电梯变频调速PLC控制的设计与实现

电梯变频调速PLC控制的设计与实现

发表时间：2018-11-30T14:57:24.460Z 来源：《河南电力》2018年11期作者：郑声涛

[导读] 随着我国建筑行业的飞速发展，高层建筑越来越多，而电梯又属于高层建筑必不可少的交通工具，对其技术提出了较高的要求。（日立电梯（中国）有限公司 510613）

摘要：随着我国建筑行业的飞速发展，高层建筑越来越多，而电梯又属于高层建筑必不可少的交通工具，对其技术提出了较高的要求。传统的电梯技术已经无法达到现代建筑需要，变频调速PLC控制系统设计有待革新，促进各方面参数内容和技术模式相协调，使变频调速技术充分发挥积极作用，确保电梯安全、可靠地运行，促进电梯行业发展进步。

关键词：电梯；变频调速；PLC控制；设计；实现

我国的房地产行业的发展带动了电梯的发展，在高层建筑中电梯属于必不可少的垂直运输交通工具，与人们生活的便利性和安全性紧密相关。当前，电梯普遍使用的调速方式为可控硅调压调速及交流双速，选层器和继电器是常用的逻辑部件[1]。随着电梯使用年限的延长，虽然部分机械性能正常，但是逻辑部件却会出现氧化和磨损现象，引发接触不良，严重将会使乱层出现故障，影响电梯的正常运行，增加维修难度。采用变频调速电梯PLC系统，有利于提高电梯的稳定性。

一、电梯PLC控制系统的构成

PLC结构是构成电梯PLC控制系统的核心内容。有相关研究指出，运行方式信号内容、安全信号内容、控制信号内容、提示信号内容、指令信号内容和限位信号内容是构成PLC输入信号的主要部分，除此之外，还包括电梯控制和门控信号等。加之变频器信号的支持，为各方面内容的控制及完善提供了便利条件，对于其中存在的问题能够尽早发现，并及时采取有效的解决措施，对整体工作方式加以完善和创新[2]。

为进一步提高乘梯者的舒适度提高运输效率，确保精确的平层度，在进行设计时，可通过PLC方式可利于给定速度曲线，使电梯在处于减速或加速状态时仍为平滑状。如图1所示，可给定电梯速度曲线，主要内容为S曲线，确保变频器系统合理设计，俄日曲线速度设定奠定基础，获得最适合的制动装置速度曲线和启动装置曲线，经过不断的分析与管理，确保整体系统稳定运行。

图1 系统框架图

二、电梯变频调速PLC控制的设计

在进行电梯变频调速PLC控制系统设计时，应确保电梯升降结构、自动门结构以及其他结构设计工作有效完成，制定科学合理的管理、控制计划，对现有的结构体系与模式进行优化。

（一）电梯升降系统

可以厅外和轿内呼叫信号为依据，以及电梯的运行状况作出判断，如变频器的电机为正转情况下，电梯即为上行状态，反之变频器的电机为反转情况，电梯即为下行状态。在抵至呼叫楼层时，门将会自动开启，并依照乘客呼叫信号工作，在抵达对应的层数时就会平层停止。

（二）电梯自动门控制结构

对于电梯自动门控制结构的实际，应与电梯PLC系统实际情况相结合，充分考虑其设计特点与要求，进一步对设计工作从整体上进行创新。在电梯门完全打开之后，在定时器的作用下，门在5s之后才能关闭，如在关闭过程中出现人或物阻挡，就会触动红外线感应，启动防夹开关形成延迟开门的管理模式，能够提高电梯控制效果，并构建成较好的处理系统[3]。

（三）平层和换速控制系统

换速可将电梯轿内和外部的呼叫信号作为依据，构建变频器控制系统，当电梯到达指定位置后，开始启动制动系统，电梯处于平层停车情况。比如，当电梯在3楼停止时，厅外呼叫被遗漏，由此而产生互锁反应，与1楼项链的低端限位感应器便可完成下行。电机系统会出现反转信号，在实际下行时，换速感应器也开始运行，并且会得到换速继电器的辅助，变频器对其进行控制，使电梯完成减速平稳运作。在电梯抵至平层时，转速处于0，平层感应器开始工作，停止制动器，电梯门开启后乘客进入梯厢[4]。其他各楼层的电梯制动原理也类似于该原理。

（四）硬件系统

硬件系统是组成电梯的关键内容，在对其进行设计时，应对变频器调速系统加强管理，进一步达到厅门信号的良好管理。在PLC系统的辅助作用下，对变频器的调速性能加以完善。从PLC自身出发考虑，在电梯运行的过程中，其主要工作为逻辑方面的调整，分析电梯系统运行的实际状况，进行速度检测并反馈。在控制速度和位置闭环的实际管理时，制动电阻的配制会导致运行体系有所形成，可将电能信

息反馈至电能信息，提高直流电压的管理水平。

一般来说，高层建筑办公楼的电梯多为交流电梯，而将电梯PLC系统和变频调速技术应用其中，有利于检测位置，对呼叫信号做出准确分析，并将信号内容有效输出，达到合理控制变频信号的效果。在指示灯和报警器的帮助下，及时完成相应的任务。对于变频器设备的选取，应充分考虑实际情况，建立完善的设备分析和同轴连接管理系统，利用电机测速法，将电梯位置准确地反应出来，建立合理的管理机制[5]。针对电动机的同轴连接，存在两相脉冲结构，需要根据电梯PLC系统具体运行情况和管理要求等，对亮相脉冲更科学的管理，对管控方案进一步完善，对各方面工作协调处理，促进电梯整体稳步运行。同时，对于脉冲输出的调整工作可利用编码器设备完成，在PG卡内输入信号，受反馈信号影响进行运算调节，查看技术与数据方面是否存在问题，并采取针对性的解决措施，促进系统整体管理水平的提升。

（五）位置信号检测

为保证电梯更好的运行，位置信号检查工作尤为重要，对此还应确保变频器双闭环控制的合理应用。在硬件电路不增多的基础上，可利用旋转编码器等设备建立速度闭环结构，形成位置分析与管理模式，使两相电路内的信号情况加以明确；通过严格的分析与检验，并测量脉冲数据，从而获得位置信息，使工作整体效果提升。检测位置信号离不开合理的编程方式，对平层点、换速点和制动点的位置信号进行明确化，在充分掌握相关数据以后，进一步完成数据信息计算，获得较为精准的结果。在进行计算时候，应注意合理设计楼层的计数情况，确定每层楼的技术点，释放换速信号，知晓平层信号的具体应用需求与内容，重视技术管理。

三、电梯驱动系统和控制系统的应用

（一）电梯驱动系统

电梯系统为电力驱动直接影响电梯的启动、加速、制动减速各稳速运行，最终影响乘坐者的安全性和舒适度。

在电器电子元件迅速发展的今天，也推动了变频变压技术的进步，由此变频变压（VVVF）调速系统控制电梯也得到的广泛应用[6]。由变频变压控制电梯投入使用之后，该系统驱动电梯的额定速度也越来越高，调速性能已经近乎直流电动机驱动电梯水平，甚至已经完全达到该水平，且驱动控制设备还具有诸多优点，如体积小、质量轻、能源耗费少、效率高等，在当前电梯驱动系统中应用较为广泛。

（二）电梯控制系统

PLC、变频器、旋转编码器是构成电梯控制系统的主要部分。对PLC控制器采集与各种信号运算的逻辑性关系有编程作用，进而实现变频器信号的发出与停止，并使PLC了解变频器的工作状况，构建双向联络体系，也是系统的中心。变频器完成电机调速，使控制更佳精准、稳定，提高电动机输出效果。为达到电梯需求，变频器利用PG卡与旋转编码器检测速度，通过反馈形成闭环系统。旋转编码器输出甲、乙两相脉冲，并依据脉冲相序，分析电动机转向；依据脉冲频率，分析电动机转速。脉冲通过旋转编码器输出，送至PG卡，进一步送达至变频器内部，完成运算调节。

结束语

针对变频调度PLC电梯控制系统的设计，首先应树立正确观念，对设计方案不断完善，提高获取数据信息的精准性，加强电梯运行状况的管理，不断积累设计经验，提高电梯运行的安全、稳定性。

参考文献：

[1] 刘力郡. 基于PLC控制的交流变频调速电梯系统的应用[J]. 电子测试，2016（9x）：127-128.

[2] 高梓良. PLC技术在电梯变频调速控制中的运用[J]. 经济技术协作信息，2018（1）：64-64.

[3] 任艳，王运江. 基于PLC电梯控制系统变频调速的研究探索[J]. 电子世界，2016（10）：155-155.

[4] 钱争争，郁琰. 基于S7-300PLC与D700变频器的四层电梯控制系统[J]. 自动化应用，2017（6）：96-97.

[5] 刘磊，郑艳明. 应用PLC控制交流变频调速控制系统的途径分析[J]. 华东科技：学术版，2016（9）：4-4.

[6] 邵晓梅. 浅析基于变频技术的电梯PLC控制系统设计[J]. 化工管理，2016，8（14）：111-111.