广西壮族自治区特种设备检验研究院梧州分院 广西梧州 543000
摘要:当前，电梯在建筑中已得到广泛的应用，而电梯控制系统直接关系到电梯运行的性能及能耗，对其展开研究具有十分重要的意义。本文分析了PLC与变频器在电梯控制系统中的应用，对电梯控制系统中硬件的设计、软件设计、变频器等有关情况展开叙述。
关键词:PLC；变频器；电梯控制系统；应用
0 引言
电梯已经渗透到人们生活中，其安全性及稳定性高低已经关系着使用者生活能否顺利进行，甚至关系使用者的生命健康。而电梯作为一种重要的运输和代步工具，不仅在高层建筑中得到广泛使用，在现代城市低层建筑中也逐渐得到使用。在电梯控制系统中，PLC、变频器在生产及生活中得到普遍运用，其中PLC系统具有较高的可靠性能、编程不难、维修起来比较简便等优点，而变频器能够提供良好的调速性能，能够满足电梯控制系统的各项功能需求。
1 四层电梯控制系统概述
倘若在该系统汇总运用PLC控制，则可对电梯运行产生影响，其中变频器影响曳引电机，而且对其运行速度进行调整，其职能是对电机终止、速度控制、开启等情况进行影响。速度调整显著的特征是有效提高电梯使用的舒适度，要求主要体现以下三个方面：一是电梯系统受到使用者的操作行为的影响，接收到向下以及向上的通知，控制系统可只能分辨使用者要求的行动方向，而且亮起对应的指示灯，为使用者服务。二是电梯既可对使用者操作发出的信号进行接收，而且将其储存，又能消除此种信号。在电梯工作过程中，电梯系统中的相关程度会使得电梯按照有关的信号进行停靠，可往上到建筑的最高层，或者向下到建筑的最低层。三是倘若电梯向上或者向下至需要停靠的楼层后，门会自动开启，经过数十秒后，电梯门会自动关上，或者可按关门恩按键，使得关上。
2 硬件设计方面
按照上述的三个要求，本次研究选取的控制器是由三菱公司生产的PLC，具体的型号为FX3U-48MR。这一型号的器材在原来的型号上发展而来，具有更多、更强的功能，而且占比面积很小，运行速度有效提高，更加符合四层建筑电梯的要求。而本次研究选择的变频器也是三菱公司生产的，具体的型号为FR-D700。该型号变频器在价格与性能比较匹配，在速度调整方面更加精确，反应更快。
2.1 输入输出分配表分析——以四层电梯为例
按照上述的三个要求，本次设计对每一层的电梯设计要求有所不同。其中，最低层只有发出向上信号的功能，最高层只有发出向下信号的功能，而处于最高层以及最低层中间的层楼电梯既可以发出向上信号，又能发出向下信号。倘若电梯已经现停靠在某一楼层，则使用者可按开门按键，发出开门或者关门的信号，从而影响电梯的运行。然而，倘若电梯并非停靠在四个楼层中的这四个楼层，而是在运行过程期间，则操作者不可进行此操作。于此同时，通常情况下，每个楼层都会在一定的位置安装有关的开关，例如限位开关，通常将其安装在楼层井道中，发挥平层的功能。一个名称对应一个地址，一一对应。具体的分配情况如下：名称4层向下呼摁键SB12对应的地址为X13，名称3层向上呼摁键SB11对应的地址为X12，名称3层向下呼摁键SB10对应的地址为X114，名称2层向上呼摁键SB9对应的地址为X104，名称2层向下呼摁键SB8对应的地址为X7，名称1层向上呼摁键SB7对应的地址为X6，关门呼叫SB6对应的地址为X5，名称开门呼叫SB5对应的地址为X4，名称4层内呼SB4对应的地址为X3，名称3层内呼SB3对应的地址为X2，名称2层内呼SB2对应的地址为X1，名称1层内呼SB1对应的地址为X0。
系统输出点的作用是对楼层楼层显示、轿箱、指示灯等方面实施影响，进而对其运行进行控制，具体情况如下，例如名称4层下降显示HL12对应的地址代号为Y13，名称3层向上运行显示HL11对应的地址代号为Y12，名称3层向下运行显示HL10对应的地址为Y11，名称2层向上运行显示HL9对应的地址代号为Y10，名称2层向下运行显示HL8对应的地址代号为Y7，名称1层向上运行显示HL7对应的地址代号为Y6，名称关门显示HL6对应的地址代号为Y5，名称开门显示HL5对应的地址代号为Y4；1层显示HL1对应的地址代号为Y0，2层显示HL2对应的地址代号为Y1。
2.2 原理图设计分析
本次设计系统中，输出、输入分配表的原理图见图1～图4，本文进行如下分析。
图4 输入电路原理示意图(2)
图1是输入控制电路的示意图。其中，代码QF表示自动空气开关，作用是对系统中的变频器、直流开关、PLC等多种电源进行控制，而且可对系统中的过载及短路情况进行保护。代码T1表示24V直流开关电源，为系统电路提供直流电源。其中，SB1表示第一层外呼按键，而SB2表示第一层内呼按键，SB3表示第二层外呼按键，SB4表示第二层内呼按键，以此类推，四楼层外呼、内呼按键分别采用SB1～SB12这四个代号表示。图1中的FRD700表示电梯中的变频器，安装在驱动曳引电机，而且向上、向下运行分别采用不同采用控制，倘若KA4处得以通电，则向下运行；倘若
KA5处得以通电，则向上运行。
图2属于系统输入部分，图中含有门限位开关、内外呼按钮等，限位开关个数有两中类型，一种是下限位，另一种是上限位，共计八个。
图3属于输出电路，HL1～HL4表示各层内呼按键，HL5表示开门，HL6表示关门。图4是输出控制电路；代码SQ4处表示系统的上限位，而代码SQ3处表示系统的下限位；KA1处通电，则轿箱开门；KA2处通电，则轿箱关门。
3 软件设计
电梯通电之后，自动系统智能分析停靠的楼层，然后分析电梯有无向下、向上的信号。倘若存在此种信号，则系统智能分析需求层、当前楼层的距离，然后明确是向上还是向下。在向上运行期间，按上呼可对使用者按向上运行的楼层进行一一停靠，而且对向下召唤的信息进行有效记忆[1]。反之，则对向下需要进行一一停靠，而且对向上召唤的信息进行有效记忆。
4 变频器参数设置
按照上述对电梯的要求，本次研究对变频器的参数进行设置，其中电位器对电梯运行频率实施控制[2]，参数设置内容为：功能码Pr.77表示变频器各个参数的写入情况，将其设定为数值0，然而只是在电梯停止运动的时候进行数值写入；功能码Pr.cl表示参数初始化，将其设定为数值1将参数恢复到初始值；功能码Pr.9表示对过电流实施保护，然而避免电机温度出现过高的情况；功能码Pr.8表示电梯减速所经历的时间，将其设定为数值3秒，表示50赫兹下降到0赫兹经历的秒数；功能码Pr.7表示系统参数加速经历的时间，将其设置为数值3秒，表示0赫兹提高到50赫兹经历的秒数；功能码Pr.2表示参数下限频率，设定为数值5赫兹，这是下限值；功能码Pr.1表示系统上限频率，将其设定为数值50赫兹，这是上限值；功能码Pr.79表示运行模式选择，将其设定为数值3，电梯运行频率是有面板决定；功能码Pr.160表示扩展功能显示选择，将其设定为数值0，将全部功能参数都显示出来。
5 结语
由上述可知，该系统维修起来比较简便，而且在稳定性、电梯结构等方面都有改进，已经在现实生活中得到广泛应用，既可改进安全性、可靠性方面的性能，又能使得电梯使用者感到更加舒适，同时使得商场、居民区等场所的电梯维修费用下降。本次研究对系统有关情况进行分析，为相似系统设计提供新思路。
参考文献：
[1]陈挺木.电梯电气系统改造中PLC与变频器的应用探析[J].企业技术开发.2015(12)
[2]宋晓阳.PLC技术在电梯控制系统的应用[J].科技展望.2014(22)
论文作者:陈演峰,邓福超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/6
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