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V80系列PLC在电梯控制系统中的应用1

信息时间:2007-10-23 信息来源:

    摘要:可编程控制器(PLC)因其简单易用、可靠性好和维修方便等优点,在电梯控制领域应用极为广泛。本文以V80系列PLC为例,分别从电梯控制系统的构成及工作原理、系统PLC配置方案和软件设计等方面,详细阐述了PLC在电梯控制系统中应用。

    一、前言
      电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用,目前,大多选用高性能的变频器,利用旋转编码器测量曳引电机转速,构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置,不仅使电梯在运行超速和缺相等方面具备了保护功能,而且使电梯的起动、低速运行和停止更加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成,因此,逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。
      早期的电梯逻辑控制采用继电器方式,存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、通用性差等缺点,因此,继电器已退出了历史的舞台,取而代之的是性能稳定可靠、结构简单且移植性好的PLC和微机控制系统。微机控制使得电梯控制系统体积减小、节省能源、可靠性提高,尤其是对群控、通讯等复杂电梯控制功能更具优越性,因此,微机控制系统多应用在性能要求较高的高档客梯中。
      但是,目前许多电梯厂商所谓的“微机控制系统”只不过是制造商改型后的电梯专用PLC,从严格意义上讲,它只是PLC家族中的一种,甚至其编程方式和硬件接口都可以兼容某种型号的PLC。而由于可编程控制器(PLC)既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、移植性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多优点。因此,PLC在电梯控制领域得到了更为广泛而深入的应用。
      V80系列PLC以其可靠性高、运算速度快、产品成本低和电梯专用客制化服务等优点,已在多家电梯厂家中的电梯生产及改造中获得了应用。本文以一台4层4站的别墅电梯控制系统为例,阐述了V80系列PLC在电梯控制系统的设计思想和实现方案。

    二、电梯控制系统构成
      电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成,由如图1所示,用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动,加减速,停止,运行方向,楼层显示,层站召唤,轿箱内操作,安全保护等指令信号进行管理和控制功能。
      变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成,变频器采用日本安川公司矢量控制电梯专用变频器616G5,其具有良好的低速运行特性,适合在电梯控制系统中应用。三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为其主回路和控制回路供电,输出端U、V、W接电动机的快速绕组,外接制动单元减少了制动时间,加快制动过程。旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向,变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较,从而调节变频器的输出频率及电压,使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度,达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为:上、下行方向指令,零速、爬行、低速、高速、检修速度等各种速度编码指令,复位和使能信号。变频器输出信号为:(1)变频器准备就绪信号,在变频器运转正常时,通知控制系统变频器可以正常运行;(2)运行中信号,通知PLC变频器正在正常输出;(3)零速信号,当电梯运行速度为零时,此信号输出有效并通知PLC完成抱闸、停车等动作;(4)故障信号,变频器出现故障时,此信号输出有效并通知PLC作出响应,给变频器断电。
      输入输出单元为PLC的I/O接口部分,主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。输入单元为:(1)厅外呼叫单元,用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除,而且兼有无司机状态的“本层厅外开门”功能,全集选方式的呼梯信号为2N-2个(N为层站数),下集选方式的呼梯信号为N个;(2)轿箱内选层单元,负责对预选楼层指令的登记、消除和指示,呼梯信号数为电梯停站层数N;(3)开关门按钮,输入PLC控制轿门的开闭(厅门也同时动作);(4)上下平层装置,用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层,通常设置在轿顶,电梯轿箱上行接近预选层站时,上平层感应器限进入遮磁板,电梯仍继续慢速运行,当下平层感应器再进入遮磁板时,上行接触器线圈失电,制动器抱闸停车;(5)上下限强迫换速开关,用于保护电梯的高速运行安全,避免电梯出现冲顶或蹲底事故,当电梯到达上下端站时,装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板,信号输入PLC,PLC发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置;(6)门锁装置(或轿门和厅门联锁保护装置),轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提;(7)安全回路,通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等;(8)检修、消防和泊梯,检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式,检修运行为电梯检修时的慢速运行方式,消防

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