1 引言

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要求越來(lái)越高，

PLC和變頻器在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

。PLC控制系統(tǒng)因其功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代繼電器控制方式。同時(shí)，變頻調(diào)速使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)，具有優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率和節(jié)電效果，得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)以五層電梯為例，說(shuō)明電梯的PLC控制系統(tǒng)。

    2 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    電梯控制系統(tǒng)由PLC控制的邏輯部分和變頻器控制的調(diào)速部分組成。

    PLC接收來(lái)自操縱盤(pán)和每層呼梯的呼叫信號(hào)、轎廂和廳門(mén)系統(tǒng)的功能信號(hào)以及井道和變頻器的狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號(hào)的同時(shí)，根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、啟動(dòng)、加速、減速和制動(dòng)停梯等信號(hào)。由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來(lái)控制電機(jī)。

    3 PLC部分設(shè)計(jì)

    3.1 I/O點(diǎn)的分配

    根據(jù)控制要求，計(jì)算出I/O點(diǎn)數(shù)如表1所示，其中輸入點(diǎn)數(shù)為31個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為26個(gè)。輸入輸出信號(hào)均為開(kāi)關(guān)量信號(hào)[1]。

    圖2中各部分說(shuō)明如下：

    (1)電梯復(fù)位

    在系統(tǒng)上電以后和層樓顯示有誤的情況，都要把轎廂的位置恢復(fù)到第一層的狀態(tài);

    (2)用戶(hù)輸入程序段

    用戶(hù)的輸入包括門(mén)廳的按鈕和轎廂內(nèi)的按鈕，用戶(hù)輸入后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇執(zhí)行程序。

    (3)轎廂開(kāi)關(guān)門(mén)程序段

    控制轎廂的開(kāi)關(guān)門(mén)。

    (4)設(shè)定上行、下行指示

    系統(tǒng)會(huì)根據(jù)外呼和內(nèi)選信號(hào)以及門(mén)鎖信號(hào)綜合判斷電梯的運(yùn)行方向。

    (5)執(zhí)行上行程序

    此段程序包括控制電梯上行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。

    (6)執(zhí)行下行程序

    此段程序包括控制電梯下行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行，

管理資料

《PLC和變頻器在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》(http://www.szmdbiao.com)。

    3.3 程序設(shè)計(jì)

    由于呼叫是隨機(jī)的, 電梯控制系統(tǒng)采用模塊化編程方法。

    使用STEP7編程軟件將程序分為七個(gè)邏輯塊：開(kāi)關(guān)門(mén)FC1、樓層信號(hào)FC2、內(nèi)選信號(hào)FC3、外呼信號(hào)FC4、定上下行指示FC5、停層FC6、啟停、運(yùn)行FC7。

    ⑴在主程序OB1中調(diào)用7個(gè)邏輯塊(以FC2為例)實(shí)現(xiàn)電梯的邏輯控制功能。如圖3所示，將“上行強(qiáng)迫開(kāi)關(guān)”、“樓層1顯示”等實(shí)參賦給FC2(樓層顯示)，即可實(shí)現(xiàn)FC2的調(diào)用。

    ⑵當(dāng)電梯位于某一層時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生位于該層的樓層信號(hào)，以控制樓層顯示器顯示樓層處的位置，離開(kāi)該層時(shí)，該信號(hào)應(yīng)被新的樓層信號(hào)(上一層或下一層)取代。電梯的樓層數(shù)存放在MW20中。“#sxqpkg”是上強(qiáng)迫行程開(kāi)關(guān)的形參，當(dāng)電梯到達(dá)5樓時(shí)，使MW20為5。“#xxqpkg”是下強(qiáng)迫行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)電梯到達(dá)1樓時(shí)，使MW20為1。在中間，電梯上行時(shí)，每上一層，MW20加1;電梯下行時(shí)，每下一層，MW20減1。如果層顯有誤，只要將電梯開(kāi)到頂層或1 層，馬上就能顯示正常[2] [3]。

    由于功能FC中使用了形參和隨機(jī)變量，只要主程序中賦予FC適當(dāng)?shù)膶?shí)參，該FC即可被不同系統(tǒng)的主程序調(diào)用。

    4 變頻器部分設(shè)計(jì)

    電梯的一次完整的運(yùn)行過(guò)程，就是曳引電動(dòng)機(jī)從起動(dòng)、勻速運(yùn)行到減速停車(chē)的過(guò)程。為使乘客擁有良好的舒適感，電梯采用S型速度曲線(xiàn)，轉(zhuǎn)換成頻率曲線(xiàn)如圖5所示。

    5 結(jié)束語(yǔ)

    電梯采用PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)提高了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性、工作的可靠性，操作與維護(hù)也很方便，同時(shí)節(jié)約了大量電能。由于系統(tǒng)選用了無(wú)速度傳感器反饋的矢量控制方式對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，改善瞬時(shí)響應(yīng)特性，具有良好的速度穩(wěn)定性，而且在低頻時(shí)可以提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。實(shí)驗(yàn)證明設(shè)計(jì)的程序合理可行。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 王少華.PLC、變頻器在電梯中的應(yīng)用[J]，電氣技術(shù).2007(01):P608～P610

    [2] 程子華，劉小明.PLC原理與編程實(shí)例[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.10.

    [3] 廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.4.

    [4] MicroMaster440使用大全[M].西門(mén)子(中國(guó))有限公司，2003.