電梯控制系統(tǒng)技術論文
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)。學習啦小編為大家整理的電梯控制系統(tǒng)技術論文，希望你們喜歡。
電梯控制系統(tǒng)技術論文篇一
電梯門控制系統(tǒng)設計
摘要：為了使電梯更好的為大眾服務，本文利用PLC和變頻器配合使用來控制電梯門的開和關。本文設計了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設置表。經過試驗驗證，該方法應用在電梯門的開、關控制中能收到很好的效果。
關鍵詞：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。乘客對電梯門運行的一般要求是門在開或關的開始階段要求速度快，在開或關的結束階段要求門速慢。老式電梯門的控制及運行大多采用直流電機配以繼電器、限位開關及電阻等器件來實現(xiàn)開、關門的控制，門在運行中依靠安裝在轎門上的開關打板依次撞擊裝在轎頂上的各換速行程開關，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)調速，這種方法實現(xiàn)電梯開、關門的缺點是平穩(wěn)性較差、調試較為困難、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 調速裝置選取
變頻器應用于交流調速拖動系統(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，所以本設計的調速裝置選用西門子MM420變頻器，該變頻器與PLC配套使用，具有調速范圍廣、轉速精度高、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、關時間盡量短且門在開、關過程中撞擊程度盡量小，電梯在開、關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時，開門電路斷開，開門過程結束。
2.2 關門過程：電梯門在關閉時，一般有四級變速。開始以某一高速關門;關門達到60%左右時，換速成某一低速;當關門達到80%左右時，以一更低的速度運行;當關門達到90%左右時，以比前段更低的速度爬行;當碰觸終點限位開關時，關門電路斷開，關門過程結束。
電梯開、關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參數設計
3.1 電路設計
電梯開門信號(手動開門按鈕、防撞擊信號)、關門信號(手動關門按鈕、延時關門觸點)及開、關門終點限位開關作為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、關門電路設計如圖2所示。
3.2 控制程序設計
3.2.1 開門控制程序設計如圖3所示。
3.2.2 關門控制程序設計如圖4所示。
3.2.3 變頻器相關參數設置方法
?、傥鏖T子MM420變頻器重點參數簡介
P700：選擇命令源，當設置成2時，表示命令源由端子排輸入決定。
P1000：頻率設定值的選擇，當設置成3時，表示固定頻率設定。
P1001~P1007：固定頻率1~7的設定值。
P701~P703：該三個參數設置成17時，表示二進制編碼的十進制數(BCD碼)對應頻率選擇+ON命令，具體解釋如表1所示。
?、谧冾l器參數設置
本系統(tǒng)中變頻器調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段速度控制關門運行。假設開門運行時，電機開始以25Hz頻率正轉運行，延時一段時間后以10Hz頻率正轉運行，再延時一段時間后以5Hz頻率正轉運行;關門時，電機開始以25Hz頻率反轉運行，延時一段時間后以15Hz頻率反轉運行，再延時一段時間后以10Hz頻率反轉運行，繼續(xù)延時一段時間后以5Hz頻率反轉運行;根據上述要求，變頻器相關參數設置如表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。
關門：關門信號給定時，通過PLC控制程序控制Q0.2接通，運行關門第一段速度;運行延時后Q0.0、Q0.2接通，運行關門第二段速度;運行再延時后Q0.1、Q0.2同時接通，運行關門第三段速度;關門即將結束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同時接通，運行關門第四段速度。
5 結語
利用變頻器與PLC配合來控制電梯門的開和關，此方法在實現(xiàn)開、關門時可靠性高、平穩(wěn)性較好，調試起來也較為簡單、不易受外界干擾且故障率較低;將此方法應用于電梯門開、關控制實驗臺中，經過現(xiàn)場實測驗證，達到了較為理想的控制效果。
參考文獻：
[1]郎東革，姜潤峰.DSP控制的自適應電梯門機系統(tǒng)[J].沈陽工程學院學報，2007，3(3)：279.
[2]羅恒年.PLC控制的步進電機門系統(tǒng)[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，(3)：50.
[3]高峻峰，閆洪波.新型喂線機自動控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].機械工程師，2009，(3)：119.
電梯控制系統(tǒng)技術論文篇二
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的脈沖計數功能。在此基礎上，分別介紹了兩種不同的脈沖計數方式。對電梯控制系統(tǒng)的應用程序以及出現(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器。例如富士MB系列的可編程控制器，當設定好其中的參數后，X00以及X01的端子可以形成速度為6kHz的18位高速計數器。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)構造
邏輯控制以及拖動控制兩方面共同構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，電機會經過減速機構，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，其構造十分復雜，內涵幾十個電器元件，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以及與電梯各個相關部件中。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實現(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)構內部結構圖
圖2為可編程控制系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)圖。驅動電動機(M)、交流接觸器(K1、K2)以及變頻器等各種設備共同構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
普通電梯為了能使電梯實現(xiàn)位移控制，往往會在井道內裝設無數個換速隔磁板，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，則可以有效解決上述問題，脈沖計數可以通過變頻器當中的PG卡，對其中的旋轉編碼進行有效分頻，形成和電梯位移成比例的脈沖數，在進行脈沖計數時，會把這些脈沖數引入到可編程控制器的高速計數器里，根據電梯層高形成脈沖數的公式為：I= ，在這個公式里，I=脈沖數、h=電梯層高度、S=計數精度，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
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，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器X00的脈沖頻率，確保脈沖頻率必須要低于高速計數器的速度，不然整個電梯系統(tǒng)的程序將出現(xiàn)混亂，最終導致電梯無法正常使用。對于富士系列的可編程控制器而言，端子構成的18位高速計數器的速度是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，可以把層高脈沖數轉換為累計層高脈沖，在此基礎上設定一套預警脈沖數，當電梯在開門之前，使系統(tǒng)將對應的層高脈沖數與實際脈沖數進行對比，假如對比出來的結果超過了預警脈沖，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召信號通過2ND、2SD表示，換速繼電器則為M00AB表示。設定脈沖值K2558在可編程控制器初始上電的時候就被賦給了數據為D0008的設定值寄存器，所以在電梯運行同時，應當首先算出1-2層間的脈沖值，將這些脈沖值設定在電梯系統(tǒng)的寄存器中，確保能夠使其轉入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位狀態(tài)，所以可編程控制器會執(zhí)行減計數。當電梯在正常運行上升過程中，D000的數值會逐漸變少，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)，使繼電器導通，讓之前中斷后的指針進行復位。
四、結語
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)任何復雜控制，對電梯的故障進行檢修和預警，確保電梯能夠安全運行，使其維護更加簡單。
參考文獻：
[1]劉文華.基于雙ATmega128的電梯控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].電子科技大學，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)調度軟件的設計與實現(xiàn)[D].2012：225-226.
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