PLC與變頻器在電梯控制中的應(yīng)用

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1、PLC與變頻器在電梯控制中的應(yīng)用 　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高?，F(xiàn)在主流的電梯設(shè)計(jì)大致可分為繩索式電梯和液壓式電梯兩大類別。無論是哪一類電梯，基本上都是采用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制的。為了達(dá)到和改善系統(tǒng)控制質(zhì)量及運(yùn)行效率的目的，均采用了PLC與變頻器結(jié)合的最佳控制方法。PLC控制系統(tǒng)因其功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代繼電器控制方式。同時，變頻調(diào)速使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)，具有優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動性能、高效率和節(jié)電效果，得到廣泛的應(yīng)用。 下載論文網(wǎng) /2/view

2、-13086634.htm 　　1.電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　電梯控制系統(tǒng)由PLC控制的邏輯部分和變頻器控制的調(diào)速部分組成 　　PLC接收來自操縱盤和每層呼梯的呼叫信號、轎廂和廳門系統(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(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時，根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、啟動、加速、減速和制動停梯等信號。由變頻器根據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來控制電機(jī)。 　　2.電梯傳動系統(tǒng)的組成 　　2.1 電梯基本構(gòu)成 　　電梯驅(qū)動機(jī)構(gòu)是由轎廂、配重物體、導(dǎo)輪和曳引機(jī)等組成，其動力由三相異步電動機(jī)提供。為平衡載重量，鋼絲繩一端是轎箱，

3、另一端是配重物體。 　　2.2 電梯工作過程 　　電梯簡單理解是這樣工作的：它是將動力電能，通過某種變頻裝置或直接向驅(qū)動裝置供電，由驅(qū)動裝置拖動曳引裝置，再通過曳引裝置上懸掛的鋼絲繩拉動井內(nèi)轎廂做上下運(yùn)行工作。所有這些動力驅(qū)動是由很多的電氣裝置、機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)整合工作的。 　　當(dāng)電梯位于某一層時，應(yīng)產(chǎn)生位于該層的樓層信號，以控制樓層顯示器顯示樓層處的位置，離開該層時，該信號應(yīng)被新的樓層信號（上一層或下一層）取代。 　　電梯停候在上面某層，當(dāng)一樓按下外召喚時，實(shí)際上簡單的理解是一個觸點(diǎn)開關(guān)，按下去的一瞬間，指令通過井內(nèi)電線傳輸?shù)娇刂乒竦闹骺刂瓢澹ɑ蛐盘柨刂瓢寤騊C機(jī)控制板或最原始的電梯就是

4、繼電器動作），我們以控制板為例，它收到瞬間信號以后再次觸動控制板內(nèi)的固有程序，同時由它輸出電梯準(zhǔn)備如何響應(yīng)的指令，分別至外呼燈亮及驅(qū)動裝置，最后電能直接或間接驅(qū)使電機(jī)帶動變速箱轉(zhuǎn)動，通過鋼絲繩與曳引輪的摩擦力帶動轎廂向下運(yùn)行，每一層都有一個平層裝置來采集電梯所處位置，當(dāng)電梯快到一樓時，控制板通過程序輸出不同信號來控制驅(qū)動裝置，使電梯換速到1樓平層開門，實(shí)現(xiàn)電梯外召指令。 　　2.3 電動機(jī)工作狀態(tài) 　　對于使用三相異步電動機(jī)作為驅(qū)動主機(jī)的電梯,其調(diào)速方式為變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、變頻調(diào)速。無論采用哪種調(diào)速方式,電梯在起動加速和穩(wěn)速時都工作于電動或再生狀態(tài)： 　　滿載上行或輕載下行工作于電動狀

5、態(tài), 轎廂滿載時，轎廂重量大于配重物體重量。當(dāng)轎廂上升時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，為電機(jī)狀態(tài)。轎廂輕載時，轎廂重量小于配重物體重量。當(dāng)轎廂下降時，電動機(jī)處于反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)。電機(jī)從電網(wǎng)吸收電能轉(zhuǎn)化為動能;滿載下行或輕載上行工作于再生狀態(tài), 轎廂滿載時，轎廂重量大于配重物體重量。當(dāng)轎廂下降時，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，為再生發(fā)電狀態(tài)。 　　轎廂輕載時，轎廂重量小于配重物體重量。當(dāng)轎廂上升時，由于配重物體重力作用，它將拉著轎廂上升，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。這時實(shí)際轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，處于再生發(fā)電狀態(tài)。電機(jī)將位能和動能轉(zhuǎn)化為電能反饋電網(wǎng)或消耗于制動元件上。 　　2.4 控制電路特點(diǎn) 　　1)占用時間控制，可以使使用者從容地使用電梯并可優(yōu)

6、先使用電梯。 　　2)遇中途停電，恢復(fù)供電后無論哪1個層站出現(xiàn)召喚信號，電梯下行至最近的層站停層，使位置信號恢復(fù)即可投入正常使用，避免了無位置信號而出現(xiàn)的方向選擇競爭現(xiàn)象。 　　3)取消了每層站設(shè)置的“急停”開關(guān)，保證了電梯的正常使用效率，因?yàn)殡娞蓦娐分幸延懈鞣N保護(hù)，不必設(shè)急停開關(guān)。只有電梯管理人員通過鑰匙開關(guān)，才能停止電梯的使用。 　　4)每層只設(shè)1只感應(yīng)器作位置檢測元件，響應(yīng)動作迅速，利于提高平層精度，無撞擊噪聲，即使轎廂導(dǎo)靴磨損較多時，也不至于碰壞感應(yīng)器，延長了使用壽命。接線簡單，安裝維修都十分方便。 　　5)層站操作面板顯示信號齊全，簡單明了，層樓指示跟蹤視覺良好。 　　2.

7、5電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) 　　變頻調(diào)速電梯的特點(diǎn)： 　　1）變頻調(diào)速電梯使用的是異步電動機(jī)，比同容量的直流電動機(jī)具有體積小、占空間小，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便、可靠性高，價格低等優(yōu)點(diǎn)。 　　2）變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的spwm和svpwm技術(shù)，明顯改善了電梯運(yùn)行之戀和性能；調(diào)速范圍寬，控制精度高，動態(tài)性能高，動態(tài)性能好，舒適、安靜，快捷，已逐漸敢取代直流電機(jī)調(diào)速。 　　3）變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的spwm和svpwm技術(shù)，明顯改善了電動機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)能明顯。 　　3.變頻調(diào)速電梯電路原理 　　變頻器不僅具有良好的調(diào)速性能，而且可節(jié)約大量電能。電梯電氣

8、系統(tǒng)構(gòu)成如下： 　　3.1 整流與回饋電路 　　整流回饋電路 - 能夠?qū)⒔涣麟娋W(wǎng)的電能變換為直流（整流），并在需要的時候進(jìn)行逆變運(yùn)行回饋能量的功率電路，以及控制電路等部分。 　　變頻器在驅(qū)動某些負(fù)載時，可能會出現(xiàn)需要將能量從負(fù)載中抽出的情況，能量回饋 - 就是設(shè)法將上述機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為電能回送電網(wǎng)，從而節(jié)能。 　　在能量回饋過程中，電動機(jī)相當(dāng)于處于發(fā)電狀態(tài)，原來的逆變裝置現(xiàn)在則處于整流狀態(tài)，而原來的整流裝置卻被控制處于逆變狀態(tài)，從而完成將電動機(jī)的機(jī)械動能回饋電網(wǎng)。 　　因?yàn)橹麟娐匪闷骷荌GBT或IPM模塊，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，既可作為整流器使用，又可作為有源逆變器使用。 　　3.3

9、 檢測電路 　　GT為電流互感器，檢測變頻輸出電流，TP用于檢測電網(wǎng)同步信號，電位器RP用于檢測直流回路電壓。 　　為滿足電梯的控制要求，變頻調(diào)速系統(tǒng)通過與電動機(jī)同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，來完成對速度的檢測及反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。 　　3.4 控制電路 　　控制電路由計(jì)算機(jī)或PLC組成，控制電路主要用于發(fā)出電氣傳動系統(tǒng)所需的各項(xiàng)指令，包括運(yùn)行速度、電流以及位置控制等。同時產(chǎn)生PWM控制信號，并具有自診斷功能。 　　PLC完成系統(tǒng)的邏輯控制，負(fù)責(zé)處理各種信號的邏輯關(guān)系，從而向變頻器發(fā)出起、停等信號。同時，變頻器也將工作狀態(tài)信號送給PLC，形成雙向聯(lián)絡(luò)關(guān)系，它是系統(tǒng)的核心。 　　總之，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高了。