前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的電梯控制系統(tǒng)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:PLC變頻器電梯門(mén)
0 引言
電梯門(mén)控系統(tǒng)是電梯控制系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的子系統(tǒng)。相對(duì)于整個(gè)電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),由于它的動(dòng)作最頻繁并且直接面對(duì)乘客,因此在實(shí)際應(yīng)用中需要一個(gè)運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定的電梯門(mén)控制系統(tǒng)來(lái)為乘客服務(wù)。乘客對(duì)電梯門(mén)運(yùn)行的一般要求是門(mén)在開(kāi)或關(guān)的開(kāi)始階段要求速度快,在開(kāi)或關(guān)的結(jié)束階段要求門(mén)速慢。老式電梯門(mén)的控制及運(yùn)行大多采用直流電機(jī)配以繼電器、限位開(kāi)關(guān)及電阻等器件來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、關(guān)門(mén)的控制,門(mén)在運(yùn)行中依靠安裝在轎門(mén)上的開(kāi)關(guān)打板依次撞擊裝在轎頂上的各換速行程開(kāi)關(guān),逐漸短接分壓電阻,從而改變直流電機(jī)電樞繞組兩端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速,這種方法實(shí)現(xiàn)電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)的缺點(diǎn)是平穩(wěn)性較差、調(diào)試較為困難、易受外界干擾、故障點(diǎn)多且故障率較高,已無(wú)法滿(mǎn)足新型電梯的技術(shù)要求。[1]本文采用了PLC和變頻器作為控制器來(lái)控制電梯門(mén)的開(kāi)、關(guān)動(dòng)作。
1 控制器選取
1.1 系統(tǒng)控制核心選取
系統(tǒng)控制核心選用西門(mén)子S7-200PLC,該P(yáng)LC的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠性高、功耗小、功能強(qiáng)大、程序設(shè)計(jì)方便靈活、價(jià)格便宜且體積小,可以方便的安裝在轎門(mén)上方。[2]
1.2 調(diào)速裝置選取
變頻器應(yīng)用于交流調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)中有易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)良控制特性,并且變頻器具有完備的保護(hù)功能,在條件比較惡劣的環(huán)境下也能正常使用,所以本設(shè)計(jì)的調(diào)速裝置選用西門(mén)子MM420變頻器,該變頻器與PLC配套使用,具有調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速精度高、耐高溫且運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。[3]
2 電梯門(mén)運(yùn)行特點(diǎn)分析
電梯門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中,為了使電梯門(mén)開(kāi)、關(guān)時(shí)間盡量短且門(mén)在開(kāi)、關(guān)過(guò)程中撞擊程度盡量小,電梯在開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)一般具有如下特點(diǎn):
2.1 開(kāi)門(mén)過(guò)程:電梯門(mén)在打開(kāi)時(shí),一般有三級(jí)變速。開(kāi)始以某一高速開(kāi)門(mén);開(kāi)門(mén)達(dá)到70%左右時(shí),換速成某一低速;當(dāng)開(kāi)門(mén)達(dá)到90%左右時(shí),以一更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)時(shí),開(kāi)門(mén)電路斷開(kāi),開(kāi)門(mén)過(guò)程結(jié)束。
2.2 關(guān)門(mén)過(guò)程:電梯門(mén)在關(guān)閉時(shí),一般有四級(jí)變速。開(kāi)始以某一高速關(guān)門(mén);關(guān)門(mén)達(dá)到60%左右時(shí),換速成某一低速;當(dāng)關(guān)門(mén)達(dá)到80%左右時(shí),以一更低的速度運(yùn)行;當(dāng)關(guān)門(mén)達(dá)到90%左右時(shí),以比前段更低的速度爬行;當(dāng)碰觸終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)時(shí),關(guān)門(mén)電路斷開(kāi),關(guān)門(mén)過(guò)程結(jié)束。
電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)速度變化曲線如圖1所示。
3 電路、控制程序及變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1 電路設(shè)計(jì)
電梯開(kāi)門(mén)信號(hào)(手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕、防撞擊信號(hào))、關(guān)門(mén)信號(hào)(手動(dòng)關(guān)門(mén)按鈕、延時(shí)關(guān)門(mén)觸點(diǎn))及開(kāi)、關(guān)門(mén)終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)作為PLC的輸入信號(hào),利用PLC的三個(gè)輸出端子Q0.0、Q0.1和Q0.2分別與MM420變頻器的數(shù)字端子5、6和7點(diǎn)連接,當(dāng)PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三個(gè)輸出點(diǎn)通、斷狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),使變頻器的5、6及7點(diǎn)的通、斷也隨即發(fā)生變化。電梯開(kāi)、關(guān)門(mén)電路設(shè)計(jì)如圖2所示。
3.2 控制程序設(shè)計(jì)
3.2.1 開(kāi)門(mén)控制程序設(shè)計(jì)如圖3所示。
3.2.2 關(guān)門(mén)控制程序設(shè)計(jì)如圖4所示。
3.2.3 變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置方法
①西門(mén)子MM420變頻器重點(diǎn)參數(shù)簡(jiǎn)介
P700:選擇命令源,當(dāng)設(shè)置成2時(shí),表示命令源由端子排輸入決定。
P1000:頻率設(shè)定值的選擇,當(dāng)設(shè)置成3時(shí),表示固定頻率設(shè)定。
P1001~P1007:固定頻率1~7的設(shè)定值。
P701~P703:該三個(gè)參數(shù)設(shè)置成17時(shí),表示二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)(BCD碼)對(duì)應(yīng)頻率選擇+ON命令,具體解釋如表1所示。
②變頻器參數(shù)設(shè)置
本系統(tǒng)中變頻器調(diào)速采用外表端子控制多頻率選擇方式,西門(mén)子MM420變頻器最多可選擇7段速度運(yùn)行,前3段速度控制開(kāi)門(mén)運(yùn)行,后4段速度控制關(guān)門(mén)運(yùn)行。假設(shè)開(kāi)門(mén)運(yùn)行時(shí),電機(jī)開(kāi)始以25Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行,延時(shí)一段時(shí)間后以10Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行,再延時(shí)一段時(shí)間后以5Hz頻率正轉(zhuǎn)運(yùn)行;關(guān)門(mén)時(shí),電機(jī)開(kāi)始以25Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行,延時(shí)一段時(shí)間后以15Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行,再延時(shí)一段時(shí)間后以10Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行,繼續(xù)延時(shí)一段時(shí)間后以5Hz頻率反轉(zhuǎn)運(yùn)行;根據(jù)上述要求,變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置如表2所示。
4 運(yùn)行過(guò)程分析
開(kāi)門(mén):開(kāi)門(mén)信號(hào)給定時(shí),通過(guò)PLC控制程序控制Q0.0接通,運(yùn)行開(kāi)門(mén)第一段速度;運(yùn)行延時(shí)后Q0.1接通,運(yùn)行開(kāi)門(mén)第二段速度;運(yùn)行再延時(shí)后Q0.0、Q0.1同時(shí)接通,運(yùn)行開(kāi)門(mén)第三段速度。
關(guān)門(mén):關(guān)門(mén)信號(hào)給定時(shí),通過(guò)PLC控制程序控制Q0.2接通,運(yùn)行關(guān)門(mén)第一段速度;運(yùn)行延時(shí)后Q0.0、Q0.2接通,運(yùn)行關(guān)門(mén)第二段速度;運(yùn)行再延時(shí)后Q0.1、Q0.2同時(shí)接通,運(yùn)行關(guān)門(mén)第三段速度;關(guān)門(mén)即將結(jié)束前,Q0.0、Q0.1、Q0.2同時(shí)接通,運(yùn)行關(guān)門(mén)第四段速度。
5 結(jié)語(yǔ)
利用變頻器與PLC配合來(lái)控制電梯門(mén)的開(kāi)和關(guān),此方法在實(shí)現(xiàn)開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)可靠性高、平穩(wěn)性較好,調(diào)試起來(lái)也較為簡(jiǎn)單、不易受外界干擾且故障率較低;將此方法應(yīng)用于電梯門(mén)開(kāi)、關(guān)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)中,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證,達(dá)到了較為理想的控制效果。
參考文獻(xiàn):
[1]郎東革,姜潤(rùn)峰.DSP控制的自適應(yīng)電梯門(mén)機(jī)系統(tǒng)[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,3(3):279.
關(guān)鍵詞:電梯;PLC控制系統(tǒng);MCGS組態(tài)軟件;變頻調(diào)速;高層建筑 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類(lèi)號(hào):TP273 文章編號(hào):1009-2374(2015)35-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.005
當(dāng)前,我國(guó)建筑事業(yè)大力發(fā)展,各個(gè)城市的高層建筑如雨后春筍,電梯是高層建筑不可替代的一部分,大大方便了人們的生活。電梯屬于機(jī)電一體化設(shè)施,主要涉及到機(jī)械和電氣兩個(gè)專(zhuān)業(yè)。其電氣部分主要包括兩個(gè)系統(tǒng),分別為控制系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)。過(guò)去的繼電器控制系統(tǒng)存在笨重、觸電復(fù)雜、可靠性低等缺陷。PLC(Programmable Logic Controller)全稱(chēng)為可編程邏輯控制器,具有使用便捷、功能靈活、能耗低、噪聲小、可靠性高、占地面積小、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn),在保證電梯運(yùn)行安全的前提下,也大大提高了乘客乘坐電梯的舒適度。MCGS(Monitor and Control Generated System)為通用監(jiān)控系統(tǒng),其可以和PLC進(jìn)行通訊,可以對(duì)獲取的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過(guò)各種形式將處理結(jié)果形象清晰地顯示出來(lái)。應(yīng)用范圍廣,是電梯控制系統(tǒng)檢驗(yàn)的一個(gè)理想工具。
1 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理
1.1 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電梯控制系統(tǒng)組成部分主要包括組態(tài)軟件、PLC、數(shù)據(jù)傳輸模塊等。組態(tài)軟件是一種可在Windows系統(tǒng)上運(yùn)行的組態(tài)軟件,能夠方便地生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),可通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線、動(dòng)畫(huà)等多種形式顯示采集結(jié)果,實(shí)現(xiàn)工況監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障報(bào)警等多種功能。PLC負(fù)責(zé)所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和電梯全部控制任務(wù)。計(jì)算機(jī)的主要功能為創(chuàng)建人機(jī)交互界面,具體包括數(shù)據(jù)收發(fā)、參數(shù)設(shè)置、進(jìn)程控制、信息顯示等。電梯在投入運(yùn)行過(guò)程中,組態(tài)軟件實(shí)時(shí)地監(jiān)控PLC工作狀況,確保界面顯示信息的準(zhǔn)確性和有效性,也保證了控制命令能夠及時(shí)地被傳遞給PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制。
1.2 電梯控制系統(tǒng)運(yùn)行原理
電梯工作主要存在兩種狀態(tài),即運(yùn)行和停止。PLC在電梯運(yùn)行時(shí)利用軟硬件對(duì)電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。由于信號(hào)輸入具有很大的隨機(jī)性,PLC程序需要被重復(fù)進(jìn)行一遍遍的掃描以保證響應(yīng)的及時(shí)性。當(dāng)電梯或PLC接受到停止命令后,程序執(zhí)行即刻停止。
2 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 電梯PLC控制要求
我們通過(guò)控制對(duì)象的要求如數(shù)字、模擬信號(hào)、聯(lián)網(wǎng)需要等以及I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)選擇PLC。本系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)4層的電梯樓。
電梯開(kāi)關(guān)門(mén)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。該功能設(shè)計(jì)包括了開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)動(dòng)作及其時(shí)間設(shè)置,從電梯運(yùn)行的一般需要考慮,我們將開(kāi)門(mén)時(shí)間設(shè)置為5.5s,關(guān)門(mén)時(shí)間設(shè)置為5s。如果在5s內(nèi)未收到關(guān)閉信號(hào),電梯門(mén)將無(wú)法關(guān)閉,此時(shí)電梯重新執(zhí)行打開(kāi)命令。電梯啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速和自動(dòng)停車(chē)應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。當(dāng)某層發(fā)出呼梯請(qǐng)求命令時(shí),電梯加速,而當(dāng)電梯即將到達(dá)目的層時(shí),電梯減速,減速后執(zhí)行自動(dòng)命令。電梯能夠在超載時(shí)報(bào)警并停止啟動(dòng)。另外,電梯需配合消防繼電器進(jìn)行消防運(yùn)行管理。于電梯運(yùn)行前必須做好檢查工作,若正在檢修,必須待檢修工作完成后方可投入運(yùn)行。電梯選層遵循以下要求:各層乘客可以在電梯口通過(guò)按“上”或“下”按鈕發(fā)送乘梯請(qǐng)求。在電梯內(nèi)部設(shè)置了4個(gè)樓層的指示開(kāi)關(guān)按鈕S1、S2、S3、S4,按鈕分別配置4個(gè)指示燈L1、L2、L3、L4。4個(gè)行程開(kāi)關(guān)分別為SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。另外,電梯不會(huì)去執(zhí)行反方向的呼叫請(qǐng)求,即電梯上升時(shí)不會(huì)立即對(duì)下樓的請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng),反之亦然。
2.2 PLC軟硬件設(shè)計(jì)
我們通過(guò)控制對(duì)象的要求如數(shù)字、模擬信號(hào)、聯(lián)網(wǎng)需要等以及I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)選擇PLC。本系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)4層的電梯樓。硬件系統(tǒng)主要由電梯、PLC及變頻器組成。
I/O具體分配情況參見(jiàn)表1、表2所示:
根據(jù)表1和表2的內(nèi)容可以獲取PLC接線圖,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能描述如下:
首先,乘客按下呼叫請(qǐng)求按鈕,電梯啟動(dòng)并到達(dá)目的層停下、響鈴、電梯門(mén)與轎廂門(mén)同時(shí)開(kāi)啟,與此同時(shí),計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí);乘客走進(jìn)電梯,電梯未檢測(cè)超重;計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到5.5s,期間,計(jì)時(shí)未被中斷(電梯紅外為探測(cè)到障礙物或沒(méi)有人按下延時(shí)按鈕等),電梯關(guān)閉;乘客按下想要去的樓層,電梯啟動(dòng),到達(dá)目的層,響鈴,開(kāi)門(mén),與此同時(shí),計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器若未被中斷,計(jì)時(shí)到5.5s,則電梯關(guān)閉。電梯在啟動(dòng)過(guò)程中,若收到同向的請(qǐng)求乘梯的信號(hào)則響應(yīng)請(qǐng)求命令,到命令發(fā)出樓層停止;若收到反相請(qǐng)求信號(hào),則暫時(shí)不響應(yīng),等到電梯反回來(lái)時(shí),即同向時(shí)再響應(yīng),以最近為優(yōu)先。電梯門(mén)設(shè)置壓力和紅外傳感器,若關(guān)門(mén)時(shí)受到壓力或檢測(cè)到障礙物,則重新打開(kāi)門(mén)計(jì)時(shí)5s后再關(guān)門(mén)。
由以上描述,可以看出PLC控制的流程圖具體如圖1所示:
圖1 電梯PLC控制流程示意圖
2.3 變頻調(diào)速設(shè)計(jì)
電梯的速度直接影響到乘客的舒適度。電梯的速度控制一直是電梯控制的一項(xiàng)重要工作,也是重難點(diǎn)所在。我們選擇西門(mén)子MM440交流變頻器對(duì)電梯的速度進(jìn)行調(diào)控。我們首先在PLC寄存器中寫(xiě)入理想的給定速度曲線,電梯在實(shí)際運(yùn)行時(shí),可以通過(guò)查表,找出理想曲線對(duì)應(yīng)的速度數(shù)值,進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,再將模擬信號(hào)輸入變頻器控制器頻率達(dá)到控制電梯速度的目的。西門(mén)子MM440交流變頻器具有如下特點(diǎn):(1)將斜坡的上升和下降時(shí)間適當(dāng)調(diào)長(zhǎng)以減輕乘客啟動(dòng)的沖擊感,提高變速的平滑度和乘坐的舒適度;(2)選擇工頻為快車(chē)頻率以提高系統(tǒng)工作效率,但適當(dāng)降低其爬行頻率,以減輕電梯停止的失重感;(3)設(shè)定零速為0ft。
電梯是一個(gè)啟停頻率很高的設(shè)備,變頻調(diào)速設(shè)計(jì)的好壞決定了電梯的運(yùn)行效率和舒適度。最佳狀態(tài)即所謂的“無(wú)速停車(chē)包閘”,指的是電梯能夠在平層的剎那速度剛好降至0。這要求降速信號(hào)有一定的準(zhǔn)確性,按照距目標(biāo)層距離的大小對(duì)速度曲線進(jìn)行精準(zhǔn)矯正。該設(shè)計(jì)采用了旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)電梯具置進(jìn)行監(jiān)測(cè),計(jì)算電梯行駛過(guò)的距離,配合加速點(diǎn),進(jìn)行控制命令的發(fā)送。
2.4 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)
組態(tài)軟件主要用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,能夠方便地生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),可通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線、動(dòng)畫(huà)等多種形式顯示采集結(jié)果,實(shí)現(xiàn)工況監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障報(bào)警等多種功能。MCGS是一款優(yōu)秀的組態(tài)軟件,其具有很強(qiáng)的實(shí)用性,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電梯的運(yùn)行情況,界面清晰易懂,畫(huà)面表現(xiàn)方式豐富。先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集功能和信息處理能力,網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大,報(bào)警功能完備,安全可靠,方便維護(hù)。支持很多硬件設(shè)備,可擴(kuò)展性好,并行執(zhí)行多種任務(wù),管理功能強(qiáng)大等。
該設(shè)計(jì)首先進(jìn)行通訊設(shè)備的選擇,于MCGS組態(tài)軟件中添加FX2-80MRPLC并對(duì)其屬性進(jìn)行了設(shè)置。通過(guò)對(duì)MCGS中數(shù)據(jù)設(shè)備通道連接的合理設(shè)定,便能夠成功將組態(tài)軟件和PLC連接起來(lái)。根據(jù)MCGS的實(shí)際需要,通過(guò)正確的驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)PLC串口,讓計(jì)算機(jī)響應(yīng)PLC。于軟件的操作界面上創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)畫(huà)界面。對(duì)不同控件屬性進(jìn)行設(shè)定,模擬實(shí)際情況對(duì)控件進(jìn)行控制,以檢測(cè)PLC的控制性能的實(shí)際工作效果。MCGS主要包括三個(gè)窗口,分別為主控窗口、用戶(hù)窗口及設(shè)備窗口,其可以對(duì)各種各樣對(duì)象進(jìn)行組態(tài)調(diào)控,形成生動(dòng)的界面,方便對(duì)信息的可視化
處理。
3 結(jié)語(yǔ)
PLC變頻控制系統(tǒng)能夠大大提高系統(tǒng)的可靠性和電梯運(yùn)行安全度,表現(xiàn)出體積小、操作方便、運(yùn)行效果好、安全可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了電梯的自動(dòng)控制,還對(duì)電梯速度進(jìn)行了準(zhǔn)確的調(diào)控,顯著提高了乘坐人員的舒適度。MCGS和PLC能夠很好地配合起來(lái)對(duì)電梯的運(yùn)行控制情況進(jìn)行模擬和評(píng)價(jià),具有重要的意義??傊琍LC由于其本身的諸多優(yōu)點(diǎn),使其成為電梯系統(tǒng)控制的一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
參考文獻(xiàn)
[1] 葉彬強(qiáng),余麗瓊,吳寶華.PLC編程技術(shù)[J].兵工自動(dòng)化,2005,(3).
[2] 孟雷.基于PLC的電梯模型控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)[D].蘇州大學(xué),2010.
[3] 梁麗秀.基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)В?011,(12).
[4] 金海F.基于PLC的四層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].內(nèi)蒙古大學(xué),2011.
[5] 許少衡,張廷鋒,莫文貞.基于PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2011,(3).
關(guān)鍵詞:電梯;電氣控制;安全電器電路
《電梯制造與安裝安全規(guī)范)gb7588-2003第12.4.3.1條規(guī)定:切斷制動(dòng)器電流,至少應(yīng)用2個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),不論這些裝置與用來(lái)切斷電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置是否為一體。當(dāng)電梯停止時(shí),如果其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未打開(kāi)最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí),應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。
電梯必須停機(jī)修理故障中,電氣控制系統(tǒng)故障占全部故障的80%~90% 月前電梯所選的電器元件基本上是一般的機(jī)床電器,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用壽命、技術(shù)指標(biāo)等均不能完全適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。尤其是繼電器、接觸器組成的有觸點(diǎn)控制的電梯,其接頭和觸頭敏眾多,因而事故也比較多,因此電梯故障嗡測(cè)保護(hù)器已成為電梯不可能缺少的配套裝置。一般要求保護(hù)器能實(shí)時(shí)檢測(cè)被監(jiān)測(cè)電梯的工作及外電源的當(dāng)前狀況,對(duì)當(dāng)前的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析,盡可能給出確切結(jié)果,對(duì)結(jié)果不能確定的問(wèn)題提供警報(bào),要求人工干預(yù),切斷電梯拖動(dòng)及檢測(cè)到的外電源,提供保護(hù)器電源參與援救,包括拖動(dòng)轎廂到平層,開(kāi)門(mén)放客,提供語(yǔ)言報(bào)警、關(guān)門(mén),電梯返回基站,可見(jiàn)電源系統(tǒng)是保護(hù)器的關(guān)鍵。
1 電梯電氣控制
電梯控制技術(shù)的發(fā)展,始終與安全技術(shù)的發(fā)展緊密相連。當(dāng)今電梯安全電氣控制的重點(diǎn)是電氣安全回路控制。其具體體現(xiàn)為由關(guān)鍵安全控制點(diǎn)設(shè)置的安全觸點(diǎn)和安全電路組成的電氣安全回路,對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器直接以硬件連接的控制。這種電路結(jié)構(gòu)能夠有效防止電磁干擾、軟件程序錯(cuò)誤對(duì)電梯關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)的威脅,保證電梯關(guān)鍵安全控制電氣環(huán)節(jié)的可靠性。
在目前電梯控制電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,電氣安全回路對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的控制連接,還存在著某些通過(guò)程序軟件間接連接的設(shè)計(jì)。特別是電氣安全回路中的門(mén)鎖觸點(diǎn),往往由于各種原因處于直接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的電氣回路之外。有些設(shè)計(jì)者過(guò)分強(qiáng)調(diào)微電腦的工作可靠性,忽視了電氣安全回路控制點(diǎn)失誤后果的嚴(yán)重性,將門(mén)鎖觸點(diǎn)通過(guò)程序控制器間接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器,此類(lèi)控制方式在發(fā)生意外干擾時(shí),會(huì)造成嚴(yán)重的危險(xiǎn),已有多項(xiàng)事實(shí)表明了這種危險(xiǎn)。
對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器這類(lèi)關(guān)鍵控制電器的故障防護(hù)是電梯安全控制的一個(gè)重點(diǎn)。由于驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開(kāi)門(mén)狀態(tài)運(yùn)動(dòng),極易發(fā)生剪切事故。因此,必須對(duì)此類(lèi)電器的工作有效性進(jìn)行監(jiān)控。關(guān)鍵電器的雙套獨(dú)立控制加上故障檢測(cè)是保證安全的必要手段。
2 電氣控制系統(tǒng)一般故障檢測(cè)判斷
對(duì)于電梯所出現(xiàn)的電氣故障要及時(shí)判斷時(shí)修理,以下簡(jiǎn)要介紹兩類(lèi)電氣故障的檢查步驟和方法。
2.1 短路故障檢查方法
短路造成的故障有兩種情況, 一種是電源間短路,短路后產(chǎn)生極大的短路電流,能將熔斷器熔體燒毀;由于故障現(xiàn)象明顯,對(duì)電路分析即能查得排除。另一種是局部電路短路,觸點(diǎn)粘合,開(kāi)關(guān)不釋放等,這種短路不產(chǎn)生大電流,熔斷器保持完好。一般表現(xiàn)為電梯失控或電路上出現(xiàn)某一繼電器不能釋放。
這時(shí)也可根據(jù)這一繼電器的有關(guān)電路進(jìn)行分段斷開(kāi),逐步將故障排除。
2.2 斷路故障檢查方法
斷路故障一般表現(xiàn)在接頭松動(dòng)、開(kāi)關(guān)和觸點(diǎn)接觸不良、斷線或元件損壞。檢查方法可用萬(wàn)用表檢查和短路檢查法。采用萬(wàn)用表檢查斷路故障時(shí),可分別用電阻擋和電壓擋和電壓擋進(jìn)行測(cè)量檢查。在使用電阻擋檢查時(shí),需斷開(kāi)電路電源,根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電阻,根據(jù)各段電阻值的大小來(lái)分析故障點(diǎn)。在使用電壓擋進(jìn)行檢查時(shí),需給電路接通電源,然后根據(jù)電路原理圖逐段測(cè)量電路的電壓,并根據(jù)電壓值的大小分析確定故障點(diǎn)。采用短路方法檢查,即根據(jù)電梯電氣控制原理罔,對(duì)可能出現(xiàn)故障的觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)等部分電路進(jìn)行短接。短接后,如 果故障消除,將說(shuō)明故障將在這一部分電路,隨后縮小范同,重復(fù)檢查,即可能定故障點(diǎn)。
3 電梯電器、電路控制
3.1 安全電器
電梯的關(guān)鍵安全控制部位均有電氣安全裝置實(shí)施控制。電氣安全裝置須由符合安全觸點(diǎn)或安全電路標(biāo)準(zhǔn)的電氣部件組成。目前國(guó)內(nèi)盛行將集中串聯(lián)電氣安全裝置的電氣安全網(wǎng)路通過(guò)中繼控制電器控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備(主控接觸器)。
電梯遵循安全規(guī)范的前提是首先具有良好的機(jī)械和電氣常規(guī)設(shè)計(jì)。而有些設(shè)
計(jì)忽視了電梯電氣安全回路中繼控制電器的控制對(duì)象的電氣參數(shù)。在電氣安全回路的中繼控制電器元件的選型中,存在著利用普通繼電器控制直流電路時(shí)選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。常見(jiàn)的錯(cuò)誤為采用交直流兩用繼電器作為電氣安全回路的中繼控制電器時(shí),未考慮繼電器的直流負(fù)載控制的電路技術(shù)參數(shù)。另一個(gè)值得注意的是控制電器元件的額定值一般均為控制電阻性負(fù)載時(shí)的額定值,在電梯電氣安全回路的中繼控制這類(lèi)電感性負(fù)載電路中,相應(yīng)的控制能力將大幅度下降,電器觸點(diǎn)持續(xù)拉弧、燒熔、粘連的現(xiàn)象就難以避免。在電氣安全回路的中繼控制這樣的電路中,將可能造成電氣安全回路失效的重大危險(xiǎn)。
隨著交流變頻技術(shù)在電梯上廣泛應(yīng)用。在電梯主拖動(dòng)、門(mén)機(jī)拖動(dòng)方面都采用了交流變頻技術(shù)。但在控制電器設(shè)計(jì)選擇方面也存在一些問(wèn)題。最明顯的是變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的接觸器的選型。由于電梯交流變頻控制的安全需要,許多設(shè)計(jì)者將變頻器與電動(dòng)機(jī)之間加設(shè)了接觸器。這類(lèi)設(shè)計(jì)對(duì)接觸器的選型都是按照交流工頻條件確定。而忽視了變頻器輸出的電流為交流工頻至低頻直至直流的變流特性。因?yàn)楣ゎl交流接觸器的分?jǐn)嗄芰﹄y于有效分?jǐn)嘀绷麟娏?,因此此?lèi)設(shè)計(jì)在變頻器輸出的電流為低頻交流和直流時(shí),接觸器分?jǐn)鄷r(shí)觸點(diǎn)問(wèn)將產(chǎn)生嚴(yán)重拉弧,不能分?jǐn)嘀敝翢龤У暮蠊?。按照安全?guī)范的要求,當(dāng)變頻器輸出在停車(chē)期間未能關(guān)斷電流時(shí),檢測(cè)監(jiān)控裝置將指令接觸器分?jǐn)嚯娐贰_@就意味著此類(lèi)設(shè)計(jì)在變頻器低頻輸出時(shí)難以有效關(guān)斷電路。這對(duì)變頻拖動(dòng)的電梯在減速和再平層狀態(tài)的控制將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
3.2 安全電路
按照安全規(guī)范的要求,安全電路分為常規(guī)元件組成和含有電子元件的兩類(lèi)。安全電路都要進(jìn)行故障安全評(píng)價(jià)。對(duì)于故障分析時(shí)需要考慮哪些故障,就是gb7588—2003中14.1.1.1和附錄h葉|所列出的故障。把這些故障分別輸入評(píng)價(jià)流程圖中,只有能到達(dá)“可接受”的設(shè)計(jì)才是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的。對(duì)含有電子元件的
安全電路還需進(jìn)行規(guī)定的型式試驗(yàn)合格。目前對(duì)安全電路進(jìn)行故障安全評(píng)價(jià)這一環(huán)節(jié)未能得到有效地控制。使用計(jì)算機(jī)軟件(程序)作為安全電路的組成部分,是電梯控制技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì);而gb7588標(biāo)準(zhǔn)中提到的安全電路的三個(gè)組成部分卻并不包含軟件(程序)。
4 結(jié)語(yǔ)
電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí),應(yīng)充分考慮其對(duì)各種意外情況下的安全保護(hù),應(yīng)達(dá)到不低于標(biāo)準(zhǔn)gb7588-2003的相關(guān)要求,電梯檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過(guò)程中,亦應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的試驗(yàn),嚴(yán)格把關(guān)。通過(guò)對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)故障的診斷和分析,找到了電梯電氣控制系統(tǒng)一般故障有效的檢查方法和切實(shí)可行的維修方案。
參考文獻(xiàn):
[1]芮靖康.機(jī)床電氣維修技術(shù)問(wèn)答[m].北京:中國(guó)水利水電出版社,1999.
陳家盛.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[m].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1990.
關(guān)鍵詞 電梯;控制系統(tǒng);檢驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào)TU98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2014)121-0126-02
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)80年代使用的電梯總數(shù)不到一萬(wàn)臺(tái),而目前電梯使用量已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)。統(tǒng)計(jì)顯示,電梯大多分布在高層住宅、辦公樓、大型商場(chǎng)等建筑,已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪忻芮薪佑|的特殊交通工具之一。毫無(wú)疑問(wèn),中國(guó)已經(jīng)成為世界上電梯保有量最大的國(guó)家。隨著電梯數(shù)量的不斷增長(zhǎng),電梯出現(xiàn)的安全事故也更加頻繁,其中很大一部分原因是電梯的控制系統(tǒng)發(fā)生了問(wèn)題。電梯的控制系統(tǒng)是關(guān)鍵組成部分,它不僅保證電梯的日常運(yùn)行,更保障電梯出現(xiàn)故障時(shí)的乘客的安全。
1電梯的工作原理
電梯以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力,依靠曳引繩與曳引輪之間的摩擦牽引力,完成箱狀吊艙的垂直升降運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸貨物或者運(yùn)載乘客的目的。電梯的曳引繩兩端分別連接轎廂與對(duì)重,安裝在曳引輪與導(dǎo)向輪之間。電動(dòng)機(jī)在減速器變速之后,帶動(dòng)曳引輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),完成轎廂和對(duì)重的垂直升降運(yùn)動(dòng)。固定在轎廂上的導(dǎo)靴町在同定軌道上的往復(fù)升降動(dòng)作,可以避免轎廂在運(yùn)行中的擺動(dòng)或偏斜。轎廂是運(yùn)輸貨物或者運(yùn)載乘客的箱體部件,依靠對(duì)重平衡載荷,可以降低電動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí),常閉塊式制動(dòng)器松閘,電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)遇到失電情況時(shí),常閉塊式制動(dòng)器制動(dòng),轎廂停止升降運(yùn)動(dòng),并且在指定的層站保持靜止?fàn)顟B(tài),使乘客撤離,貨物運(yùn)出。電梯系統(tǒng)中的補(bǔ)償裝置可以用來(lái)補(bǔ)償運(yùn)作過(guò)程中曳引繩的張力變化,保證電動(dòng)機(jī)承擔(dān)穩(wěn)定的負(fù)載,電梯得以準(zhǔn)確停止。電氣系統(tǒng)用來(lái)控制電梯運(yùn)動(dòng),包括:選層、測(cè)速、平層和照明等操作。指示呼叫系統(tǒng)主要用來(lái)顯示電梯上行或下行的運(yùn)動(dòng)方向以及轎廂所處的樓層位置。安全裝置用來(lái)保證電梯運(yùn)行過(guò)程中的安全性能。
2電梯檢驗(yàn)中的控制系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題
2.1電梯實(shí)際檢驗(yàn)條件
電梯檢驗(yàn)通常是在比較昏暗、惡劣的環(huán)境下進(jìn)行的,所以往往會(huì)出現(xiàn)機(jī)械撞擊、人員觸電、甚至跌倒墜落的意外傷亡事故。例如:檢驗(yàn)人員在轎頂作業(yè)時(shí),如果環(huán)境十分的昏暗,可能導(dǎo)致檢驗(yàn)人員因?yàn)橐暰€原因不能看清楚轎廂的位置,而意外墜落。電梯檢驗(yàn)首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的環(huán)境條件提出要求,必須符合《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》和《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》中對(duì)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的安裝驗(yàn)收條件和檢驗(yàn)條件,才能給予檢驗(yàn)和驗(yàn)收。
2.2電梯檢驗(yàn)中的控制系統(tǒng)常見(jiàn)的故障分析
電梯在檢驗(yàn)過(guò)程中控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障主要分為兩大類(lèi):電路短路和斷路。
電路短路現(xiàn)象是指電流不通過(guò)用電器直接接通,此時(shí)電路內(nèi)阻變得很小,用電器無(wú)法得電工作,控制系統(tǒng)的執(zhí)行程序便會(huì)出現(xiàn)混亂甚至失控,例如:停車(chē)的指令無(wú)法執(zhí)行,就會(huì)導(dǎo)致電梯無(wú)法正常停止運(yùn)行。短路情況一般是由繼電器機(jī)械失效、接觸器的觸點(diǎn)間產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的電弧、絕緣材料受潮和老化失效等原因造成。
電路斷路現(xiàn)象不同于短路,大多是由于電路自身不通,元器件處沒(méi)有電流流過(guò),不能得電工作,迫使電梯停止運(yùn)作。導(dǎo)致電路出現(xiàn)斷路的原因也有很多:比如元器件螺絲松動(dòng)、引出線焊點(diǎn)虛焊、觸點(diǎn)出現(xiàn)氧化層、連接線被電弧燒毀、某個(gè)接觸處壓力不夠等。
2.3電梯檢驗(yàn)中的控制系統(tǒng)常見(jiàn)的故障表現(xiàn)
電梯檢驗(yàn)中的控制系統(tǒng)常見(jiàn)的故障現(xiàn)象一般分為以下4種:
1)自動(dòng)關(guān)門(mén)的電梯無(wú)法正常工作;
2)轎廂的開(kāi)關(guān)和觸點(diǎn)出現(xiàn)的故障;
3)操作按鈕和信號(hào)顯示燈出現(xiàn)的故障;
4)接觸器和繼電器發(fā)生的故障。
這些現(xiàn)象一般是由于門(mén)系統(tǒng)元器件的故障造成,如:元器件質(zhì)量較差、元器件安裝質(zhì)量不過(guò)關(guān)以及元器件維護(hù)保養(yǎng)較差等。
3電梯檢驗(yàn)中的控制系統(tǒng)問(wèn)題的對(duì)策
3.1解決電梯檢驗(yàn)中控制系統(tǒng)問(wèn)題的重要意義
在電梯檢驗(yàn)中,能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)電梯控制系統(tǒng)的問(wèn)題有著十分重要的意義。只有經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢查,才能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并且快速地排除故障,保證電梯安全的運(yùn)行。針對(duì)以上的電梯控制系統(tǒng)故障分析,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電路系統(tǒng)的短路故障檢查和斷路故障檢查。
3.2加強(qiáng)短路故障的檢查
通常出現(xiàn)的短路故障主要有兩種:電源間短路和局部電路短路。
當(dāng)出現(xiàn)電源間的短路時(shí),電路會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,熔斷器被燒毀。所以,如果熔斷器被燒毀,對(duì)電路進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)該考慮到很有可能是電源間短路造成的。這種情況比較明顯,一般都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且排除。
當(dāng)出現(xiàn)局部電路短路時(shí),觸點(diǎn)粘合導(dǎo)致開(kāi)關(guān)聯(lián)想不能釋放。這種短路發(fā)生時(shí),將不會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,熔斷器也不會(huì)被燒壞。導(dǎo)致的電梯故障就是電梯失控,或者繼電器無(wú)法釋放,相關(guān)的電梯操作不能停止。此時(shí),應(yīng)該檢驗(yàn)相關(guān)的繼電器,如果將某一個(gè)繼電器斷開(kāi),電梯運(yùn)作正常,就可以找出故障并且將其排除。
3.3加強(qiáng)斷路故障的檢查
導(dǎo)致電梯發(fā)生故障的斷路現(xiàn)象一般為:開(kāi)關(guān)或者接觸點(diǎn)接觸不良、斷線或者用電器損壞、電路接頭松動(dòng)等。這些故障可以通過(guò)將電路短路的方法得以檢驗(yàn),也可以通過(guò)萬(wàn)能表來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢查。
采用短路的方法對(duì)其進(jìn)行檢查時(shí),需要依據(jù)電梯的控制原理圖,找出可能出現(xiàn)的故障點(diǎn),然后將其短接。如果短接之后,電梯運(yùn)行正常,很明顯故障就出現(xiàn)在此處,再逐步縮小范圍,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步排查找到故障點(diǎn)。
使用萬(wàn)能表檢查控制系統(tǒng)的故障時(shí),可以分別采用電阻檔和電壓檔進(jìn)行檢查。
當(dāng)采用電阻檔檢查控制系統(tǒng)時(shí),必須切斷被測(cè)電路的電源,依據(jù)電路原理圖中相應(yīng)電阻的阻值,來(lái)判斷實(shí)際測(cè)得的電阻值是否合理。如果相差很大甚至多個(gè)數(shù)量級(jí),那么應(yīng)該對(duì)此處進(jìn)行更細(xì)致的故障點(diǎn)分析,找到準(zhǔn)確的故障原因。
當(dāng)采用電壓檔檢查控制系統(tǒng)時(shí),必須接通被測(cè)電路的電源,同樣依據(jù)電路原理圖與實(shí)際測(cè)得的電壓值對(duì)比分析,來(lái)確定故障點(diǎn)。
4結(jié)論
電梯是當(dāng)代社會(huì)進(jìn)步、人民生活質(zhì)量提高的標(biāo)志,為人們生活以及工作提供了很大的便捷,同時(shí)也會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障問(wèn)題。我們?cè)谙硎茈娞萁o我們帶來(lái)方便的同時(shí),應(yīng)當(dāng)及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行檢查,排除電梯常見(jiàn)的故障隱患,保證其安全可靠的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]王央央.電梯檢驗(yàn)中控制系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策[J].科技傳播,2011,5:74.
[2]馬子良.電梯檢驗(yàn)時(shí)控制系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策[J].科技論壇,2009,2:1.
[關(guān)鍵詞] PLC;電梯;控制系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào):TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)20-0261-01
一、前言
電梯是高層建筑不可缺少的一種運(yùn)輸工具。電梯控制系統(tǒng)的好壞在很大程度上決定了整個(gè)建筑的質(zhì)量。PLC組成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、編程簡(jiǎn)單、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此,新時(shí)期下,我們要加強(qiáng)PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,確保電梯運(yùn)行的方便、安全、舒適。
二、電梯控制系統(tǒng)的組成
電梯的控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)系統(tǒng)和邏輯控制系統(tǒng)組成。為了能夠得到較好的舒適感,需要電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能在其選定的調(diào)速方式下達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求。電梯的轎廂及配重系統(tǒng)在鋼絲繩的兩端,鋼絲繩跨掛在曳引輪上,電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)拖動(dòng)曳引輪,形成轎廂的上下運(yùn)動(dòng)。
邏輯控制系統(tǒng)是由幾十個(gè)散裝的電器元件組成,包括控制柜、召喚箱、操縱箱、層樓指示及曳引電動(dòng)機(jī)等,它們分別在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的工作程序由邏輯控制系統(tǒng)通過(guò)電路進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)各種邏輯動(dòng)作功能,從而保障電梯的安全運(yùn)行。
電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)與邏輯控制系統(tǒng)相比,變化范圍比較小。當(dāng)一臺(tái)電梯的類(lèi)別、額定運(yùn)行速度和額定載重確定后,電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零部件就基本上確定了,而邏輯控制系統(tǒng)的選擇范圍則會(huì)比較大,需要根據(jù)電梯乘載的對(duì)象、安裝的地點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真選擇,這樣才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。
三、PLC技術(shù)概述
1、PLC技術(shù)
可編程控制器(Programmable Controller,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別,用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置,目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能,建立柔性的程控系統(tǒng)。電梯電子技術(shù)包括電機(jī)的拖動(dòng)技術(shù)和運(yùn)行控制技術(shù)。拖動(dòng)技術(shù)從過(guò)去的交流雙速、直流調(diào)速已發(fā)展為今天的交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV)和變頻變壓(VVVF)調(diào)速系統(tǒng)。國(guó)產(chǎn)電梯的控制技術(shù)過(guò)去一直是以繼電器、接觸器為核心,控制柜很大。20世紀(jì)80年代后期隨著微機(jī)的普及,微機(jī)開(kāi)始應(yīng)用于電梯,以實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)控制,提高運(yùn)行可靠性。
2、PLC(可編程控制器)在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
PLC是一種以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它是具有強(qiáng)大控制功能和抗干擾能力的工業(yè)控制裝置,具有體積小、可靠性高、易操作、易維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等一系列的優(yōu)點(diǎn),特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力,受到用戶(hù)的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。
傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)主要采用繼電器―接觸器進(jìn)行控制,這種控制方式存在很多的缺陷:
(1)系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多,接線線路復(fù)雜,且觸點(diǎn)容易燒壞磨損,造成接觸不良,因而故障率較高,大大降低了電梯的可靠性和安全性,而且經(jīng)常造成停梯,給乘用人員帶來(lái)不便和驚擾。如果電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底,不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞,還可能出現(xiàn)人身事故;(2)普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能,使系統(tǒng)的控制功能不易增加,技術(shù)水平難以提高;(3)電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢,機(jī)械和電磁慣性大,系統(tǒng)控制精度難以提高;(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大,能耗較高,機(jī)械動(dòng)作噪音大;(5)由于線路復(fù)雜,易出現(xiàn)故障,因而保養(yǎng)維修工作量大,費(fèi)用高,而且檢查故障困難,費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
而采用PLC組成的控制系統(tǒng),可以很好地解決上述問(wèn)題:
(1)在電梯控制中采用了PLC,可用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制,可靠性大大提高。(2)去掉了選層器及大部分繼電器,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外部線路簡(jiǎn)化。(3)PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng),方便地增加或改變控制功能。(4)PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警顯示,提高運(yùn)行安全性,并便于檢修。(5)用于群控調(diào)配和管理,可提高電梯的運(yùn)行效率,節(jié)約了能源。(6)更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。
3、PLC的發(fā)展趨勢(shì)
(1)向超小型、超大型發(fā)展。當(dāng)前中小型PLC較多,為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需求,PLC要向多品種方向發(fā)展,尤其是向超大或超小規(guī)模兩個(gè)方向發(fā)展。小型PLC配置更加靈活,為了市場(chǎng)的需要已有各種簡(jiǎn)易的超小型微型PLC開(kāi)發(fā)出來(lái)。
(2)大力發(fā)展智能模塊,加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力。近年來(lái),為了滿(mǎn)足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求,許多功能模塊已被開(kāi)發(fā)出來(lái),這些模塊使用方便靈活,且PLC功能和應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信功能,使PLC控制器在技術(shù)上更進(jìn)一步。
(3)增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示:在PLC控制系統(tǒng)的故障中,屬于PLC內(nèi)部故障的CPU和I/O接口故障占20%,可通過(guò)PLC本身的硬、軟件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理,而其余占80%的輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、線路故障屬于PLC的外部故障。
四、PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、PLC電梯控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
與其他類(lèi)型電梯控制系統(tǒng)相比較,PLC電梯控制系統(tǒng)也是由拖動(dòng)控制系統(tǒng)以及信號(hào)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分所構(gòu)成的。硬件設(shè)備主要包含主拖動(dòng)系統(tǒng)、層號(hào)指示燈、調(diào)速裝置、門(mén)機(jī)、廳外呼梯盤(pán)、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操作盤(pán)、PLC擴(kuò)展以及主機(jī)等,其中PLC主機(jī)為控制系統(tǒng)的核心。只有通過(guò)PLC軟件才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制系統(tǒng),其中包含開(kāi)關(guān)門(mén)的運(yùn)行、換速、平層信號(hào)、順向截梯、運(yùn)行控制、廳外召喚、門(mén)區(qū)以及轎內(nèi)指令等控制程序。電梯的當(dāng)前工作情況在拖動(dòng)控制系統(tǒng)中主要是通過(guò)反饋信號(hào),進(jìn)而送入到PLC,然后經(jīng)由PLC對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出起動(dòng)、切換速度以及平層等信號(hào)。
2、PLC電梯控制系統(tǒng)的主要功能以及工作原理
(1)PLC電梯控制系統(tǒng)的主要功能。如果電梯設(shè)置有基站,電梯再將所有的指令完成以后,會(huì)自動(dòng)返回到基站,然后停機(jī)待客,即為自動(dòng)返基站功能;如果轎廂中操縱盤(pán)顯示電梯位置相比選層指令來(lái)說(shuō)處于不同的方向,電梯可以根據(jù)所記憶的先后順序,自行確定所運(yùn)行的方向,即自動(dòng)定向功能;在電梯門(mén)關(guān)閉以后或者是開(kāi)門(mén)的過(guò)程中,在起動(dòng)電梯以前,如果想要打開(kāi)電梯門(mén),只需在操縱盤(pán)中按下開(kāi)關(guān)按鈕,即為按鈕開(kāi)門(mén)功能;電梯通常在停站4-6s就能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門(mén),如果在超時(shí)的時(shí)間之內(nèi)將關(guān)門(mén)按鈕按下,電梯門(mén)就能提前實(shí)行關(guān)門(mén)指令,即提早關(guān)門(mén)功能與自動(dòng)關(guān)門(mén)功能;一臺(tái)具有同一功率電動(dòng)機(jī)在對(duì)轎廂的下降與上升進(jìn)行控制的過(guò)程中,在各層間均設(shè)有下呼叫開(kāi)關(guān)與上呼叫開(kāi)關(guān);如果電梯將轎廂內(nèi)的所有指令完成,并且又受到層外的任何呼叫信號(hào),轎廂可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門(mén),并且根據(jù)預(yù)先所調(diào)定好的時(shí)間,將轎廂中的通風(fēng)以及照明設(shè)備等自動(dòng)關(guān)閉,即自動(dòng)關(guān)門(mén)待客;在某一層電梯停梯待客時(shí),在外層按下召喚按鈕以后,就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)迎客,即待客自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能;在電梯轎廂中如果同時(shí)有不同的選層指令出現(xiàn),電梯應(yīng)該在所調(diào)定的時(shí)間之內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行,并且按照先后順序自動(dòng)將門(mén)???;電梯在運(yùn)行的過(guò)程中,可以根據(jù)記憶層之外的呼梯指令,能自動(dòng)地對(duì)與運(yùn)行方向相符合的召喚逐一地進(jìn)行停靠應(yīng)答。
(2)PLC電梯控制系統(tǒng)工作原理。電梯控制系統(tǒng)主要是通過(guò)隨機(jī)邏輯進(jìn)行控制的,在運(yùn)行的過(guò)程中電梯的不同輸入信號(hào)的出現(xiàn)是隨機(jī)的,也就是不能確定信號(hào)何時(shí)會(huì)出現(xiàn),其主要的控制作用是經(jīng)輸入接口將內(nèi)指令、外指令以及光脈沖等信號(hào)傳輸至PLC主機(jī)中,通過(guò)PLC主機(jī)有關(guān)軟件,對(duì)不同邏輯信號(hào)進(jìn)行處理與邏輯的運(yùn)算,然后再經(jīng)過(guò)輸出接口將指令信號(hào)發(fā)出,進(jìn)而使拖動(dòng)控制系統(tǒng)與門(mén)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行需要得到滿(mǎn)足。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,PLC在電梯控制系統(tǒng)中至關(guān)重要,PLC電梯控制系統(tǒng)可以大大減少電梯故障發(fā)生率,具有一定的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
1.1常規(guī)控制系統(tǒng)
可編程控制器控制系統(tǒng)及微處理機(jī)的單晶片控制系統(tǒng)具有控制系統(tǒng)體積減小、節(jié)能、可靠性提高,尤其是對(duì)群控、通訊等復(fù)雜電梯控制功能更具優(yōu)越性??删幊炭刂破鳎≒LC)的程序編輯采用易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言,且具有控制靈活方便、可重復(fù)使用、程序記憶體與外部輸出容量可彈性擴(kuò)充、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、能與電腦連線操作等特點(diǎn)。
1.2信息技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)
電梯控制系統(tǒng)大部分都是借助電腦的軟硬件結(jié)構(gòu),并搭配各式各樣的感應(yīng)器及預(yù)先所規(guī)劃的復(fù)雜的各式操作程序,結(jié)合成所謂的人工智能。精準(zhǔn)的監(jiān)控及引導(dǎo)各部電梯的動(dòng)作,是以模糊邏輯方法為基礎(chǔ)。模糊理論是根據(jù)不明確的信號(hào),通過(guò)近似推理的過(guò)程,且經(jīng)過(guò)運(yùn)算而得到明確的結(jié)論,類(lèi)似人頭腦中“過(guò)程模糊,結(jié)果明確”的思維特征。使用模糊邏輯數(shù)學(xué)分析統(tǒng)計(jì)法,能快速的找出任何時(shí)刻最適合的運(yùn)行模式。文章主要以小型電梯控制系統(tǒng)為例,結(jié)合PLC控制技術(shù)的特點(diǎn),提出了一套結(jié)合模糊邏輯理論,將推理、判斷、決策、控制等的知識(shí)思考行為,轉(zhuǎn)化成為知識(shí)庫(kù)及規(guī)則庫(kù)儲(chǔ)存于電腦中,再經(jīng)由模糊理論法(fuzzytheory)以數(shù)值計(jì)算方法完成推論,實(shí)現(xiàn)于此電梯控制系統(tǒng)的視窗化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。文章主要是針對(duì)電梯等待時(shí)間及搭乘時(shí)間做一完整分析,并利用可編程控制器(PLC)為控制核心,視窗化圖控采用Delta圖控軟件DeltaScreenEditor,在電腦上直接對(duì)電梯做監(jiān)控引導(dǎo),再經(jīng)由電腦與可編程控制器的通訊連線實(shí)現(xiàn)完成。本系統(tǒng)是一種機(jī)電整合的教材,是電機(jī)、電腦與控制工程的融合,所得成果可在機(jī)電整合或科學(xué)教育中使用。
2模糊控制的理論應(yīng)用與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
2.1模糊控制的理論應(yīng)用
模糊控制主要是在直覺(jué)和人工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立所需的知識(shí)庫(kù),并可看成一組決策法則,根據(jù)輸入值滿(mǎn)足系統(tǒng)條件(歸屬函數(shù))的程度,給予一個(gè)特定值,稱(chēng)作grade(歸屬度),其范圍為0~1。若完全屬于系統(tǒng)條件時(shí),其值為1;完全不屬于系統(tǒng)條件時(shí),其值為0,是傳統(tǒng)的集合;其他屬于系統(tǒng)條件中間的,依其所屬程度給予0和1之間的任意值,這是屬于模糊集合。模糊邏輯(fuzzylogic)設(shè)計(jì)方法主要可以分為四個(gè)部分:即模糊化界面(FuzzificationInterface)、知識(shí)庫(kù)(Knowledge)、模糊推論機(jī)構(gòu)(FuzzyInference)與解模糊化界面(DefuzzificationInterface)。其中,知識(shí)庫(kù)又可分為資料庫(kù)(DataBase)及規(guī)則庫(kù)(RuleBase)。模糊控制是以語(yǔ)言化控制規(guī)則為主體,為了將輸入的明確值與語(yǔ)言化的控制規(guī)則結(jié)合,必須將輸入值做模糊化處理以便對(duì)應(yīng)到資料庫(kù)里語(yǔ)言變量的論域中,再配合規(guī)則庫(kù)及推論機(jī)構(gòu)推導(dǎo)出結(jié)果。因結(jié)果仍然是模糊值,所以必須再做解模糊化工作,其輸出才是明確值。文章中借助每個(gè)樓層的傳感器作為取樣輸入,再通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模組作為輸出控制。該電梯控制系統(tǒng)的每個(gè)模糊集合均有語(yǔ)性值代表其模糊含意。利用編輯軟件DeltaWPLSot程序化于可編程控制器系統(tǒng)的內(nèi)部,以達(dá)成系統(tǒng)的閉回路控制。
2.2系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)的硬件架構(gòu)是由可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、傳感器等所組成。系統(tǒng)在可編程控制器內(nèi)部所完成實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容,可先定義誤差量(E)與誤差偏差量(ΔE)兩軸,誤差量是由軟件設(shè)定的參考距離與回授距離的差值。誤差偏差量的計(jì)算是目前誤差En減去前一次的誤差量En-1,當(dāng)程序連續(xù)執(zhí)行下,循環(huán)一次的時(shí)間步距Δt很短時(shí),可視為一個(gè)誤差偏差量ΔE,或稱(chēng)之為誤差微分量ΔE/Δt。
(1)可編程控制器。
系統(tǒng)所使用的控制器是利用三菱公司的產(chǎn)品。該系列PLC在電腦通訊的模式中,其交信資料的類(lèi)型分別為讀取PLC元件及交信資料的交信型式和寫(xiě)入PLC元件及交信資料的交信型式。
(2)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器。
系統(tǒng)所使用的步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器可完成實(shí)現(xiàn)輸出距離,提供搭乘者更短的搭乘時(shí)間及更精準(zhǔn)的樓層距離定位。步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)不論是PM式、VR式或復(fù)合式步進(jìn)電機(jī),其定子均設(shè)計(jì)為齒輪狀,這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是以脈波信號(hào)依照順序使定子激磁,以數(shù)字電壓輸入來(lái)控制其轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。就電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理而言,將其脈波激磁信號(hào)依序傳送至A相、A+相、B相、B+相則轉(zhuǎn)子向右移動(dòng)(正轉(zhuǎn)),相反的若將順序顛倒則轉(zhuǎn)子向左移動(dòng)(反轉(zhuǎn))。
(3)傳感器。
系統(tǒng)所使用的傳感器可完成實(shí)現(xiàn)取樣輸入信號(hào),提供給可編程控制器的輸入端,進(jìn)入控制器內(nèi)部做運(yùn)算處理。
2.3實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
在實(shí)驗(yàn)研究中,各個(gè)實(shí)際樓層相互距離各為14.4cm,加入Fuzzy控制時(shí),可測(cè)得的距離分別為14.3cm、14.2cm、14.3cm,未加入Fuzzy控制時(shí),可測(cè)得的距離分別為13.8cm、14.0cm、13.9cm,可知經(jīng)由模糊理論控制可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的樓層距離定位。就樓層搭乘時(shí)間而言,加入Fuzzy控制時(shí),可測(cè)得的搭乘時(shí)間分別為18.6sec、18.7sec、18.6sec,未加入Fuzzy控制時(shí),可測(cè)得的搭乘時(shí)間分別為19.1sec、19.2sec、19.1sec,可知經(jīng)由模糊理論控制可實(shí)現(xiàn)縮短的搭乘時(shí)間。進(jìn)而,操作者可通過(guò)Delta圖控軟件進(jìn)行視窗化控制。視窗中的按鍵,可對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行模糊邏輯控制設(shè)定、樓層控制、樓層距離顯示、搭乘時(shí)間顯示等進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)。
3結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】新型電梯;曳引機(jī);驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)
1.背景
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展,城市規(guī)模隨之越來(lái)越大,高層建筑與林立的商場(chǎng)成為衡量一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn),電梯是現(xiàn)代建筑的重要組成部分,是高層建筑、大型商場(chǎng)、民用住宅樓等必不可少的電氣設(shè)備,電梯已與人們的工作與生活密不可分,廣泛應(yīng)用在工作、生活的各個(gè)方面,例如高層住宅樓的乘客電梯、建筑工地及大型商場(chǎng)的貨運(yùn)電梯、醫(yī)院的醫(yī)用電梯等,本文中的電梯主要指廂式乘客電梯。電梯整體系統(tǒng)復(fù)雜,一般包括8個(gè)主要系統(tǒng)模塊:曳引系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、重力平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門(mén)系統(tǒng),其中主要的硬件系統(tǒng)包括曳引機(jī)控制系統(tǒng)、曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、曳引機(jī)系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)系統(tǒng)。
2.電梯曳引機(jī)概況
2.1電梯曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展階段
1889年,第一臺(tái)以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)在美國(guó)紐約市成功安裝使用,電力首次應(yīng)用于升降機(jī)系統(tǒng),成為名副其實(shí)的“電梯”,隨著平層微動(dòng)裝置及信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用,電梯驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)逐步進(jìn)入自動(dòng)化、智能化控制階段。電梯的曳引機(jī)系統(tǒng)大致經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段:直流電機(jī)階段、交流感應(yīng)電機(jī)階段和永磁同步曳引機(jī)階段,與之相對(duì)應(yīng)的電梯驅(qū)動(dòng)技術(shù)也經(jīng)歷了由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)到交流雙速驅(qū)動(dòng)、交流調(diào)壓驅(qū)動(dòng)、交流變頻變壓驅(qū)動(dòng)的發(fā)展階段。與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)相比,永磁同步曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小,沒(méi)有轉(zhuǎn)向器,單機(jī)容量不受限制,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,易于維護(hù),可靠性高,能耗低、效率高,節(jié)約能源。永磁同步曳引機(jī)技術(shù)日趨成熟,逐漸被國(guó)內(nèi)外電梯廠商所關(guān)注,目前已成為普遍使用的電梯動(dòng)力裝置,永磁同步電機(jī)能夠有效提高能力轉(zhuǎn)換效率,降低能耗,代表著建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展方向。
2.2電梯曳引機(jī)主要部件
曳引機(jī)系統(tǒng)主要部件包括電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器,系統(tǒng)其他部件包括曳引輪、聯(lián)軸器等。曳引機(jī)電機(jī)是電梯最為關(guān)鍵的部件,是整個(gè)電梯的動(dòng)力來(lái)源,目前主要應(yīng)用永磁同步曳引機(jī)作為動(dòng)力裝置。制動(dòng)器是電梯安全的重要保障,目前電梯制動(dòng)器主要采用電磁制動(dòng)器來(lái)保障電梯的性能穩(wěn)定。
3.新型電梯曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1總體設(shè)計(jì)
電梯是事關(guān)人身安全的特種電氣設(shè)備,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),不僅要充分考慮電梯曳引機(jī)的驅(qū)動(dòng)功能,同時(shí)必須考慮電梯的安全性能,對(duì)電梯總體系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)規(guī)劃,保證電梯即使在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)仍然能夠保障乘客的人身安全,避免斷齒急墜等重大電梯安全事故的發(fā)生,減少經(jīng)濟(jì)損失[1]。新型電梯曳引機(jī)控制系統(tǒng)的主控制芯片采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),能夠提升電機(jī)的控制性能,保障曳引機(jī)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行,提高乘客乘坐舒適度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用交-直-交電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),利用一個(gè)逆流模塊和一個(gè)整流模塊交互配合保證曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。曳引機(jī)系統(tǒng)采用新型永磁同步電機(jī),作為電梯的動(dòng)力裝置,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。電氣安全保護(hù)系統(tǒng)控制核心為復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD),靈活性強(qiáng)、集成度高,能夠?qū)ο到y(tǒng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),有效保護(hù)電梯系統(tǒng)安全,保障乘客人身安全。
3.2主要硬件電路設(shè)計(jì)
新型電梯曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)硬件包括曳引機(jī)控制電路系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)、電氣安全保護(hù)系統(tǒng)。
3.2.1控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
控制電路系統(tǒng)是電梯系統(tǒng)的指揮中心,負(fù)責(zé)向系統(tǒng)各個(gè)模塊部件發(fā)出指令,使整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)行??刂葡到y(tǒng)電路采用DSP芯片核心處理系統(tǒng)電路,還包括電源控制電路、編碼器信號(hào)調(diào)理電路、傳感器信號(hào)調(diào)理電路等組成部分。電源控制模塊對(duì)系統(tǒng)電源進(jìn)行控制,為核心芯片提供穩(wěn)定電壓,保證芯片正常運(yùn)行,設(shè)計(jì)時(shí)需要降低電源電路的復(fù)雜性,提高系統(tǒng)的可靠性。主控制電路以DSP芯片為核心,處理曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)的信號(hào)與命令,DSP核心控制電路設(shè)計(jì)的合理性和高效性為電梯穩(wěn)定高效運(yùn)行提供保障。傳感器信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)對(duì)傳感器信號(hào)的處理,將傳感器監(jiān)測(cè)到的運(yùn)行信息調(diào)理為DSP芯片可以識(shí)別的信號(hào),便于主控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。通訊電路是控制系統(tǒng)不可或缺的組成部分,負(fù)責(zé)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)返回上位機(jī),并將主控制系統(tǒng)的命令傳送至響應(yīng)系統(tǒng),需要保證通訊電路的可靠運(yùn)行與即時(shí)傳送[2]。
3.2.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令,起承上啟下的作用,實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對(duì)曳引機(jī)系統(tǒng)的控制,電路設(shè)計(jì)以智能功率模塊IPM為基礎(chǔ),需要考慮系統(tǒng)的抗干擾能力。
3.2.3電氣安全保護(hù)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
電氣安全保護(hù)系統(tǒng)是電梯安全運(yùn)行的保證,設(shè)計(jì)時(shí)采用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)作為系統(tǒng)控制核心,能夠?qū)ο到y(tǒng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并做出保護(hù)決策,在曳引機(jī)電機(jī)發(fā)生缺相、堵轉(zhuǎn)、過(guò)載等情況或控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)有效地保護(hù)電梯系統(tǒng)安全運(yùn)行,避免出現(xiàn)電機(jī)缺相運(yùn)行、機(jī)械系統(tǒng)故障、轎廂無(wú)法平層、廳門(mén)無(wú)法打開(kāi)等情況,避免電機(jī)燒毀和轎廂急速墜落等嚴(yán)重事故的發(fā)生,保障乘客人身安全。
3.3軟件設(shè)計(jì)
曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)的硬件采用了DSP主控芯片和CPLD器件,設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件時(shí)需充分考慮兩個(gè)處理系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)性,提高整個(gè)驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)的控制精度和故障響應(yīng)處理速度。
4.結(jié)語(yǔ)
電梯是事關(guān)乘客人身安全的特殊電氣設(shè)備,為人們的工作和生活帶來(lái)極大便利。新型電梯采用永磁同步曳引機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)裝置,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮電梯系統(tǒng)的高效性、安全性、可靠性,保障驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)性能的同時(shí)也保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,對(duì)電梯設(shè)計(jì)者、制造者和使用者都具有十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:PLC 電梯模型 系統(tǒng)配置
目前電梯控制系統(tǒng)的電氣拖動(dòng)系統(tǒng)分類(lèi)較多,按照拖動(dòng)方式、控制方式分為交流單數(shù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)直接啟動(dòng)電梯拖動(dòng)系統(tǒng),交流雙速電機(jī)電梯拖動(dòng)系統(tǒng)、交流氮素電機(jī)電梯拖動(dòng)系統(tǒng),直流電動(dòng)機(jī)全閉環(huán)調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng),轎內(nèi)手柄、按鈕開(kāi)關(guān)控制的電梯電氣控制系統(tǒng),轎外、轎內(nèi)外按鈕開(kāi)關(guān)控制的電梯電氣控制系統(tǒng),信號(hào)、集選、兩臺(tái)并聯(lián)控制的電梯電氣控制系統(tǒng)及群控電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。
一、電梯控制系統(tǒng)介紹
1、系統(tǒng)的控制要求
電梯控制系統(tǒng)也稱(chēng)為指令按鈕,是轎內(nèi)指令和層站的召喚控制。乘客進(jìn)入轎廂后按下目的層按鈕,即通過(guò)指令登記運(yùn)算執(zhí)行,到達(dá)目的層,然后清除指令,按鈕熄滅。假設(shè)模擬40 cm的四層電梯設(shè)備,即每層10 cm。電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯控制,即轎廂和樓層的按鈕信號(hào)是隨機(jī)的,電梯的運(yùn)行根據(jù)該呼叫信號(hào)進(jìn)行行程控制,在順序邏輯控制的基礎(chǔ)上,根據(jù)信號(hào)的輸入做出反應(yīng),控制相應(yīng)狀態(tài)的電梯運(yùn)行。
試驗(yàn)采用發(fā)光管和LED燈對(duì)應(yīng)按鈕顯示,每層設(shè)置檢測(cè)轎廂位置的檢測(cè)開(kāi)關(guān)裝置,這樣便于觀察電梯運(yùn)行方向和所在樓層顯示,對(duì)應(yīng)電梯的呼叫信號(hào)也在開(kāi)關(guān)的指示燈上顯示。同時(shí)為了電梯運(yùn)行的安全,系統(tǒng)設(shè)置故障保護(hù)、反向運(yùn)行鎖定。
2、PLC與系統(tǒng)的硬件配置
PLC不同于傳統(tǒng)的繼電器控制,它是一種工業(yè)控制的微機(jī)。試驗(yàn)選擇的Fx1N 型PLC有如下特點(diǎn):
(l)FX1N配置包括主機(jī)單元,主機(jī)采用小型化基本單元FX1N -40MR;PLC通過(guò)擴(kuò)展I/0接口與外部設(shè)備相連,共有30個(gè)地址,輸入/輸出設(shè)備靈活對(duì)應(yīng),14個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn);還可以擴(kuò)展A/D、D/A模塊和其它特殊功能模塊。
(2)FX1N豐富的指令系統(tǒng)與試驗(yàn)裝置的控制功能相結(jié)合,指令執(zhí)行速度快。包括27個(gè)基本指令,89個(gè)功能指令。
(3)FX1N PLC可用電氣元件對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行控制,繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和寄存器進(jìn)行輔助。
(4)對(duì)于FX1N PLC的編程工具,可以使用個(gè)人計(jì)算機(jī),專(zhuān)業(yè)編程軟件FXGP_WIN-C進(jìn)行,或者用編程器進(jìn)行編輯,修改不同形式的用戶(hù)程序、梯形圖、指令表;可以根據(jù)需要打印的程序和系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控??梢灾庇^看到各個(gè)電子器件的數(shù)值變化,為用戶(hù)進(jìn)行程序調(diào)試帶來(lái)了極大的方便。
該控制系統(tǒng)的硬件配置如圖l所示。
二.軟件的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)
1、根據(jù)流程圖進(jìn)行編程設(shè)計(jì),其中PLCI、O分配表如下:
輸入繼電器 信號(hào)名稱(chēng) 輸出繼電器 線圈名稱(chēng)
X000 一層檢測(cè)開(kāi)關(guān) Y002 電機(jī)正轉(zhuǎn)
X001 二層檢測(cè)開(kāi)關(guān) Y003
X002 三層檢測(cè)開(kāi)關(guān) Y004 電機(jī)反轉(zhuǎn)
X003 四層檢測(cè)開(kāi)關(guān) Y005
X004 一層上行請(qǐng)求
X005 二層上行請(qǐng)求
X006 三層上行請(qǐng)求
X007 四層上行請(qǐng)求
X010 一層下行請(qǐng)求
X011 二層下行請(qǐng)求
X012 三層下行請(qǐng)求
X013 四層下行請(qǐng)求
X014 轎廂上限位
X015 轎廂下限位
2、軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)根據(jù)電梯運(yùn)行方向和轎廂所處位置,采用同向就近。順序邏輯控制過(guò)程為:向上方運(yùn)動(dòng)時(shí),轎廂發(fā)出向上的呼叫信號(hào),則對(duì)應(yīng)繼電器的狀態(tài)為1,但如果其他層同時(shí)發(fā)出呼叫信號(hào),假設(shè)此時(shí)轎廂所處一樓X000=1,則電梯上升通過(guò)M0、M1、M2控制,電梯接收到向上信號(hào)時(shí),M0接上,到達(dá)二層,M0斷開(kāi),轎廂開(kāi)啟,然后關(guān)閉,M1接通,達(dá)到三層,M1斷開(kāi),轎廂門(mén)開(kāi)啟,關(guān)閉,M2接通,到達(dá)四層,M2斷開(kāi)。
(2)根據(jù)電梯方向運(yùn)行實(shí)現(xiàn)隨機(jī)邏輯控制。不同樓層發(fā)出同向運(yùn)行信號(hào),或者反向運(yùn)行信號(hào),當(dāng)電梯向上運(yùn)行接近某樓層檢測(cè)開(kāi)關(guān),如果該樓層發(fā)出同向運(yùn)行信號(hào),則在該樓層減速直至停止;如果沒(méi)有信號(hào),則繼續(xù)運(yùn)行,直至達(dá)到目的層;如果反向,到達(dá)目的層后,停止重新下一邏輯運(yùn)行。
(3)通過(guò)軟件控制,硬件借口輸出以LED或發(fā)光管顯示,利用行程判斷所運(yùn)行位置,用BCD碼輸出。
(4)PLC根據(jù)隨機(jī)邏輯控制的要求,運(yùn)用控制規(guī)律對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制,比如可以發(fā)出正反運(yùn)行方向的制動(dòng)信號(hào),終止電梯故障的控制信號(hào)。
(5)系統(tǒng)中為了確保長(zhǎng)期運(yùn)行,采用內(nèi)部輔助繼電器裝置。
三、部分梯形圖和指令表
(1)樓層呼叫信號(hào)
(2)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制及保護(hù)
該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),著重于三菱FX系列PLC指令控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)基本指令、計(jì)數(shù)指令和定時(shí)指令,可以與PLC控制項(xiàng)目有關(guān)的程序進(jìn)行模擬調(diào)試。實(shí)驗(yàn)程序不唯一,可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)里作為補(bǔ)充,可以有達(dá)到滿(mǎn)足多種內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)程序。對(duì)于控制開(kāi)關(guān)的邏輯控制、電機(jī)的控制、中斷控制和數(shù)值運(yùn)算等PLC控制程序有良好的訓(xùn)練作用,該系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好,因此,在教學(xué)和科研上具有一定的推廣作用。
參考文獻(xiàn)
[1]郁漢琪,電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M],南京:東南大學(xué)出版社,2003。
關(guān)鍵詞:PLC,脈沖計(jì)數(shù),電梯控制系統(tǒng),集選控制
0引言
電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分,乘客對(duì)電梯運(yùn)行舒適度的要求也越來(lái)越高。目前電梯控制策略常采用PLC和變頻器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),在硬件上是利用在井道內(nèi)裝設(shè)若干個(gè)上下?lián)Q速隔磁板配合每層站裝有的樓層感應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn),這種方法不僅費(fèi)工費(fèi)料,而且各個(gè)器件的安裝距離不可避免的存在一定的誤差,從而影響電梯的運(yùn)行效率。本文將PLC內(nèi)部的高速計(jì)數(shù)器HSC和編碼器配合使用,可實(shí)現(xiàn)精確定位和測(cè)量長(zhǎng)度。還可以用來(lái)累計(jì)比PLC的掃描頻率高得多的脈沖輸入,利用其產(chǎn)生的中斷事件完成預(yù)定的操作。論文格式。論文參考網(wǎng)。由于文獻(xiàn)[1]和[2]沒(méi)有對(duì)脈沖計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)速度控制進(jìn)行詳細(xì)介紹,本文通過(guò)此方式,在不增加任何硬件的情況下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的位移和速度閉環(huán)控制。
1電梯控制系統(tǒng)介紹
1.1PLC電梯控制系統(tǒng)框圖
本系統(tǒng)采用集選控制方式,由電力拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成。圖1為采用S7-200系列PLC控制的電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。論文參考網(wǎng)。論文格式。
拖動(dòng)系統(tǒng)主要三相交流電源、變頻器、交流接觸器K1、K2和主驅(qū)動(dòng)曳引電機(jī)M、制動(dòng)單元BU和能耗制動(dòng)電阻RB組成??刂葡到y(tǒng)主要是由PLC收集到的內(nèi)外呼梯信號(hào),以及變頻器反饋給PLC的信號(hào),經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的有效控制。
圖1 PLC電梯控制系統(tǒng)框圖
1.2脈沖計(jì)數(shù)原理
從圖1可看出,光電旋轉(zhuǎn)器的轉(zhuǎn)軸直接與曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接,當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),編碼器輸出與轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù),通過(guò)累計(jì)脈沖數(shù)可直接算出轎廂相應(yīng)的位置行程,進(jìn)而算出電梯運(yùn)行過(guò)程中轎廂所處樓層位置、確定換速點(diǎn)、上下平層點(diǎn)、開(kāi)門(mén)點(diǎn)和停車(chē)點(diǎn)等。
電梯在上下運(yùn)行時(shí),與電機(jī)同軸安裝的碼盤(pán)以與電機(jī)同樣的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生A、B兩路相差90°的脈沖,通過(guò)判斷A、B的超前滯后關(guān)系確定電梯運(yùn)行方向。假定A相脈沖超前B相脈沖90°時(shí),電機(jī)處于正轉(zhuǎn),對(duì)應(yīng)電梯為上行,則A相脈沖滯后B相脈沖90°時(shí),電機(jī)處于反轉(zhuǎn),對(duì)應(yīng)電梯為下行。旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB相脈沖的相序,可判斷電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向,并根據(jù)AB脈沖的頻率(周期)測(cè)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(hào)送入PLC的高速計(jì)數(shù)器0的輸入端進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)。電梯任一位置對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)N計(jì)算如下:
N=S/s s=ΠLD/Pp
式中: N—脈沖數(shù);
S—樓層任一位置位移,mm;
s—脈沖當(dāng)量,mm/脈沖;
L—減速器的減速比:
D—曳引機(jī)輪繩直徑,mm;
P—碼盤(pán)轉(zhuǎn)移周對(duì)應(yīng)的脈沖值;
p—PG卡的分頻比。
1.3脈沖計(jì)數(shù)應(yīng)用
為了保證電梯運(yùn)行的快速穩(wěn)定,而且能提供給乘客一個(gè)舒適的乘坐環(huán)境,在電梯啟動(dòng)階段,速度較低,然后增加到快速運(yùn)行階段,既能較快地到達(dá)目標(biāo)樓層,也不會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的不舒適感。論文參考網(wǎng)。所以要確定電梯的換速點(diǎn)。論文格式。
假定本系統(tǒng)中L=1/32, D=580,P=1024,p=1/18,則計(jì)算得出s=1.00mm/脈沖。以一個(gè)4層的電梯為例,將各個(gè)信號(hào)點(diǎn)處的位移值所對(duì)應(yīng)的脈沖值,存放在PLC內(nèi)存單元中。假定每層樓高為2米,上行時(shí)換速點(diǎn)為0.8米,電梯上行時(shí)各位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)如圖1所示。