电梯自动控制系统设计

电梯自动控制系统设计（共12篇）

电梯自动控制系统设计 篇1

0 引言

电梯门控系统是电梯控制系统中一个非常重要的子系统。相对于整个电梯控制系统来说，由于它的动作最频繁并且直接面对乘客，因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门控制系统来为乘客服务。乘客对电梯门运行的一般要求是门在开或关的开始阶段要求速度快，在开或关的结束阶段要求门速慢。老式电梯门的控制及运行大多采用直流电机配以继电器、限位开关及电阻等器件来实现开、关门的控制，门在运行中依靠安装在轿门上的开关打板依次撞击装在轿顶上的各换速行程开关，逐渐短接分压电阻，从而改变直流电机电枢绕组两端的电压来实现调速，这种方法实现电梯开、关门的缺点是平稳性较差、调试较为困难、易受外界干扰、故障点多且故障率较高，已无法满足新型电梯的技术要求。[1]本文采用了PLC和变频器作为控制器来控制电梯门的开、关动作。

1 控制器选取

1.1 系统控制核心选取

系统控制核心选用西门子S7-200PLC，该PLC的优点是工作可靠性高、功耗小、功能强大、程序设计方便灵活、价格便宜且体积小，可以方便的安装在轿门上方。[2]

1.2 调速装置选取

变频器应用于交流调速拖动系统中有易于实现的优良控制特性，并且变频器具有完备的保护功能，在条件比较恶劣的环境下也能正常使用，所以本设计的调速装置选用西门子MM420变频器，该变频器与PLC配套使用，具有调速范围广、转速精度高、耐高温且运行可靠等特点。[3]

2 电梯门运行特点分析

电梯门在运行过程中，为了使电梯门开、关时间尽量短且门在开、关过程中撞击程度尽量小，电梯在开、关门时一般具有如下特点：

2.1 开门过程：

电梯门在打开时，一般有三级变速。开始以某一高速开门;开门达到70%左右时，换速成某一低速;当开门达到90%左右时，以一更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，开门电路断开，开门过程结束。

2.2 关门过程：

电梯门在关闭时，一般有四级变速。开始以某一高速关门;关门达到60%左右时，换速成某一低速;当关门达到80%左右时，以一更低的速度运行;当关门达到90%左右时，以比前段更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，关门电路断开，关门过程结束。

电梯开、关门速度变化曲线如图1所示。

3 电路、控制程序及变频器相关参数设计

3.1 电路设计

电梯开门信号(手动开门按钮、防撞击信号)、关门信号(手动关门按钮、延时关门触点)及开、关门终点限位开关作为PLC的输入信号，利用PLC的三个输出端子Q00、Q0.1和Q0.2分别与MM420变频器的数字端子5、6和7点连接，当PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三个输出点通、断状态发生变化时，使变频器的5、6及7点的通、断也随即发生变化。电梯开、关门电路设计如图2所示。

3.2 控制程序设计

3.2.1 开门控制程序设计如图3所示。

3.2.2 关门控制程序设计如图4所示。

3.2.3 变频器相关参数设置方法

(1) 西门子MM420变频器重点参数简介

P700：选择命令源，当设置成2时，表示命令源由端子排输入决定。

P1000：频率设定值的选择，当设置成3时，表示固定频率设定。

P1001～P1007：固定频率1～7的设定值。

P701～P703：该三个参数设置成17时，表示二进制编码的十进制数(BCD码)对应频率选择+ON命令，具体解释如表1所示。

(2) 变频器参数设置

本系统中变频器调速采用外表端子控制多频率选择方式，西门子MM420变频器最多可选择7段速度运行，前3段速度控制开门运行，后4段速度控制关门运行。假设开门运行时，电机开始以25Hz频率正转运行，延时一段时间后以10Hz频率正转运行，再延时一段时间后以5Hz频率正转运行;关门时，电机开始以25Hz频率反转运行，延时一段时间后以15Hz频率反转运行，再延时一段时间后以10Hz频率反转运行，继续延时一段时间后以5Hz频率反转运行;根据上述要求，变频器相关参数设置如表2所示。

4 运行过程分析

开门：开门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.0接通，运行开门第一段速度;运行延时后Q0.1接通，运行开门第二段速度;运行再延时后Q0.0、Q0.1同时接通，运行开门第三段速度。

关门：关门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.2接通，运行关门第一段速度;运行延时后Q0.0、Q0.2接通，运行关门第二段速度;运行再延时后Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第三段速度;关门即将结束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第四段速度。

5 结语

利用变频器与PLC配合来控制电梯门的开和关，此方法在实现开、关门时可靠性高、平稳性较好，调试起来也较为简单、不易受外界干扰且故障率较低;将此方法应用于电梯门开、关控制实验台中，经过现场实测验证，达到了较为理想的控制效果。

摘要：为了使电梯更好的为大众服务, 本文利用PLC和变频器配合使用来控制电梯门的开和关。本文设计了PLC和变频器控制电梯门的电路和控制程序, 列出了变频器的控制参数设置表。经过试验验证, 该方法应用在电梯门的开、关控制中能收到很好的效果。

关键词：PLC,变频器,电梯门

参考文献

[1]郎东革, 姜润峰.DSP控制的自适应电梯门机系统[J].沈阳工程学院学报, 2007, 3 (3) :279.

[2]罗恒年.PLC控制的步进电机门系统[J].中国现代教育装备, 2010, (3) :50.

[3]高峻峰, 闫洪波.新型喂线机自动控制系统的研究与开发[J].机械工程师, 2009, (3) :119.

电梯自动控制系统设计 篇2

一、酒店一卡通系统系统简介

酒店一卡通不同与办公大楼一卡通系统，它必需具有快捷，方便，高度集成等特点，快捷就是客人在总台登记完成后，PMS系统自动发卡，打开客房能源系统，该客人卡立即可以打开电梯,消防通道锁，打开房门，然后插卡取电，二、“酒店一卡通系统”的设计目标及特点

“酒店一卡通系统”的设计目标及特点

酒店节能就是要在不断满足客人生活质量和舒适度的前提下，最大限度的节约能源消耗，这是酒店节能的目标，也是本系统的设计目标。

“酒店一卡通系统”特点如下：

1、安全

a、客人进出酒店凭Keycard打开电梯,消防通道锁，到达客房，凭房卡打 开房门，然后插卡取电，一旦客人把卡插入联网的取电开关，总台即能知道客人在房间内，有效了解客房状态。

b、客房的床头和卫生间设有SOS紧急求助按钮，以便客人在求助时使用，一旦按下该按钮，总台及服务中心（客房中心）电脑即可知道。

c、客人在酒店的各消费点消费时，凭卡消费结算。

d、所有开门记录都通过联网的能源系统ESRCU实时传输到前台的电脑上。

2、舒适

a、客人在酒店前台登记时，发卡软件直接发指令给能源系统中的ESRCU（客房控制单元），ESRCU立即打开客房的空调，这样客人走到房间时，就有舒适安逸的感觉。

b、一旦房门打开，廊灯自动点亮，房卡插入取电开关时，30秒后廊灯自动关闭。退房时，卡片取出，同时廊灯点亮，延迟30秒后自动关闭。

3、快捷

房间内设有“请即打扫”、“请勿打扰”、“退房”按钮，客人可根据需求按下某按钮，一旦按下，客房中心和总台即收到请求，立即处理。前台电脑可以时时监控客房状态。

一当某一把门锁电池电压报警，维修人员立即知道并进行更换电池。

4、节能

a、空调系统在平时处于关闭的节能状态，一旦客房有客人登记入住，空调系统即打开运行，如果客人未到房间，10分后自动低速运行；如果客人有卡插入取电开关，空调继续打开运行。

b、客房的灯光系统是由房内取电开关控制的，一旦有效的卡插入，客房灯光才能工作，当卡取出后，灯光关闭。

c、此时房内的冰箱；充电插座保持电源。

如图所示：

三、系统设备介绍

1、电梯控制器

主要为宾馆使用，客人读卡后电梯即可工作，才能选定要去的楼层。

公共楼层可以设定不需刷卡，即可到达，读卡器安装在电梯的按键面板上，控制器安装在电梯箱顶上，如有需要电梯两边分别安装两个读卡器，方便客人使用。

读头尺寸

主要特性: 采用感应卡技术，精巧，安全和耐用。

RF感应卡可以连续使用100,000 次以上。

强大的“闪存”技术，不需要更换昂贵硬件或是其他部件，就可以轻易地重新 制定和更新密码。

可以记录锁内最近800条记录, 以供查询。所有的卡受数据限制。

红绿（蓝）色框随时显示门锁状态。不同颜色完成不同选择。钥匙卡丢失后允许挂失。

如图：

2、感应门锁控制单元

感应卡电子锁系统是专门为宾馆和办公使用设计的，感应卡卡作为电子钥匙，它能够适应不同的复杂环境，对加强宾馆管理和提高宾馆安全性有着重意义。

感应卡门锁的特点

A．技术领先

所有的卡都采用PHILIPHS公司生产的感应卡卡，非常安全。 它可以重复使用至少10000次。

强大的闪存技术可以轻易的对密码进行重设和升级，不需要更换昂贵 的硬件或部件。感应技术封装在门的里面，提高了安全性和耐用性。各种状态声光指示，简单明了

B．管理完善



严格的级别控制

不同的卡有不同的权限，钥匙卡、常开卡、唯一卡只能开启单独指定的房间的门锁；服务卡只能开启指定楼层的门锁；多层卡能开启指定区域若干楼层的门锁；紧急卡、总控卡可以开启所有门锁。

严格的时间控制

所有能开锁的卡片均受时间控制，限期时间一到，卡片自动作废。 完善的防遗失处理

一旦发现卡片丢失，只需制作一该卡的挂失卡，在它所有能开启的门锁上有效刷卡一次；遗失的卡片即自动作废。



充足的开锁记录

 门锁电脑控制板中的存储器可以记录最近800次的开/关锁记录（包 括使用机械钥匙开）。必要时，可以用记录提取器提取数据。

C．使用安全方便

安全保密，不锈钢材料防火耐用。

192位感应卡密码。

多级管理卡，用户操作方便

客人登记领卡后，可直接开锁进入房间，并在其限期期间一直有效。一旦几个客人住了同一个房间，当持卡者使用客人卡B时即被告知有一人已持有了这张卡，使其互不干扰。

四、系统实现

电梯自动控制系统设计 篇3

关键词：嵌入式；电梯控制系统；设计

中图分类号：TU857文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-02

Design and Implementation Based on Embedded

Elevator Control System

Li Mingdi

(Tianjin Polytechnic University,Tianjin300240,China)

Abstract:By analyzing the elevator control system,the development status and development trend of technology development using embedded system with independent intellectual property rights of the elevator core controller.Focus on the core embedded-based controller for elevator system design and implementation.

Keywords:Embedded;Elevator control system;Design

一、系统概述

本系统主要是对单片机的研究，系统主要实现一个电梯控制系统，人们可以控制按钮，对电梯的升降，和电梯具体升至、降至哪一层的控制，主控制是整個电梯控制系统核心。其主要功能是接收整个电梯系统各个方面的输入信号，根据系统的状态进行处理，输出相应的处理信号，完成整个系统的控制。

系统完成模拟了对一个八层楼的电梯控制，每层电梯门外有一个开门键，电梯内有0-8数字键和开门键，关门键，系统运行后电梯首先停在第一层，第一层对应红灯亮，若按下其他楼层开门按键，电梯会以一秒钟移动一层的速度到达该层，并自动打开电梯门（绿灯亮），等待3秒钟，电梯门会自动关闭（绿灯灭），若这时电梯内有人，按下电梯内数字键，电梯会到达该层，并自动打开电梯门，3秒钟后，电梯门自动关闭，若其他层数开门按键按下，则电梯会移至对应层数，在电梯运行或停止时，按下开门键，对应层电梯门会打开（该层绿灯亮），在电梯运行时，按下关门键，电梯会停止，当电梯停止时并且电梯门没有自动关闭时，按下关门键，电梯门会立刻关闭。

二、可行性分析

技术可行性：本系统是使用89c51为控制的芯片，采用数码管显示电梯位置，共分为三个模块，分别为：电梯内控制显示部分，电梯门外按键部分，电梯状态指示部分。通过这些模块实现了模拟控制电梯，单片机接口简单，利用率高外围元件少，系统稳定，设计思路清晰，

经济可行性：由于是对单片机系统研究并实现，首先着手于单片机的内部系统图和系统运行流程，主要功能是接收整个电梯系统各个方面的输入信号，根据系统的状态进行处理，输出相应的处理信号，完成整个系统的控制。选用51单片机能完全满足电梯控制的需求。

操作可行性：本单片机系统界面统一规范，操作简单，用户只要经过简单的了解便可明白其工作原理。通过该系统，模拟真实电梯运行过程。

三、需求分析

（一）系统流程

该电梯系统通过用户按键，电梯到达相应楼层，并自动打开门，并且具有按键顺序记忆功能，能根据用户按键顺序和电梯当前运行状态，自动判断，最佳运行路线，节省每位用户等待时间。

1.顾客按下门外按键：当用户按下门外按键后，电梯便会到达该层（红灯亮），并自动打开电梯门（绿灯亮），等待用户进入，3秒钟后电梯门自动关闭（绿灯灭）。当用户进入后不按任何按键时，电梯会停在该层，无任何动作。

2.电梯运行：用户进入后按下楼层按键，电梯开始运行，直至到达该层。运行途中，若其他楼层开门键按下，电梯经过判断楼层位置，做出相应动作，比如现在按下8层，电梯上升的过程中有人在5层等，按了5，这样在5层开门人进来以后，5层的人也会按一下假如按了7层，那么电梯应该到7层停一下然后还要继续上到8层。

3.电梯停止：当用户出电梯后，电梯门过3秒后自动关闭，电梯停止，等待楼层开门键按下。

（二）硬件设计系统

本系统硬件构成框图如下：

四、软件设计

（一）主程序设计

在主控程序循环中主要工作为扫描是否有按键，若有按键则应做相应的功能处理，同时也扫描液晶显示器显示数据，并检查所设置的时间是否到了，图为主程序控制的工作流程。

本程序采用Keil C51编写，Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

（二）程序编译结果

程序编写完成后，经编译，零错误，零警告

五、调试部分

调试是一项很复杂而庞大的工程，它占了整个设计的大部分时间。调试的整体过程是分别对设计的各功能模块进行调试，然后再进行组装后的整体调试。调试过程包括：电源部分、显示部分、单片机控制部分。

（一）电源部分的调试

初期，由于前端滤波电容未加，导致输出纹波过大，补上100微法，50V的滤波电容，纹波在允许范围内。

总结：试验过程中一定得认真仔细。电路图连接完后，需要检查再通电调试。

（二）显示部分的调试

问题：数码管的显示不稳定，不停的闪烁。

分析：没有考虑到干扰及环境的制约。于是我们把在面包板上连好的电路焊接在印刷板上，并采用电容滤波尽可能去除纹波和干扰。

（三）单片机控制部分的调试

单片机在整个系统中负责响应外部输入和实现反馈自我控制。由于存在两路输出和四路反馈，在时序上就比较复杂，调试起来也是很复杂的。

程序的编写修改完成后，用仿真器仿真时，几个控制按钮不好使，经检验，是软件中等待时间太短，由于按键抖动，响应中断次数过多造成控制不稳定。增加等待时间消除抖动后，控制部分达到理想效果。

PLC电梯控制系统设计 篇4

1.1 国内外电梯的发展状况

当今世界, 电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家, 电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司, 诸如:美国奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等, 其电梯的产量己占世界市场的51%。其中, 奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。

目前, 交流调压调速电梯技术已趋成熟, 一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向, 一些生产企业与科研单位相结合, 相继推出了微机控制的电梯新机型, 使控制功能得到增强, 电梯的性能得到改善, 明显提高了可靠性。另外, 用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能。总之, 与国外先进技术水平相比, 虽然还存在一定差距, 但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。

1.2 电梯继电器控制系统存在的问题

(1) 系统触点繁多、接线线路复杂, 且触点容易烧坏磨损, 造成接触不良因而故障率较高。

(2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能, 使系统的控制功能不易增加, 技术水平难以提高。

(3) 电磁机构及触点动作速度比较慢, 机械和电磁惯性大, 系统控制精度难以提高。

(4) 系统结构庞大, 能耗较高, 机械动作噪音大。

(5) 由于线路复杂, 易出现故障, 因而保养维修工作量大, 费用高;而且检查故障困难, 费时费工。

电梯继电器控制系统故障率高, 大大降低了电梯的可靠性和安全性, 经常造成停梯, 给乘用人员带来不便和.惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底, 不但会造成电梯机械部件损坏, 还可能出现人身事故。

1.3 PLC的定义及工作原理

PLC的基本工作如下:

(1) 输入现场信息:在系统软件的控制下, 顺次扫描各输入点的状态;

(2) 执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令, 根据输入状态和指令内容进行逻辑运算。

(3) 输出控制信号:根据逻辑运算的结果, 输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号, 实现所要求的逻辑控制功能。

1.4 PLC控制电梯的优点

(1) 在电梯控制中采用了PLC, 用软件实现对电梯运行的自动控制, 可靠性大大提高。

(2) 去掉了选层器及大部分继电器, 控制系统结构简单, 外部线路简化。

(3) PLC可实现各种复杂的控制系统, 方便地增加或改变控制功能。

(4) PLC可进行故障自动检测与报警显示, 提高运行安全性, 并便于检修。

(5) 用于群控调配和管理, 并提高电梯运行效率。

(6) 更改控制方案时不需改动硬件接线。

二、电梯PLC控制系统的设计

2.1 电梯的构造

电梯是一种特殊的起重运输设备, 由轿厢及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货的部位, 配重是为了改变电梯电机负载的特性以提高电梯安全性而设置的。

2.2电梯控制系统原理及要求

(1) 电梯位置的确定与显示

(2) 轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号。

(3) 电梯自动运行时的信号响应。

(4) 轿厢的启动与运行

(5) 轿厢的平层与停车

2.3 PLC控制系统程序设计的步骤

程序设计主要包括绘制控制系统流程图、设计梯形图、编制语句表程序清单。控制程序是控制整个系统工作的条件, 是保证系统工作正常, 安全、可靠的关键。因此, 控制系统的设计必须经过反复调试、修改, 直到满足要求为止。

2.4 电梯PLC控制系统的设计

(1) 电梯的运行过程

(2) 选择PLC

PLC容量的估算方法:

PLC容量包括两个方面:一是I/O的点数, 二是用户存储器的容量。

(3) PLC规模的估算

(1) 输入、输出点的估算

(2) 存储容量的估算:

2.5 电梯控制系统要求

(一) 开关门环节

(二) 层楼信号的产生与清除环节

(三) 停层信号的登记与消除环节

(四) 外呼信号的登记与消除环节

(五) 电梯的定向环节

(六) 自动运行时启动加速和稳定运行环节

(七) 停车制动环节

三、控制系统指令说明

3.1 开关门控制环节梯形图 (非全部)

3.2层楼信号的产生与消除环节

3.3 LED楼层显示环节

3.4 停层信号的登记与消除环节指令

3.5外呼信号的登记与消除环节

3.6 电梯的定向环节

3.7电梯自动运行时起动加速和稳定运行环节

3.8电梯停车制动环节

四、结束语

利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制, 通过合理的设备选型、参数设置和软件设计, 提高了电梯运行的可靠性。在整个设计中, 用到了以前所学的知识, 设计过程中更加明白如何去分析问题、解决问题的方法。

参考文献

[1]李惠昇.电梯控制技术.机械工业出版社, 2002

[2]常小玲.电气控制系统与可编程控制器.机械工业出版社2003

[3]张汉杰.王锡仲.现代电梯控制技术.哈尔滨工业大学出版社, 2001

电梯控制系统中信号反馈问题详解 篇5

电梯控制系统中的信号多种多样，通常电梯控制系统信号反馈主要有以下几种：①控制系统运行指令的执行器件的反馈信号（如上下行接触器、制动接触器、运行接触器、抱闸接触器、快慢车接触器等信号）；②ACVV及VVVF装置故障信号，VVVF运行中信号反馈；③抱闸线圈得失电检测信号反馈（即抱闸线圈动作检测信号）；④电机热保护信号反馈（或电机过电流信号）；⑤电源错缺相信号反馈；⑥速度检测信号反馈。

针对以上几个主要信号反馈问题作简单介绍，以帮助读者设计电气原理图和编制系统程序。1 控制系统运行指令的执行器件的反馈信号

运行指令的执行器件通常是由一些接触器或继电器组成，也就是说我们可以将这些接触器或继电器辅助触点接入微机控制系统中，由微机来判别这些器件的执行情况。在电梯每次起动前，都对这些信号进行检测，在这些器件收到微机的执行指令后也要进行一次状态检测。如果执行器件的反馈信号在电梯起动前正确，则允许电梯的内外指令登记，否则电梯进入故障保护状态；如果执行器件收到微机的执行指令后反馈给微机系统的信号正确，则允许电梯作正常运行；如果执行器件收到微机的执行指令后反馈给微机系统的信号不正确，则微机立即取消执行指令，控制电梯紧急停止并进入故障保护状态。笔者维修一台电梯，型号为SPVV，该电梯控制系统采用OMRON C200H可编程控制器，拖动系统采用德国交流调压调速装置，内外召唤指令输入及输出采用矩阵扫描方式。该电梯故障现象为：当电源刚接通时，C200H第二通道有矩阵扫描脉冲输出，大约2～3s后，扫描脉冲消失，从而使电梯无法进入正常运行状态。该电梯部分执行器件反馈信号如图1所示。

从图1中我们可以看出该电梯检修部分是通过调压装置输出动力电源，因为执行器件只有3个主接触器SC、XC及C，从PLC输入点可以观察到第6通道02点不导通，在待机状态下02点应该处于导通状态，经观察发现C接触器铁芯卡住，致使02点输入信号不正常，将C接触器进行修复，控制屏重新上电，一切恢复正常。C接触器是该电梯控制系统中起着非常重要作用的一个执行器件，它直接给电机提供直流制动力矩，如果C接触器有机械卡住或线圈断路情况，电梯将产生飞车以致引起电梯冲顶或 底。后经询问客户，该电梯确实发生过冲顶。下面我将OTIS300VF电梯控制系统中的主要执行器件的反馈信号画给读者，以供参考（如图2）。

在图2中，U表示上行继电器；D表示下行继电器；SC表示速度检测继电器；ETSC表示紧急终端速度检测继电器；INS为检修继电器；UD表示运行继电器；UDX表示运行辅助继电器；LB表示松闸继电器。2 ACVV及VVVF装置故障信号，VVVF运行中信号反馈

ACVV及VVVF装置故障信号、VVVF运行中信号也称为使能信号，它们大多数由继电器或光电晶体管输出，此信号可直接送入微机控制系统输入接口回路中，如果故障信号出现时，控制系统应立即取消内外召唤指令，使电梯停止运行；如果VVVF装置运行中信号正确，则电梯抱闸打开，电梯运行，如果运行中信号丢失，电梯停止运行，并进入故障保护状态。故障信号是对电梯拖动系统进行实时监控，此信号反馈对电梯安全运行至关重要。抱闸线圈得失电检测信号反馈（即抱闸线圈动作检测信号）

抱闸线圈得失电检测可通过抱闸微动开关进行检测，当抱闸线圈得电时，抱闸打开带动微动开关动作，微动开关信号反馈给微机输入接口电路，自微机发出抱闸打开指令起延迟1～2s时间。如果在1～2s时间内收到微动开关反馈信号不正确，控制系统应立即取消电梯运行的各种命令，使电梯进入无效运行状态。这一信号对于保护电机及各种调速装置非常有用，处理不当的话，容易引起重大设备损坏，严重的会引发火灾。电机热保护信号反馈（或电机过电流信号）

预埋在电机内部的热敏电阻是检测电机是否过热的器件，此信号通过外部电子线路对这一信号进行放大和比较后反馈给微机输入接口电路中，由软件实施控制。电机过电流信号在不同的电梯中执行器件不同，在交流双速梯和交流调压调速梯中，该信号通常由热继电器给出，此时该信号可直接串入电梯安全回路中，也可输入微机输入接口。在变频调速电梯中，变频器输出电流由变频器故障信号或运行中信号进行监测，这一信号的处理方法在上面已作了详细说明，这里不作说明。在变频器三相交流输入侧的过电流可通过三相空气开关或热继电器进行检测，采用空气开关可直接切断变频器动力电源，空气开关容量的选择应与变频器的容量一致；由热继电器进行检测时，需将热继电器输出信号串入电梯安全回路中或直接送给微机输入接口电路中由软件实施控制。5 电源错缺相信号反馈

该信号反馈大多数采用相序继电器输出，给出的信号可直接串入电梯安全回路中，这里不再细说。6 速度检测信号反馈

在有些直流调速和交流调速电梯中，通常将电机速度反馈信号单独送到速度检测器。速度检测器由一些电子元器件构成，速度反馈信号源有2种：一是模拟量（直流测速发电机）；另一种是数字量（由旋转编码器产生）。对于模拟量信号源可直接由比较电路进行信号比较及放大电路处理，由继电器或晶体管输出。继电器或晶体管输出的信号反馈给微机输入接口，由微机控制电梯是否处于正常运转状态。在VVVF拖动系统中速度检测信号直接进入变频器，变频器输出故障信号给微机系统，这种情况在上面已作了说明，这里不必细说。

电梯的电气控制系统故障分析 篇6

1.电梯安全回路控制

电梯电气控制技术随着安全技术的发展而快速提高。由关键安全控制点设置的安全触点和安全电路组成的电气安全回路，可以对电梯驱动装置主控电器直接以硬件连接的方式控制，所以电气安全回路控制是电梯安全电气控制的重点。这种安全电路结构可以很好的防止电磁干扰，可以降低微电路软件程序错误对电梯关键安全控制环节的威胁，以保证电梯关键安全控制系统的安全性和可靠性。

2.电梯安全回路控制的控制重点

电气安全回路对驱动装置主控电器的控制连接方式一定要是直接连接。在电梯控制电气结构设计中，某些状况下还存在着一些程序软件间接连接的设计。此类控制方式在发生外部意外因素干扰时，会造成严重的危险。例如电气安全回路中的门锁触点，有些设计过分信任微程序的工作可靠性，忽视了电气安全回路控制点失误后果的严重性，将门锁触点通过程序控制器间接控制驱动装置主控电器。[1]

对驱动装置、限位器装置、制动器控制电器这类关键控制电器的故障防护是电梯安全控制的一个重点。必须对驱动装置、限位器装置、制动器控制电器的工作状态进行实时有效的监控。上述关键电器的电气防护措施一定要采用的双套独立的电气控制。

二.电梯电气控制系统常见故障分析

1.从电梯发生故障的范围来看，主要有以下几点：

（1）门动系统的故障：主要是各种门机系统故障和电气元件的触点接触不良造成的。元器件质量、安装调整质量、维护保养质量等都可能造成此类故障的发生。

（2）各安全开关和触点出现的故障：安全回路的故障可分为事实性故障与错误动作故障两类。

（3）指令召唤按钮及各种信号灯故障。

（4）机房内继电器和接触器发生故障。

2.从电梯的故障性质来看，主要有短路故障和断路故障：

（1）断路就是由于某种原因该接通的电路不通，因此该元器件不能工作，电梯被迫停车，信号无法正确指示。引起断路的原因主要有：①电器元件或者组件引入引出线压紧螺母松动②回路中作为连接点的元件焊接接触不良或者虚焊③继电器或接触器的接点被电弧烧毁，出现接点表面氧化层，从而造成接触不良④接点的簧片被接通或断开时产生的电弧加热，冷却后失去弹力，造成接点的接触压力不够，从而产生接触不良⑤继电器或接触器吸合或断开时由于抖动使触点接触不良。

（2）短路就是由于某种原因，不该接通的电路被接通或者接通后线路内电阻很小。短路时控制系统执行程序混乱，也可能失控无法执行指令停车。造成短路的原因常见的有：①方向接触器或继电器的机械和电子联锁失效，造成接触器或继电器抢动作短路②接触器主触点接通或者断开时产生过强的电弧使得周围的介质电器元件的介质被击穿而短路③电器元件的绝缘材料老化、失效、损坏以及外界导电材料入侵造成电器元件绝缘破坏，从而造成短路。

三.电梯电气控制系统常见故障检测及解决措施

一般根据电梯控制原理来判断电气控制系统故障。因此要迅速排除故障必须掌握控制系统在电梯运行全过程各环节的工作原理，各电器组件之间相互控制关系、各电器组件、继电器和接触器及其触点的作用，然后结合系统故障来分析判断故障的原因以及解决措施。

当电梯出现故障时一般来说有两种方法来检测和处理故障：

1.短路故障检查方法。

①电源间短路：短路后会产生极大的短路电流，能将熔断器熔体烧毁，这种情况比较明显，所以当对电路分析时便可查到出并排除。

②局部电路短路，当触点粘合时，开关联想不释放，出现这种短路的时候，不会产生很大的电流，熔断器保持完好。出现的故障就是电梯失控或者某一继电器不能释放，这要根据相关的继电器分段来断开，并且逐步的排除故障。

电梯自动控制系统设计 篇7

1.1 系统的控制要求

该模拟电梯由模拟四层电梯装置、电梯控制系统等组成, 其中模拟电梯高40cm, 每层高10cm。由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制, 而楼层和轿厢的呼叫是随机的, 因此, 系统控制应采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上, 根据随机的输入信号, 以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。

另外:

1.1.1 每层楼设置一个接近开关以检测轿厢位置。

1.1.2 为便于观察, 对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示, 我们采用LED和发光管显示, 而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示 (开关上带有指示灯) 。

1.1.3 为了电梯的运行安全, 系统设置正反向运行互锁功能、故障保护。

1.2 PLC与系统的硬件配置

考虑到以下几方面, 我们选用了Fx1N型PLC。

1.2.1 FX1N配置灵活, 除主机单元外, 还可以扩展I/0模块, A/D模块, D/A模块和其它特殊功能模块。本系统设计需I/0 30点 (输入1 4 点, 输出16点) 。主机采用小型化基本单元FX1N-40MR。

1.2.2 FX1N指令功能丰富, 有各种基本指令27个, 功能指令89条, 且指令执行速度快。

1.2.3 FX1N PLC可用内部辅助继电器M, 状态继电器S, 定时器T, 寄存器D, 计数器C的功能和数量满足了系统控制要求的需要。

1.2.4 FX1N PLC的编程, 可用编程器, 也可以在PC机上使用三菱公司的专用编程软件FXGP_WIN-C进行。编程语言可用梯形图或指令表。尤其是可用PC机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。该控制系统的硬件配置如图l所示。

2 软件的设计及特点

2.1

PLC I、O分配表

2.2 软件设计特点

2.2.1 采用同方向就近原则。

根据电梯所处的位置和运行方向, 在编程中, 电梯向上运行时, 在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号, 该呼叫信号所对应的楼层内部继电器状态为1, 如电梯停于一楼, 此时二、三、四楼同时有上呼信号, 如果用M0、M1、M2来控制电梯上升, 则M0先接通, 到达二楼后M0断, 打开厢门, 当厢门重新关闭后, M1接通, 电梯继续上升, 到达三楼后M1断, 打开厢门, 当厢门重新关闭后, M2接通, 电梯继续上升, 到达三楼后M2断。实现随机逻辑控制提供了基础。

2.2.2 采用随机逻辑控制。

当电梯以某一运行方向接近某楼层的楼层检测开关时, 判别该楼层是否有同向的呼叫信号, 如有, 则在该楼层减速停车:如无, 继续动作, 直到该动作完毕后, 停止, 以实现随机逻辑控制。

2.2.3 采用软件显示。

本系统利用行程判断楼层, 并转化成BCD码输出, 通过硬件接口电路以LED显示。

2.2.4 对电机的控制。

PLC根据随机逻辑控制的要求, 可发出正向运行、反向运行及制动信号, 根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。同时, 当系统出现故障时, PLC中止发出控制信号。

2.2.5

程序中大量使用PLC内部辅助继电器, 确保程序能长时间无故障运行。

3 部分梯形图和指令表 (见图2)

本系统运行情况良好, 系统的各项控制要求均己达到。是“PLC控制系统”实验教学的一个重要补充, 在很大程度上提高学生实践编程能力和调试能力。因此, 该实验系统教学和科研上具有一定的推广意义。

参考文献

[1]郁汉琪, 电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京:东南大学出版社, 2003.

[2]张桂香, 电气控制与PLC应用[M].北京:化学工业出版社, 2003.

电梯自动控制系统设计 篇8

关键词：PLC,变频器,电梯

0 引言

随着城市建设的不断发展, 高层建筑的不断增多, 电梯作为高层建筑中的交通工具已与人们的日常生活密不可分。采用变频调速的电梯, 结构紧凑, 噪声低, 提高了运行效率, 维修简单, 故障率低。变频调速为无极调速, 调速范围宽, 因此提高了乘坐的舒适感。目前电梯的控制普遍采用了两种方式:以计算机作为信号控制单元;用PLC取代计算机实现信号控制。从控制方式和性能上来说, 这两种方法并没有太大的区别, 但以PLC为基础的位移控制技术更具可靠性, 程序设计方便灵活。根据电梯控制系统的控制要求, 介绍基于PLC和变频器的电梯控制系统设计方案。

1 系统结构

采用变频调速控制系统来控制电梯, 系统结构如图1所示。系统由操控盘、呼梯按钮盒、轿厢和门控信号、井道信号、PLC、OP、PG、门电机、变频器、制动电阻、拽引电机及减速机等设备组成。系统可实现电流、转速、位移的三重闭环控制。

2 硬件设计

2.1 PLC及OP的选择

PLC选择西门子S7-200系列。根据系统控制要求, 可以确定电梯控制系统信号的输入、输出数量。根据信号数量并留出余量, 从而确定CPU、数字量扩展模块及模拟量扩展模块的型号。根据控制系统的输入输出要求, 可以确定输入输出点的地址分配表。

OP选择SIEMENS的TP177 MICRO面板, 其具有更好的人机交互效果。

2.2 变频器的选择

为降低电梯成本, 节约用电, 并且保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适感, 采用SIEMENS公司的MICROMASTER 440变频器。该变频器具有高级的矢量控制、线性V/F控制、多点设定的V/F控制及FCC (磁通电流控制) 功能, 可实现电流及转速闭环控制。

3 系统软件设计

3.1 软件选择

由于采用的是西门子S7-200系列CPU, PLC编程软件选择与之对应的STEP 7 Micro WIN V4.0 SP6, OP的编程软件为SIMATIC Win CC flexible 2008。

3.2 软件设计

系统PLC控制程序按功能分为8部分, 分别为厅外召唤和轿厢请求、轿门开关、定向、选层、快速换速、平层停车、楼层显示和脉冲信号故障检测。PLC控制功能流程图如图2所示。

3.3 控制策略

系统设计采用电流、转速、位移三重闭环控制策略。电流和转速的闭环控制功能由变频器和PG完成, 位移的闭环控制功能则由PLC和PG共同完成。

3.3.1 位移控制策略

位移控制采用变频调速双环控制可基本满足要求, 但和国外高性能电梯相比还需进一步改进。为此, 利用变频器与PG构成速度环的同时, 通过PG输出电梯位移成比例的脉冲数, 将其引入PLC的高速计数输入端口, 通过累计脉冲数计算出脉冲当量, 由此确定电梯位置。楼层参数是一定值, 因此电梯所在楼层位置、快速换速点、门区信号和平层位置等都可以换算成对应的脉冲数, 将累计脉冲数与各参考点对应脉冲数比较, 从而实现位移控制。

电梯位移:

式中, N为累计脉冲数;S为脉冲当量。S计算公式:

式中, L为减速机的减速比;D为拽引轮直径;p为旋转编码器每转对应脉冲数;r为PG的分频比。

3.3.2 转速控制策略

电梯作为一种载人工具, 在不同负载状态下, 除要求安全可靠外, 还要求运行平稳, 乘坐舒适, 这些就需要理想的加减速曲线。

事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器, 程序运行时, 通过查表方式写入D/A, 由D/A转换成模拟量后将理想曲线输出给变频器实现调速。

这种控制策略对查表的实时性要求高, 而PLC运行采用周期扫描机制, 在一个周期内, CPU对整个用户程序只执行一遍, 这个周期时间由用户程序的大小决定, 是不可控的。因此查表只能放在中断中执行, 其中加速过程的查表采用定周期中断, 减速过程的查表采用高速计数内部中断。运行条件的判断、运行模式的选择、查表等与运行曲线产生有关的程序放在中断服务程序中。

3.4 PLC程序设计

利用PG将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端, 构成位置反馈。高速计数器累加的脉冲数反映电梯的位置。系统将高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较, 以判断电梯的运行距离、换速点、平层点和加减速点等, 由此实现位移闭环。电梯在运行过程中, 通过位置信号检测, 软件实时计算电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置等。

3.4.1 厅外召唤和轿厢请求

在正常运行的情况下, 当有轿厢请求或厅外召唤时, 电梯以此为目标在楼层间运行, 运行的过程中判断是否有其他楼层的按钮被按下, 自动记忆各种呼叫信号, 在电梯到达某层停车时, 自动消除顺向呼叫信号, 保存反向呼叫信号。

3.4.2 轿门开关

由PLC对门电机的控制来实现轿门的开关。电梯运行过程中即使按下开门按钮, 电梯门也不会打开, 如果电梯门没有完全关闭, 电梯不进行上下运行, 以保证乘客的安全。

开门的情况:

(1) 本层呼电梯开门:人在轿厢所在层, 用呼梯按钮盒进行呼梯。

(2) 到层开门:轿厢到达乘客指定的楼层, 门会自动打开。

(3) 轿厢开门按钮开门:电梯在非运行状态下, 通过轿厢内的操控盘开门按钮开门, 门自动打开。

(4) 上电复位开门:在电梯刚刚上电时, 门自动打开。

关门的情况:

(1) 通过轿厢内的操控盘关门按钮关门。

(2) 5s后没人使用, 则自动关门。

3.4.3 定向

当电梯处于底层或者顶层时, 运行只有一个方向:上升或者下降。电梯的上升和下降是通过电机的正反转来控制的。如果停留在中间层, PLC计算出电梯当前位置, 并与目标楼层位置脉冲数进行比较, 自动选择电梯的运动方向。

3.4.4 选层

电梯在运行时, 通过电梯运行控制调度策略来控制电梯, 当电梯接到多个轿内或厅外指令时, 自动选择合理的停靠层站。

3.4.5 快速换速

当高速计数器值与换速点对应的脉冲数相等时, 若电梯处于快速运行且本层有选层信号, 发快速换速信号;若电梯中速运行或虽快速运行但本层无选层信号, 则不发换速信号。

3.4.6 平层停车

轿厢运行后需要确定在哪一层站停车。平层指停车时轿厢的底与门厅地面应相平齐, 一般都有平层误差规定, 即两个平面相差不能超过5mm。当高速计数器数值等于平层点所对应脉冲数值时, 发平层信号。先是减速, 然后才开始制动, 以减小冲击, 提高平层的准确性以及乘客的舒适感。

3.4.7 楼层显示

设计采用相对计数方式, 运行前通过自学习方式, 测出相应楼层位置脉冲数。楼层计数器为一双向计数器, 当到达各层的楼层计数点时, 根据运行方向进行加或减计数。运行中, 高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较, 相等时发出楼层计数信号, 上行加1, 下行减1, 为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数, 采用楼层计数信号上沿触发楼层计数器。

PLC输出端直接与七段数码管连接, 无需外部硬件译码器, 由PLC软件进行七段译码, 直接驱动数码管显示层楼数。当电梯停在某层上时, 显示当前楼层的数字号;当电梯运行到楼层中间时, 需要借助延时程序;电梯离开某层楼时, 用一个中间继电器来保持它的上一状态, 轿厢显示为保持上一状态的楼层;当轿厢运行到任一其它楼层, 中间继电器失电, 此时轿厢显示为即将到达的最近楼层。

脉冲信号的准确采集和传输尤为重要, 为检测旋转编码器和脉冲传输电路故障, 设计无脉冲信号和错漏脉冲检测电路, 通过实时检测, 确保系统正常运行。为消除脉冲计数累计误差, 在基站设置复位开关, 接入PLC高速计数器的复位端。

3.5 OP程序设计

OP设计可以分为两大部分:参数显示和控制按钮。显示屏主要显示当前轿厢所处楼层位置以及载重、各楼层需要停靠状态、值班人员、当前时间等参数信息。设置用户登录按钮, 用于不同值班人员之间的切换, 进入工作人员使用画面需输入正确密码。手动、自动按钮可以根据实际需要实现系统自动控制和工作人员手动控制、调试电梯运行参数。当发现OP显示电梯的参数与实际有误差时, 可以用参数清零按钮清除参数, 并重新设置。当乘客发现轿厢门不能打开或有其他危险情况, 可以按下报警按钮, 系统则发出语音报警, 危险消除时, 可以按下取消报警按钮来解除报警。

4 结语

系统采用PLC高速计数器采集编码器脉冲, 来确定电梯位置及速度, 并配合楼层限位传感器确保位置信号准确无误, 采用变频器来控制电器运行数据, 可以根据不同的距离智能调节启动加速度以及制动加速度, 从而提高乘坐的舒适度。

参考文献

[1]王立权, 王宗义, 王淑钧, 等.可编程控制器原理与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2004

[2]尹刚.基于PLC的变频调速电梯系统设计[D].沈阳:沈阳工业大学, 2008

[3]石云.基于PLC的电梯控制系统的设计和实现[J].工业控制计算机, 2009, 22 (4) :5-6

[4]廖常初.西门子人机界面 (触摸屏) 组态与应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2007

电梯电力拖动控制系统的设计 篇9

1 电梯拖动系统的模型和设计

一般对电力技术的研究是研究电动机的原理以及调速的方法、控制的实现等[1], 在电机技术方面其主要建立在研究直流、交流、同步以及异步电动机的原理的基础之上[2]。电力拖动系统的调速方法一般遵循系统运动的基本方程, 通过建立负载特性曲线和机械特性曲线的稳定交点, 移动人为机械特性曲线进行调速[3]。

1.1 一般电力拖动系统的模型

对于电力系统的运动部分是由电动机转子、减速机构和负载运动三部分组成。其运动系统的模型为电磁转矩和负载转矩的差值[4], 可以用下面的公式来表示:

式中ME为电磁转矩;ML为系统总阻力矩;J为转动惯量;Ω为电机轴旋转角速度, 旋转角加速度。

在电力拖动系统中我们经常采用电机的飞轮惯量GD2和转速n来进行分析和计算, 故上面的公式可以用下式来代替:

ME-ML=375dtGD2 dn

以上即为电力系统的基本运动方程式, 当ME>ML时, ME=ML拖动系统加速运行, 拖动系统恒速或者静止, ME

1.2 电梯拖动系统模型的建立

电梯是人们上下楼时的主要交通工具, 运行过程中会频繁的加速和减速, 所以电梯的拖动系统要具有较高的运行效率, 并且满足人们舒适感的要求[5]。

根据系统的要求, 我们初步确定电梯运行过程中的速度曲线应该圆滑过渡, 采用正弦速度曲线模型;负载特性曲线采用抛物线模型。

2 电梯拖动系统的调速和控制方式

2.1 电梯拖动系统的调速原理

电梯的运行过程是按照预先设定的速度曲线进行, 控制系统的作用是实现电机的调速, 而且要保证系统在调速的过程中仍能稳定运行, 调速实际上就是改变系统的稳定转速[3]。

通过对电梯拖动模型的分析, 系统的稳定转速是由转矩稳定交点决定的, 改变电梯的转速就意味着转矩稳定点位置的变化。改变拖动系统的电气参数不能改变其负载特性, 因此要改变转矩稳定点的位置就必须通过改变电机的机械特性来完成, 即通过改变电气参数来改变电机的固有机械特性, 使其能够在转矩图上与负载特性曲线产生新的稳定交点, 进而改变拖动系统的稳定转速。

当电机的电气参数改变后, 其机械特性也跟着改变。由于转动惯量的影响, 转速不会发生突变, 电磁转矩则会发生突变, 整个系统的合转矩发生变化, 从而产生加速度, 引起系统的加速或者减速运行, 但是转速最终会过渡到一个新的稳定交点。上述从一个稳定状态转化到另一个新的稳定状态的过程就是调速的过程。

随着调速技术的发展, 实现连续平滑的调速过程, 减少调速过程中的机械冲击是人们追求的目标。所以调速的过程中要构造一系列可连续改变的认为机械特性曲线簇, 并且根据一定的规律使拖动系统能够在各个机械特性之间快速的转换。

2.2 变频调速电梯的调速方式设计

对于交流异步电动机, 其铁心的材料是非线性的, 所以磁化曲线在磁通较大时才会进入饱和状态。我们在设计电动机时往往希望其磁通∮尽可能的大, 但是电磁转矩与磁通的大小成正比, 所以考虑到电磁转矩的变化其磁通不能无限增大。

对于交流电动机其定子绕组的感应电动势为:

式中w1电子绕组的匝数;kw1绕组系数是常数, 上面的公式又可以改写为:

为了使电梯运行过程中磁通保持在额定磁通的位置上, 必须同时改变频率f1和定子绕组的电动势E1, 即:

经过转换我们得到:

通过对上述公式的分析, 我们得出:当降低频率时必须相应的降低定子的电动势, 从而保持磁通恒定;反之, 则要提高定子的电动势。必须注意的是频率的变化不能高于电动机的额定频率, 这样会导致定子的额定电动势高于额定值, 对电动机的绝缘造成威胁。因此异步电动机的控制原则如下。

(1) 当f1

(2) 当f1>f1N时, 应保持E=E1N。

由此可以得到U、E和IZ之间的关系为U≈E+IZ。

定子端的电压易于检测和控制, 所以在实际应用中经常采用控制定子端的电压U和电源的频率f来实现电梯拖动系统的调速, 这样可以使电机的磁通保持在一个恒定的状态, 在较宽的范围内实现调速。采用这样的调速方式电机的转矩、效率和功率因素都不会下降, 因此我们也称这种控制方式为恒压频比控制方式。

2.3 变频调速电梯的控制方式的设计

变频调速电梯的变频器采用组合交流电路, 电网中发出的电能经过变频器后能够完成电能从交流到直流再到交流的转换。这个过程的实现是变频器通过采用脉宽调制技术来改变通过电流的频率和电压, 从而实现对电机转送的控制[6]。脉宽调制技术的工作原理是通过改变调制周期控制信号输出的频率, 进而控制输出电压的幅值和频率的大小[7]。

主电路设计如图1所示。

输入功率部分采用不可控的三相桥式整流电路, 其主要参数为, 耐压1200V, 额定电流为40A, 这样可以方便的接入220V的家庭电路。滤波电容C可以滤平全波整流后的电压纹波, 也可以在负载发生变化时保持直流电压的平稳, 这次设计中电路中的电容采用200uF/400V的电容串联。逆变部分则通过功率元器件的通断来输出相应的交变脉冲电压序列[8], 其主要参数为耐压1200V, 峰值电流为100A。

3 结语

电梯运行过程中的重要部分是其电气控制部分, 为了提高电梯的运行平稳性, 设计中我们采用了PWM调速方式, 实现了电梯运行过程中的平稳变速性能, 对控制技术的研究有非常重要的意义。

摘要：电梯拖动的目的是为了给电梯的运行提供能源, 是电梯正常运行的必要条件。本文通过分析电力拖动系统的运动规律的模型, 建立了电梯的拖动模型。改变控制系统中的电气参数可以实现电梯的调速。

关键词：电梯,拖动系统

参考文献

[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2003:147-148.

[2]赵影.电机与电力拖动[M].北京:国防工业出版社, 2006:28-30.

[3]王树.变频调速系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社, 2005:8-12.

[4]张汉杰, 王锡仲, 朱学莉.现代电梯控制技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2001:35-39.

[5]陈恒亮.梯结构与原理[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2005:10-13.

[6]朱坚儿.利用变频器改善电梯的运行性能[J].中国电梯, 2005, 15 (11) :52-54.

[7]吴守箴, 臧英杰.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2003.

基于模糊控制的电梯群控系统设计 篇10

关键词：模糊控制,电梯群控,智能算法,智能控制

引言

随着时代的进步, 经济的发展以及人们生活水平的不断提高, 高层建筑的数量也不断地增多, 于是客运电梯、货载电梯等各式各样的电梯被投入使用, 在一栋大楼内, 往往需要安装多台电梯。如何使电梯高效、安全的运行, 成为了人们越来越关注的问题。由于电梯交通客流变化的随机性以及电梯群控系统的不确定性、多目标性、扰动性、非线性和信息的不完备性等因素, 没有办法建立被控对象的精确数学模型, 也无法采用传统的控制方法很好地解决这些问题, 这势必需要采用智能控制技术。作为智能控制技术之一的模糊控制技术, 在解决非线性、不确定性等问题上具有很大的优势。

所谓电梯群控系统 (EGCS:Elevator Group Control System) , 就是指将建筑物中的多部电梯依据大楼的功能及楼层人口分布状况划分出乘梯群 (Elevator Group) , 再由微机控制系统, 或者可编程控制器对电梯群的指令信号、内呼信号、外呼信号、进行统一的登记和管理, 再根据系统设定的派梯策略和建筑物中的实际交通状况, 得到最优派梯决策的控制系统[1]。从电梯控制的智能化角度讲, 需要在电梯群的控制程序中采用先进的调度规则使被控电梯群有优质的服务质量, 即在不同的交通情况下, 使群控能够派出最适合的电梯响应呼叫。而评价电梯的综合因素包括乘客心理因素以及环境因素等, 在本设计中可以对应到乘客候梯时间的长度、乘客乘梯时间的长度、能源消耗的作为评价函数, 群控系统的作用即是对多个目标对象进行优化控制[2]。

1 电梯群控系统总体设计方案

1.1 电梯系统总体控制方案

系统以控制器Control Logix为核心, 应用以太网, 选择变频器作为执行机构, 异步电机作为控制对象, 测速发电机作为检测机构, 构成闭环控制回路[3]。通过PLC的输入端输入内呼、外呼信号, 以及交通流信息和重量检测信息, 通过输出端发出的呼梯信号指示, 运行方向指示, 楼层信号指示, 以及开关门停机控制等来控制电梯群的安全正常运行、报警、显示等功能。控制框图如下。

1.2 电梯控制系统功能

基于模糊算法, 将各个电梯的实时数据传输到模糊控制器中, 群控器中根据已经设定的模糊化规则进行模糊处理, 将处理后的数据, 得到一个隶属度的输出后, 根据不同交通流下的不同权值相乘, 最后得到一个派梯函数的最终值[4]。

为了兼顾乘客的乘梯需求和电梯的运载能力及其能量损耗, 能最大的满足系统的各项指标和要求, 电梯群控系统索要纳入考虑的问题如下[5]:

(1) 决策变量:即单位时间间隔内不同种类客流人数的百分比、各电梯的运行状态 (运行方向、所在楼层、呼叫信号所在楼层等) 。

(2) 评价函数:即在在某种客流交通模式下, 给予乘客平均候梯时间、乘客的平均乘梯时间、电梯能耗的不同权值相加后所组成的评价函数。

(3) 客流交通模式:电梯的客流交通模式是由电梯群系统在某单位时间内, 电梯上下行以及中间层的客流人数进行计算和辨别, 它反映了电梯群控系统所处的交通状况[6]。

2 电梯群控系统原理

2.1 模糊控制的基本原理

该系统是在模糊控制数字化控制的基础上建立的, 它的控制器叫做模糊控制器。该系统通过数字变量的输入、模糊量化处理、模糊控制规则、模糊推理 (决策) 、去模糊化处理进而输出完成整个过程[7]。如图2所示。

2.2 交通流辨别

不同地区不同用途的建筑内的客流交通都各不相同, 同时, 在同一座建筑内的客流信息的改变随着时间的改变也会以一定的规律进行变化。对建筑物内的客流特征进行学习是为电梯群配以最恰当的派梯策略的基础[8]。

一般来说, 客流交通可以分为以下四种:

(1) 上行高峰交通模式; (2) 下行高峰交通模式; (3) 层间交通; (4) 空闲交通。

文章模拟对客流模式进行判别。将大楼内5分钟的客流人数进行统计, 将上行人数, 下行人数, 以及中间层活动人数进行统计。

进入乘客百分比u1:在5分钟内, 进入电梯的乘客占总乘客数的百分比。见式1。

进入乘客百分比u2:在5分钟内, 离开电梯乘客数占总乘客数的百分比。见式2。

层间乘客百分比u3:在5分钟内, 层间交通乘客占总乘客数的百分比。见式3。

相对交通强度u4:在5分钟内, 交通强度和进入最高峰交通强度的比值。见式4。

λin:5分钟内, 进入电梯的乘客人数。

λout:5分钟内, 离开电梯的乘客人数。

λinter:5分钟内, 层间乘客的人数。

HC:在5分钟内, 电梯群系统到达乘客人数和所载乘客数的百分比。在这里, 取HC=97, 即载客率为97%。

当时, 此时交通强度大幅度降低, 电梯处于空闲模式。若u4>30时, 处于其他交通模式。若此时u1≥75, 进入的乘客客流处于大幅度上升阶段, 故处于上行高峰模式, 若u1<75, 则处于其他交通模式。若此时u2≥70, 离开的乘客客流处于大幅度上升阶段, 故处于下行高峰模式, 若, 则处于其他模式, 也就是层间交通模式[9]。

2.3 模糊派梯原理

2.3.1 评价函数的建立。

在电梯群控系统中, 不同的调度策略会产生不同的调度结果, 而调度策略的好坏取决于电梯的调度是否符合当前的交通流的情况。在现实中不同的调度侧重的因素是各不相同的, 我们需要将各种调度的侧重点总结起来, 然后用定量的方式, 给予不同情况下不同的侧重点一个重要程度的标准, 也就是所谓的权重。最后将最后的结果相加, 得到一个函数值, 比较后, 得出该种情况下最优的派梯策略[10]。

通常情况下, 我们选用三个方面作为电梯群控系统评价:乘客的平均候梯时间 (AWT) 、平均乘梯时间 (ART) 、能源消耗 (RPC) 。

AWT:所有乘客候梯时间的平均值,

ART:平均乘梯时间也是描述电梯群控系统的重要指标。

RPC:电梯运行过程中的能耗状况是衡量电梯是否节能高效的一个重要因素。

电梯的调度算法实际上是一个评价函数, 综合以上四个评价标准, 可设定电梯的评价函数如式 (5) 所示:

Si:评价函数值, 表示第i台电梯响应某召唤信号的可信度。

SAWT:平均候梯时间短的隶属度, 其值越大说明候梯时间短的可能性越大。

SART:平均乘梯时间短的隶属度, 其值越大说明乘梯时间短的可能性越大。

SRPC:能源消耗低的隶属度, 其值越大说明电梯能源消耗低的可能性越大。

2.3.2 权系数的设定。

根据系统不同的交通流中的客流特点及侧重的评价条件情况, 在这里拟出一份较为合理的评价函数的权系数值, 如表1所示。

2.3.3 群控器输入量的确定和计算。

对于电梯系统来说, 输入量有很多, 同时他们之间相关联的量也很多, 如何选取合适的输入参量也是一个电梯群控制系统的关键问题。虽然不同的算法设计, 选取不同的输入量但最后的控制效果上都大同小异, 唯一不同的就是算法策略的复杂程度不同而已[11]。在这里, 我们介绍几个纳入计算的输入量:

WT (厅层召唤候梯时间) :从某一厅层召唤信号产生计时, 到被第i部电梯响应时乘客的候梯时间, 其包括轿厢运行时间和轿厢停靠时间两部分。见式6。

其中, 由于为了简便, 这里我们每台电梯的设定运行时间和停车时间都相同, 所以等待厅召信号时间的关键问题即是电梯所在楼层和厅呼信号产生楼层间的距离问题。

CV (电梯剩余容量) :相应某一厅呼信号后, 某电梯的剩余容量。CV的值越大, 则电梯对新召唤的响应能力越强, 其值与乘客进出电梯的流量有关。在计算时, 取轿厢的容量为额定容量的80%。在这里, 我们电梯的额定重量为1500kg, 则轿厢的容量为1200kg。见式7。

x:电梯内的承重重量。

GD (集中度) :由于电梯相比于匀速运动时, 在加速、减速运动消耗的能量更多。为了表示电梯接受的所有的召唤信号 (包括内呼信号和外呼信号) 和新产生厅呼信号的位置的密集程度, 所以引入GD (集中度) 的概念。这个指标是反应能耗的重要参考依据。见式8。

min distance:是某外呼信号和某电梯要停靠的所有楼层站的最小的距离。

floorhigh:建筑物一层的高度。

2.4 模糊派梯控制算法的设计

2.4.1 群控器输入量的确定和计算。

厅层召唤候梯时间WT、电梯剩余容量CV、集中度GD模糊化如图3所示。

2.4.2输出模糊处理。

将输出模糊处理, 平均候梯时间AWT的大小与用输入变量WT、CV相关;由CV则可获得平均乘梯时间ART的适应性[12];能耗RPC则与WT、GD相关。AWT、ART和RPC的隶属函数如图4所示。

将评价标准AWT、ART和RPC的隶属度用七个模糊变量“最大 (VVL) 、很大 (VL) ”、“大 (L) ”、“中 (M) ”、“小 (S) ”、“很小 (VS) 、最小 (VVS) ”表示。

3 系统硬件仿真

3.1 仿真参数

由于实验条件限制, 本次设计没有用到实际电梯的模型, 但是运用到了罗克韦尔自动化平台以及三台三相异步电动机以及直流测速电动机以及旋转编码器来模拟电梯运行的过程, 本次模拟的参数设置如下:

(1) 楼层数:4层; (2) 每层楼的高度:4m; (3) 运行速度:1m/s; (4) 加减速加速度:1.5m/s2; (5) 每台电梯的额定负荷:1500kg (实际承重不能超过额定负荷的80%, 即1200kg) ; (6) 拖动系统:曳引式升降, 交流电动机拖动, 机械齿轮传动; (7) 调速:变频器 (Power Flex40) 进行变频调速, 直流测速发电机作为检测机构反馈, 反馈电压与转速成正比关系; (8) 控制器选择Control Logix 1756-5561。I/O模块选择ACN1794, Flex的I/O远程模块。模拟输入与输出分别选择input CH0和output CH0, 量程选择-10-10V二进制补码百分比。

3.2 硬件框图

系统硬件框图如图5所示。

4 系统软件设计

4.1 系统流程图

本次设计使用的是由美国AB公司开发的RSLogix5000编程软件。RSLogix5000是专门针对Logix5550系列处理器而生成的专用的编程开发环境。利用RSLogix5000编程软件可以创建或者移除可执行代码 (如梯形图, 功能块) ;在线监控数据的变化;组态Control Logix系统的I/O模块和设备;组态控制器到控制的通讯;对Logix5550处理器编程, 包括对运动控制编程。

本设计中的模糊派梯部分梯形图如图6所示。

4.2 组态界面设计设计

4.2.1 组态软件简介

组态软件, 又称组态监控软件系统软件, 译自英文SCADA, 即Supervisory Control and Data Acquisition (数据采集与监视控制) 。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境, 使用灵活的组态方式, 为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。本次设计中将用到的是RSView32组态软件, 它是由罗克韦尔自带的监控软件, 和硬件进行连接更方便。

4.2.2 组态画面

5 结束语

通过建立一个虚拟的、抽象的电梯模型, 明确了程序功能的划分, 将多个简单的子程序发展完善了, 将电梯调度的功能提出来作为一个单独的、功能单一的核心程序的编制, 方便了电梯调度的实现过程, 体现了模块化、标准化的编程思想。将模糊控制规则运用到系统中, 通过改变不同权重以及参数, 从而达到电梯快速响应的效果, 并且不断增加和完善单梯的功能。

参考文献

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[11]杨祯山, 邵诚.电梯群控技术的现状与发展方向[J].控制与决策, 2005, 20 (12) :1321-1331.

电梯自动控制系统设计 篇11

关键词：电梯；电气控制系统；故障诊断；维修

中图分类号： TU857 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）23-164-2

0 引言

现代高层、超高层建筑的蓬勃发展，逐步凸显出了电梯这种基础设施的重要性。近年来，由于电梯安全事故造成的人员伤亡案例数不胜数，电梯作为建筑中重要的组成部分逐渐成为人们关注的焦点。电气控制系统是支撑电梯正常运行的重要组成部分，其发生故障直接影响着电梯的安全与稳定运行。因此，必须深入分析电梯电气控制系统的故障，采用合理的诊断方法判断其故障类型，并对故障点进行及时有效的检修，保障电梯运行的安全。

1 电梯电气控制系统的故障诊断与检修

1.1 电气安全回路故障分析

电梯的安全运行离不开各部件上安装的电气安全开关，串联后的电气安全开关由单独的安全继电器控制，当电气安全开关全部接通才能够使继电器自动闭合，此时电梯就会根据指令自动运行。电梯运行时会发送相关的信号，若电梯安全回路发展故障，导致电气安全开关无法接通，或者安全开关出现损坏，会直接导致电梯的停运，影响人们的出行甚至人身安全。此时电梯会停运，若停运状态的电梯无法探测相关信号，快慢车不能正常运行，则可以判定故障可能出现在电气安全回路上。检修人员在对上述故障进行解决时首先要检查机房控制屏上安全继电器的运行状态，安全回路确实存在故障时安全继电器处于释放状态，此时应及时对回路进行逐段检查，将故障点逐一排查，准确定位安全回路的断开点，及时修复，保障电梯的安全运行。

1.2 门系统的连锁回路故障分析

电梯运行前所有的厅门和轿厢门都处于关闭状态，才能确保电梯的安全运行。为了控制厅门和轿厢门应安装电气连锁开关，将厅门和轿厢门的开关通过连锁控制系统进行接通，闭合门锁的控制继电器，确保电梯在所有安全门关闭的状态下开始正常运行。短接轿厢门锁和厅门锁组成了控制屏，其中任何部分发生故障都会影响电梯的安全运行，必须及时采取合理的措施进行处理。当厅门和轿厢门全部处于关闭状态，但门锁继电器处于释放状态的话，表明门锁回路已断开。出现上述故障时首先要确定故障发生的准确位置是在厅门还是在轿厢门，若轿厢门出现故障则要调整关闭；若故障出现在厅门位置，在检修状态下，需要短接厅门锁回路，还要对厅门系统的闭合状态进行逐层检查，确保其处于良好的闭合状态，必要时还要对门系统的电气连锁开关的接触点进行检查，确保其接触良好。在门系统连锁回路故障排查出后要去掉门锁短接线，恢复电梯的快车状态。

1.3 继电器等内部元件故障分析

控制柜中的接触器、继电器等是电梯电气控制系统常发生故障的元件，这主要是由于强大的电流及电弧对这些元件产生冲击，损毁了这些元件的线圈，导致接触器、继电器等元件无法有效控制电气回路，造成电梯故障。即使线圈未被损毁，但电气回路中某个接触点被损坏，并与其他接触点连接，引发回路短路或断路，导致电梯发生故障无法正常运行。另外，灰尘会影响线路的良好连接，或者弹簧弹性不足影响元件性能，也都可能会引发回路短路的问题。若电气触点因短路而被烧坏，电气回路就可能会发生故障出现断开或线路闭合问题，从而造成电梯误动。据电梯事故的调查数据显示，此类故障极易引发电梯事故。因此，电梯检修人员在进行维修作业时要重视控制柜元件的检查，避免短路或断路问题造成电梯事故，确保电梯的安全运行。

1.4 电磁干扰导致的故障分析

电梯电气控制系统受电磁干扰的危害呈现出无规律的特点，具有很高的危险性，其可以降低系统设备的性能，导致电梯频繁发生故障，同时很难排查出来。控制柜中的微机电子板、电梯直通各种电子板等元件极易受电磁干扰的影响，电子板受到电磁干扰后极易引发控制电梯的计算机出现瞬间死机问题，导致电梯急停，引发安全事故。有效处理上述问题的措施是尽量缩短控制柜中各类走线的距离。同时，将走线和高压高频动力线进行隔离，控制柜中的通讯线要采用能够屏蔽干扰信号的屏蔽线或双绞线，在微机电子板进线处配置磁力线套来有效吸收高频杂波。此外，电气控制系统中的旋转编码器信号也会受到电磁干扰的严重影响，导致其平层精度的稳定性极大地降低，电梯运行时出现垂直振动问题，严重时可引发电梯滑梯。电梯的正常运行过程需要采用屏蔽网，降低电磁干扰，但信号线与动力线间距太近，信号线受到来自动力线传导的变频器产生的高次谐波的影响，稳定性急剧降低，引发电梯故障。有效解决上述问题的主要措施是将金属软管或其他金属管线敷设在采用屏蔽网的旋转编码器上，将金属软管和管线有效接地，这样旋转编码器的抗电磁干扰能力就会得到提高，进而保障电梯的安全运行。

2 电梯电气控制系统故障维修的实例分析

现代化科学技术水平的不断提高，多样化的电梯结构形式开始得到推广和应用，这无疑增加了电梯检修的难度。现代电梯检修人员不仅要具备较高的专业水平，对电梯各类型的结构样式和工作原理都有详细的掌握和了解，还要准确把握电气控制系统的电路图，这样才能在电梯发生故障时快速、准确地判定电梯故障发生的原因及具体位置，精确定位故障点，实施有效的维修，保障电梯的安全运行。下面将以2个电梯电气控制系统故障实例，具体分析一下故障的维修。

2.1 实例1

某高层建筑的电梯在轿厢门关闭后不运行。首先要分析该类故障的原因，以便采取正确的检修方法。正常的电梯运行是在层门、轿厢门全部关闭后，根据指令上下运行。图1显示的是电梯层门和轿厢门关闭控制电路图，其中KMJ为安装在轿厢门左上侧的轿厢门触点；1KMT-nKMT为安装在每层层门机械锁下侧的层门联锁触点。若某个KMJ或1KMT-nKMT出现断路，继电器JMS就无法实现通电吸合而导致电梯故障无法正常运行。因此，电梯在轿厢门关闭后不运行时要重点考虑并详细检查KMJ或1KMT-nKMT的断路问题。需要注意的是KMJ与1KMT-nKMT在运行时容易与机械碰撞，造成损坏或位移。所以在检查出此类故障时应及时进行更换或更新复位，保障电梯的正常运行。

2.2 实例2

某高层建筑中电梯在电梯门未完全关闭时就开始运行。首先分析故障发生的原因，确定采用的检修方法。图2显示的是电梯的关门电路图，通过对图1、图2的分析我们可以看出，当安全门全部关闭后电梯才能正常运行，也就是继电器JMS在KMJ与1KMT-nKMT接通后通电吸合，之后接通JQ、S或X的回路，电气在牵引电动机启动后开始运行。当存在未完全关闭开始运行故障时及时停车检查，首先检查KMJ与1KMT-nKMT触点是否处于良好的接通状态，之后检查继电器JMS中各个触点及触点线圈的吸合情况，各触点安装位置是否合理也是需要检查的一项内容。另外，S、X由继电器JMS中的各触点控制，当发生误动时电动机会启动而造成电梯在安全门未完全关闭时就开始运行的问题。所以，由KMJ或1KMT-nKMT移位或故障引起电梯故障时，在更新复位或更换后及时调整不合理的触点安装位置。

3 结束语

综上所述，电梯电气控制系统存在诸多故障，需要检修人员采取合理的检修手段准确定位发生故障的位置，并进行有效的维修，及时恢复电梯的正常运行。本文通过对实例的具体分析，探讨了电梯电气控制系统故障的检修方法，以保障电梯电气控制系统的安全、有序运行，方便人们的出行。

参 考 文 献

[1] 王健.电梯电气控制系统故障分析与检验要点探微[J].电子制作，2016（02）：80.

[2] 田寅.电气控制系统故障分析诊断及维修技巧[J].中国高新技术企业，2016（08）：129-130.

电梯PLC控制系统设计研究 篇12

1 电梯控制系统运行原理及优势

电梯控制系统组成部分主要包括组态软件、PLC、数据传输模块等。组态软件是一种可在Windows系统上运行的组态软件, 能够方便地生成计算机监控系统, 能够实时采集现场数据, 可通过数据报表、曲线、动画等多种形式显示采集结果, 实现工况监控、数据分析、故障报警等多种功能。PLC负责所有现场数据采集和电梯全部控制任务。计算机的主要功能为创建人机交互界面, 具体包括数据收发、参数设置、进程控制、信息显示等。

PLC在电梯上的应用具有以下几点优点。

(1) PLC可实现各种复杂的控制系统, 方便地增加或改变控制功能;

(2) 用于群控调配和管理, 并提高电梯运行效率;

(3) 用PLC来实现电梯控制可以提升系统设计效率;

(4) PLC的控制端丰富, 可以通过加入报警及检测等部件来提升电梯的稳定性和安全性;

(5) PLC为控制中心的电梯控制系统, 接线简单, 方便维修;

(6) 更改控制方案时不需改动硬件接线。

2 电梯PLC控制系统设计的具体方法

2.1 电梯PLC控制要求

我们通过控制对象的要求如数字、模拟信号、联网需要等以及I/O点数来选择PLC。本系统应用于一个4 层的电梯楼。

电梯开关门要实现自动控制。该功能设计包括了开门、关门动作及其时间设置, 从电梯运行的一般需要考虑, 我们将开门时间设置为5.5s, 关门时间设置为5s。如果在5s内未收到关闭信号, 电梯门将无法关闭, 此时电梯重新执行打开命令。电梯启动加速、制动减速和自动停车应实现自动控制。当某层发出呼梯请求命令时, 电梯加速, 而当电梯即将到达目的层时, 电梯减速, 减速后执行自动命令。电梯能够在超载时报警并停止启动。

2.2 基于PLC控制系统的硬件设计

电梯PLC控制系统硬件系统由微处理器 (CPU) 、存储器 (RAM、ROM) 、输入输出设备构成及电源部分等构成。其中微处理器为控制器的核心, 输入输出设备为连接现场设备与CPU之间的接口电路。

微处理器 (CPU) 可使用8 位的处理器, 若不能满足要求则采用16 位处理器。存储器分系统存储器和用户存储器, 系统存储器为只读存储器, 用户存储器一般用RAM存储固化在只读存储器中, 输入输出设备与PLC控制器连接, 对输入输出接口的要求:要有良好的抗干扰能力;对各类输入输出信号 (包括开关量、模拟量、直流量、交流量等) 的匹配能力要强。电梯控制系统要根据输入输出信号的不同来设置输入输出设备。开关量的接口要采取抗干扰措施, 电梯运行环境复杂, 要求抗干扰能力强。还要有很强的防抖和抗外部干扰的能力, 对于输出量开关输出电流一般不能超过2A。

2.3 变频调速设计

首先在PLC寄存器中写入理想的给定速度曲线, 电梯在实际运行时, 可以通过查表, 找出理想曲线对应的速度数值, 进行数模转换, 再将模拟信号输入变频器控制器频率达到控制电梯速度的目的。西门子MM440 交流变频器具有如下特点:

(1) 将斜坡的上升和下降时间适当调长以减轻乘客启动的冲击感, 提高变速的平滑度和乘坐的舒适度;

(2) 选择工频为快车频率以提高系统工作效率, 但适当降低其爬行频率, 以减轻电梯停止的失重感;

(3) 设定零速为0ft。

电梯是一个启停频率很高的设备, 变频调速设计的好坏决定了电梯的运行效率和舒适度。最佳状态即所谓的“无速停车包闸”, 指的是电梯能够在平层的刹那速度刚好降至0。这要求降速信号有一定的准确性, 按照距目标层距离的大小对速度曲线进行精准矫正。

2.4 组态软件设计

MCGS是一款优秀的组态软件, 其具有很强的实用性, 能够实时监控电梯的运行情况, 界面清晰易懂, 画面表现方式丰富。先进的数据采集功能和信息处理能力, 网络功能强大, 报警功能完备, 安全可靠, 方便维护。支持很多硬件设备, 可扩展性好, 并行执行多种任务, 管理功能强大等。该设计首先进行通讯设备的选择, 于MCGS组态软件中添加FX2-80MRPLC并对其属性进行了设置。

通过对MCGS中数据设备通道连接的合理设定, 便能够成功将组态软件和PLC连接起来。 根据MCGS的实际需要, 通过正确的驱动程序驱动PLC串口, 让计算机响应PLC。于软件的操作界面上创建一个动画界面。对不同控件属性进行设定, 模拟实际情况对控件进行控制, 以检测PLC的控制性能的实际工作效果。MCGS主要包括三个窗口, 分别为主控窗口、用户窗口及设备窗口, 其可以对各种各样对象进行组态调控, 形成生动的界面, 方便对信息的可视化处理。

3 结语

电梯控制系统设计过程中应用PLC技术可以有效提高系统运行的安全可靠性, 实际应用过程中PLC控制系统表现出体积小、操作简单等优点。电梯中使用该技术, 可以实现电梯运行过程中的自动控制, 同时还可以准确调节电梯速度, 保证乘坐人员乘坐过程的舒适感。言而总之, 电梯系统设计中应用PLC将会成为未来电梯控制设计系统的趋势。

参考文献

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