基于PLC和变频器的电梯速度控制曲线设计

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1、基于PLC和变频器的电梯速度控制曲线设计景秀丽t郑学伟2(1．沈阳师范大学，辽宁沈阳1100362．辽宁广播电视大学，辽宁沈阳110034)搐要：本文研究并提出了基于PLC和变频器的VVVF电梯控制系统的实现方案，设计出了新的采用PLC进行逻辑控制，用变频器调速的电梯控制系统。电梯起制动速度曲线由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成，将加速时间和S曲线加速时问配合调整，获得了较为理想的起动，制动曲线。关键词：电梯VVVFPLC变频器1引言随着经济发展的日新月异，城市建设的步伐不断加快，电梯成为关系到人们生活和工作的重要工具。然而随着

2、人们生活水平的提高，对于电梯的要求也在逐步提高。电梯乘客对电梯性能的评价十分重要，作为公共交通工具的电梯系统，最重要的是为乘客提供安全感和舒适感。然而传统的电梯控制系统往往忽视了舒适感的要求。针对这一问题，运用三菱公司的FX2N一80MR型PLC与安JIIVS一616G5变频器实现电梯的VVVF控制，可以达到既节能又可以最大限度的满足乘客舒适感的要求。2电梯速度运行曲线在电梯拖动控制系统中速度曲线图形直接影响着电梯的舒适感和平层准确度。如果电梯在启动加速和减速制动时，速度曲线图性的加、减交界处不圆滑，乘客会感觉很不舒服，为了满足舒

3、适感提高运输效率以及正确平层要求，电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率，舒适感就意味着要平滑的加速和减速。电梯运行中的速度变化可以用如图l所示的速度曲线表示，图中纵坐标表示电梯的运行速度，横坐标表示电梯运行时间。“为启动加速段，至A点到达电梯的额定速度，t2为匀速运行段，到达月点，进入t3减速制停段，到达平层，减速完成停梯开门，完成电梯的一次运行。一24一图1电梯速度曲线1电梯的实际运行速度曲线，对乘客的乘坐舒适感有很大影响。特别是高速电梯在加速段和减速段，如果设置不好，会有上浮、下沉、重

4、压、浮游、不平衡等不舒适感。最强烈的是上浮和下沉感，它与加速度和减速度的大小有关。当延长加速时间tl、减速时间t3，舒适感变好，但运行效率降低。从实验得知，与人的舒适感关系最大的不是加(减)速度，而是加(减)速度的变化率，即“加速度”，也就是t1和t3两头弧形部分的曲率。如果将加速度变化率限制在1．3m／s2以下，即使最大加速度达到2．2．5m／s2，也不会使人感到过分的不适。图2电梯速度曲线2我们将图l作进一步分析：电梯运行的舒适性取决于其运行过程中加速度a和加速度变化率D的大小，过大的加速度或加速度变化率会造成乘客的不适感。同

5、时，为保证电梯的运行效率，a、D的值不宜过小。能保证a、D最佳取值的电梯运行曲线称为电梯的理想运行曲线。电梯运行的理想曲线应是抛物线——直线综合速度曲线，即电梯的加、减过程由抛物线和直线构成。电梯给定曲线是否理想，直接影响实际的运行曲线。为了获得良好的舒适感，将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成，而这一曲线形状的构成及改变，则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到总第l13期江西建材4／20101000转，分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转／秒2所需要

6、的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓，反之则起动曲线变急。同理，增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓，反之则起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化，也可通过改变S曲线起始和终了加速时间来实现，故将加速时间和S曲线加速时间配合调整，即可获得理想的起动曲线。同理，制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如图2所示，图中a为加速度，V为速度。3控制系统控制系统主要由PLC、变频器和PG矢最控制器组成。PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出各种控制信号。变频器实现电机

7、的调速，本文所选用的安川VS一616G5通用变频器可实现平稳操作和精确控制，使电动机达到理想输出。为满足电梯的要求，变频器又要通过与电动机同轴连接的PG卡完成速度检测及反馈，形成闭环操作控制系统。旋转编码器与电动机同轴连接，对电动机进行测速。旋转编码器输出A、B两相脉冲。旋转编码器根据A、B脉冲的相序，可判断电动机转动方向，并可根据A、B脉冲的频率测得电动机的转速。PG卡将此反馈信号送给变频器内部，以便进行运算调节。本设计采用三菱公司的FX2N一80MR型PLC与安川VS一616G5变频器实现电梯的VVVF控制，系统接线如图3所示

8、。图3系统接线图Y22一Y26，Y43一Y45为可编程序控制器输出地址，该信号输人到变频器相应输入端：l为上行信号(Y22)，2为下行信号(Y23)，3为启动运行(Y24)，4为正转(Y25)，5为反转(Y26)，6为高速运行(Y43)，7为爬行(