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基于PLC和變頻器的電梯控制系統的設計與實現

作者:admin來源:中國電梯網 日期:2018/3/20 8:48:00 人氣: 標簽:

  基于PLC和變頻器的電梯控制系統的設計與實現劉洋12(武漢電力職業技術學院電力工程系,湖北武漢430079)序流程圖,用PLC和變頻器實現了電梯控制系統的設計。

  電梯作為運輸工具,承載著大量的人流和物流的輸送,其在人與物傳送中的作用是至關重要的。目前電梯普遍采用兩種控制方式:第種是以微機作為信號控制單元完成電梯的信號采集、運行狀態及其功能的設定,實現電梯的自動調度和集選運行等功能,其中拖動控制由變頻器來完成;第二種則是用可編程控制器取代微機以實現信號集選控制的種控制方式。國內大部分電梯都是采用的第二種控制方式,主要因為采用PLC控制具有可靠性高、編程簡單、體積小、結構緊湊等優點,并且PLC般都具有自診斷、故障種類顯示和故障報警等功能。這樣采用PLC控制實現對電梯的控制,不僅簡化了外部接線,而且提高了電梯的安全性和可靠性,為以后的功能擴展也提供了方便。

  電梯結構示意圖電梯的主要任務是通過響應外界的輸入,經過PLC運算后,決定電梯的運行方式。電梯1次完整的運行過程,就是曳引電動機從啟動、勻速運行到減速停車的過程,其工作過程示意圖如所不。

  啟動一輸入指令一上行/下行一郅達樓層一停止電梯工作過程示意圖二、電梯控制系統的硬件設計本控制系統以三層樓電梯為基礎進行設計,系統的硬件構成為歐姆龍的CP1H型PLC,變頻器(歐姆龍3G3MZ),通過對應的編程軟件,可以在電腦上進行編程、調試,在電梯的運行過程中,也可通過PLC和電腦上面的程序監控來顯示電梯的運行狀態。

  在硬件設計中,首先根據PLC的輸入點和輸出點進行I/O地址分配,使每個輸入信號對應PLC內部的輸入繼電器,每個輸出信號對應PLC內部的輸出繼電器。

  輸入信號:控制系統的控制按鈕應位于電梯的操作面板上,對應于每層,都應有選層指令按鈕,控制電梯到達某層的行程開關輸入,共6個輸入,乘客位于樓層召喚時,頂層需要一個向下召喚按鈕,底層需要一個向上召喚按鈕,第2層需要向上和向下召喚按鈕各1個,共4個輸入,1個手動開門按鈕輸入和1個手動關門按鈕輸入,1個開門行程開關,1個關門行程開關,1個電梯上行限位,1個電梯下行限位,共16個輸入點3.輸出信號:乘客位于樓層召喚時,頂層需要一個向下召喚按鈕顯示,底層需要一個向上召喚按鈕顯示,第二層需要向上和向下召喚按鈕顯示各1個,共4個輸出;每層需要樓層信號顯示1個,轎廂樓層按鈕顯示1個,共3層,6個輸出量;此外還需要1個上行指示輸出,1個下行指示輸出;1個電動機正轉輸出,1個反轉輸出,1個開門輸出,個關門輸出,共需輸出量16個。

  電梯控制系統主要包括PLC、變頻器、光電旋轉編碼器、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、門機及其他電氣元件等,其結構框圖如所示4.智能電梯控制系統主要由信號控制系統和拖動控制系統兩部分組成。主要硬件設備包括PLC主機及擴展、轎廂操縱盤、機械系統、廳外呼梯盤、門機、調速裝置、層號指示燈與主拖動系統等,其中系統控制的核心是PLC主機。信號控制系統通過PLC軟件實現,包括轎內指令、門區、廳外召喚、運行控制、順向截梯、平層信號、開關門運行等程序控制。在拖動控制系統中,電梯當前工作狀態的反饋信號直接送入PLC,再由PLC向拖動系統發出平層、速度切換、起動等控制信號。m PLC電梯控制系統結構框圖三、電梯控制系統的軟件設計電梯控制系統的軟件設計是控制系統設計的關鍵環節。電梯控制系統實際上是個人機交互式的系統,并且電梯在運行中各種輸入信號是隨機出現的,即存在很多不確定因素,同時又有大量的自鎖、互鎖關系,所以電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。PLC接收來自操縱盤和每層的呼叫信號,轎廂和廳門系統的功能信號以及井道和變頻器的狀態信號,經程序判斷與運算實現電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監控信號的同時,根據隨機邏輯控制的要求,向變頻器發出運行方向啟動、減速運行和制動停梯等信號0,完成電梯的工作全過程控制。

  電梯運行的循環過程為:檢測呼叫和選層信號,判斷電梯的運行方向,啟動運行,在運行過程中要進行順向截梯、呼梯和轎內選擇記憶等操作,到達層站時執行開門/關門程序。電梯在實際運行中的PLC控制功能流程圖如所示。電梯的運行情況可分為靜止和運動兩個狀態。

  (1)在靜止狀態下電梯停于某層,這時電梯所接受的信號有兩類:來自其它層的呼叫信號,PLC根據呼叫信號的響應流程,做出上行或下行的決定,使曳引電機得電上升或下降;電梯停靠的本層有呼叫信號,則執開關門的程序,而后根據選層信號,電梯上行或下行。

  ⑵電梯正在運行狀態,如果是下行,只響應上行或下行的狀態指示,這樣可以使轎廂內外的乘轎廂下層的呼梯信號,上行過程中只響應轎廂上層客清楚地知道電梯的運行狀態。0的呼梯信號。電梯在運行過程中具有樓層指示和電梯控制系統模型已經制造成功,根據流程圖編寫電梯的上行、下行程序,電梯的開門關門程序,設置變頻器的參數,根據這些程序組合后,經調試運行良好,達到了控制目的。采用PLC進行電梯的運行控制,控制系統的硬件結構大為簡化,同時由于采用的是‘’軟接線“方法的程序控制,系統的可靠性和靈活性都大大提高,當然,電梯控制系統的信號輸入點數較多,就初期投入來講,控制系統比繼電器的成本要高,不過可以采用節省輸入點的方法解決成本較高的問題。

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