发布时间 : 星期六 文章基于PLC的五层电梯控制系统的设计更新完毕开始阅读
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线AEFB段的AE段是一条抛物线，EF段是一条在E点与抛物线 AE 相切的直线，而 FB 段则是一条反抛物线，它与AE段抛物线以EF段直线的中点相对称。设计电梯的速度曲线时，主要就是设计起动加速段 AEFB 段曲线，而 CF＇E＇D 曲线与 AEFB 段镜像对称，很容易由 AEFB 段的数据推出，BC段为恒速段，其速度为额定速度，无需计算。画出上述速度曲线的加速度、加加速度曲线[15]见图3-1所示。
A B
1-速度 2-加速度 3-加加速度 图3-1 速度曲线的加速度、加加速度曲线
图3-1A中，起动加速段 AEFB 中各小段的速度曲线、加速度曲线，加加速度曲线的函数表达式[16]分别是： AE段
速度曲线: v?kt2 是一条抛物线
dv?2kt 是一条斜线段 dtda?2k 是一条水平的直线 而加加速度曲线： ??dt其加速度曲线： a?EF段
速度曲线： v?vE?aE?t?tE? 是一条斜率为aE的直线段
dv?aE 是一条水平的直线段 dtda?0 是一条与横坐标轴重合的线段 而加加速度曲线： ??dt其加速度曲线： a?FB段
速度曲线： v?vN?k?t??t? 是一条反抛物线段 其加速度曲线： a?dv?2k?t??t? 是一条下斜的斜线段 dt 本科毕业设计说明书（论文）
而加加速度曲线： ??第 10 页 共 41 页
da??2k 是一条水平的直线段 dt图3-1B给出了实际中的速度曲线，在高速电梯中，在运行距离较短（例如单层、二层、三层等）的情况下，都有尚未达到额定速度便要减速停车的问题，因此这种电梯的速度曲线中有的单层运行、双层运行、三层运行等多种速度曲线，其控制规律也就更为复杂。
3.1.4 电梯速度曲线的特点
电梯的速度曲线与生产机械的速度曲线不同是由于乘客对电梯的舒适性的要求，电梯要兼顾快速性与舒适性。
①电梯的速度曲线在转弯处都是圆滑过渡的，处处可导，在图3-1中电梯的速度曲线的转弯处，专门设计了抛物线段，让其与前后的直线段相切，实现平滑过渡，从而保证加速度曲线是连续的，没有突跳，加加速度则被控制在允许值之下[17]。
②考虑到人对加速度引起的超重、失重的承受能力，加速、减速段的最大加速度数值不得大于 1.5m/s2，再加上抛物线段的逐渐过渡，使得电梯的加速、减速段的时间比较长。
③可调速电梯在加、减速段要实施严密的速度闭环控制，保证轿厢按设计的速度曲线运行，不允许出现大的超调和振荡，以保证电梯的舒适性。
3.2 井道信号系统设计
(1)电梯位置的确定与显示
轿厢内的乘客与门厅中等待电梯的乘客需要知道电梯目前所在位置,电梯要确定是否能够响应新的召唤指令及何时减速平层制动，这些都需要明确电梯当前的准确位置。通常电梯系统的位置信号是靠设置在井道中的位置开关来实现。
(2)轿厢的平层与停车
轿厢运行后需要确定停车楼层，平层是指停车时轿厢底与门厅地面齐平，不过在实际中无法达到百分之百的精确，通常都有平层误差规定。平层停车过程需在轿厢底与所停楼层的地面相平之前开始，先要开始减速，然后再制动，以减小冲击，提高平层停车的精确度和乘客的舒适感[16]。
3.3 硬件选型
3.3.1 变频器的概述及选型
(1)变频器的概述
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上个世纪80年代初，通用变频器实现了商品化。在近 20 年的时间内，经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 两个大发展过程。这期间变频器的容量不断增大、体积越来越小、功能越来越多也更加的智能化，使得变频器的应用领域不断扩大[20]。
(2)变频器的选型 ★变频器容量计算
变频器的功率可根据曳引机电机功率、电梯运行速度、电梯载重与配重进行计算。设电梯曳引机电机功率为P1，电梯运行速度为 v，电梯自重为W1，电梯载重为W2，配重为W3，重力加速度为 g，变频器功率为 P。在最大载重下，电梯上升所需曳引功率为P2:
P2?[(W1?W2?W3)g?F1]v (3-1)
其中F?K(W1+W2-W3)g+?为摩擦力，?可忽略不计[17]。
电机功率P1，变频器功率P应接近于电机功率P1，相对于P2留有安全裕量，可取
P?1.5P2。
★变频器制动电阻参数的计算
由于电梯为位能负载，电梯运行过程中会产生再生能量，所以变频调速装置应具有制动功能。虽然带有逆变功能的变频调速装置通过逆变器能够将再生能量回馈电网，但造价太高。如果采用能耗制动方式通过制动单元将再生能量消耗在制动电阻上，成本较低且具有良好的使用效果。能耗制动电阻 Rz 的大小应使得制动电流工作时的值不超过变频器额定电流的一半，即
I1?U01RZ?I/2 (3-2)
其中U0为额定情况下变频器的直流母线电压.由于制动电阻的工作不是连 续长期工作，因此其功率可以大大小于通电时消耗的功率[22]。
★变频器的选型
电梯的调速除了对一般的工业控制的静态、动态性能的要求外，其舒适度的指标通常也要考虑。本设计中保证电梯按理想的给定速度曲线运行并保证舒适感的关键是电梯的拖动调速系统。
考虑以上各种因素，本设计最终选用ORMON 3G2JV型变频器。
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3.3.2 位置检测元件的选型
(1)用干簧感应器或其它位置开关 干簧感应器如图3-3所示。
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1-干簧管；2-常闭触点；3-转换触点；4-常开触点；5-永久磁铁；6-隔磁
图3-3 干簧感应器
干簧感应器就是在U型槽的两侧分别放置干簧管与永久磁铁。当隔磁板没有插入U型槽内时，那么磁场作用下的常闭触点2、3闭合；隔板插入U型槽时，永久磁铁磁场经过隔磁板和空气间隙形成闭合磁路。那么，在簧片的弹性作用下，触点2、3常开，4则闭合。于是根据电梯的控制要求，可将传感器安装在轿厢的顶部，隔磁板固定于井道相应位置的导轨上。
采用这种方法具有直观、简单的优点，但是因为每层都需要一个感应器，当楼层较高时，就会占用过多的PLC输入点[15]。
(2)用双稳态磁保开关
该方法需要对磁保开关的不同状态进行编码，较麻烦。双稳态磁保开关如图3-4所示。
图3-4 双稳态磁保开关
(3)采用旋转编码器