電梯控制系統(tǒng)分析

摘 要：為了能使電梯實(shí)現(xiàn)位移控制，我們使用了PLC的脈沖計(jì)數(shù)功能。在此基礎(chǔ)上，分別介紹了兩種不同的脈沖計(jì)數(shù)方式。對(duì)電梯控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序以及出現(xiàn)的問題等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并給予了電梯控制系統(tǒng)的實(shí)例。

關(guān)鍵詞：電梯控制；系統(tǒng)；研究；分析

中圖分類號(hào)：TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 20-0000-02

電梯控制系統(tǒng)可編程控制器中通常含有高速計(jì)數(shù)器。例如富士MB系列的可編程控制器，當(dāng)設(shè)定好其中的參數(shù)后，X00以及X01的端子可以形成速度為6kHz的18位高速計(jì)數(shù)器。這時(shí)，不僅能對(duì)電梯的速度進(jìn)行有效控制，同時(shí)還可以在不添加任何硬件的情況下，實(shí)現(xiàn)電梯的位移控制。本文主要以MB2系列的可編程控制器為例，說明了可編程控制器對(duì)電梯系統(tǒng)的影響。

一、電梯系統(tǒng)構(gòu)造

邏輯控制以及拖動(dòng)控制兩方面共同構(gòu)成了電梯的主要控制系統(tǒng)。為了確保電梯達(dá)到更好的舒適感，要保證電動(dòng)機(jī)的輸出達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的各項(xiàng)要求。對(duì)于電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)而言，其轎廂和各種配電系統(tǒng)都在鋼絲繩的兩邊，而鋼絲繩則被懸掛在曳引輪上，為了拖動(dòng)曳引輪，電機(jī)會(huì)經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)，確保轎廂能夠上下運(yùn)動(dòng)。如圖1所示：

對(duì)于邏輯控制系統(tǒng)而言，其構(gòu)造十分復(fù)雜，內(nèi)涵幾十個(gè)電器元件，其中包括了操縱箱、控制柜以及召喚箱等等。它們被安裝在井道內(nèi)以及與電梯各個(gè)相關(guān)部件中。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)是通過邏輯控制而控制的，其主要目的是為了讓電梯能夠?qū)崿F(xiàn)各種邏輯動(dòng)作，從根本上保證電梯的安全運(yùn)行。

對(duì)于拖動(dòng)系統(tǒng)而言，變化范圍會(huì)比邏輯控制系統(tǒng)范圍更小。當(dāng)確定好電梯的額定運(yùn)行、類別以及運(yùn)行速度之后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)部件也就確定了，但邏輯控制的選擇范圍就相對(duì)大一些，在選擇過程中應(yīng)當(dāng)注意對(duì)承載對(duì)象以及安裝點(diǎn)的選擇，確保電梯能夠達(dá)到最大限度的使用效益。

二、電梯系統(tǒng)脈沖選層控制含義

（一）電梯系統(tǒng)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖2為可編程控制系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)圖。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)（M）、交流接觸器（K1、K2）以及變頻器等各種設(shè)備共同構(gòu)成了電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)，脈沖將從和電動(dòng)機(jī)相互連接的旋轉(zhuǎn)編碼器A、B之間輸出。通過其中的PG卡進(jìn)入變頻器，并以最快的速度反饋給可編程控制器。為了能讓可編程控制器能夠更加有效的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，可編程控制器與變頻器之間同時(shí)還會(huì)做出以下傳輸：

（1）對(duì)于可編程控制器而言，發(fā)送給變頻器的信號(hào)有：確保電梯安全回路、電梯門聯(lián)鎖以及系統(tǒng)正常，變頻器可以工作信號(hào)；電梯可以上行、下行的運(yùn)行方向信號(hào)；電梯整體運(yùn)行速度信號(hào)以及電梯降速以及停層信號(hào)。

（2）通過變頻器反饋給可編程控制器中的信號(hào)：變頻器所有工作狀態(tài)正常，未出現(xiàn)報(bào)警，準(zhǔn)許可編程控制器對(duì)其進(jìn)行控制；電梯有運(yùn)行速度信號(hào)；變頻器的速度和電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度一樣；降速和停層狀態(tài)良好。

（二）為了能使電梯實(shí)現(xiàn)位移控制，可以使用脈沖計(jì)數(shù)

普通電梯為了能使電梯實(shí)現(xiàn)位移控制，往往會(huì)在井道內(nèi)裝設(shè)無數(shù)個(gè)換速隔磁板，這種方式不僅浪費(fèi)時(shí)間和材料，同時(shí)在安裝隔磁板時(shí)，隔磁板與隔磁板之間的距離多多少少會(huì)存在一定誤差，使電梯在降速時(shí)，需要一定的爬行來確保平層的準(zhǔn)確度，從而讓電梯的運(yùn)行效率很低，正是因?yàn)檫@樣的原因，使電梯在運(yùn)行過程中會(huì)消耗很大電能。如果在其中使用了脈沖計(jì)數(shù)，則可以有效解決上述問題，脈沖計(jì)數(shù)可以通過變頻器當(dāng)中的PG卡，對(duì)其中的旋轉(zhuǎn)編碼進(jìn)行有效分頻，形成和電梯位移成比例的脈沖數(shù)，在進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，會(huì)把這些脈沖數(shù)引入到可編程控制器的高速計(jì)數(shù)器里，根據(jù)電梯層高形成脈沖數(shù)的公式為：I= ，在這個(gè)公式里，I=脈沖數(shù)、h=電梯層高度、S=計(jì)數(shù)精度，S通過式（2）計(jì)算S= ，在這個(gè)公式當(dāng)中，D=節(jié)圓直徑（毫米）、i1=減速比、i2=曳引比、P=電梯系統(tǒng)的脈沖數(shù)

例如，D=720毫米，i1=50：1，i2=1：1，可編程控制器的脈沖為1025，分頻是18，通過計(jì)算之后，得出：P=72脈沖/轉(zhuǎn)，S=0.75毫米/脈沖。

對(duì)編碼器的脈沖進(jìn)行分頻的主要目的，是為了盡可能減少高速計(jì)數(shù)器X00的脈沖頻率，確保脈沖頻率必須要低于高速計(jì)數(shù)器的速度，不然整個(gè)電梯系統(tǒng)的程序?qū)⒊霈F(xiàn)混亂，最終導(dǎo)致電梯無法正常使用。對(duì)于富士系列的可編程控制器而言，端子構(gòu)成的18位高速計(jì)數(shù)器的速度是6kHz，通過上述公式計(jì)算之后，完全滿足分頻處理要求。

（三）確保電梯不會(huì)有亂層情況出現(xiàn)

使用脈沖計(jì)數(shù)方式對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程固然有許多優(yōu)勢，可其中依然存在很多弊端，極有可能讓電梯出現(xiàn)亂層現(xiàn)象，一旦發(fā)生亂層現(xiàn)象之后，電梯無法自動(dòng)修正。所以，在對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行編程過程中，可以把層高脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換為累計(jì)層高脈沖，在此基礎(chǔ)上設(shè)定一套預(yù)警脈沖數(shù)，當(dāng)電梯在開門之前，使系統(tǒng)將對(duì)應(yīng)的層高脈沖數(shù)與實(shí)際脈沖數(shù)進(jìn)行對(duì)比，假如對(duì)比出來的結(jié)果超過了預(yù)警脈沖，電梯系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)斷電。

三、電梯系統(tǒng)正常運(yùn)行實(shí)力

圖3中表明的是電梯從一樓上升至二樓的運(yùn)行程序段，正常運(yùn)行選擇信號(hào)為T017，運(yùn)行信號(hào)則通過M0210表示，門區(qū)信號(hào)用M00F1表示，當(dāng)可編程控制器運(yùn)行正常時(shí)，使用M8000表示；圖中的一樓位置信號(hào)用L000表示，二樓的外呼信號(hào)以及內(nèi)召信號(hào)通過2ND、2SD表示，換速繼電器則為M00AB表示。設(shè)定脈沖值K2558在可編程控制器初始上電的時(shí)候就被賦給了數(shù)據(jù)為D0008的設(shè)定值寄存器，所以在電梯運(yùn)行同時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先算出1-2層間的脈沖值，將這些脈沖值設(shè)定在電梯系統(tǒng)的寄存器中，確保能夠使其轉(zhuǎn)入D000，因?yàn)殡娞輰儆谡＿\(yùn)行狀態(tài)，正常運(yùn)行選擇信號(hào)處于復(fù)位狀態(tài)，所以可編程控制器會(huì)執(zhí)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)電梯在正常運(yùn)行上升過程中，D000的數(shù)值會(huì)逐漸變少，如果D000的計(jì)值和D008一致時(shí)，因?yàn)殡娞菡趫?zhí)行正常上升運(yùn)行命令，且離開一樓門區(qū)，所以會(huì)中斷繼電器。如果在此時(shí)，二樓有呼出信號(hào)，那么繼電器會(huì)自動(dòng)保存，并向電梯發(fā)出降速指令。當(dāng)電梯減速后，會(huì)繼續(xù)運(yùn)行至二樓門區(qū)，使繼電器導(dǎo)通，讓之前中斷后的指針進(jìn)行復(fù)位。

四、結(jié)語

現(xiàn)如今，所有的電梯通常會(huì)使用兩種控制方式，分別是用微機(jī)作為信號(hào)控制單元和以控制編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制。在使用控制編程系統(tǒng)時(shí)，可以對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜控制，對(duì)電梯的故障進(jìn)行檢修和預(yù)警，確保電梯能夠安全運(yùn)行，使其維護(hù)更加簡單。

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