電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文
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;開門達到70%左右時，換速成某一低速;當開門達到90%左右時，以一更低的速度爬行;當碰觸終點限位開關(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)門達到60%左右時，換速成某一低速;當關(guān)門達到80%左右時，以一更低的速度運行;當關(guān)門達到90%左右時，以比前段更低的速度爬行;當碰觸終點限位開關(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
①西門子MM420變頻器重點參數(shù)簡介
P700：選擇命令源，當設(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，表示二進制編碼的十進制數(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，達到了較為理想的控制效果。
參考文獻：
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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)的問題等進行了詳細闡述，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 文獻標識碼：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)。為了確保電梯達到更好的舒適感，要保證電動機的輸出達到負載轉(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，電機會經(jīng)過減速機構(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)當注意對承載對象以及安裝點的選擇，確保電梯能夠達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(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，準許可編程控制器對其進行控制;電梯有運行速度信號;變頻器的速度和電動機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)可以通過變頻器當中的PG卡，對其中的旋轉(zhuǎn)編碼進行有效分頻，形成和電梯位移成比例的脈沖數(shù)，在進行脈沖計數(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，對電梯的故障進行檢修和預(yù)警，確保電梯能夠安全運行，使其維護更加簡單。
參考文獻：
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