1 引言

　　隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多朦舟，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分滴练。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元谎秃，完成電梯信號的采集鼓募、運行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能弱瞄，拖動控制則由變頻器來完成买雾；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說缨称，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別凝果。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小睦尽，自己設(shè)計和制造微機控制裝置成本較高器净；而PLC可靠性高，程序設(shè)計方便靈活当凡。本設(shè)計在用PLC控制變頻調(diào)速實現(xiàn)電流山害、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上，在不增加硬件設(shè)備的條件下沿量，實現(xiàn)電流浪慌、速度、位移三環(huán)控制朴则。

2. 硬件電路

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

Q1——三相電源斷路圖 K1——電源控制接觸器 K2——負載電機通斷控制接觸器 VS——變頻器 BU——制動單元 RB——能耗制動電阻 M——主拖動曳引電機

2.1 主電路

　　主電路由三相交流輸入乌妒、變頻驅(qū)動眉挥、曳引機和制動單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢負載作用下深七，制動時回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)茧滞，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動方式粉霹。

2.2 PLC控制電路

　　選用OMRON公司C系列60P型PLC狠劳。PLC接收來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號喉侨，經(jīng)程序判斷與運算實現(xiàn)電梯的集選控制品隅。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號的同時，向變頻器發(fā)出運行方向吻毅、啟動筑背、加/減速運行和制動停梯等信號。

2.3 電流妆墩、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)有電流檢測裝置重虑，由此構(gòu)成電流閉環(huán)践付；通過和電機同軸聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)編碼器，產(chǎn)生a缺厉、b兩相脈沖進入變頻器永高，在確認方向的同時，利用脈沖計數(shù)構(gòu)成速度閉環(huán)提针。

2.4 位移控制電路

　　電梯作為一種載人工具命爬，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可靠外辐脖，還要求運行平穩(wěn)饲宛，乘坐舒適，褪燃郏靠準確艇抠。采用變頻調(diào)速雙環(huán)控制可基本滿足要求，但和國外高性能電梯相比還需進一步改進久锥。本設(shè)計正是基于這一想法家淤，利用現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成速度環(huán)的同時，通過變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數(shù)瑟由，將其引入PLC的高速計數(shù)輸入端口0000总恐，通過累計脈沖數(shù)，經(jīng)世式（1）計算出脈沖當量馍晴，由此確定電梯位置坐默。電梯位移
h=SI
式中 I——累計脈沖數(shù)
S——脈沖當量
S = lpD / (pr) （1）
本系統(tǒng)采用的減速機，其減速比l = 1/32，曳引輪直徑D = 580mm详贿，電機額定轉(zhuǎn)速ned = 1450r/min活益，旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)對應(yīng)的脈沖數(shù)p = 1024，PG卡分頻比r = 1/18权惊，代入式（1）得
S = 1.0mm / 脈沖

3 程序設(shè)計

　　利用變頻器PG卡輸出端（TA2.1）將脈沖信號引入PLC的高速計數(shù)輸入端0000漫窑，構(gòu)成位置反饋。高速計數(shù)器（CNT47）累加的脈沖數(shù)反映電梯的位置抹播。高速計數(shù)器的值不斷地與各信號點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較榴栏，由此判斷電梯的運行距離、換速點痒拧、平層電和制動停車點等信號泌绩。理論上這種控制方式其平層誤差可在±1個脈沖當量范圍。在考慮減速機齒輪嚙合間隙等機械因素情況下宵蕉，電梯的平層精度可達±5mm內(nèi)酝静，大大低于國標±15mm的標準，滿足電梯起制動平滑羡玛，運行平穩(wěn)别智，平層準確的要求。電梯在運行過程中稼稿，通過位置信號檢測薄榛，軟件實時計算以下位置信號：電梯所在樓層位置、快速換速點让歼、中速換速點敞恋、門區(qū)信號和平層位置信號等。由此省去原來每層在井道中設(shè)置的上述信號檢測裝置谋右，大大減少井道檢測元件和信號連線硬猫，降低成本。下面針對在實現(xiàn)集選控制基礎(chǔ)上新增添的樓層計數(shù)倚评、快速換速浦徊、中速換速、門區(qū)和平層信號5個子程序進行介紹洲猿。

3.1 樓層計數(shù)

　　樓層計數(shù)器（CNT46）為一雙向計數(shù)器，當?shù)竭_各層的樓層計數(shù)點時泌拐，根據(jù)運行方向進行加1或減1計數(shù)基差。樓層計數(shù)程序流程圖如圖2 所示。

　　運行中，高速計數(shù)器累計值實時與樓層計數(shù)點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較宅蜒，相等時發(fā)出樓層計數(shù)信號蒙拜，上行加1，下行減1捍农。為防止計數(shù)器在計數(shù)脈沖高電平期間重復(fù)計數(shù)误撤，采用樓層計數(shù)信號上沿觸發(fā)樓層計數(shù)器。

3.2 快速換速

　　當高速計數(shù)器值與快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)相等時壹店，若電梯處于快速運行且本層有選層信號猜丹，發(fā)快速換速信號。若電梯中速運行或雖快速運行但本層無選層信號硅卢，則不發(fā)換速信號射窒。程序流程圖如圖3 所示。

中速換速與快速換速判斷方法類似将塑，不再重復(fù)脉顿。

3.3 門區(qū)信號
　　當高速計數(shù)器CNT47數(shù)值在門區(qū)所對應(yīng)脈沖數(shù)范圍內(nèi)時，發(fā)門區(qū)信號点寥。程序流程圖如圖4 所示弊予。

平層信號與區(qū)信號判斷方法類似，不再重復(fù)开财。

3.4 脈沖信號故障檢測

　　脈沖信號的準確采集和傳輸在本系統(tǒng)中顯得尤為重要，為檢測旋轉(zhuǎn)編碼器和脈沖傳輸電路故障误褪，設(shè)計了有無脈沖信號和錯漏脈沖檢測電路责鳍，通過實時檢測確保系統(tǒng)正常運行。為消除脈沖計數(shù)累計誤差兽间，在基站設(shè)置復(fù)位開關(guān)历葛，接入PLC高速計數(shù)器CNT47的復(fù)位端0001。

3.5 快速換速工作原理

　　限于篇幅寇羔，本文僅對快速換速工作原理進行介紹宾哼，梯形圖如圖5 所示。

　　圖中數(shù)據(jù)存儲單元DM01為快速換速距離脈沖數(shù)甫页，DM30為樓層間距脈沖數(shù)压荠，DM31為快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)，DM34為高速換速比較區(qū)間下限裸朱，DM35為高速換速比較區(qū)間上限韩宦，HR01為快速換速點開始信號，1507為快速運行信號龟付，1700為選層信號计胶，0010為零速信號，0503為快速換速輸出信號。
以上行為例陕射，DM31快速換速點對應(yīng)的脈沖數(shù)是樓層間距DM30與快速換速舉例DM01之差薄塘；DM31和DM30的值分別賦給DM34和DM35。運行時高速計數(shù)器不斷累加脈沖數(shù)棺克，每個掃描周期計數(shù)器的值與DM34 ~ DM35區(qū)段進行比較悠垛。當其值進入DM34與DM35區(qū)段時，HR01置位逆航，表示進入快速換速區(qū)間鼎文；若此時有選層信號且電梯為快速運行，則發(fā)快速換速信號（0503置ON）因俐。

4 結(jié)論

　　本文所述系統(tǒng)基于電氣集選控制原則拇惋，采用脈沖計數(shù)方法，用脈沖編碼器取代井道中原有的位置檢測裝置抹剩，實現(xiàn)位移控制撑帖，用軟件代替部分硬件功能，既降低系統(tǒng)成本澳眷，又提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性胡嘿，實現(xiàn)電梯的全數(shù)字化控制。
在實驗室調(diào)試的基礎(chǔ)上钳踊，采用上述方法衷敌，實地對兩臺17層電梯進行改造，經(jīng)有關(guān)部門檢測和近一年的實際運行表明拓瞪，系統(tǒng)運行可靠移履，乘坐舒適，故障率大為降低救咙，平層精度在±5mm以內(nèi)权扭，取得了良好的運行效果。

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