基于PLC的变频调速电梯控制系统设计（终稿） - 图文(6)

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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：

(1)容量不断扩大

80年代初采用的BJT的PWM变频器实现了通用化。到了90年代初，BJT通用变频器的容量达到了600KVA, 400KVA以下的已经系列化。现在IGBT变频器的单机容量已1800KVA，随着IGBT容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大。

(2)结构的小型化

变频器主电路中功率电路的模块化，控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术，结构设计上采用平面安装技术等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化的发展。

(3)多功能和智能化

为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。人们总结了交流调速电气传动控制的大量实践经验，并不断融入软件功能。日益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提供了一种可能，即可以把原有生产机械的工艺水平升级，达到以往无法达到的境界，使其变成一种具有高度软件控制功能的新机种。

(4)应用领域不断扩大

通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制，直到全数字控制的演变，逐步地实现了多功能化和高性能化，进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。

3.4.2 安川VS-616G5型变频器

本设计中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；另外，由于电梯在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的相当比例，因此，电梯节约用电日益受到重视。

本次毕设采用安川VS-616G5型全数字变频器。它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。而且，VS-616G5变频器的启动、制动具有可任意调节的S曲线和零频仍可输出150%力矩的特点，配以高精度的旋转编码器，控制精度可达0. 01～0.2%，使得电梯运行舒适感好，零速抱闸，平层精度高。采用高性能IGBT，载波频率20KHZ，从而使变频器输出一个不失真的正弦流波形，使电机始终运行于静噪音状态。

VS-616G5型变频器不仅考虑了V/f控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动

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调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速围。VS-616G5变频器的特点如下:

(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)由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。 (4)保护功能完善、维修性能好。

(5)通过LCD操作装置，可提高操作性能。

表3-2 VS616G5型变频器标准规格

220V级 400V级 电源 输出特性 输出特性 电源 最大输出电压 额定输出频率 额定输入电压和 频率 允许电压波动 允许频率波动 3相,200/208/220/230V(对应于输入电压) 最大400Hz 3 相，200/208/220V 50Hz 200/208/220/230V 60Hz +10%，-15% ±5% 最大输出电压 3相,380/400/415/440/460V(对应输入电压) 额定输出频率 额定输入电压和 频率 允许电压波动 允许频率波动 控制方式 启动力矩 速度控制范围 最大400Hz 3相,380/400/415/440/460V 50-60Hz +10%，-15% ±5% 正弦波PWM (V/f控制、带PG反馈V/F控制、开、闭环矢量控制4种控制方式任选性) 150%/1Hz(带PG, 150%/Ormin) 1:100(带PG, 1:1000) ±0. 2%(带PG，±0. 02%) 5Hz(带PG, 30Hz) 可采用(参数设定：4级可变) ±5% 20Hz(带PG, 40Hz) 0. 1～400Hz 数字指令:0. 01% ( -10 0C～+40 ℃) 控制 特性 速度控制精度 速度响应 力矩限制 力矩精度 力矩响应 频率控制范围 频率控制精度 模拟指令:0.1% (250℃～±10 ℃) 21

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4 四层楼电梯控制系统设计

4.1 电梯控制系统模拟面板图

外部模拟面板图如图4-1所示

图4-1 外部模拟面板

4.2 电动机控制电路图

根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图4-2所示。图中M1，M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1~KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。

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曳引电机 门电机

图4-2电动机控制电路图

4.3 PLC外部接线图

PLC外部接线图如图4-3所示，其中包含主控制器CPU224CN及扩展模块EM223。接线图分为DC输入端和DC输出端。输入端DC24V的负极接公共端1M和2M。输入开关的一端接到DC24V的正极，输入开关的另一端连接到CPU224或ME223各输入端。输出端DC24V的正极接L+端。输出负载的一端接到DC24V的负极，输入开关的另一端连接到CPU224或EM223各输出端。

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图4-3 PLC外部接线图

4.4 流程图

电梯上下行流程图见图4-4。假设电梯停在N（N=1,2,3,4）楼,M楼有信号,M ＞N时，电梯上行；M＜N时，电梯下行。

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