信息交換、用戶程序的執(zhí)行、信號采集、控制量的輸出等操作都是按照固定的順序以循環(huán)掃描的方式進行的，每個循

103、環(huán)都要對所有功能進行查詢、判斷和操作。這種順序和格式不能人為改變。通常一個掃描周期，基本要完成六個步驟的工作，包括運行監(jiān)視、與編程器交換信息、與數(shù)字處理器交換信息、與通訊處理器交換信息、執(zhí)行用戶程序和輸入輸出接口服務(wù)等。在一個周期內(nèi)，CPU對整個用戶程序只執(zhí)行一遍。這種機制有其方便的一面，但實時性差。過長的掃描時間，直接影響系統(tǒng)對信號響應(yīng)的效果，在保證控制功能的前提下，最大限度地縮短CPU的周期掃描時間是一個很復(fù)雜的問題。一般只能從用戶

104、程序執(zhí)行時間最短采取方法。電梯邏輯控制部分的程序掃描時間已超過10ms，盡管采取了一些減少程序掃描時間的辦法，但仍無法將掃描時間降到10ms以下。同時，制動段曲線采用按距離原則，每段距離到的響應(yīng)時間也不宜超過10ms。為滿足系統(tǒng)的實時性要求，在速度曲線的產(chǎn)生方式中，采用中斷方</p><p>　　4.2.3減速制動曲線的產(chǎn)生</p><p>　　為保證制動過程的完成，需在主程序中進行制動條

105、件判斷和減速點確定。在減速點確定之前，電梯一直處于加速或穩(wěn)速運行過程中。加速過程由固定周期中斷完成，加速到對應(yīng)模式的最大值之后，加速程序運行條件不再滿足，每次中斷后，不再執(zhí)行加速程序，直接從中斷返回。電梯以對應(yīng)模式的最大值運行，在該模式減速點到后，產(chǎn)生高速計數(shù)中斷，執(zhí)行減速服務(wù)程序。在該中斷服務(wù)程序中修改計數(shù)器設(shè)定值的條件，保證下次中斷執(zhí)行。</p><p>　　在PLC的內(nèi)部寄存器中，減速曲線表的數(shù)值由大到小排

106、列，每次中斷都執(zhí)行一次“表指針加1”操作，則下一次中斷的查表值將小于本次中斷的查表值。門區(qū)和平層區(qū)的判斷均由外部信號給出，以保證減速過程的可靠性。</p><p>　　4.3 PLC和曳引系統(tǒng)匹配的設(shè)計特點</p><p><b>　　4.3.1 主電路</b></p><p>　　主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動、曳引機和制動單元幾部分組成。在

107、電梯位勢負載作用下，制動時回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動方式。</p><p><b>　　圖4.3電路原理圖</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖4.3所示，其各部分功能說明如下。</p><p>　　Q1——三相電源斷路圖</p><p>　　K1——電源控制接觸器</p&

108、gt;<p>　　K2——負載電機通斷控制接觸器</p><p><b>　　VS——變頻器</b></p><p><b>　　BU——制動單元</b></p><p>　　RB——能耗制動電阻</p><p>　　M——主拖動曳引電機 </p><p>　　

109、4.3.2 PLC和曳引系統(tǒng)匹配的控制構(gòu)成</p><p>　　由于電梯的運行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機的輸入信號，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送PLC的計數(shù)器來進行控制。同時，每層樓設(shè)置一個接近開關(guān)用于檢測系統(tǒng)的樓層信

110、號。</p><p>　　為便于觀察，對電梯的運行方向以及電梯所在的樓層進行顯示，采用LED和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。LED顯示器如圖4.4所示。</p><p><b>　　圖4.4七段碼顯示</b></p><p>　　為了提高電梯的運行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求PLC能對轎廂的加、減速以及制動

111、進行有效的控制。根據(jù)轎廂的實際位置以及交流調(diào)速系統(tǒng)的控制算法來實現(xiàn)。為了電梯的運行安全，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的故障保護和相應(yīng)的顯示。</p><p>　　在電梯運行的啟動段是關(guān)系到電梯運行舒適感指標(biāo)的主要環(huán)節(jié),而舒適感又與加速度直接相關(guān),根據(jù)控制理論,要使某個量按預(yù)定規(guī)律變化必須對其進行直接控制,對于電梯控制系統(tǒng)來說,要使加速度按理想曲線變化就必須采用加速度反饋,根據(jù)電動機的力矩方程式式:M—MZ=ΔM=J（dn/dt

112、），可見加速度的變化率反映了系統(tǒng)動態(tài)轉(zhuǎn)距的變化，控制加速度就控制系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的時間控制原則，當(dāng)啟動上升段速度達到穩(wěn)態(tài)值的90%時，將系統(tǒng)由加速度控制切換到速度控制，因為在穩(wěn)速段，速度為恒值控制波動較小，加速度變化不大，且采用速度閉環(huán)控制可以使穩(wěn)態(tài)速度保持一定的精度，為制動段的精確平層創(chuàng)造條件。在系統(tǒng)的速度上升段和穩(wěn)速段雖都采用PI調(diào)節(jié)器控制，但兩段的PI參數(shù)是不同的，以提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。<

113、/p><p>　　在系統(tǒng)的制動段，即要對減速度進行必要的控制，以保證舒適感，又要嚴格地按電梯運行的速度和距離的關(guān)系來控制，以保證平層的精度。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降至120r/min之前，為了使兩者得到兼顧，采取以加速度對時間控制為主，同時根據(jù)在每一制動距離上實際轉(zhuǎn)速與理論轉(zhuǎn)速的偏差來修正加速度給定曲線的方法。例如在距離平層點的某一距離L處，速度應(yīng)降為Vm/s，而實際轉(zhuǎn)速高為V′m/s，則說明所加的制動轉(zhuǎn)距不夠，因此計算出此處