在PLC控制的电梯系统中上减速/下平层和下减速/上平层是什么意思?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
货用电梯用PLC改造的毕业设计怎么做

随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯作为高层建筑中垂直升降的交通工具已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相结合的机电一体化产品。电梯控制系统可分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响,而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。本设计采用PLC控制变频器调速系统,实现电流、速度、位移三闭环控制,具有一定的代表性和新颖性。

2 电梯控制系统硬件构成

电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成,控制系统结构图如图1所示。图中变频器只完成调速功能,而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系,从而向变频器发出起停信号,同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC,形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡,完成速度检测及反馈,形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻,当电梯减速运行时,电动机处于再生发电状态,向变频器回馈电能,抑制直流电压升高。
本设计电梯为四层办公楼用的交流电梯,经过分析可知系统输入信号为26个,包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制等 。输出信号21个,包括开/关门、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。根据以上情况选择三菱FX2-64MR PLC。
变频器选用安川616G5 CIMR-G5A 4022通用变频器,技术特性为:可直接控制交流异步电动机的电流,使电动机保持较高的输出转矩;适用于各种应用场合,在低速下实现平稳起动并且极其精确的运行;它的自动调整功能可使各种电动机达到高性能的控制;它将U/f控制、矢量控制、闭环U/f控制、闭环矢量控制四种控制方式熔为一体,其中闭环矢量控制最适合电梯控制要求。
旋转编码器与主电动机同轴连接,通过PG卡(又名编码器连接板)对电动机测速和反馈电梯的位置 。选用OMRON公司的1024脉动增量式光电脉冲旋转编码器。旋转编码器与电动机同轴连接,产生A、B两相脉冲。当A相脉冲超前于B相脉冲90度时,认为电动机处于正转状态;当A相脉冲滞后于B相脉冲90度时,认为电动机处于反转状态。根据A、B相脉冲的相序,可判断电动机的转向。根据A、B脉冲的频率(或周期)可测得电动机的转速。若以A、B相脉冲的前沿或后沿产生计数脉冲,可以形成代表正向位移和反向位移的脉冲序列。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡,PG卡再将此反馈信号送给变频器,以便进行运算调节。

3 电梯的工作过程

电梯一次完整的运行过程,就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。PLC接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号 ,经程序判断与运算后实现电梯的集选控制,PLC在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。
曳引电动机正转(或反转)控制及高速控制信号有效时,电动机开始从0Hz到50Hz开始起动,起动时间在3S左右,然后维持50Hz的速度一直运行,完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后,PLC撤消高速信号,同时输出爬行信号,此时爬行的输出频率为6Hz。从50Hz到6Hz的减速过程在3S之内完成,当达到6Hz速度时电梯停止减速,并以此速度爬行。当平层信号到来后,PLC撤消爬行信号,同时发出停梯信号,此时电动机从6Hz减速到0Hz,电梯停梯。正常情况下,在整个起动、运行、减速爬行段内,变频器的零速输出点一直是闭合的,减至0HZ之后,零速输出点断开,通过PLC抱闸及自动开门,电梯运行曲线如图2所示。
图2中运行曲线可通过变频器进行设置,也可通过配置运行曲线输入板。本系统采用变频器进行参数设置:令C1-01=3s,设置加速起动时间为3s;令C1-02=3s,设置减速时间为3s;令D1-02=50Hz,设置快车运行速度;D1-03=6Hz,设置爬行速度。

4 电梯运行中位置信号的检测

作为一种载人工具,在位势负载下,除要求安全可靠还必须运行平稳、乘坐舒适、停靠准确。采用变频器调速双闭环控制可基本满足要求。在不增加硬件电路的基础上,利用现有的旋转编码器在构成速度闭环的同时,也可构成位置闭环控制。
脉冲编码器的输出一般为A和A、B和B两对差动信号,可用于位置和速度测量,A和A、B和B四个方波被引入PG卡,经辨向和乘以倍率后,变成代表位移的测量脉冲,将其引入PLC高速计数端,进行位置控制。
本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号,如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数,分别存入相应的内存单元,在电梯运行过程中,通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号:电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置,从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。
电梯运行中位移的计算如下:H=SI
式中S:脉冲当量 I:累计脉冲数 H:电梯位移
S=πλD/Pρ
D:曳引轮直径 ρ:PG卡的分频比 λ:减速器的减速比
P:旋转编码器每转对应的脉冲数
本系统中λ=1/32 D=580mm
Ned=1450r/min P=1024 ρ=1/18
代入S=πλD/Pρ 得S=1.00 mm/脉冲
设楼层的高度为4m,则各楼层平层点的脉冲数为:1楼为0;2楼为4000;3楼为8000;4楼为12000。
设换速点距楼层为1.6米,则各楼层换速点的脉冲数为:上升:1楼至2楼为2400,2楼至3楼为6400,3楼至4楼为10400;下降:4楼至3楼为9600,3楼至2楼为5600,2楼至1楼为1600。

5 软件设计

系统软件根据运行要求及保护要求共分为14个功能程序块:初始化、外呼、内选、自动开关电梯、平层、层楼计数及显示、超时基驶回基站、上行、下行、换速、开/关门、、报警、相序更正、优先服务等。根据电梯运行的要求,作出其运行流程的工作循环如图3所示。
电梯在有外呼信号或内选信号时,处于服务状态,当在一定的时间内没有服务信号时,电梯自动驶回基站,下面着重介绍程序初始化、换速、楼层计数及平层的程序设计及工作过程。
(1) 程序初始化:
将各楼层平层点对应的脉冲数及换速点对应的脉冲数写入数据寄存器(停电保持)。数据寄存器分配如下:
平层点:0→D200 4000→D201 8000→D202 12000→D203
换速点:2400→D204 6400→D205 10400 → D206
9600→D207 5600→D210 1600 → D211
(2) 换速
用PLC的高速计数器对PG卡的输出脉冲进行计数,当高速计数器的计数值与换速点对应的脉冲数相等时,且目的层有有效的选层信号或呼梯信号,则发出换速信号,电梯转入爬行阶段。程序流程如图4所示。
(3) 楼层计数
当轿厢到达各楼层计数点时,楼层数加1或减1。为防止计数脉冲高电平期间反复计数,采用楼层计数信号上沿触发楼层计数。程序流程如图5所示。
(4) 平层
当高速计数器的计数值与平层点的计数脉冲相等时发出平层信号,电梯平层。平层程序流程如图6所示。

6 结束语

利用PLC控制交流变频调速电梯具有接线简单、编程直观、扩展容易、可靠性高等特点,且电梯运行平稳,舒适感好。可用于老式电梯的技术改造。

http://www.chuandong.com/cdbbs/2007-12/24/071224BC8F6AE50.html
http://www.chuandong.com/cdbbs/2007-12/25/0712257C5D0DA29.html
http://www.chuandong.com/cdbbs/2007-7/17/1049219745.html
作 者 :罗雪莲

摘 要 :该文介绍了交流变频调速电梯的工作过程、PLC控制系统的硬件和软件,着重分析了位置检测及其控制。

英文摘 要 :This paper introduces the working course of Alternating Current Frequency Converter Elevator,the hardware and the software of PLCcontrolling sysem. It stresses on the position measureing and controlling.

关键词: 电梯 , 变频器 , PLC , 硬件 , 软件


1 引言

随着城市建设的不断发展,高层建筑不断增多,电梯作为高层建筑中垂直升降的交通工具已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相结合的机电一体化产品。电梯控制系统可分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响,而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。本设计采用PLC控制变频器调速系统,实现电流、速度、位移三闭环控制,具有一定的代表性和新颖性。

2 电梯控制系统硬件构成

电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成,控制系统结构图如图1所示。图中变频器只完成调速功能,而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系,从而向变频器发出起停信号,同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC,形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡,完成速度检测及反馈,形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻,当电梯减速运行时,电动机处于再生发电状态,向变频器回馈电能,抑制直流电压升高。
本设计电梯为四层办公楼用的交流电梯,经过分析可知系统输入信号为26个,包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制等 。输出信号21个,包括开/关门、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。根据以上情况选择三菱FX2-64MR PLC。
变频器选用安川616G5 CIMR-G5A 4022通用变频器,技术特性为:可直接控制交流异步电动机的电流,使电动机保持较高的输出转矩;适用于各种应用场合,在低速下实现平稳起动并且极其精确的运行;它的自动调整功能可使各种电动机达到高性能的控制;它将U/f控制、矢量控制、闭环U/f控制、闭环矢量控制四种控制方式熔为一体,其中闭环矢量控制最适合电梯控制要求。
旋转编码器与主电动机同轴连接,通过PG卡(又名编码器连接板)对电动机测速和反馈电梯的位置 。选用OMRON公司的1024脉动增量式光电脉冲旋转编码器。旋转编码器与电动机同轴连接,产生A、B两相脉冲。当A相脉冲超前于B相脉冲90度时,认为电动机处于正转状态;当A相脉冲滞后于B相脉冲90度时,认为电动机处于反转状态。根据A、B相脉冲的相序,可判断电动机的转向。根据A、B脉冲的频率(或周期)可测得电动机的转速。若以A、B相脉冲的前沿或后沿产生计数脉冲,可以形成代表正向位移和反向位移的脉冲序列。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡,PG卡再将此反馈信号送给变频器,以便进行运算调节。

3 电梯的工作过程

电梯一次完整的运行过程,就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。PLC接收来自操作面板和呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号 ,经程序判断与运算后实现电梯的集选控制,PLC在输出显示和监控信号的同时向变频器发出运行方向、启动、加速、减速、运行和制动停梯信号。
曳引电动机正转(或反转)控制及高速控制信号有效时,电动机开始从0Hz到50Hz开始起动,起动时间在3S左右,然后维持50Hz的速度一直运行,完成起动及运行段的工作。当换速信号到来后,PLC撤消高速信号,同时输出爬行信号,此时爬行的输出频率为6Hz。从50Hz到6Hz的减速过程在3S之内完成,当达到6Hz速度时电梯停止减速,并以此速度爬行。当平层信号到来后,PLC撤消爬行信号,同时发出停梯信号,此时电动机从6Hz减速到0Hz,电梯停梯。正常情况下,在整个起动、运行、减速爬行段内,变频器的零速输出点一直是闭合的,减至0HZ之后,零速输出点断开,通过PLC抱闸及自动开门,电梯运行曲线如图2所示。
图2中运行曲线可通过变频器进行设置,也可通过配置运行曲线输入板。本系统采用变频器进行参数设置:令C1-01=3s,设置加速起动时间为3s;令C1-02=3s,设置减速时间为3s;令D1-02=50Hz,设置快车运行速度;D1-03=6Hz,设置爬行速度。

4 电梯运行中位置信号的检测

作为一种载人工具,在位势负载下,除要求安全可靠还必须运行平稳、乘坐舒适、停靠准确。采用变频器调速双闭环控制可基本满足要求。在不增加硬件电路的基础上,利用现有的旋转编码器在构成速度闭环的同时,也可构成位置闭环控制。
脉冲编码器的输出一般为A和A、B和B两对差动信号,可用于位置和速度测量,A和A、B和B四个方波被引入PG卡,经辨向和乘以倍率后,变成代表位移的测量脉冲,将其引入PLC高速计数端,进行位置控制。
本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号,如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数,分别存入相应的内存单元,在电梯运行过程中,通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号:电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置,从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。
电梯运行中位移的计算如下:H=SI
式中S:脉冲当量 I:累计脉冲数 H:电梯位移
S=πλD/Pρ
D:曳引轮直径 ρ:PG卡的分频比 λ:减速器的减速比
P:旋转编码器每转对应的脉冲数
本系统中λ=1/32 D=580mm
Ned=1450r/min P=1024 ρ=1/18
代入S=πλD/Pρ 得S=1.00 mm/脉冲
设楼层的高度为4m,则各楼层平层点的脉冲数为:1楼为0;2楼为4000;3楼为8000;4楼为12000。
设换速点距楼层为1.6米,则各楼层换速点的脉冲数为:上升:1楼至2楼为2400,2楼至3楼为6400,3楼至4楼为10400;下降:4楼至3楼为9600,3楼至2楼为5600,2楼至1楼为1600。

5 软件设计

系统软件根据运行要求及保护要求共分为14个功能程序块:初始化、外呼、内选、自动开关电梯、平层、层楼计数及显示、超时基驶回基站、上行、下行、换速、开/关门、、报警、相序更正、优先服务等。根据电梯运行的要求,作出其运行流程的工作循环如图3所示。
电梯在有外呼信号或内选信号时,处于服务状态,当在一定的时间内没有服务信号时,电梯自动驶回基站,下面着重介绍程序初始化、换速、楼层计数及平层的程序设计及工作过程。
(1) 程序初始化:
将各楼层平层点对应的脉冲数及换速点对应的脉冲数写入数据寄存器(停电保持)。数据寄存器分配如下:
平层点:0→D200 4000→D201 8000→D202 12000→D203
换速点:2400→D204 6400→D205 10400 → D206
9600→D207 5600→D210 1600 → D211
(2) 换速
用PLC的高速计数器对PG卡的输出脉冲进行计数,当高速计数器的计数值与换速点对应的脉冲数相等时,且目的层有有效的选层信号或呼梯信号,则发出换速信号,电梯转入爬行阶段。程序流程如图4所示。
(3) 楼层计数
当轿厢到达各楼层计数点时,楼层数加1或减1。为防止计数脉冲高电平期间反复计数,采用楼层计数信号上沿触发楼层计数。程序流程如图5所示。
(4) 平层
当高速计数器的计数值与平层点的计数脉冲相等时发出平层信号,电梯平层。平层程序流程如图6所示。

6 结束语

利用PLC控制交流变频调速电梯具有接线简单、编程直观、扩展容易、可靠性高等特点,且电梯运行平稳,舒适感好。可用于老式电梯的技术改造。

上减速就是装在最高层井道位置,电梯到了最高层处还有一段距离1.5米左右.打到上减速开关,给电梯一个慢速度。主要防止电梯冲顶。下减速装在最底层原理和上减速一样.
上平层和下平层就是两个平层感应器,电梯上行下平层先动作上平层后动作。电梯下行正好相反。

其实字面就很好理解了,上/下减速指到了这个位置电机就开始减速,上/下平层指已经到达楼层平面了。

  • 在PLC控制的电梯系统中上减速/下平层和下减速/上平层是什么意思?_百度...
    答:上减速就是装在最高层井道位置,电梯到了最高层处还有一段距离1.5米左右.打到上减速开关,给电梯一个慢速度。主要防止电梯冲顶。下减速装在最底层原理和上减速一样.上平层和下平层就是两个平层感应器,电梯上行下平层先动作上平层后动作。电梯下行正好相反。
  • ...PLC的大神、、PLC接变频器的什么端口就可以控制电机实现电梯的上下...
    答:这个你需要设置变频器!其中有默认的正反转端子,还有频率信号给定端子!定义好了接上线!PLC输出就可以启控启停和频率了!
  • 基于PLC的电梯控制系统设计
    答:PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号,然后根据这些输入信号的状态,通过其内部一系列复杂的控制程序,对各种信号的逻辑关系有序的进行处理,最后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号,对电梯实施控制。在电梯控制系统中,由于电梯的控制属于随机性控制,各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号...
  • 基于电梯六层楼的PLC控制系统
    答:这个主要是得换速距离够就行,切换都是靠编码器计数,距离够了给变频器切换个换速度停车的信号就减速了。现在的变频器都简单就4-5个信号就能控制了。最简单的电梯可以设置,井道遮刀换速度开关,井道自学习都不用搞了。一把PLC都这么搞。就换速度用开关来换速度,www.yhdt.cn如果1层到3层就跳2个...
  • plc电梯控制系统
    答:②交流电梯拖动控制系统:交流电梯拖动控制系统的主电路及调速装置与继电控制系统相比有些不 同,差别主要是拖动控制系统的工作状态及部分反馈信号送入PLC,由PLC向拖动控制系统发出速度指令 切换、起动、运行、换速、平层等控制信号。交流双速电梯快加速及三级减速制动电阻切换的时间控制均由PLC内部定时器完成...
  • PLC控制升降梯/电梯的制动方式
    答:电梯是运行时得电打开抱闸(可以理解为刹车),抱闸在断电后,靠弹簧复位抱住轨导及钢丝制动。现在高级的电梯,已经不是依靠普通的电机去控制位置,而是依靠变频器或者更高级的伺服控制。可以在任何需要的位置精确停止,伺服电机在停止过程中是不断电的。如果电机依靠编码器,伺服电机,控制系统可以精确的控制...
  • 限位开关对电梯控制的作用及原理
    答:限位开关顾名思义:用于确定或者限制物体运动方位的电器开关;在电梯控制电路中,常用于确定电梯轿厢、门的位置;如轿厢到达指定楼层,(通常轿厢在到达指定楼层前,先接触缓冲限位,缓冲限位向PLC反馈信号,PLC发出指令,降低和缓冲轿厢的运行速度),限位开关感应到后,向控制回路中的PLC反馈信号,再由控制...
  • 电梯行程开关、限位开关以及极限开关有什么不同???如何接线??_百度知...
    答:电梯的自动限位开关都是由PLC控制的。减速开关:当电梯运行到最高层或最低层应减速的位置而电梯没减速时,装在轿厢边的撞弓使上缓速开关或下缓速开关动作,强迫轿厢减速运行到平层位置。限位开关:当轿厢超越应平层的位置50mm时,轿厢撞弓使上限位开关或下限位开关动作,切断电源,使电梯停止运行。极限...
  • PLC和变频器控制电梯门的匀速开关
    答:你到底要问什么?变速开闭才是对的吧,在关门的一瞬间减速,缓缓闭合.门上要安装停止开关.碰到开关后,变频器减速停止.减速时间可根据实际距离进行设置.另外的防夹功能是机械原理,利用齿轮移动反转,当夹住人受到反作用力,传动齿轮移位,把前进方向变成了后退.门自动打开.我说的只是其中的一种设计方法....
  • 伺服电机 加减速是在驱动器上设置还是用PLC程序控制?
    答:都可以的,做在PLC程序当中方便以后的调试工作。论稳定性都是差不多的,因为控制的时候不管是驱动器本身命令还是PLC的命令都是绝对的执行。