PLC、变频器在电梯中的典型应用

摘要本文介绍了采用三菱FXZN一80MR可编程控制器设计的一个5层电梯的控制系统，利用变频器作为执行机构，检验电梯PLC控制系统的运行情况。

1 引言

电梯的电气系统由驱动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。电梯采用PLC一变频器控制，具有控制准确、调试方便、运行稳定、电路简单等特点。PLC控型电梯，其核心是一台PLC。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），要求控制系统能进行下列运作:根据轿厢所处位置及乘客所处层数，判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速，将轿厢停在选定的楼层上;同时根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门;另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

2 电梯主控制电路及其工作原理

电梯中的曳引电动机的运行直接由变频器控制，变频器的输入控制信号由PLC提供。电路中，电动机作为终端设备给电梯提供驱动能力，同时是变频器的执行机构;变频器是中间设备，在电路中起上传下达的作用，其作用是根据PLC输出的指令要求来控制主机、门机及旋转编码器，然后又将执行结果反馈给PLC;PLC既是人与电梯的接口，又是电梯控制部分的核心，其作用是接收乘客输入的开关指令，然后将该命令传送给变频器;旋转编码器是电梯运行中的检测机构，其作用是检测电梯的运动行程。

2.1电梯运行控制（设电机转为上行）

电梯运行培训见图1。

DYD为电源指示灯，当外接电源接通时指示灯发光。接通电源开关GK，按下启动按钮，电源接触器HKC接通，变频器有电源输入。KC为运行/停止开关（由运行控制器控制），电梯的运行类型由PLC来控制。其控制方式如下:

Yll、Y14输出:电梯以额定速度上行（电梯正常状态下使用此速度）;

Yll、Y巧输出:电梯以额定速度上行;

Y12、Y14输出:电梯以爬行速度上行（电梯测试或检修时使用此速度）;

Y12、Y巧输出:电梯以爬行速度上行;

Y01、Y14输出:电梯以检修速度上行（电梯检修状态下使用此速度）;

Y01、Y巧输出:电梯以检修速度上行;

Y13、Y14输出:电梯以第一中速上行（电梯轻载时使用此速度）;

Y13、Y巧输出:电梯以第一中速上行。

2.2旋转编码器工作原理

旋转编码器的作用是对电机的转动圈数进行计数，然后根据电机的转速与所计转动圈数计算出电梯的运动行程，从而实现对电梯运动行程的检测。

L=nZT

式中:L-电梯运行行程（m）;n-电机转速（r/s）;Z-电机每转动一圈所对应的行程（m/r）;T一电机运行的时间（s）。

3 PLC电气控制电路

PLC是本梯控制部分的核心。电梯的各种操作均由PLC来控制，本PLC采用共阳极继电器输出型，如图2所示。PLC输入/输出接口功能及保护作用说明如下:

AJ:安全继电器开关，电梯运行时为闭合状态。

MJS:门锁继电器开关，电梯运行时为闭合状态。

MQG:平层磁感应器开关，正常运行时断开，平层时闭合。

SHK:上强迫换速开关，此开关闭合，电梯强行减速，正常时断开。

XHK:下强迫换速开关，此开关闭合卜电梯强行减速，正常时断开。

NHK:轿内检修开关其与X7接通时，Y01输出，电梯处于轿内检修状态，正常运行时此开关与X10接通。

DHK:轿顶检修开关正常情况下与X01支路接通，当开关与Xll、X12支路接通时，电梯处于轿顶检修状态。

DSA:轿顶检修慢上按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度上行。

DXA:轿顶检修慢下按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度下行。

KMA:开门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将打开轿门，同时轿门带到层门井起开户;一般电梯每到一停站，门自动开户。

GMA:关门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将关闭轿门，层门在弹簧作用力下自动关闭;一般电梯每到一停站，门延时关闭。

KMK:开门极限开关，当轿门开到极限时此开关断开，门机停止运转。

GMK:关门极限开关，当轿门关到极限时此开关断开，门机停止运转。

ORK:开门故障开关，此开关正常时门断开。

SJK:司机开关，时开关闭合时，电梯由电梯司机控制。

xFK:消防开关，时开关闭合时，电梯将、乘客送到最近的一层站然后停止运行，以保证乘客安全。

CZK:超载开关，电梯超载时此开关闭合，电梯报警，电梯不运行。

SWK:上限位开关，电梯冲顶时将开关闭合，电梯停止运行。

xWK:下限位开关，电梯冲底时将开关闭合，电梯停止运行毛-

x27:变频器故障开关，此开关正常时断开，变频器故障时闭合，电梯停止运行。

X3O:减速开关，电梯靠近停站时此开关闭合，电梯减速运行。

SP:强迫换速开关，电梯飞车时，此开头闭合，电梯强迫换速。

APKI、APK、CPK、LSS:安全触板开关组，位于轿门安全触板上。

INA一nN:A内指令按钮，用于乘客选层。

ISA一Sn:A外上呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。

IXA一nxA汐卜下呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。

另外，图中的“a一9”为LED七段显示器a段～9段的发光二极管，图中的“9”是应用于设有地下层的楼房的，当“9”有信号时指层器就会自动显示“负数”表示地下楼层，如:一IF、-ZF等。

变频器、旋转编码器的型号及电动机的型号、功率为:

图2PLC电气控制电路