PLC与变频器在四层电梯教学模型中的应用探讨

金程程

摘要：随着科学技术的不断发展，将PLC及变频器运用到电梯的控制系统中已经变得越来越受欢迎，本文主要对PLC及变频器在四层电梯教学模型中的应用进行探讨。

关键词：PLC；变频器；四层电梯；教学模型；应用探讨

前言：

当前的变频器本身具有非常优秀的调速能力，和非常巨大的节能潜力。现在，很多的国家都已经研发出电梯专用的变频器，并投入到生产中来，我国也同样如此。电梯速度的调控主要是通过调节电源频率完成的，而调频则是依靠PLC及变频器实现的。在电梯的控制系统中，PLC主要用于电梯的逻辑控制，而变频器主要是通过调节频率而达到调速的控制。

1电梯控制要求

电梯的控制系统大体上可以分为两部分，即拖动调速控制以及逻辑控制。拖动调速部分主要是通过控制变频器对电梯的工作情况进行控制；而PLC主要用于电梯控制系统中的逻辑控制，将PLC运用到电梯的逻辑控制系统中，可以不断的简化其接线，而且也能提高其可靠性，对电梯的维护也更加的方便；主拖动采用三相交流异步电动机进行拖动，集选控制，有/无司机方式；门机驭动采用直流门电动机。

2电梯控制过程

2.1有司机操控

司机接通基站总电源的开关，从而可以打开电梯门进入电梯内部，然后把有无司机操控转换开关调至有司机操控的位置，通过开关门的按钮而对电梯门的开关进行控制。当乘客按下上或下的按钮的时候，PLC会接受到乘客的信号，然后PLC就会对内存中设定的程序进行扫描，然后选择相应的控制程序，通过相应的输出设备将信号发射出去，从而控制继电器做出相应的动作，让电梯能够正常的运行。而当电梯快要达到需要停靠的楼层的时候，PLC会接收到来自感应器发出的减速信号，然后会自动的断开运行，通过控制变频器对电梯的运行速度进行减速控制，从而控制电梯的加/减速以及停车。待电梯停靠层站后，司机通过按钮控制打开电梯门，以完成接送客的任务。

2.2无司机操控

无司机操控就是在没有任何司机操控的情况下，电梯能够进行自动的开关门、运行、加减速以及停车等动作，而电梯要完成这些动作需要PLC的自动控制。

2.3检修慢车状态

在需要检修时，可通过检修慢车开关来控制。当接通检修慢车开关时，PLC检修控制程序起作用，司机只能通过按钮操纵电梯慢速运行。

（1）停电保持。电梯在正常运行过程中，若突然停电，PLC将保存停电的现场数据，在电源重新接通时，将自动恢复停电时的现场数据，控制电梯运行。（2）应急处理。电梯在运行过程中，PLC不断对各输入信号进行识别，对运行状态进行监控，一旦发现异常信号（如安全保护装置动作等）将采取相应的安全措施，以防止事故发生。

消防开关当按下安装在基站的消防按钮（带自锁）时，则实现下列功能：消除门厅、轿内呼叫等所有呼叫信号；将门关闭，断开开门回路；电梯如果正处于上行中，则立即在最近层停靠，不开门，然后返回基站，如果电梯处于下行中，直接驶向基站；开门中的电梯，立即关门，返回基站。

3电梯拖动调速和逻辑控制系统的应用

由于是教学模型，所以变频器和拖动电动机没有采用电梯专用的设备，只用了现有的教学设备。PLC系统采用三菱FX1N系列PLC，根据四层四站电梯的控制要求，选用FX1N-60MR，30点输入，30点输出，满足系统I/O点要求。变频器选用三菱的FR-A540-1.SI}-CH型变频器，额定电压380V，额定功率1.SI}W，三相交流供电，额定输出电流4A}拖动电动机采用YS6324型电动机，其功率为180W，额定电压380V，Y形接法，转速1400r/min与电动机配套的减速器变比为1/50。

层楼继电器电路的实现层楼信号可以指示电梯所在的位置（指层），为下一步的选向、选层及指令和召唤的消除提供可靠信息。每一层对应一个层楼继电器，电梯在哪一层，对应楼层的层楼继电器就会动作。木文主要采用数据传送、算术计算、数据比较处理等功能指令来实现层楼电路控制。启用数据寄存器DO，电梯在最下层端站时可将1送入DO，在最上层端站时可将最高层数4送入D仇电梯每上升一层，接近开关XO闭合一次，DO将自动加一，电楼每下降一层，接近开关XO闭合一次，DO将自动减一，这样使DO中存放的始终是层数。然后，将DO分别与1，2，3，4相比较，等于几就说明电梯在几层，这时驭动对应的层楼继电器，实现层楼继电器电路。楼层的显示由Y1，Y2，Y3以二进制的形式将数据输出到BCD译码器上，从而显示出电梯在几层。

指令回路操纵盘上装有与层数数字相符的按钮是指令按钮，按钮内装有指示灯。乘客进入电梯按下指令按钮，该指令被登记，相应的指示灯亮；当电梯到达预选的层楼时，相应的指令被消除，指示灯熄灭。指令的这些登记与消除功能由指令电路完成。

召唤回路召唤是梯外乘用人员向电梯发出的呼唤信号。在下端站安装一个上行召唤按钮，上端站安装一个下行召唤按钮，中间站安装上行召唤和下行召唤两个按钮，各按钮内均装有指示灯。当按向上或向下按钮时，控制系统就会记忆该信号，相应的指示灯点亮。当电梯到达目的层楼时，指示灯熄灭。一般情况下，电梯采用顺向截车、逆向呼叫记忆的选层方式，即先响应与运行方向相同的召唤，保留与运行方向相反的召唤。待反向运行时，电梯到达目的层楼才平层消号。另外，若电梯在直驶运行时不响应召唤，则应保留此召唤。可见，召唤回路与电梯的运行方向及是否直驶关系密切。为此，在召唤回路中加入了反映直驶和方向监视的继电器M1和M2。

选向回路电梯方向的选择，实际就是将指令和召唤的位置与电梯实际位置相比较。若前者在上（位置的上、下），电梯则选择向上；否则，则选择向下。首先山层楼继电器形成选向链，然后将每层的指令和召唤对应接入。一般情况下，指令选向优先，所以只有电

电梯运行线路运行线路是电梯控制系统的核心部分。电梯是由曳引电动机拖动，电动机工作受运行线路的控制，以形成速度曲线。由PLC控制变频器决定电梯何时启动加速，何时运行，何时减速，何时平层停车。PLC完成定向后向变频器发出方向的速度信号，以在变频器中自行设定的加速度值启动电机，达到最大速度后匀速运行。当电梯响应呼叫到达目的层的减速点时，PLC切断高速度信号输出，此时，变频器以自行设定的减速度值将最大速度减至爬行速度。当变频器的频率下降到所设定值时，机械制动器马上动作，对电动机实施电磁抱闸，电梯平层停车。电梯的主要性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）由运行线路决定。（1）启动。电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是否关好）等安全因素也是必要的。（2）减速。当电梯选中某层，意味着将在车达到换速点就应减速，为平层停车做准备。（3）平层停车。当减速运行到平层点时，说明轿门门槛与厅门门槛基木平齐，可以停车，并实施电磁抱闸。一般平层感应器置于轿厢顶上。

电梯门的控制门电路是电梯控制系统中较为独立的单元。它的作用是实现电梯门的开或关。电梯的门有两种：（1）轿门，即轿厢的门。门电路通常指轿厢的门控制线路。轿门由专门的门电动机拖动，实现开或关。（2）厅门，即各层门厅的门。厅门只能由轿门带动实现开或关。一般情况下，当轿厢到达某层停车后，轿厢门上的门刀会自动插入厅门的门锁中，使门锁打开，此时厅门在轿门的带动下实现开或关。电梯若没到该层，其厅处于锁闭状态，不能打开，这是安全保障的要求。门电路和控制系统的联系就在于这一点，由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触点串联后，作为门锁信号（X13）oX13为ON，表示全部门安全关闭，可正常运行，否则不能运行。开或关门由门电动机3动，通过开、关继电器控制M的正、反转实现。（1）开门情况。上班开门、按钮开门、触板开门和门区提前开门。（2）关门情况。下班关门、按钮关门、停站自动延时关门和强迫向上（向下）启动关门。

总结：

PLC以及变频器所控制的四层电梯教学模型，能够充分的展示出其教学中的各个需求，也能充分的体现出将PLC与变频器运用到四层电梯中的优势。而且，电梯教学模式的开展，也能有效的提高今后电梯专业的教学质量而且也能对PLC以及变频器的应用技术今后的发展起到促进的作用。

参考文献：

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