2電梯控制系統硬件結構
電梯控制系統的硬件由轎廂控制板、廳門信號、PLC和變頻器調速系統組成。控制系統的結構框圖如圖1所示。圖中變頻器只完成調速功能，邏輯控制部分由PLC完成。PLC負責處理各種信號的邏輯關系，從而向變頻器發送啟停信號，同時變頻器也向PLC發送自己的工作狀態，形成雙向通信關系。系統還配有旋轉編碼器和PG卡與電機同軸連接，完成速度檢測和反饋，形成速度閉環和位置閉環。此外，系統必須配備制動電阻器。當電梯減速運行時，電機處於再生發電狀態，電能反饋給變頻器，抑制DC電壓上升。
本設計中的電梯為交流電梯，用於四層辦公樓。通過分析可以看出，系統的輸入信號為26，包括保護、工作狀態選擇、開/關控制、位置檢測、電梯呼梯和速度控制。有21個輸出信號，包括開/關、上行、下行、變頻器控制信號、報警、指示燈等。根據以上情況，選擇三菱FX2-64MR PLC。
變頻器為安川616G5 CIMR-G5A 4022通用變頻器，其技術特點如下:可直接控制交流異步電機的電流，使電機保持較高的輸出轉矩；適用於各種應用場合，可實現低速平穩啟動和極其精確的運行；其自動調節功能可使各類電機實現高性能控制；它集U/f控制、矢量控制、閉環U/f控制和閉環矢量控制於壹體，其中閉環矢量控制最適合電梯控制要求。
旋轉編碼器與主電機同軸連接，主電機測量電機轉速，通過PG卡(也稱編碼器連接板)反饋電梯位置。選用歐姆龍公司的1024脈沖增量式光電脈沖旋轉編碼器。旋轉編碼器與電機同軸連接，產生a、b兩相脈沖。當A相脈沖比B相脈沖超前90度時，認為電機處於正轉狀態；當A相脈沖落後於B相脈沖90度時，電機被認為處於反轉狀態。根據A相和B相脈沖的相序，可以判斷電機的轉向。根據A、B脈沖的頻率(或周期)可以測出電機的轉速。如果計數脈沖由A相和B相脈沖的前沿或後沿產生，則可以形成代表正向位移和反向位移的脈沖序列。旋轉編碼器將該脈沖輸出到PG卡，PG卡將該反饋信號發送到變頻器進行運行調整。
3電梯的工作過程
電梯的壹個完整運行過程就是牽引電機從啟動、勻速運行到減速、停止的過程。PLC接收來自操作面板和電梯呼叫箱的呼叫信號、轎廂和門系統的功能信號、井道和變頻器的狀態信號，經過程序判斷和運算，實現電梯的集中選擇控制。PLC在輸出顯示和監控信號的同時，向變頻器發送運行方向、啟動、加速、減速、運行和制動信號。
當牽引電機正轉(或反轉)控制和高速控制信號有效時，電機從0Hz啟動到50Hz，啟動時間約3S，然後保持50Hz運行，完成啟動和運行區段的工作。當變速信號到來時，PLC取消高速信號，同時輸出爬行信號。此時爬行輸出頻率為6Hz。從50Hz到6Hz的減速過程在3S內完成。當速度達到6Hz時，電梯停止減速，以此速度爬行。當平層信號到達時，PLC取消爬行信號，發出信號停止電梯。此時電機從6Hz減速到0Hz，電梯停止。正常情況下，變頻器的零速輸出點在整個起動、運行和減速爬行段始終是關閉的。降低到0HZ後，零速輸出點斷開，通過PLC制動和自動開門，電梯運行曲線如圖2所示。
圖2中的運行曲線可以通過變頻器或配置運行曲線輸入板來設置。本系統使用變頻器設置參數:使C1-01=3s，設置加速啟動時間為3s；使C1-02=3s，設定減速時間為3s；使D1-02=50Hz，設置快車運行速度；D1-03=6Hz，設置爬行速度。
4電梯運行中位置信號的檢測
作為載人工具，在潛在載荷下，除了安全可靠外，還必須運行平穩，乘坐舒適，停車準確。雙閉環控制配合變頻器調速基本可以滿足要求。在不增加硬件電路的基礎上，可以利用現有的旋轉編碼器形成速度閉環和位置閉環控制。
壹般脈沖編碼器的輸出是兩對差分信號，A和A，B and B，可用於位置和速度測量。四個方波，A和A，B and B，引入PG卡，經方向判別和相乘後，成為代表位移的測量脈沖，引入PLC的高速計數端進行位置控制。
該系統采用相對計數法測量位置。在操作之前，對應於各種信號的脈沖數，例如變速點位置、調平點位置和制動停止點位置，分別存儲在相應的存儲單元中。在電梯運行過程中，通過旋轉編碼器檢測和軟件實時計算出以下信號:電梯樓層位置、變速點位置和平層點位置，從而對樓層進行計數並發出變速信號和平層信號。
電梯運行中的位移計算如下:h = si。
其中s:脈沖當量I:累積脈沖數H:電梯位移。
S=πλD/Pρ
d:曳引輪直徑ρ:ρ的分頻比λ:PG卡:減速器減速比。
p:對應於旋轉編碼器每轉的脈沖數。
本系統中λ=1/32 D=580mm。
ned = 1450 r/min P = 1024ρ= 1/18
用S=πλD/Pρ代替S=1.00毫米/脈沖。
若樓層高度為4m，則各樓層水準點的脈沖數為:1，樓層為0；二樓4000；三樓8000；四樓是12000。
假設變速點距離樓層1.6m，各樓層變速點脈沖數為:上升:壹樓到二樓65438+2400，二樓到三樓6400，三樓到四樓10400；下降:4樓到3樓9600，3樓到2樓5600，2樓到1樓1600。
5軟件設計
系統軟件根據運行需求和保護需求劃分為14個功能塊* * *:初始化、呼出呼叫、內部選擇、電梯自動切換、平層、樓層計數和顯示、超時基站開回基站、上下行、變速、開/關、報警、相序修正、優先服務等。根據電梯運行的要求，制定其作業流程的工作循環如圖3所示。
當有呼出信號或內部選擇信號時，電梯處於服務中。當壹定時間內沒有服務信號時，電梯自動駛回基站。下面重點介紹程序初始化、速度變化、樓層計數和平層的程序設計和工作過程。
(1)程序初始化:
將每個樓層調平點對應的脈沖數和速度變化點對應的脈沖數寫入數據寄存器(停電維護)。數據寄存器分配如下:
水準點:0→D200 4000→d 201 8000→D202 12000→D203。
變速點:2400→D204 6400→D205 10400→D206。
9600→D207 5600→D210 1600→D211
(2)速度變化
利用PLC的高速計數器對PG卡的輸出脈沖進行計數。當高速計數器的計數值等於變速點對應的脈沖數，且目的樓層有有效的樓層選擇信號或電梯呼梯信號時，發出變速信號，電梯進入爬行階段。程序流程如圖4所示。
(3)樓層計數
當轎廂到達各樓層的計數點時，樓層數增加1或減少1。為了防止在計數脈沖的高電平期間重復計數，樓層計數信號的上沿用於觸發樓層計數。程序流程如圖5所示。
(4)平坦層
當高速計數器的計數值等於平層點的計數脈沖時，發出平層信號，電梯平層。扁平層程序流程如圖6所示。
6結束語
用PLC控制交流變頻調速電梯，具有布線簡單、編程直觀、易於擴展、可靠性高的特點，電梯運行平穩，感覺舒適。可用於舊電梯的技術改造。