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電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文

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  電梯門控系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中一個非常重要的子系統(tǒng)。學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文,希望你們喜歡。

  電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文篇一

  電梯門控制系統(tǒng)設(shè)計

  摘要:為了使電梯更好的為大眾服務(wù),本文利用PLC和變頻器配合使用來控制電梯門的開和關(guān)。本文設(shè)計了PLC和變頻器控制電梯門的電路和控制程序,列出了變頻器的控制參數(shù)設(shè)置表。經(jīng)過試驗驗證,該方法應(yīng)用在電梯門的開、關(guān)控制中能收到很好的效果。

  關(guān)鍵詞:PLC變頻器電梯門

  0 引言

  電梯門控系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中一個非常重要的子系統(tǒng)。相對于整個電梯控制系統(tǒng)來說,由于它的動作最頻繁并且直接面對乘客,因此在實際應(yīng)用中需要一個運行安全可靠、性能穩(wěn)定的電梯門控制系統(tǒng)來為乘客服務(wù)。乘客對電梯門運行的一般要求是門在開或關(guān)的開始階段要求速度快,在開或關(guān)的結(jié)束階段要求門速慢。老式電梯門的控制及運行大多采用直流電機(jī)配以繼電器、限位開關(guān)及電阻等器件來實現(xiàn)開、關(guān)門的控制,門在運行中依靠安裝在轎門上的開關(guān)打板依次撞擊裝在轎頂上的各換速行程開關(guān),逐漸短接分壓電阻,從而改變直流電機(jī)電樞繞組兩端的電壓來實現(xiàn)調(diào)速,這種方法實現(xiàn)電梯開、關(guān)門的缺點是平穩(wěn)性較差、調(diào)試較為困難、易受外界干擾、故障點多且故障率較高,已無法滿足新型電梯的技術(shù)要求。[1]本文采用了PLC和變頻器作為控制器來控制電梯門的開、關(guān)動作。

  1 控制器選取

  1.1 系統(tǒng)控制核心選取

  系統(tǒng)控制核心選用西門子S7-200PLC,該PLC的優(yōu)點是工作可靠性高、功耗小、功能強(qiáng)大、程序設(shè)計方便靈活、價格便宜且體積小,可以方便的安裝在轎門上方。[2]

  1.2 調(diào)速裝置選取

  變頻器應(yīng)用于交流調(diào)速拖動系統(tǒng)中有易于實現(xiàn)的優(yōu)良控制特性,并且變頻器具有完備的保護(hù)功能,在條件比較惡劣的環(huán)境下也能正常使用,所以本設(shè)計的調(diào)速裝置選用西門子MM420變頻器,該變頻器與PLC配套使用,具有調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速精度高、耐高溫且運行可靠等特點。[3]

  2 電梯門運行特點分析

  電梯門在運行過程中,為了使電梯門開、關(guān)時間盡量短且門在開、關(guān)過程中撞擊程度盡量小,電梯在開、關(guān)門時一般具有如下特點:

  2.1 開門過程:電梯門在打開時,一般有三級變速。開始以某一高速開門;開門達(dá)到70%左右時,換速成某一低速;當(dāng)開門達(dá)到90%左右時,以一更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點限位開關(guān)時,開門電路斷開,開門過程結(jié)束。

  2.2 關(guān)門過程:電梯門在關(guān)閉時,一般有四級變速。開始以某一高速關(guān)門;關(guān)門達(dá)到60%左右時,換速成某一低速;當(dāng)關(guān)門達(dá)到80%左右時,以一更低的速度運行;當(dāng)關(guān)門達(dá)到90%左右時,以比前段更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點限位開關(guān)時,關(guān)門電路斷開,關(guān)門過程結(jié)束。

  電梯開、關(guān)門速度變化曲線如圖1所示。

  3 電路、控制程序及變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)計

  3.1 電路設(shè)計

  電梯開門信號(手動開門按鈕、防撞擊信號)、關(guān)門信號(手動關(guān)門按鈕、延時關(guān)門觸點)及開、關(guān)門終點限位開關(guān)作為PLC的輸入信號,利用PLC的三個輸出端子Q0.0、Q0.1和Q0.2分別與MM420變頻器的數(shù)字端子5、6和7點連接,當(dāng)PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三個輸出點通、斷狀態(tài)發(fā)生變化時,使變頻器的5、6及7點的通、斷也隨即發(fā)生變化。電梯開、關(guān)門電路設(shè)計如圖2所示。

  3.2 控制程序設(shè)計

  3.2.1 開門控制程序設(shè)計如圖3所示。

  3.2.2 關(guān)門控制程序設(shè)計如圖4所示。

  3.2.3 變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置方法

 ?、傥鏖T子MM420變頻器重點參數(shù)簡介

  P700:選擇命令源,當(dāng)設(shè)置成2時,表示命令源由端子排輸入決定。

  P1000:頻率設(shè)定值的選擇,當(dāng)設(shè)置成3時,表示固定頻率設(shè)定。

  P1001~P1007:固定頻率1~7的設(shè)定值。

  P701~P703:該三個參數(shù)設(shè)置成17時,表示二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)(BCD碼)對應(yīng)頻率選擇+ON命令,具體解釋如表1所示。

 ?、谧冾l器參數(shù)設(shè)置

  本系統(tǒng)中變頻器調(diào)速采用外表端子控制多頻率選擇方式,西門子MM420變頻器最多可選擇7段速度運行,前3段速度控制開門運行,后4段速度控制關(guān)門運行。假設(shè)開門運行時,電機(jī)開始以25Hz頻率正轉(zhuǎn)運行,延時一段時間后以10Hz頻率正轉(zhuǎn)運行,再延時一段時間后以5Hz頻率正轉(zhuǎn)運行;關(guān)門時,電機(jī)開始以25Hz頻率反轉(zhuǎn)運行,延時一段時間后以15Hz頻率反轉(zhuǎn)運行,再延時一段時間后以10Hz頻率反轉(zhuǎn)運行,繼續(xù)延時一段時間后以5Hz頻率反轉(zhuǎn)運行;根據(jù)上述要求,變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置如表2所示。

  4 運行過程分析

  開門:開門信號給定時,通過PLC控制程序控制Q0.0接通,運行開門第一段速度;運行延時后Q0.1接通,運行開門第二段速度;運行再延時后Q0.0、Q0.1同時接通,運行開門第三段速度。

  關(guān)門:關(guān)門信號給定時,通過PLC控制程序控制Q0.2接通,運行關(guān)門第一段速度;運行延時后Q0.0、Q0.2接通,運行關(guān)門第二段速度;運行再延時后Q0.1、Q0.2同時接通,運行關(guān)門第三段速度;關(guān)門即將結(jié)束前,Q0.0、Q0.1、Q0.2同時接通,運行關(guān)門第四段速度。

  5 結(jié)語

  利用變頻器與PLC配合來控制電梯門的開和關(guān),此方法在實現(xiàn)開、關(guān)門時可靠性高、平穩(wěn)性較好,調(diào)試起來也較為簡單、不易受外界干擾且故障率較低;將此方法應(yīng)用于電梯門開、關(guān)控制實驗臺中,經(jīng)過現(xiàn)場實測驗證,達(dá)到了較為理想的控制效果。

  參考文獻(xiàn):

  [1]郎東革,姜潤峰.DSP控制的自適應(yīng)電梯門機(jī)系統(tǒng)[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報,2007,3(3):279.

  [2]羅恒年.PLC控制的步進(jìn)電機(jī)門系統(tǒng)[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2010,(3):50.

  [3]高峻峰,閆洪波.新型喂線機(jī)自動控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].機(jī)械工程師,2009,(3):119.

  電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文篇二

  電梯控制系統(tǒng)分析

  摘 要:為了能使電梯實現(xiàn)位移控制,我們使用了PLC的脈沖計數(shù)功能。在此基礎(chǔ)上,分別介紹了兩種不同的脈沖計數(shù)方式。對電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序以及出現(xiàn)的問題等進(jìn)行了詳細(xì)闡述,并給予了電梯控制系統(tǒng)的實例。

  關(guān)鍵詞:電梯控制;系統(tǒng);研究;分析

  中圖分類號:TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 20-0000-02

  電梯控制系統(tǒng)可編程控制器中通常含有高速計數(shù)器。例如富士MB系列的可編程控制器,當(dāng)設(shè)定好其中的參數(shù)后,X00以及X01的端子可以形成速度為6kHz的18位高速計數(shù)器。這時,不僅能對電梯的速度進(jìn)行有效控制,同時還可以在不添加任何硬件的情況下,實現(xiàn)電梯的位移控制。本文主要以MB2系列的可編程控制器為例,說明了可編程控制器對電梯系統(tǒng)的影響。

  一、電梯系統(tǒng)構(gòu)造

  邏輯控制以及拖動控制兩方面共同構(gòu)成了電梯的主要控制系統(tǒng)。為了確保電梯達(dá)到更好的舒適感,要保證電動機(jī)的輸出達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的各項要求。對于電梯的拖動系統(tǒng)而言,其轎廂和各種配電系統(tǒng)都在鋼絲繩的兩邊,而鋼絲繩則被懸掛在曳引輪上,為了拖動曳引輪,電機(jī)會經(jīng)過減速機(jī)構(gòu),確保轎廂能夠上下運動。如圖1所示:

  對于邏輯控制系統(tǒng)而言,其構(gòu)造十分復(fù)雜,內(nèi)涵幾十個電器元件,其中包括了操縱箱、控制柜以及召喚箱等等。它們被安裝在井道內(nèi)以及與電梯各個相關(guān)部件中。電梯的拖動系統(tǒng)是通過邏輯控制而控制的,其主要目的是為了讓電梯能夠?qū)崿F(xiàn)各種邏輯動作,從根本上保證電梯的安全運行。

  對于拖動系統(tǒng)而言,變化范圍會比邏輯控制系統(tǒng)范圍更小。當(dāng)確定好電梯的額定運行、類別以及運行速度之后,電力拖動系統(tǒng)的各個部件也就確定了,但邏輯控制的選擇范圍就相對大一些,在選擇過程中應(yīng)當(dāng)注意對承載對象以及安裝點的選擇,確保電梯能夠達(dá)到最大限度的使用效益。

  二、電梯系統(tǒng)脈沖選層控制含義

  (一)電梯系統(tǒng)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

  圖2為可編程控制系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)圖。驅(qū)動電動機(jī)(M)、交流接觸器(K1、K2)以及變頻器等各種設(shè)備共同構(gòu)成了電梯的拖動系統(tǒng),脈沖將從和電動機(jī)相互連接的旋轉(zhuǎn)編碼器A、B之間輸出。通過其中的PG卡進(jìn)入變頻器,并以最快的速度反饋給可編程控制器。為了能讓可編程控制器能夠更加有效的實現(xiàn)閉環(huán)控制,可編程控制器與變頻器之間同時還會做出以下傳輸:

  (1)對于可編程控制器而言,發(fā)送給變頻器的信號有:確保電梯安全回路、電梯門聯(lián)鎖以及系統(tǒng)正常,變頻器可以工作信號;電梯可以上行、下行的運行方向信號;電梯整體運行速度信號以及電梯降速以及停層信號。

  (2)通過變頻器反饋給可編程控制器中的信號:變頻器所有工作狀態(tài)正常,未出現(xiàn)報警,準(zhǔn)許可編程控制器對其進(jìn)行控制;電梯有運行速度信號;變頻器的速度和電動機(jī)的實際運行速度一樣;降速和停層狀態(tài)良好。

  (二)為了能使電梯實現(xiàn)位移控制,可以使用脈沖計數(shù)

  普通電梯為了能使電梯實現(xiàn)位移控制,往往會在井道內(nèi)裝設(shè)無數(shù)個換速隔磁板,這種方式不僅浪費時間和材料,同時在安裝隔磁板時,隔磁板與隔磁板之間的距離多多少少會存在一定誤差,使電梯在降速時,需要一定的爬行來確保平層的準(zhǔn)確度,從而讓電梯的運行效率很低,正是因為這樣的原因,使電梯在運行過程中會消耗很大電能。如果在其中使用了脈沖計數(shù),則可以有效解決上述問題,脈沖計數(shù)可以通過變頻器當(dāng)中的PG卡,對其中的旋轉(zhuǎn)編碼進(jìn)行有效分頻,形成和電梯位移成比例的脈沖數(shù),在進(jìn)行脈沖計數(shù)時,會把這些脈沖數(shù)引入到可編程控制器的高速計數(shù)器里,根據(jù)電梯層高形成脈沖數(shù)的公式為:I= ,在這個公式里,I=脈沖數(shù)、h=電梯層高度、S=計數(shù)精度,S通過式(2)計算S= ,在這個公式當(dāng)中,D=節(jié)圓直徑(毫米)、i1=減速比、i2=曳引比、P=電梯系統(tǒng)的脈沖數(shù)

  例如,D=720毫米,i1=50:1,i2=1:1,可編程控制器的脈沖為1025,分頻是18,通過計算之后,得出:P=72脈沖/轉(zhuǎn),S=0.75毫米/脈沖。

  對編碼器的脈沖進(jìn)行分頻的主要目的,是為了盡可能減少高速計數(shù)器X00的脈沖頻率,確保脈沖頻率必須要低于高速計數(shù)器的速度,不然整個電梯系統(tǒng)的程序?qū)⒊霈F(xiàn)混亂,最終導(dǎo)致電梯無法正常使用。對于富士系列的可編程控制器而言,端子構(gòu)成的18位高速計數(shù)器的速度是6kHz,通過上述公式計算之后,完全滿足分頻處理要求。

  (三)確保電梯不會有亂層情況出現(xiàn)

  使用脈沖計數(shù)方式對電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程固然有許多優(yōu)勢,可其中依然存在很多弊端,極有可能讓電梯出現(xiàn)亂層現(xiàn)象,一旦發(fā)生亂層現(xiàn)象之后,電梯無法自動修正。所以,在對電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程過程中,可以把層高脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為累計層高脈沖,在此基礎(chǔ)上設(shè)定一套預(yù)警脈沖數(shù),當(dāng)電梯在開門之前,使系統(tǒng)將對應(yīng)的層高脈沖數(shù)與實際脈沖數(shù)進(jìn)行對比,假如對比出來的結(jié)果超過了預(yù)警脈沖,電梯系統(tǒng)將會自動斷電。

  三、電梯系統(tǒng)正常運行實力

  圖3中表明的是電梯從一樓上升至二樓的運行程序段,正常運行選擇信號為T017,運行信號則通過M0210表示,門區(qū)信號用M00F1表示,當(dāng)可編程控制器運行正常時,使用M8000表示;圖中的一樓位置信號用L000表示,二樓的外呼信號以及內(nèi)召信號通過2ND、2SD表示,換速繼電器則為M00AB表示。設(shè)定脈沖值K2558在可編程控制器初始上電的時候就被賦給了數(shù)據(jù)為D0008的設(shè)定值寄存器,所以在電梯運行同時,應(yīng)當(dāng)首先算出1-2層間的脈沖值,將這些脈沖值設(shè)定在電梯系統(tǒng)的寄存器中,確保能夠使其轉(zhuǎn)入D000,因為電梯屬于正常運行狀態(tài),正常運行選擇信號處于復(fù)位狀態(tài),所以可編程控制器會執(zhí)行減計數(shù)。當(dāng)電梯在正常運行上升過程中,D000的數(shù)值會逐漸變少,如果D000的計值和D008一致時,因為電梯正在執(zhí)行正常上升運行命令,且離開一樓門區(qū),所以會中斷繼電器。如果在此時,二樓有呼出信號,那么繼電器會自動保存,并向電梯發(fā)出降速指令。當(dāng)電梯減速后,會繼續(xù)運行至二樓門區(qū),使繼電器導(dǎo)通,讓之前中斷后的指針進(jìn)行復(fù)位。

  四、結(jié)語

  現(xiàn)如今,所有的電梯通常會使用兩種控制方式,分別是用微機(jī)作為信號控制單元和以控制編程實現(xiàn)信號控制。在使用控制編程系統(tǒng)時,可以對電梯實現(xiàn)任何復(fù)雜控制,對電梯的故障進(jìn)行檢修和預(yù)警,確保電梯能夠安全運行,使其維護(hù)更加簡單。

  參考文獻(xiàn):

  [1]劉文華.基于雙ATmega128的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2013:123-125.

  [2]孫后環(huán).基于PLC脈沖選層的電梯控制系統(tǒng)[J].電氣傳動,2013(1).

  [3]趙迪.電梯控制系統(tǒng)調(diào)度軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[D].2012:225-226.

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