PLC在電梯位移控制中的應(yīng)用

1 引言

　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活。本設(shè)計在用PLC控制變頻調(diào)速實現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上，在不增加硬件設(shè)備的條件下，實現(xiàn)電流、速度、位移三環(huán)控制。

2. 硬件電路

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，其各部分功能說明如下。

　　Q1——三相電源斷路圖 K1——電源控制接觸器 K2——負載電機通斷控制接觸器 VS——變頻器 BU——制動單元 RB——能耗制動電阻 M——主拖動曳引電機

　　2.1 主電路

　　主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動、曳引機和制動單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢負載作用下，制動時回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動方式。

　　2.2 PLC控制電路

　　選用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接收來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號，經(jīng)程序判斷與運算實現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時，向變頻器發(fā)出運行方向、啟動、加/減速運行和制動停梯等信號。

　　2.3 電流、速度雙閉環(huán)電路

　　采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG5A 4022變頻器。變頻器本身設(shè)有電流檢測裝置，由此構(gòu)成電流閉環(huán)；通過和電機同軸聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進入變頻器，在確認方向的同時，利用脈沖計數(shù)構(gòu)成速度閉環(huán)。

　　2.4 位移控制電路

　　電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可靠外，還要求運行平穩(wěn)，乘坐舒適，?？繙?zhǔn)確。采用變頻調(diào)速雙環(huán)控制可基本滿足要求，但和國外高性能電梯相比還需進一步改進。本設(shè)計正是基于這一想法，利用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，將其引入PLC的高速計數(shù)輸入端口0000，通過累計脈沖數(shù)，經(jīng)世式（1）計算出脈沖當(dāng)量，由此確定電梯位置。電梯位移

　　h=SI

　　式中 I——累計脈沖數(shù)

　　S——脈沖當(dāng)量

　　S = lpD / （pr） （1）

　　本系統(tǒng)采用的減速機，其減速比l = 1/32，曳引輪直徑D = 580mm，電機額定轉(zhuǎn)速ned = 1450r/min，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對應(yīng)的脈沖數(shù)p = 1024，PG卡分頻比r = 1/18，代入式（1）得

　　S = 1.0mm / 脈沖