中国卫星海上测控部 江苏江阴 214431
【摘要】在某船用杂货电梯系统中应用变频器，通过PLC 进行控制，以提高电梯运行的效率、安全性和可靠性。
【关键词】船用杂货电梯 PLC 变频器
1 引言
船用杂货电梯主要用于船舶上运送、搬运货物，目前多采用的是单速或双速交流电动机驱动，调速性能弱，变速时有级差，运行稳定性不好，且运行效率低。PLC作为一种智能化的控制器，因其控制灵活、简便、运行稳定的特点，被越来越多地运用到电力拖动控制系统中。变频器能够对三相异步电动机实现平滑的无级调速，可以有效改善电动机的性能，提高效率。本文把变频器应用到电梯调速系统中，并通过PLC进行控制,大大提高了船用电梯的综合性能。
2 PLC控制原理
PLC是一种集计算机、微电子、自动化等技术的可编程控制器，能实现各种逻辑控制，在自动化电气设备的控制系统中应用非常广泛，主要有以下特点：
1）结构简单可靠。PLC的结构组成相对于其他的控制器结构更加简单，更易于操作，其不容易受到外来的干扰，只要能提供正常的供电，就能维持控制系统的正常运作。
2）数据传输稳定。由于PLC的带宽条件非常稳定，因此能保持较高的数据传输速率，保证系统内部的存储数据能按预先编制好的程序运行。
3）系统控制灵活。PLC既能作为一个单独的控制器进行使用，也能与其他的控制器组成不同的网络进行联合控制。
某船用杂货电梯的轿厢运行是依靠变频器驱动曳引主机来实现的，而变频器又是由PLC来控制上下运行方向和段速（速度调节）进行工作的。PLC为控制系统的核心，来自控制箱、操纵盒、信号装置和安全保护系统等的外部信号通过输入接口送入PLC内部，PLC进行逻辑运算与处理，再经过输出单元分别向变频器发出上行、下行、变速和停止等信号，向楼层显示和占用信号灯发出显示信号，故障时向报警系统发出声光报警信号，从而实现电梯运行状态的控制。其基本接线及I/O接点配置如图1所示。
.jpg)
PLC大致分为输入和输出两个部分：
第一是输入部分X：它把外围（包括井道）的按钮和井道限位开关、磁感应器的开关信号接收以后经过内部处理后由输出部分输出。
第二是输出部分Y:输出部分有细分为4个小部分：
1、Y0～Y1控制主输出接触器（YC）和刹车接触器（JB）。
2、Y2～Y3控制开关门输出。
3、Y6～Y13控制变频器控制信号端子。
4、Y15～Y19控制蜂鸣器和指示灯。
3 变频器调速
由于杂货电梯一般是用来载运货物，其加、减速过程中的舒适性无需考虑，因此在确保安全的前提下，选用高速的船用电动机，尽量让电梯高速运行，以提高运行效率。变频器是把工况电源（50Hz或60Hz）变换成频率为0.1～ 400 Hz的交流电源，通过改变电源频率实现三相异步电动机的无级调速，使三相异步电动机的调速性能大大改善，且能节约一定能源。
PLC控制变频器控制回路如图2所示,其运行速度根据距离的远近自适应调整，距离近时以低速运行，距离远时，以较高速度运行。
.jpg)
电梯在启动或运行过程中，通过外部元器件把信号传输给PLC，PLC经过内部处理后再把运行信号输出给变频器，由变频器来对电机进行运转速度的选择与调整，从而达到电梯运行过程中调节运转速度的目的。
4 杂货电梯的工作过程
4.1 指令的输入和输出
电梯厅在1楼平层门是开着的，这时1楼层楼感应器是接通的，PLC的输入点X8灯亮，PLC的输出点Y16灯亮，点亮了厅外操纵箱面板上的1楼指示灯，此时说明电梯轿厢目前位置是停在1楼，当电梯需要驶向2楼时，按一下2楼指令按钮，PLC输入点X15点亮，经过内部处理以后，由Y17输出点闪亮，这时每层楼的厅外操纵箱2楼指示灯也闪烁，表示2楼的指令已被登记，为电梯运行做好了准备。
4．.2 电梯的起动运行和减速停止
当指令被登记后，必须要在电梯轿厢当期所停的位置楼面才能起动电梯，方法是先登记好指令，然后持续按下本层的关门按钮1AGM（PLC输入点X18亮），直到门锁完全闭合（开门按钮灯暗掉），PLC输入点X1灯亮。电梯起动时才能放开按钮，否则门会自动开启，电梯运行时PLC的输出点Y6、Y10、Y11点亮，控制变频器的控制端子。Y0、Y1点亮，控制YC、JB，使输出主接触器YC得电吸合，刹车接触器JB得电打开抱闸。
当电梯运行到2楼减速区域时，轿厢上的插板插入2楼层楼感应器，使其闭合，电梯减速进入慢车爬行阶段，与此同时，2楼指示灯由闪烁变为常亮，表示电梯已到2楼。Y6灯暗，电梯以低速运行。进入平层区域时，上平层感应器SPY吸合，X2灯亮，继续爬行。当下平层感应器XPY吸合时，X3灯亮并立即平层停车。Y0、Y1、Y6、Y11全部熄灭，结束本次运行过程。
其余楼层的运行过程基本与上述一致。
5 结束语
船用载货电梯采用变频器进行调速控制，能改善载货电梯的运行性能、提高效率、节约能源，PLC 可适应船舶恶劣的工作环境、可靠性高、维护方便，把变频器和PLC 结合起来进行船用载货电梯的控制，可提高船用载货电梯的综合性能。
参考文献
[1] 王庭有.可编程控制器原理及应用[M].北京:国防工业出版社,2008.
[2] 刘霞．PLC 在电梯控制系统中的应用［J］． 电气应用， 2008， 27( 4) : 49-51．
[3] 肖军,孟令军.可编程控制器原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2008.
[4] 何强． 基于变频技术的电梯PLC 控制系统设计［D］． 合肥: 合肥工业大学， 2010．
[5] 金海旻． 基于PLC 的四层电梯控制系统的设计［D］． 内蒙古: 内蒙古大学， 2011
论文作者:杨学华,杨建东,陈薇
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：电梯论文; 变频器论文; 船用论文; 接触器论文; 信号论文; 杂货论文; 载货电梯论文; 《中国电业》2019年第09期论文;