曾凡煜

【摘要】電梯是目前高層建筑中常用的交通工具，隨著我國高層建筑的發(fā)展，電梯也得到了高速的發(fā)展。電梯的拖動技術也逐漸發(fā)展成為了變頻調速技術，電梯的邏輯控制也逐漸由PLC代替。本文主要闡述了變頻調速電梯系統(tǒng)的設計分析和其相關應用。

【關鍵詞】變頻調速；電梯系統(tǒng)；設計分析；相關應用

隨著我國科學技術的不斷發(fā)展以及計算機技術在我國的廣泛應用，人們對高層電梯的可靠性及安全性的要求也越來越高。傳統(tǒng)的繼電器控制技術的缺陷和劣勢也逐漸顯露出來。而可編程序控制器（PLC）根據(jù)電梯的實際邏輯需要在當下逐漸的發(fā)展起來。PLV是一種專門為工業(yè)環(huán)境而設計的數(shù)字運算操作的一項電子裝置。它有著傳統(tǒng)繼電器控制技術無法比擬的優(yōu)點，也正逐漸的取代傳統(tǒng)繼電器控制技術的地位。

與此同時，由于電機交流變頻技術的不斷發(fā)展與完善，電梯的拖動模式已經在其基礎上有了很大的變化，原先的直流調速逐漸被交流變頻調速所取代。

一、對設備的選擇

本文主要選擇了安川公司在世界市場中全面推廣的vS-616G5型號的變頻器。這種變頻器不僅實現(xiàn)了對矢量的有效控制，還實現(xiàn)了V/F的控制。通過變頻器本身的自動協(xié)調功能以及其本身的無速度傳感器電流的矢量控制，可以比較容易得到高起動的轉矩與比較高的調速范圍。

1.vS-616G5變頻器的特點

vS-616G5型號的變頻器有著以下幾個特點：對電流矢量等四種控制方式實現(xiàn)了較高的標準化；有著多種多樣的內藏功能和選擇功能；使用了目前比較先進的硬件配置，使得其體積小但功能全面；其維修性能和其自身的保護功能比較完善；LCD裝置可以有效的提高變頻器的操作性能。

2.PLC的選擇

電梯的PLC控制系統(tǒng)的選擇，將不再繼續(xù)使用傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的模擬轎廂運動機械選層器。在電梯的實際運行過程中如何正確確定轎廂所處的具體位置，PLC軟件怎樣根據(jù)指定的輸入信號，以及電梯實際的運行條件來計算或者判斷轎廂多出的實際樓層，這是電梯得到正常運行的基本前提，也是正確判斷電梯方向和換樓換層數(shù)的前提。

根據(jù)上文的要求可知，PLC必須具有速度較高的計數(shù)器。此外，由于電梯是上、下雙向運行，PLC還應該具有可逆計數(shù)器。對以上因素經過了綜合的考慮，本文選擇了產自日本OMRON公司的C系列的某一機型。

二、對電梯控制系統(tǒng)的設計分析

電梯PLC控制系統(tǒng)與其他類型的控制系統(tǒng)一樣，其主要是由信號控制系統(tǒng)以及電梯拖動系統(tǒng)兩個部分共同組成。例如圖一，其只要的硬件有PLC主機及其擴展、電梯的機械系統(tǒng)、轎廂的操控盤、廳外的呼梯器、指層器、門機、電梯的調速裝置、電梯的主要拖動系統(tǒng)。其中，PLC主機為該系統(tǒng)的主要控制系統(tǒng)，呼梯器、井道、安全信號以及操縱盤主要通過PLC的輸入接口送入到PLC中，并且將這些信息儲存至儲存器，召喚指示燈發(fā)出相應的信號，并且向門機控制系統(tǒng)以及拖動系統(tǒng)發(fā)出信號。

1.對信號控制系統(tǒng)的設計

電梯的信號控制，基本上是由PLC軟件進行控制的。將電梯的運行方式選擇、運行的控制指令、轎廂內的指令、樓層的召喚、電梯的安全及保護信息、旋轉編碼器的光電脈沖、限位信號、門區(qū)一級平層信號等均輸入到PLC的控制中去。其中，電梯運行的方式有：自動運行、專人運行、檢修運行和消防運行等等。

2.速度曲線的設定

為了使人們在乘坐電梯時，有一個舒適的乘坐環(huán)境，需要將電梯的啟動速度曲線設計成有兩段S型曲線和一段直線構成，這一曲線的構成和改變主要是由于電梯的加速斜度的變化率和S曲線的變化率而決定的。電梯的加速斜率主要是其速度從0加速到每分鐘1000轉所需要的時間來對其進行定義的。所以，通過改變電梯的加速時間可以獲得各不相同的起動曲線的斜率。

3.減速以及平層的控制

電梯的實際工作特點是較為頻繁的啟動，為了進一步提高電梯的工作效率、改善電梯內部的乘坐環(huán)境，這就要求電梯的平滑速度減為零的時候，不能夠出現(xiàn)爬行或者直接停止的顯現(xiàn)。想要確保電梯平穩(wěn)的停止，就需要對電梯發(fā)送準確無誤的減速信號，在電梯接近目標樓層的時候，要按對其進行精確的自動校正以及速度調整。

4.PLC與旋轉編碼器的連接

本文所選擇的的系統(tǒng)使用的是相對計數(shù)的方式對電梯進行位置測量。運行前，需要通過編程方式將相應的信號，例如：平層點位置、制動點位置以及換速點位置等信號，存入相應的內存單元當中，在電梯的實際運行的過程總，通過旋轉編碼器等檢測軟件分析以及計算信號，例如：電梯所在的樓層平層點的位置等等，通過計算確定電梯的位置，對電梯所在的樓層進行技術。并且發(fā)出相應的平層信號和換速信號。

三、實例的應用

本文中所體現(xiàn)的變頻調速電梯系統(tǒng)方案，應用于某地的一棟寫字樓內，并且根據(jù)PLC I/O節(jié)點的控制使用原則，預留出相應的I/O節(jié)點，以在擴展中進行使用。在實際的操作系統(tǒng)中，工作人員需要輸入47節(jié)點，輸出40節(jié)點。

針對以上要求，我們選擇了西門子S7-300PLC，其CPU的型號為CPU315。安川Vs—6l6G5變頻器接到來自PLC的電梯上行信號以及電梯下行信號，進而控制電動機轉動的方向，從而決定了電梯的上行和下行方向。同樣，安川 616G5變頻器接受到來自PLC的電梯高度行駛和電梯低速行駛的型號，而控制曳引電動機的轉速，進而控制電梯運行的速度。電梯通過其設置的脈沖發(fā)生器，將電梯的實時方向和速度反饋該變頻器，這就形成了一個閉環(huán)的控制圈。該寫字樓的電梯經過了意見的運行，并沒有出現(xiàn)較大的故障，乘坐電梯的人也得到了較好的舒適感，說明這套變頻調速電梯系統(tǒng)方案具有良好的可靠性。

四、結語

本文主要闡述了變頻調速電梯系統(tǒng)的設計分析及相關應用。利用進的變頻器和PLC，能夠很好的實現(xiàn)對電梯運行的良好控制，并且通過合理的設備選擇、科學的參數(shù)設置以及有效的硬件措施，大大提高了電梯運行的安全性和可靠性，使得人們乘坐電梯獲得了更大的舒適感，并且節(jié)約了電梯運行的成本。

參考文獻

[1]錢良楚.基于PLC控制的交流變頻調速電梯系統(tǒng)探討[J].數(shù)字技術與應用，2013（07）.

[2]代杰.交流變頻調速電梯系統(tǒng)設計[J].變頻器世界，2010（12）.

[3]趙明薇.變頻調速電梯系統(tǒng)的驅動和控制技術[J].設備管理與維修，2011（05）.

[4]尹剛.基于PLC的變頻調速電梯系統(tǒng)設計[J].中國新技術新產品，2010（08）.