基于PLC的小型貨車提升機設計

呂珊珊

永城職業學院，河南　永城　476600

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基于PLC的小型貨車提升機設計

呂珊珊

永城職業學院，河南永城476600

小型貨車提升機廣泛用于機械制造、電子、建筑工程和物流配送等場合，其上升和下降是利用電動機正反轉卷繞鋼絲繩等帶動罐籠來實現的。其控制系統是一個以PLC為核心控制器、電動機、導向輪、提升鋼絲繩、電磁制動器等為外圍設備所構成的PLC單機控制系統。小型貨車提升機控制系統實際是一個典型的多段調速系統，本設計所使用的變頻器為愛默生EV1000變頻器。

PLC；提升機；變頻器；EV1000

一、小型貨車提升機功能簡介

小型貨車提升機廣泛用于機械制造、電子、建筑工程和物流配送等場合，其上升和下降是利用電動機正反轉卷繞鋼絲繩等帶動罐籠來實現的。小型貨車提升機一般由電動機、導向輪、提升鋼絲繩、電磁制動器和各種主令電器等組成。限位開關可以是行程開關，也可以是接近開關，用于位置檢測，電磁制動器用來自動停車和剎車，可以有效防止提升機斷電后自由滑動。

以下是某小型貨車提升機的具體要求，試用PLC與變頻器完成其控制要求。該提升機用于有兩層樓房的貨物運送。當小型貨物提升機停于1樓、按上升啟動按鈕時，提升機緩慢上升，當提升機接近2樓時(SQ檢測)，提升機減速停止，當貨物提升機停于2樓，按下降啟動按鈕時，小型貨物提升機緩慢下降，當提升機接近1樓時(SQ檢測)，提升機減速停止；同時，提升機到達1樓或2樓時，數碼顯示相應的樓層號碼。按下停止按鈕，提升機停止運行；要求具有異地控制功能；具有自動抱閘功能；變頻器加減速時間為6s，上升、下降輸出頻率為30HZ。

二、愛默生EV1000變頻器簡介

根據本設計控制要求可知，小型貨車提升機控制系統實際上是一個典型的多段調速系統，三相異步電動機的調速方式目前以交流變頻器調速方式為主，其主要設備為交流變頻器，本設計所使用的變頻器為愛默生EV1000變頻器。

愛默生EV1000變頻器的主電路接線時，應確保輸入、輸出端不接錯，即變頻器輸入電源線必須連接至R、S、T(沒有必要考慮相序)，絕對不能接至U、V、W，否則會損壞變頻器。U、V、W端連接三相異步電動機。嚴禁在變頻器輸入側使用接觸器等開關元器件直接進行頻繁的啟停操作，否則會造成設備損壞，宜通過控制器端子對變頻器進行啟停控制。內含制動單元，使用能耗制動時需要在P(+)、PB之間連接制動電阻。在變頻器內有漏電流，為了防止觸電，必須連接接地端子。

愛默生EV1000變頻器的LED顯示單元是變頻器接受命令、顯示參數的主要單元。在使用愛默生EV1000變頻器之前，首先要熟悉LED鍵盤顯示單元各按鍵功能及顯示燈含義。愛默生EV1000變頻器LED鍵盤顯示單元有上下兩部分，上半部分為數碼顯示單元，下半部分為電位器和各種按鍵。

三、控制電路設計

(一)明確輸入/輸出設備，分配PLC的I/O地址

1.確定輸入/輸出點

根據控制要求分析，采用兩地控制，需要2個上升啟動按鈕、2個下降啟動按鈕、2個停止按鈕和2個限位開關，為了節省PLC輸入點，將上升啟動、下降啟動和停止按鈕采用外聯并聯形式。由此確定，PLC輸入系統的輸入設備有6個按鈕、2個限位開關，因此，PLC需要5個輸入點。

貨物提升機的上升與下降通過變頻器的FWD、REV端子來實現，需占用PLC2個輸出點；在上升與下降工程中，需要2個指示燈分別顯示上升與下降過程，需占用PLC2個輸出點；當停機或停電時，需要進行電磁抱閘，占用PLC1個輸出點。由此確定，PLC需要5個輸出點與其連接。

2.PLC的選擇

PLC的選擇主要根據輸入/輸出點數以及輸入/輸出形式來選擇。本系統共需要5個輸入點和5個輸出點，為考慮系統將來的擴展裕量(15%的裕量)，應選擇輸入點為8個，輸出點為8個的小型PLC以滿足本項目的控制要求。

3.系統控制電路

PLC和變頻器控制系統電路如圖1所示，小型貨物提升機的主電路由愛默生EV1000變頻器驅動三相異步電動機組成，三相異步電動機可帶動提升機實現上升與下降動作。控制電路由PLC、按鈕和指示燈等組成，PLC輸出點Y000、Y001分別控制變頻器控制端子FWD、REV，通過程序控制，可實現變頻器的正轉、反轉和停止。為了避免直流24V電壓接到變頻器FWD、REV、COM端子上，提升機的上升、下降指示燈與電磁抱閘Y004、Y005、Y006驅動。

圖1　小型貨車提升機系統控制電路

四、PLC控制程序設計

根據小型貨物提升機的控制過程設計出系統的梯形程序，電磁抱閘采用斷電抱閘的方式，當提升機處于上升或下降過程時，Y006得電，電磁鐵通電，閘瓦離開閘輪，閘輪和被制動軸可以自由移動。當提升機處于停止時，Y006失電，制動電磁鐵斷電，在彈簧作用下，制動杠桿帶動閘瓦向里運動，使閘瓦緊緊抱住閘輪完成制動。

[1]任勇.單片機原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2]李智明.電氣控制與PLC及變頻器技術應用[M].北京：清華大學出版社，2012.

TU991.3

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