试论基于变频技术的电梯PLC控制系统设计

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:朱洪波
[导读] 摘要:随着科学技术的飞速发展,国内高层建筑普遍,这也促进了电梯的普遍使用。
        北京燕园图新电梯自动化技术有限公司  北京  100085
        摘要:随着科学技术的飞速发展,国内高层建筑普遍,这也促进了电梯的普遍使用。电梯给公众的日常生活带来了各种便利,但是如果电梯出现质量问题,也会直接影响人们的生活,甚至对生命财产的安全构成威胁。因此,我们需要探讨如何提高电梯的质量。为了提高电梯的质量,首先要对电梯的控制系统进行有效的设计,以保证电梯的平稳安全运行。通过对电梯日常运行情况的研究,可以知道电梯的运行信号可以通过PLC进行有效的控制,使电梯运行越来越安全平稳。
        关键词:变频技术;电梯PLC控制;系统设计
        1关于PLC
        PLC(ProgrammableLogicController)即可编程逻辑控制器,作为一种小型编程存储器,它包含执行逻辑运算、定时、顺序运算、计数、算数运算等众多操作指令内容。基于数字模拟输入与输出来有效控制机械设备,优化机械设备生产过程。在数据处理状态表现方面,PLC是相当志强的,它具有较高的自动化程度与现代化电气控制能力,是一种全能型生产应用系统。
        PLC技术在应用可靠性方面技术表现突出,它能够建立一套PLC控制系统,并在改基础之上实现对系统抗干扰能力的有效改善。相比其他技术内容,PLC技术在可靠性表现上更加突出,能够适应各种特殊且复杂的环境,且较少受到外界客观因素影响。首先PLC在可编程逻辑控制系统中一般反应速度较快,它在控制系统中附带了一套机械触电、继电器系统,可代替原有的辅助继电器,对于控制系统中的连接导线部分也有所摒弃。简言之,它将继电器节点编位时间理解为0,所以就不需再关注传统继电器中的重要指标——返回系数,如此可保证PLC控制系统大幅度提升其响应速度。其次,PLC在控制系统中拥有较快的反应速度,且它将控制系统中原有附带的机械触点电器更换为辅助继电器,摒弃了控制系统中的连接导线部分。最后,PLC本身耐用性较高,一般不会出现大小故障,一旦出现故障也能在较短时间内诊断出来,具有较强的自愈能力。究其原因,PLC控制系统本身是具备故障诊断能力的,当其外部执行器与输入设备发生故障后,会根据PLC系统编程软件提供相应数据信息内容,对故障出现原因进行调查并予以相应解决措施。
        2电梯PLC控制变频的设计程序
        2.1PLC控制系统的工作过程
        电梯控制过程重点涵盖应急处理、操纵、停电保持以及检修等,只要对其进行准确处理,再将现实情况结合起来,就可以有效控制电梯。电梯PLC控制变频系统的相关设计策略如下:
        第一,在PLC控制变频系统的相关设计过程中,首先明确电梯的运行、控制、调速以及拖动方式。基于变频技术的控制系统,在拖动方式的设计过程中应采用交流拖动;应使用交流调压调速的调整模式,设计的运行方式能够分成有司机控制以及无司机控制两类。
        第二,明确PLC的具体型号时,应该考虑若干个方面,重点取决于电梯的点数冗余、控制要求以及层站数等方面。其中点数的冗余通常选择超过现实需要点数的9%,如此是为了更好地提升经济效益。
        第三,实现PLC的I/O点的合理分配,并且实现接线图的有效设计。设计时也是按照电梯的楼层数来选择,选择无误后要对I/O接线图进行绘制。
        第四,实现控制程序的编制。控制程序的有效编写很关键,在编写时尽量使用模块化的手段。实现控制系统以及安全保护的功能是程序编写过程中的重点。
        2.2PLC控制系统的硬件设计
        在电梯PLC控制系统的硬件设计阶段,需导入输入输出结构、存储器结构、电源结构以及微处理器结构等,把微处理器当作主要的控制器,有效连接系统,提高接口电路的运用成效,满足现如今的实际需求。
        针对微处理器来说,在具体设计以及应用的时候,应实施全面的管理工作,假如未建立有效的管理体制,将会对整个系统的可持续管理以及运行产生影响。于是,在管理过程中,人们需充分了解存储器以及处理器的相关设计要求,对控制器进一步实施管理,在了解了每个方面接口要求的前提下,提高系统的综合抗干扰能力,并且创建合理的管理系统,建立交流量、模拟量以及开关量的管理系统,在合理设计以及控制中提高系统的综合运行效率。其间,应充分确定电梯控制系统的内容以及要求,经过有效控制各方面的工作,对系统之间的具体关系进行协调,实现整体系统的深入管理以及建设,有效实现预期的管理目标。
        三菱FR-A540型变频器案例研究:
        ①PLC采取开关量的方式对变频器进行控制的硬件连接(图1)
        变频器包含大量的开关量端子,比如反转、正转以及多档转速控制端子等,不运用PLC的时候,只要将这些端子进一步接上开关,就可以对变频器实施反转、正转以及多档转速控制。在PLC控制变频器的运用过程中,如果PLC采取开关量的方式来控制变频,需要使变频器的开关量输入端子有效连接PLC的开关量输出端子,为了对变频器的部分状态进行检测,也能够使PLC的开关量输入端子有效连接变频器的开关量输出端子。
       
        图1PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接
        当PLC内部程序运行进一步使Y001端子内部硬触点不断闭合的时候,变频器充分启动电动机正转,有效调节10、2、5端子所接电位器,能够对端子2的输入电压进行转变,进而实现变频器输出电源频率的转变,从而对电动机的具体转速进行改变。一旦变频器的内部产生异常的时候,A与C端子之间的触点开始闭合。
        ②PLC采取模拟量的方式对变频器进行控制的硬件连接(图2)
        变频器包含部分电压以及电流模拟量的输入端子,对这些端子的电流或者电压输入值进行改变,能够实现电动机转速的改变,假如使这些端子进一步连接PLC的模拟量输出端子,就能够借助于PLC控制变频器实现电动机转速的调节。
       
        图2PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接
        因为三菱FX2N-32MR型PLC不具备模拟量的输出功能,应该将它与模拟量的输出模块(如FX2N-4DA)进行有效连接,然后使变频器的模拟量输入端子进一步连接模拟量输出模块的输出端子。当变频器的STF端子外部开关开始闭合的时候,这个端子的输入是ON,变频器有效驱动电动机正转,PLC内部程序运转过程中生成的数字量数据经过与电缆相连,不断送至模拟量的输出模块(DA模块),由其转变为0~10V或者0~5V范围内的电压(模拟量),然后送至变频器2与5端子,对变频器的输出频率进行有效控制,从而实现电动机转速的控制。
        结束语
        总之,目前,电梯已经成为城市人们日常生活中必不可少的一部分,它方便了人们的生活和工作,所以,人们继续依赖电梯。这就要求电梯在运行过程中一定要有很高的安全性和稳定性,只有这样,才能保护用户的生命安全。为了达到这一目标,就有必要采用基于变频技术的电梯PLC控制系统,充分提高电梯运行的舒适性和可靠性,符合当今电梯设计的需求,随着科学技术的飞速发展,这一技术将得到可持续发展和优化。
        参考文献:
        [1]叶俊杰.电梯PLC控制系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2017,000(003):143-144.
        [2]李光平,邓汝奎,范毅,等.基于PLC与组态软件的电梯控制实验模型设计[J].工业控制计算机,2016.
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