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PLC實(shí)現(xiàn)電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)

文檔作者：徐立娟首珩文檔來源：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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計(jì)算機(jī)-PLC應(yīng)用 機(jī)床電器2001 N0 6
PLC實(shí)現(xiàn)電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)
湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐立娟首珩
[摘要] 本文介紹了一種PLC掩制的電梯變頻調(diào)速技術(shù)、詳細(xì)介紹了電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，以及系
統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞變頻器可編程控制器梯形圖調(diào)速系統(tǒng)
一
、問題的提出
電梯是垂直運(yùn)輸工具、屬于位能負(fù)載．并且要求
頻繁起停。隨著載客量多少的變化、上下行的變換，
在空載上行或重載下行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載最?。踔?
是處在發(fā)電狀態(tài)；而電梯在重載上行或空載下行時(shí)，
電動(dòng)機(jī)的負(fù)載最大，是處在電動(dòng)狀態(tài)，這就要求電動(dòng)
機(jī)在四象限運(yùn)行。傳統(tǒng)的電梯曳引電動(dòng)機(jī)采用接觸
器來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的改變．雙速異步電動(dòng)機(jī)
在定子回路中串電抗與電阻來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，
這滿足不了乘客的舒適感；另外 傳統(tǒng)的電梯控制系
統(tǒng)由繼電器接觸器控制邏輯組成，存在著電氣元件
多、功能弱、電氣故障頻繁、可靠性差和工作壽命短
等缺陷。近幾年來，電梯開始采用PLC控制的變頻
調(diào)速技術(shù)，控制系統(tǒng)采用PLC控制 使得各方面的
性能都得到了很大的提高。曳引電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)
速 在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確的停
車性能，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平層精度
(即準(zhǔn)確停車)，并能節(jié)約大量電能。
二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成
系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由下列部分
構(gòu)成：
1．可編程控制器PI~．完成系統(tǒng)邏輯控制部分
PLC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(shí)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，是系統(tǒng)的核心。
2．變頻器．實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速
高速電梯(1．6m／s 上的速度)一般都采用專
用變頻器。而低速電梯采用低價(jià)格的通用變頻器也
可 滿足要求。如安川616(；5通用變頻器可宴現(xiàn)平
穩(wěn)操作和精確控制，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到理想輸出。并將
制動(dòng)電阻
R lJ
s 變頻囂 v
T W
PLC
袖出
正轉(zhuǎn)／停止
丘轉(zhuǎn)／停止
高速
肥行
異常復(fù)拉
c。II鹽 端
曳引電動(dòng)機(jī)
、
0V 、
苧蘭— ：)
!壁蘭／≤轉(zhuǎn)編碼器
r一
] PLC
24V
零速輸出 0v
國1 硬件結(jié)構(gòu)
無PG U／f控制、無PG矢量控制、有PG U／f控制、有
Pc矢量控制的四種控制方式融為一體，其中有PG
矢量控制是最適合電梯控制要求的。容量選擇最好
是采用大一數(shù)量極選配，電梯電動(dòng)機(jī)一般選11kw
或l5kW 的異步電動(dòng)機(jī)，即JlkW 的電動(dòng)機(jī)選I5kW
的變頻器，15kW 的電動(dòng)機(jī)選18kW 的變頻器。
3．旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡．實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行
為滿足電梯的要求，變頻器又要通過與電動(dòng)機(jī)
同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器和PG卡，完成速度檢側(cè)及
反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸連
接，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B兩相
脈沖，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB脈沖的相序，可判斷電動(dòng)
機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并可根據(jù)A、B脈沖的顴率測得電動(dòng)機(jī)
的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡
再將此反饋信號送給變頻器內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)
節(jié)。
4．制動(dòng)電阻．消耗回饋電能．并抑制直流電壓升
高
當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，向變
頻器回饋電能。這時(shí)，同步轉(zhuǎn)速下降，交一直一交變
一J9
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機(jī)床電器2001 No 6 計(jì)~tgl,·PLC應(yīng)用
頒器的直流部分電壓升高，為了能消耗回饋電能，并
抑制直流電壓升高．還必須配置制動(dòng)電阻
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)包括變頻器參數(shù)設(shè)置和PLC編程
1．616G5參數(shù)設(shè)置
Al 01=4 A1·02=3
B1 01=0 C1-01= 3s
C1-02= 3s C2-01=0 8s
(：2-02=0 8s C2-03=0 8s
C2．04= 0 8s C5-01= 5
c5 02=1S D1422=50№
D1-O3=6l-lz D1—09= 10№
E1 01=380V E1·04=50l-lz
砼 0l=電動(dòng)機(jī)額定電流砼．04=電動(dòng)機(jī)電極極數(shù)
E1 05=380V H2-Ol=37
}1] 05： 1F L3·04=0
01=4 If>03= 10s
04=4 If>05=200
Lf>-06=2z I2,-01= l
05=1 唧= l
F1．01=6oo(r~脈沖數(shù)) FI．05=1／0
其他參數(shù)按變頻器出廠時(shí)的設(shè)定值。
2 PIE編程
要實(shí)現(xiàn)對變頻器的控制，必須對PLC進(jìn)行編
程，通過程序?qū)崿F(xiàn)PLC與變頻器信息交換的控制。
編程的重要依據(jù)是系統(tǒng)的工作過程。
電梯的一次完整的運(yùn)行過程，就是曳引電動(dòng)機(jī)
從起動(dòng)、勻速運(yùn)行到減速停車的過程
電梯運(yùn)行方向確定后，在關(guān)門信號和門鎖信號
符合要求的情況下，電梯開始起動(dòng)運(yùn)行，PIE 正轉(zhuǎn)
(或反轉(zhuǎn))及高速信號輸出有效，電動(dòng)機(jī)從0Hz到
50Hz開始起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間可由變頻器參數(shù)設(shè)置(如：
3s則C1 01=3s)，然后維持高速(變頻器參數(shù)設(shè)置．
D1 4)2：50|k)一直運(yùn)行，完成起動(dòng)及運(yùn)行段的工作
在接近目標(biāo)樓層時(shí)，相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作，給
PLC輸人換速信號，PLC撤消高速信號輸出，同時(shí)輸
出爬行信號。爬行的輸出頻率由變頻器參數(shù)設(shè)置
(DI．03：6Hz)。從高速的頻率到爬行速度的頻率的
減速時(shí)間變頻器參數(shù)設(shè)置(c1．02=3s)，當(dāng)達(dá)到6Hz
的速度后，電梯就以此速度爬行。
電梯到達(dá)目標(biāo)樓層時(shí)，給PLC輸人平層信號，
PLC撤消正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))及爬行信號，電動(dòng)機(jī)從爬行
頻率減速到0Hz，減至0Hz后，零速輸出點(diǎn)斷開，通
過PLC抱閘及自動(dòng)開門。
PLC編程采用梯形圖語言，實(shí)現(xiàn)各種邏輯順序
控制，梯形圖如圖2所示。
圖2 梯形圖
電梯向【一
電】鼯向下
起動(dòng)運(yùn)行
正轉(zhuǎn)信號
反轉(zhuǎn)信號
高速信號
加速
爬行信號
異常信號
電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC的I／0分配
向上運(yùn)行開關(guān) X0 向上運(yùn)行繼電器 Y1
向下運(yùn)行開關(guān) X1 向下運(yùn)行繼電器 Y2
接近目標(biāo)接層開關(guān) Ⅺ 堪莉匿仃僭號 Y3
過目標(biāo)樓層開關(guān) Ⅺ 正轉(zhuǎn)信號 4
門鎖輸^信號 X4 反轉(zhuǎn)信號 Y5
關(guān)門信號 X5 高速信號 Y6
異常輸^ K6 爬行信號 Y7
異常復(fù)位信號 ’縞
四、結(jié)束語
實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況可對有關(guān)參
數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使電梯運(yùn)行更加平穩(wěn)準(zhǔn)確。為提高運(yùn)
行性能可增加理想運(yùn)行曲線輸人板，將此板的模擬
量送給變頻器的頻率指令模擬量輸人端口，整個(gè)運(yùn)
行就以曲線板的輸出為理想曲線，自適應(yīng)調(diào)速運(yùn)行，
這樣可取消電梯的爬行段，電梯可直接?？浚到y(tǒng)的
性能更好。
參考文獻(xiàn)
1 《通用變頻器及其應(yīng)用》韓安榮機(jī)械工業(yè)出版社
2 《可編程控制器實(shí)用技術(shù)》王兆義機(jī)械工業(yè)出版社
3 《工廠電器控制設(shè)備》許繆機(jī)槭工業(yè)出版社
(收稿日期：2001—04 02)

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