电梯控制系统设计(3)

平顶山学院2014届本科生毕业论文 电梯控制系统设计 王培培

（a）I/O 地址分配表 输入点分配

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

用途 门厅1楼上呼按钮 门厅2楼上呼按钮 门厅2楼下呼按钮 门厅3楼上呼按钮 门厅3楼下呼按钮 1#1楼内呼按钮 1#2楼内呼按钮 1#3楼内呼按钮 1#1楼感应器 1#2楼感应器 1#3楼感应器 1#上平层感应器 1#下平层感应器 1#开门按钮 1#关门按钮 1#开门到位 1#关门到位 1#红外感应器

输入点 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1

序号 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

用途 1#上行限位 1#下行限位 电梯使用开关 2#1楼内呼按钮 2#2楼内呼按钮 2#3楼内呼按钮 2#1楼感应器 2#2楼感应器 2#3楼感应器 2#上平层感应器 2#下平层感应器 2#开门按钮 2#关门按钮 2#开门到位 2#关门到位 2#红外感应器 2#上行限位 2#下行限位

输入点 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 I4.0 I4.1 I4.2 I4.3

（b）I/O 地址分配表 输出点分配

序号 37 38 39 40 41 42

用途 门厅 1 楼上呼灯 门厅 2 楼上呼灯 门厅 2 楼下呼灯 门厅 3 楼上呼灯 门厅 3 楼下呼灯 1#1 楼内呼灯

输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5

序号 54 55 56 57 58 59

用途 1#高速运行 1#低速运行 2#1 楼内呼灯 2#2 楼内呼灯 2#3 楼内呼灯 2#BCD 码低位

输出点 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6

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43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

1#2 楼内呼灯 1#3 楼内呼灯 1#BCD 码低位 1#BCD 码中位 1#BCD 码高位 1#上行指示灯 1#下行指示灯 1#上行输出 1#下行输出 1#开门输出 1#关门输出

Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7 Q2.0

60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

2#BCD 码中位 2#BCD 码高位 2#上行指示灯 2#下行指示灯 2#上行输出 2#下行输出 2#开门输出 2#关门输出 2#高速运行 2#低速运行

Q2.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 Q4.0

2.3 变频调速系统的分析及选择

2.3.1课题研究对变频器的选择

变频调速以优越的调速性能和起制动性能平稳、高效率、高功率因数、良好节电效果、普遍的适用范围以及其它优点, 而被国内外认为最有发展前途的调速方式。电梯调速除了要求控制的静态、动态性能外, 舒适度也是一项重要指标。本设计拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行,以改善电梯运行的舒适感。

变频器是以V/F或矢量控制方式带动负载进行工作，电机的起动电流的控制，降低供电电压波动，启动需要较少的功率，速度可调和节能。在电梯运行的过程中使电梯运行平稳，以增加舒适感。目前，有为电梯控制而设计的专用变频器，其功能较强，使用灵活，但其价格昂贵，因此可以采用通用型变频器，通过合理设计，可使其达到专用变频器的控制效果。为了满足电梯控制的要求，参数设置比专用变频器要复杂的多。本设计方案采用了安川VS-616G5型全数字变频器，其特点为磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等，用来最大限度的提高电机功率因数以及电机效率，与此同时降低电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化地场合[4]。

2.3.2安川VS-616G5变频器简介

1、VS-616G5变频器的主要性能

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（1）磁通矢量控制在任何类型的负载都可以低速起动稳定

VS-616G5具有全频域磁通电流矢量控制的特点。是以现代控制理论，采用磁通检测和网络控制技术，直接控制电机的转矩。在低速下(1％额定转矩)即使不采用PG反馈，也可提高启动转矩和无故障运行，当增加PG控制时，可实现零速高转矩控制。 （2）可靠的力矩控制

VS-616G5型是通过精确的力矩控制功能来控制输出力矩。在故障的情况下，也能保证其安全运行不影响。VS-616G5在传送带和重型传输机械的应用中显示了它的耐久性和完美的性能。

（3）宽调速范围的精确控制

VS-616G5型甚至在负荷情况下，也具有全速度范围内和高精度运算的特点。 （4）优秀的伺服响应

具有PG反馈时，需要选用PG速度控制卡。 2、VS-616G5变频器的特点

（1）包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化； （2）有丰富的内藏与选择功能；

（3）由于是最新的硬件的使用，因此，功能齐全，体积小； （4）保护功能完善，维修性能好；

（5）通过LCD操作装置，大大提高了操作性能。 3、VS-616G5变频器的标准规格如表2-2[5]。

表2-2 VS-616G5变频器的标准规

参数 A1-00 A1-01 A1-02 A1-03 B1-01 B1-02 B1-03 B1-04

名称 显示语言选择 参数的存储等级 控制模式选择 初始化 选择频率指令 选择运行指令 选择停止方式 选择反转禁止方式

设定值 0 2 3 0 1 0 1 0

相关说明 英语 ADVANCED 有PG闭环V/F控制

出厂设定 控制回路端子 数字式操作数输入 自由滑行停止 电机反转

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C1-01 C1-02

C2-01 频率 C2-02 C2-03 C2-04 C5-01 C5-02 C5-07 C6-02 D1-01 D1-02 D1-03 D1-04 E1-01 E1-04 H1-01 H1-02 H3-05 L6-01 L6-02 L6-03 L8-05 L8-07

加速时间 减速时间 C2-02 C2-03 3s 3s 2s 0.8s 0.8s 1s 20 0.5 6 2 0 5 2 3 380V 50Hz 3 4 1F 4 100% 1s 1 1

0Hz上升到50Hz的时间 50HZ下降到0Hz的时间 S曲线开始上升时间 S曲线完成上升时间 S曲线开始下降时间 S曲线完成下降时间

比例增益1 积分增益1 ASR切换频率 载波频率8Hz

零速 检修半速 再平层速度 速度爬行 输入电压 最大频率 多段速指令1 多段速指令2 不使用模拟量输入 检出时切断输出 有PG矢量V/F控制时设定

时间检出 有效 有效

C2-01 C2-04 时间 ASR比例增益设定 ASR积分时间设定 ASR切换频率 选择载波频率 频率指令1 频率指令2 频率指令3 频率指令4 变频器输入电压设定 变频器最高输出频率 多功能输入1，选择端子3的功能

多功能输入2，选择端子4的功能 多功能模拟量输入，选择端子16功能

过力矩检出动作选择1 过力矩检出级别1 过力矩检出时间1 选择电源输出欠保护 选择变频器输出欠相保护选择

PLC在电梯上发出的输出和电梯下输出信号到安川VS-616G5型号变频器，旋转

牵引电机的方向控制，决定解除向上/向下运动；通过PLC对安川VS-616G5型号变频器，用来实现走出电梯，电梯速度低速转速信号，从而间接控制牵引电机，高速/低速决策权。电动机通过脉冲发生器(编码器)和 PG 卡将速度号及时反馈给安川变频器，从而形成速度闭环控制[6]。接线图如图 2.2所示。

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R S T U380V 3相鼠笼电机 接触器触点 安川616G5 变频器 V W 1 2 3 4 5 6接地 12V 0V A相脉冲 B相脉冲接地 电梯上行 输出 1 电梯下行 输出 2PLC 电梯高速 运行 3 电梯低速 运行 4 COM 11PG卡PG-B2脉冲发生器

图2.2 变频器拖动接线图

系统闭环主要由四个部分构成，即PLC、变频器、电机和脉冲触发器。首先通过设置速度给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后在经过脉冲触发器将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。速度闭环的结构控制图如图2.3 。[7]速度给定 + — 速度反 馈信号 PLC（PID） 变频调速系统 电机 脉冲触发器 图2.3 速度闭环的结构控制图

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