PLC与变频器在电梯控制系统中的应用

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1、文章编号：1009—9441(2015}01—0024—02PLC与变频器在电梯控制系统中的应用口口王彦勇(山西职业技术学院，山西太原030006)摘要：设计采用三菱FX2N系列的PLC与富士FRNllGlIS变频器相结合控制电梯运行，并利用旋转编码器实现电梯的精确位移控制，提高了电梯的可靠性和平层精度，改善了电梯运行的舒适度，提升了电梯的运行效果。关键词：电梯控制系统；PLC；变频器；旋转编码器中图分类号：TU976；TP273文献标识码：B引言电梯是现代建筑的交通工具，随着人们生活水平的提高，对电梯性能的要求也越来越高，安全、稳定、节能已成为对电梯系统的基本要求。电梯的控制系统可以采用继电

2、器控制系统、微机控制系统、PLC控制系统等3种方式来实现。继电器控制系统是由许多继电器和接触器硬件搭建而成，系统存在着可靠性差、故障率高、功耗高等缺点。微机控制系统虽然功能强大，但系统存在着设计复杂、维修工人不易掌握维修技术等缺点。而PLC控制系统由于PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、维修方便等优点，成为目前电梯控制系统中使用最多的系统⋯。变频调速利用SPWM控制技术，具有优异的调速性能和制动性能、高效率和节电效果，得到了广泛应用旧J。本设计以3层电梯为例，说明电梯的PLC控制系统。1系统总体设计3层电梯的控制系统，需PLC与变频器配合进行控制。控制要求如下：(1)电梯停在1层，2层呼叫时，电

3、梯则上行至2层停止；电梯停在1层或2层时，若3层呼叫，电梯则上行至3层停止。(2)电梯停在3层，2层呼叫时，电梯则下行至2层停止；电梯停在3层或2层时，若1层呼叫，电梯则下行至1层停止。(3)电梯停在1层，2层和3层同时呼叫时，电梯则上行至2层停止，t秒后继续上行至3层停止。(4)电梯停在3层，1层和2层同时呼叫时，电梯则下行至2层停止，t秒后继续下行至1层停止。(5)电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。(6)轿厢所停位置层呼叫时，电梯不响应。(7)电梯楼层定位采用旋转编码器脉冲定位。(8)电梯有上行和下行指示灯显示，上行和下行要延时运行。(9)轿厢位置

4、用数码管显示。(10)电梯具有快车速度50Hz，爬行速度6Hz，平层信号到时，电梯从6Hz减速到0Hz。起动的加减速时间可根据实际情况而定。2电梯控制系统硬件设计2．1PLC部分设计在电梯运行过程中，PLC根据输入信号、运行条件能否准确地判断或计算楼层数，以及能否对轿厢所处楼层位置准确检测，是电梯正常运行的首要问题。本系统采用旋转编码器对电梯运行过程的准确位置进行检测，要求编码器能与PLC高速脉冲输入端直接相连，设计中选择三菱公司生产的FX2N系列PLC具有高数计数器，完全满足要求¨J。2．1．1I／O分配表根据系统的控制要求，系统有5个输入，15个输出，I／O分配表如表1所示。表1I／O分配

5、表输入功能输出功能XOC235计数端Yl1层呼叫指示X7计数在1层时强迫复位Y22层呼叫指示X11层呼叫Y33层呼叫指示X22层呼口UY6电梯上升箭头X33层呼叫Y7电梯下降箭头YIO电梯上升STF信号Y1l电梯下降STR信号Y12RH减速运行至6HzY20～Y26电梯轿厢位置数码显示·24·Research＆ApplicationofBuUdingMaterials2．1．2I／O接线图根据系统的控制要求，系统的I／O接线图如图1所示。图1系统的I／O接线图2．2变频调速部分设计变频器是变频调速系统的核心设备，电梯的一次完整的运行过程，即曳引机从起动、匀速运行到减速停车的过程。保证乘客在乘梯

6、时拥有良好的舒适感，电梯采用S型方式加速曲线，通过设置变频器的参数实现电梯速度的平滑，达到平稳启动和准确停车的要求。变频参数设置表见表2。表2变频参数设置表功能设定功能设定代码名称数据代码数据F1Dl频率设定10FU8减速时间1lsF02运行操作lF09转矩提升110F03最高输出频率150HzE0lx1端子功能0F04基本频率150Hzc05多步频率设定16HzFD5额定电压1380VP01电动机1(极数)4极H)6最高输出电压1380VP02电动机1(容量)llkW1707加速时间12sP03电动机1(额定电流)22A2．3旋转编码器旋转编码器在本控制系统中是计电机的转动圈数，根据电机转速

7、及转动圈数计算电梯的运动行程，确认电梯的准确位置。本控制系统选用600P的旋转编码器，4极电动机的转速按1500r／min，则50Hz时每秒脉冲数为：1500／60X600=15000(脉冲／s)。设电梯每层相隔75000个脉冲，在60000个脉冲时减速至6Hz。在脉冲个数的计算中，每层运行5s，提前1s减速。电梯运行前必须先操作X7使系统复位。旋转编码器与电动机同轴连接，随电动机的转动，产生脉冲