電梯控制系統(tǒng)技術(shù)論文
電梯門(mén)控系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中一個(gè)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(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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(lái)控制電梯門(mén)的開(kāi)和關(guān)。本文設(shè)計(jì)了PLC和變頻器控制電梯門(mén)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(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法應(yīng)用在電梯門(mén)的開(kāi)、關(guān)控制中能收到很好的效果。
關(guān)鍵詞：PLC變頻器電梯門(mén)
0 引言
電梯門(mén)控系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的子系統(tǒng)。相對(duì)于整個(gè)電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于它的動(dòng)作最頻繁并且直接面對(duì)乘客，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要一個(gè)運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定的電梯門(mén)控制系統(tǒng)來(lái)為乘客服務(wù)。乘客對(duì)電梯門(mén)運(yùn)行的一般要求是門(mén)在開(kāi)或關(guān)的開(kāi)始階段要求速度快，在開(kāi)或關(guān)的結(jié)束階段要求門(mén)速慢。老式電梯門(mén)的控制及運(yùn)行大多采用直流電機(jī)配以繼電器、限位開(kāi)關(guān)及電阻等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、關(guān)門(mén)的控制，門(mén)在運(yùn)行中依靠安裝在轎門(mén)上的開(kāi)關(guān)打板依次撞擊裝在轎頂上的各換速行程開(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這種方法實(shí)現(xiàn)電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)的缺點(diǎn)是平穩(wěn)性較差、調(diào)試較為困難、易受外界干擾、故障點(diǎn)多且故障率較高，已無(wú)法滿(mǎn)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(lái)控制電梯門(mén)的開(kāi)、關(guān)動(dòng)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(mén)子S7-200PLC，該P(yáng)LC的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠性高、功耗小、功能強(qiáng)大、程序設(shè)計(jì)方便靈活、價(jià)格便宜且體積小，可以方便的安裝在轎門(mén)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(dòng)系統(tǒng)中有易于實(shí)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(jì)的調(diào)速裝置選用西門(mén)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(yùn)行可靠等特點(diǎn)。[3]
2 電梯門(mén)運(yùn)行特點(diǎn)分析
電梯門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中，為了使電梯門(mén)開(kāi)、關(guān)時(shí)間盡量短且門(mén)在開(kāi)、關(guān)過(guò)程中撞擊程度盡量小，電梯在開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)一般具有如下特點(diǎn)：
2.1 開(kāi)門(mén)過(guò)程：電梯門(mén)在打開(kāi)時(shí)，一般有三級(jí)變速。開(kāi)始以某一高速開(kāi)門(mén);開(kāi)門(mén)達(dá)到70%左右時(shí)，換速成某一低速;當(dāng)開(kāi)門(mén)達(dá)到90%左右時(shí)，以一更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)門(mén)電路斷開(kāi)，開(kāi)門(mén)過(guò)程結(jié)束。
2.2 關(guān)門(mén)過(guò)程：電梯門(mén)在關(guān)閉時(shí)，一般有四級(jí)變速。開(kāi)始以某一高速關(guān)門(mén);關(guān)門(mén)達(dá)到60%左右時(shí)，換速成某一低速;當(dāng)關(guān)門(mén)達(dá)到80%左右時(shí)，以一更低的速度運(yùn)行;當(dāng)關(guān)門(mén)達(dá)到90%左右時(shí)，以比前段更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，關(guān)門(mén)電路斷開(kāi)，關(guān)門(mén)過(guò)程結(jié)束。
電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)速度變化曲線(xiàn)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(jì)
3.1 電路設(shè)計(jì)
電梯開(kāi)門(mén)信號(hào)(手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕、防撞擊信號(hào))、關(guān)門(mén)信號(hào)(手動(dòng)關(guān)門(mén)按鈕、延時(shí)關(guān)門(mén)觸點(diǎn))及開(kāi)、關(guān)門(mén)終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)作為PLC的輸入信號(hào)，利用PLC的三個(gè)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(diǎn)連接，當(dāng)PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三個(gè)輸出點(diǎn)通、斷狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，使變頻器的5、6及7點(diǎn)的通、斷也隨即發(fā)生變化。電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)電路設(shè)計(jì)如圖2所示。
3.2 控制程序設(shè)計(jì)
3.2.1 開(kāi)門(mén)控制程序設(shè)計(jì)如圖3所示。
3.2.2 關(guān)門(mén)控制程序設(shè)計(jì)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(mén)子MM420變頻器重點(diǎn)參數(shù)簡(jiǎn)介
P700：選擇命令源，當(dāng)設(shè)置成2時(shí)，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(shí)，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(gè)參數(shù)設(shè)置成17時(shí)，表示二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)(BCD碼)對(duì)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(mén)子MM420變頻器最多可選擇7段速度運(yùn)行，前3段速度控制開(kāi)門(mén)運(yùn)行，后4段速度控制關(guān)門(mén)運(yùn)行。假設(shè)開(kāi)門(mén)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)開(kāi)始以25Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行，延時(shí)一段時(shí)間后以10Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行，再延時(shí)一段時(shí)間后以5Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行;關(guān)門(mén)時(shí)，電機(jī)開(kāi)始以25Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行，延時(shí)一段時(shí)間后以15Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行，再延時(shí)一段時(shí)間后以10Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行，繼續(xù)延時(shí)一段時(shí)間后以5Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)行過(guò)程分析
開(kāi)門(mén)：開(kāi)門(mén)信號(hào)給定時(shí)，通過(guò)PLC控制程序控制Q0.0接通，運(yùn)行開(kāi)門(mén)第一段速度;運(yùn)行延時(shí)后Q0.1接通，運(yùn)行開(kāi)門(mén)第二段速度;運(yùn)行再延時(shí)后Q0.0、Q0.1同時(shí)接通，運(yùn)行開(kāi)門(mén)第三段速度。
關(guān)門(mén)：關(guān)門(mén)信號(hào)給定時(shí)，通過(guò)PLC控制程序控制Q0.2接通，運(yùn)行關(guān)門(mén)第一段速度;運(yùn)行延時(shí)后Q0.0、Q0.2接通，運(yùn)行關(guān)門(mén)第二段速度;運(yùn)行再延時(shí)后Q0.1、Q0.2同時(shí)接通，運(yùn)行關(guān)門(mén)第三段速度;關(guān)門(mén)即將結(jié)束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同時(shí)接通，運(yùn)行關(guān)門(mén)第四段速度。
5 結(jié)語(yǔ)
利用變頻器與PLC配合來(lái)控制電梯門(mén)的開(kāi)和關(guān)，此方法在實(shí)現(xiàn)開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)可靠性高、平穩(wěn)性較好，調(diào)試起來(lái)也較為簡(jiǎn)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(mén)開(kāi)、關(guān)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)中，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，達(dá)到了較為理想的控制效果。
參考文獻(xiàn)：
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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(shí)現(xiàn)位移控制，我們使用了PLC的脈沖計(jì)數(shù)功能。在此基礎(chǔ)上，分別介紹了兩種不同的脈沖計(jì)數(shù)方式。對(duì)電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序以及出現(xiàn)的問(wèn)題等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并給予了電梯控制系統(tǒng)的實(shí)例。
關(guān)鍵詞：電梯控制;系統(tǒng);研究;分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jì)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(jì)數(shù)器。這時(shí)，不僅能對(duì)電梯的速度進(jìn)行有效控制，同時(shí)還可以在不添加任何硬件的情況下，實(shí)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(shuō)明了可編程控制器對(duì)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(dòng)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(dòng)機(jī)的輸出達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的各項(xiàng)要求。對(duì)于電梯的拖動(dòng)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(dòng)曳引輪，電機(jī)會(huì)經(jīng)過(guò)減速機(jī)構(gòu)，確保轎廂能夠上下運(yùn)動(dòng)。如圖1所示：
對(duì)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(gè)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(gè)相關(guān)部件中。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)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(dòng)作，從根本上保證電梯的安全運(yùn)行。
對(duì)于拖動(dòng)系統(tǒng)而言，變化范圍會(huì)比邏輯控制系統(tǒng)范圍更小。當(dāng)確定好電梯的額定運(yùn)行、類(lèi)別以及運(yùn)行速度之后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)部件也就確定了，但邏輯控制的選擇范圍就相對(duì)大一些，在選擇過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意對(duì)承載對(duì)象以及安裝點(diǎn)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(dòng)電動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)，脈沖將從和電動(dòng)機(jī)相互連接的旋轉(zhuǎn)編碼器A、B之間輸出。通過(guò)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(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，可編程控制器與變頻器之間同時(shí)還會(huì)做出以下傳輸：
(1)對(duì)于可編程控制器而言，發(fā)送給變頻器的信號(hào)有：確保電梯安全回路、電梯門(mén)聯(lián)鎖以及系統(tǒng)正常，變頻器可以工作信號(hào);電梯可以上行、下行的運(yùn)行方向信號(hào);電梯整體運(yùn)行速度信號(hào)以及電梯降速以及停層信號(hào)。
(2)通過(guò)變頻器反饋給可編程控制器中的信號(hào)：變頻器所有工作狀態(tài)正常，未出現(xiàn)報(bào)警，準(zhǔn)許可編程控制器對(duì)其進(jìn)行控制;電梯有運(yùn)行速度信號(hào);變頻器的速度和電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度一樣;降速和停層狀態(tài)良好。
(二)為了能使電梯實(shí)現(xiàn)位移控制，可以使用脈沖計(jì)數(shù)
普通電梯為了能使電梯實(shí)現(xiàn)位移控制，往往會(huì)在井道內(nèi)裝設(shè)無(wú)數(shù)個(gè)換速隔磁板，這種方式不僅浪費(fèi)時(shí)間和材料，同時(shí)在安裝隔磁板時(shí)，隔磁板與隔磁板之間的距離多多少少會(huì)存在一定誤差，使電梯在降速時(shí)，需要一定的爬行來(lái)確保平層的準(zhǔn)確度，從而讓電梯的運(yùn)行效率很低，正是因?yàn)檫@樣的原因，使電梯在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)消耗很大電能。如果在其中使用了脈沖計(jì)數(shù)，則可以有效解決上述問(wèn)題，脈沖計(jì)數(shù)可以通過(guò)變頻器當(dāng)中的PG卡，對(duì)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(jì)數(shù)時(shí)，會(huì)把這些脈沖數(shù)引入到可編程控制器的高速計(jì)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(gè)公式里，I=脈沖數(shù)、h=電梯層高度、S=計(jì)數(shù)精度，S通過(guò)式(2)計(jì)算S= ，在這個(gè)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(guò)計(jì)算之后，得出：P=72脈沖/轉(zhuǎn)，S=0.75毫米/脈沖。
對(duì)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(jì)數(shù)器X00的脈沖頻率，確保脈沖頻率必須要低于高速計(jì)數(shù)器的速度，不然整個(gè)電梯系統(tǒng)的程序?qū)⒊霈F(xiàn)混亂，最終導(dǎo)致電梯無(wú)法正常使用。對(duì)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(jì)數(shù)器的速度是6kHz，通過(guò)上述公式計(jì)算之后，完全滿(mǎn)足分頻處理要求。
(三)確保電梯不會(huì)有亂層情況出現(xiàn)
使用脈沖計(jì)數(shù)方式對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程固然有許多優(yōu)勢(shì)，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(wú)法自動(dòng)修正。所以，在對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程過(guò)程中，可以把層高脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為累計(jì)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(kāi)門(mén)之前，使系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)的層高脈沖數(shù)與實(shí)際脈沖數(shù)進(jìn)行對(duì)比，假如對(duì)比出來(lái)的結(jié)果超過(guò)了預(yù)警脈沖，電梯系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)斷電。
三、電梯系統(tǒng)正常運(yùn)行實(shí)力
圖3中表明的是電梯從一樓上升至二樓的運(yùn)行程序段，正常運(yùn)行選擇信號(hào)為T(mén)017，運(yùn)行信號(hào)則通過(guò)M0210表示，門(mén)區(qū)信號(hào)用M00F1表示，當(dāng)可編程控制器運(yùn)行正常時(shí)，使用M8000表示;圖中的一樓位置信號(hào)用L000表示，二樓的外呼信號(hào)以及內(nèi)召信號(hào)通過(guò)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(shí)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(yùn)行同時(shí)，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?yàn)殡娞輰儆谡＿\(yùn)行狀態(tài)，正常運(yùn)行選擇信號(hào)處于復(fù)位狀態(tài)，所以可編程控制器會(huì)執(zhí)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)電梯在正常運(yùn)行上升過(guò)程中，D000的數(shù)值會(huì)逐漸變少，如果D000的計(jì)值和D008一致時(shí)，因?yàn)殡娞菡趫?zhí)行正常上升運(yùn)行命令，且離開(kāi)一樓門(mén)區(qū)，所以會(huì)中斷繼電器。如果在此時(shí)，二樓有呼出信號(hào)，那么繼電器會(huì)自動(dòng)保存，并向電梯發(fā)出降速指令。當(dāng)電梯減速后，會(huì)繼續(xù)運(yùn)行至二樓門(mén)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(yǔ)
現(xiàn)如今，所有的電梯通常會(huì)使用兩種控制方式，分別是用微機(jī)作為信號(hào)控制單元和以控制編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。在使用控制編程系統(tǒng)時(shí)，可以對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜控制，對(duì)電梯的故障進(jìn)行檢修和預(yù)警，確保電梯能夠安全運(yùn)行，使其維護(hù)更加簡(jiǎn)單。
參考文獻(xiàn)：
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