电梯门控制系统设计

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1、电梯门控制系统设计摘要：为了使电梯更好的为大众服务，本文利用PLC和变频器配合使用来控制电梯门的开和关。本文设计了PLC和变频器控制电梯门的电路和控制程序，列出了变频器的控制参数设置表。经过试验验证，该方法应用在电梯门的开、关控制中能收到很好的效果。　　关键词：PLC变频器电梯门　　0引言　　电梯门控系统是电梯控制系统中一个非常重要的子系统。相对于整个电梯控制系统来说，由于它的动作最频繁并且直接面对乘客，因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门控制系统来为乘客服务。乘客对电梯门运行的一般要求是门在开或关的开始阶段要求速度快，在开或关的结束阶段要求门速慢。老式电梯门

2、的控制及运行大多采用直流电机配以继电器、限位开关及电阻等器件来实现开、关门的控制，门在运行中依靠安装在轿门上的开关打板依次撞击装在轿顶上的各换速行程开关，逐渐短接分压电阻，从而改变直流电机电枢绕组两端的电压来实现调速，这种方法实现电梯开、关门的缺点是平稳性较差、调试较为困难、易受外界干扰、故障点多且故障率较高，已无法满足新型电梯的技术要求。[1]本文采用了PLC和变频器作为控制器来控制电梯门的开、关动作。　　1控制器选取　　1.1系统控制核心选取　　系统控制核心选用西门子S7-200PLC，该PLC的优点是工作可靠性高、功耗小、功能强大、程序设计方便灵活、价格便宜且体积小，可以

3、方便的安装在轿门上方。[2]　　1.2调速装置选取　　变频器应用于交流调速拖动系统中有易于实现的优良控制特性，并且变频器具有完备的保护功能，在条件比较恶劣的环境下也能正常使用，所以本设计的调速装置选用西门子MM420变频器，该变频器与PLC配套使用，具有调速范围广、转速精度高、耐高温且运行可靠等特点。[3]　　2电梯门运行特点分析　　电梯门在运行过程中，为了使电梯门开、关时间尽量短且门在开、关过程中撞击程度尽量小，电梯在开、关门时一般具有如下特点：　　2.1开门过程：电梯门在打开时，一般有三级变速。开始以某一高速开门；开门达到70%左右时，换速成某一低速；当开门达到90%左右时

4、，以一更低的速度爬行；当碰触终点限位开关时，开门电路断开，开门过程结束。　　2.2关门过程：电梯门在关闭时，一般有四级变速。开始以某一高速关门；关门达到60%左右时，换速成某一低速；当关门达到80%左右时，以一更低的速度运行；当关门达到90%左右时，以比前段更低的速度爬行；当碰触终点限位开关时，关门电路断开，关门过程结束。　　电梯开、关门速度变化曲线如图1所示。　　3电路、控制程序及变频器相关参数设计　　3.1电路设计　　电梯开门信号（手动开门按钮、防撞击信号）、关门信号（手动关门按钮、延时关门触点）及开、关门终点限位开关作为PLC的输入信号，利用PLC的三个输出端子Q0.0、

5、Q0.1和Q0.2分别与MM420变频器的数字端子5、6和7点连接，当PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三个输出点通、断状态发生变化时，使变频器的5、6及7点的通、断也随即发生变化。电梯开、关门电路设计如图2所示。　　3.2控制程序设计　　3.2.1开门控制程序设计如图3所示。　　3.2.2关门控制程序设计如图4所示。　　3.2.3变频器相关参数设置方法　　①西门子MM420变频器重点参数简介　　P700：选择命令源，当设置成2时，表示命令源由端子排输入决定。　　P1000：频率设定值的选择，当设置成3时，表示固定频率设定。　　P1001~P1007：固定频率1~7

6、的设定值。　　P701~P703：该三个参数设置成17时，表示二进制编码的十进制数（BCD码）对应频率选择+ON命令，具体解释如表1所示。　　②变频器参数设置　　本系统中变频器调速采用外表端子控制多频率选择方式，西门子MM420变频器最多可选择7段速度运行，前3段速度控制开门运行，后4段速度控制关门运行。假设开门运行时，电机开始以25Hz频率正转运行，延时一段时间后以10Hz频率正转运行，再延时一段时间后以5Hz频率正转运行；关门时，电机开始以25Hz频率反转运行，延时一段时间后以15Hz频率反转运行，再延时一段时间后以10Hz频率反转运行，继续延时一段时间后以5Hz频率反转运

7、行；根据上述要求，变频器相关参数设置如表2所示。　　4运行过程分析　　开门：开门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.0接通，运行开门第一段速度；运行延时后Q0.1接通，运行开门第二段速度；运行再延时后Q0.0、Q0.1同时接通，运行开门第三段速度。　　关门：关门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.2接通，运行关门第一段速度；运行延时后Q0.0、Q0.2接通，运行关门第二段速度；运行再延时后Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第三段速度；关门即将结束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同时