張 聰

（上海振華重工（集團(tuán)） 沈陽(yáng)電梯有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110164）

隨著近年來(lái)人們對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求，變頻器在升降機(jī)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，使用變頻器可以降低電力線(xiàn)路電壓波動(dòng)，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，可調(diào)節(jié)加速功能、運(yùn)行速度和轉(zhuǎn)矩極限及受控的停止方式，可控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流和可逆運(yùn)行控制，減少機(jī)械設(shè)備的磨損，進(jìn)而降低成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。該變頻器應(yīng)用在提升設(shè)備、絞車(chē)中不僅可減少該設(shè)備在啟動(dòng)過(guò)程中鋼絲繩的拉力及卷繩筒和改向輪所承受的力，而且在下放過(guò)程中變頻器可將這部分由勢(shì)能轉(zhuǎn)化的電能反饋電網(wǎng)，做到了節(jié)能及勢(shì)能再度利用。

1 PLC 功能及其系統(tǒng)

可編程控制器（PLC） 最早產(chǎn)生于1969 年，是一種采用數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操控的控制系統(tǒng)，最初可編程控制器僅僅停留在邏輯編輯層面，隨著50 年來(lái)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，目前已經(jīng)發(fā)展成為融合了過(guò)程控制、位移控制等多種多樣的控制領(lǐng)域。目前在眾多的工業(yè)控制器中，PLC 憑借其高可靠度，通常在使用過(guò)程中自身不會(huì)產(chǎn)生故障，已經(jīng)發(fā)展成為最重要的工業(yè)控制器之一。對(duì)于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、控制閥、按鈕和開(kāi)關(guān)等器件，PLC 可實(shí)現(xiàn)其與設(shè)備的直接連接，這些均得益于其具有豐富的I/O 接口模塊。此外PLC 的CPU、I/O、電源等部件均采用模塊化設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的靈活性。PLC的編程方式簡(jiǎn)便，通過(guò)與實(shí)際電路連線(xiàn)圖一致的梯形圖進(jìn)行編程，同時(shí)其程序設(shè)計(jì)和修改也較簡(jiǎn)便。此外其適用范圍廣，適應(yīng)能力強(qiáng)，安裝操作簡(jiǎn)單全部為外部接口接線(xiàn)。綜上所述，PLC 具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅抗干擾能力強(qiáng)、安全性和可靠性高?；赑LC 程序控制變頻器方法如下：

為更好、更安全地使用變頻器，使其在運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)揮保護(hù)作用，提出了一種基于PLC 程序控制變頻器的方法:

1) 設(shè)置有手動(dòng)調(diào)速桿、人員識(shí)別、危險(xiǎn)狀態(tài)警示以及語(yǔ)音報(bào)警功能。在水平操作面上設(shè)置控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度的手動(dòng)調(diào)速桿，使得操作人員可省時(shí)、省力、便捷地實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，便于精準(zhǔn)、合理地對(duì)速度進(jìn)行控制。

2) 通過(guò)設(shè)置指示燈，當(dāng)速度過(guò)快、機(jī)頭過(guò)卷和機(jī)尾過(guò)卷時(shí)均可發(fā)出報(bào)警指示信號(hào)，有利于操作人員快速處理險(xiǎn)情，避免危險(xiǎn)事故發(fā)生。

3) 通過(guò)設(shè)置用于讀取識(shí)別卡信息的讀卡器，使具有合法身份的工作人員才可操作控制臺(tái)，頁(yè)面具有密碼登錄功能，杜絕了由于非操作人員操作不當(dāng)而引發(fā)的安全事故。

2 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

升降機(jī)PLC 變頻控制系統(tǒng)中，PLC 和變頻器是相互獨(dú)立又相互合作的兩部分，共同控制升降機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。變頻器、控制監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力裝置、操作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)編碼器、減速器等都屬于變頻控制系統(tǒng)。動(dòng)力裝置主要為升降機(jī)提供動(dòng)力如牽引力等。升降機(jī)在整個(gè)運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中正常運(yùn)轉(zhuǎn)或是出現(xiàn)故障，其控制監(jiān)視系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的各種狀態(tài)和參數(shù)，這些數(shù)據(jù)信息為及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障提供了參考。操作臺(tái)是整個(gè)升降機(jī)控制系統(tǒng)的核心，起著重要的操控作用，操作臺(tái)不僅可實(shí)現(xiàn)速度和制動(dòng)力的設(shè)定和調(diào)控，還可以發(fā)布各種控制命令等，是整個(gè)升降機(jī)控制系統(tǒng)的控制中心。在升降機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中，為保證系統(tǒng)工作的安全性，為避免溜車(chē)事故的發(fā)生，待升降機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在機(jī)械抱閘松開(kāi)前，變頻器向電機(jī)施加一定的力矩。在該系統(tǒng)中，系統(tǒng)交流電的輸入途徑為通過(guò)AC380V 三相動(dòng)力電源，輸入的交流電經(jīng)過(guò)的參數(shù)設(shè)定，轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺優(yōu)橛脕?lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的固定要求頻率的交流電，變頻器的作用就是對(duì)輸入的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)變。一般情況下，隨著輸出頻率的變化電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)的變化。現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況多種多樣，其操作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)操控，通常速度變化趨勢(shì)要經(jīng)過(guò)PLC 編程輸入和變頻器的變頻作用一系列流程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)升降機(jī)的速度控制。

3 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

升降機(jī)PLC 變頻控制系統(tǒng)主要由PLC 和變頻器兩部分組成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC 選用德國(guó)西門(mén)子公司的S7-300 型號(hào)產(chǎn)品，變頻器選用日本安川品牌的變頻器。

3.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)主系統(tǒng)部分

日本安川品牌的變頻器，采用矢量控制的先進(jìn)技術(shù)，主電路對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)通過(guò)空氣斷電器和接觸器等，干擾和振動(dòng)的減弱通過(guò)交流電抗器La 和噪聲濾波LB 等，從而確保系統(tǒng)在環(huán)境惡劣的條件下可以正常運(yùn)行。

3.2 PLC 控制部分

PLC 作為升降機(jī)PLC 變頻控制系統(tǒng)的核心，選用S7-300 型號(hào)，該型號(hào)的擴(kuò)展溫度最低為-25℃，最高為70℃，允許短時(shí)機(jī)械負(fù)載增加。該型號(hào)的PLC 不僅能夠適用于污染空氣等各種惡劣環(huán)境，而且操作、編程和維修都相當(dāng)簡(jiǎn)便，理論上來(lái)講，最為理想的升降機(jī)運(yùn)行速度成S 形速度曲線(xiàn)，只有通過(guò)PLC 給定控制，才能使升降機(jī)的運(yùn)行曲線(xiàn)達(dá)到理想化的效果。PLC 對(duì)升降機(jī)的一系列命令控制通過(guò)主令操作控制實(shí)現(xiàn)，要想最終實(shí)現(xiàn)理想化的運(yùn)行速度，需要通過(guò)不斷調(diào)試，使升降機(jī)工作狀態(tài)按照預(yù)期要求不斷改進(jìn)。然而升降機(jī)的實(shí)時(shí)速度、作業(yè)進(jìn)程和變頻器等都需要PLC 保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控，為防止事故的發(fā)生，及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，防患于未然，確保升降機(jī)安全可靠的運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

利用程序控制方法，通過(guò)變頻器控制臺(tái)來(lái)控制變頻器，避開(kāi)了變頻器的高壓危險(xiǎn)，保證操作人員的人身安全;有人員識(shí)別和密碼登錄雙重保護(hù)，做到了非操作人員不能啟車(chē);帶有故障記憶功能，便于查找分析故障點(diǎn)，有效縮短設(shè)備維修時(shí)間，為社會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。