plc在電梯位移控制中的應(yīng)用

1 引言

　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（plc）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而plc可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活。本設(shè)計(jì)在用plc控制變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上，在不增加硬件設(shè)備的條件下，實(shí)現(xiàn)電流、速度、位移三環(huán)控制。

2. 硬件電路

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，其各部分功能說(shuō)明如下。

　　q1——三相電源斷路圖 k1——電源控制接觸器 k2——負(fù)載電機(jī)通斷控制接觸器 vs——變頻器 bu——制動(dòng)單元 rb——能耗制動(dòng)電阻 m——主拖動(dòng)曳引電機(jī)

　　2.1 主電路

　　主電路由三相交流輸入、變頻驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢(shì)負(fù)載作用下，制動(dòng)時(shí)回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動(dòng)方式。

　　2.2 plc控制電路

　　選用omron公司c系列60p型plc。plc接收來(lái)自操縱盤(pán)和每層呼梯盒的召喚信號(hào)、轎廂和門(mén)系統(tǒng)的功能信號(hào)以及井道和變頻器的狀態(tài)信號(hào)，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(hào)的同時(shí)，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、啟動(dòng)、加/減速運(yùn)行和制動(dòng)停梯等信號(hào)。

　　2.3 電流、速度雙閉環(huán)電路

　　采用yasakwa公司的vs-616g5 cimrg5a 4022變頻器。變頻器本身設(shè)有電流檢測(cè)裝置，由此構(gòu)成電流閉環(huán)；通過(guò)和電機(jī)同軸聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進(jìn)入變頻器，在確認(rèn)方向的同時(shí)，利用脈沖計(jì)數(shù)構(gòu)成速度閉環(huán)。

　　2.4 位移控制電路

　　電梯作為一種載人工具，在位勢(shì)負(fù)載狀態(tài)下，除要求安全可靠外，還要求運(yùn)行平穩(wěn)，乘坐舒適，停靠準(zhǔn)確。采用變頻調(diào)速雙環(huán)控制可基本滿(mǎn)足要求，但和國(guó)外高性能電梯相比還需進(jìn)一步改進(jìn)。本設(shè)計(jì)正是基于這一想法，利用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時(shí)，通過(guò)變頻器的pg卡輸出與電機(jī)速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)，將其引入plc的高速計(jì)數(shù)輸入端口0000，通過(guò)累計(jì)脈沖數(shù)，經(jīng)世式（1）計(jì)算出脈沖當(dāng)量，由此確定電梯位置。電梯位移

　　h=si

　　式中 i——累計(jì)脈沖數(shù)

　　s——脈沖當(dāng)量

　　s = lpd / （pr） （1）

　　本系統(tǒng)采用的減速機(jī)，其減速比l = 1/32，曳引輪直徑d = 580mm，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速ned = 1450r/min，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)p = 1024，pg卡分頻比r = 1/18，代入式（1）得

　　s = 1.0mm / 脈沖