电梯在我们在我们日常生活中越来越普遍但同时也是不可或缺的运输工具，本设计主要根据我国电梯业的发展规律，通过使用编程控制器（PLC）对电梯进行逻辑分析和各种驱动控制。在控制器的选择方面经过了多次的筛选和不断修改完善的软件硬件的设计，从而使得电梯在性能稳定、维修方便性以及检修流程缩短与精确方面不断提高。本文在介绍了可编程控制器的原理、变频控制技术的基础上，结合电梯的控制性能的要求，通过PLC变频器相互结合的电梯控制系统的实现方案，研究电梯多段速度对电梯运行平稳性的影响以及旋转编码器的脉冲输出转化为速度，难点重点在变频器的合理使用上。得出结论为这种控制系统运行稳定、定位准确，运行中有良好的舒适感。
1.总方案设计
1.1设计功能要求
（1）以PLC为核心，控制单项曳引机调速电机启停；（2）轿厢有防冲顶、坠落低功能；（3）根据电梯安全、人的舒适，设计调速曲线系统；（4）有过压、过流保护功能。
1.2电梯的分类概述
电梯的分类有各式各样：
1.按用途分类乘客电梯；客货电梯；载货电梯；病床电梯；杂物电梯住宅电梯；特种电梯。
2.2．按控制方式分包括平层层间的控制；一般的集选方式的控制；有一些是特殊的集选控制包括有无司机控制方式。
曳引系统
（1）曳引机：主要由转动装置和制动装置组成。包括电动机、减速器、制动器和曳引轮等。
（2）曳引绳：主要是连接轿厢和对重的装置，具有牵引轿厢上行下降的作用。导向系统功能：主要用来限制轿厢与对重两者之间的相对位置，并且可以限制轿厢活动的范围，从而使轿厢只能沿着导轨的方向上做上行和下降的运动。主要由导轨、导轨支、架导向轮等等构成。
轿厢系统功能：主要是用于运载人和货物的箱子，在电梯系统中作为运行部件之一。主要是由轿厢架、轿厢体组成。
门系统功能：主要防止掉落井道和意外事故如夹门伤害等。
主要由轿厢门、层门、开门机等等组成。
控制装置系统功能：主要是对电梯的运行状况进行实时的操纵和监视控制。
构成如下：
（1）操纵装置：就是能对电梯的运行状态进行实行的操纵装置。
（2）位置显示装置：设置在楼层内和达到平层的指示灯，以数码光管LED灯显示电梯运行方向或轿厢所在平层数。
（3）平层装置：主要在轿厢到平层时能准确度实现位置控制的装置。主要由钢簧管构成。本设计主要用霍尔位置开关代替。
1.3 PLC概述
西门子公司在PLC编程软件和硬件都是是世界上非常出色的。作为行业里技术服务的领先企业，同时也是世界上最早开发研制生产PLC的厂大型家之一。
本设计主要用了S7-1200，功能更为完善，小巧灵活，应用操作比较简单，与PC机等联机通信更为便捷方便。为各种各种工业活动和培训机构提供各位合理自动化的系统需求。充分考虑到PC 机、控制器、HMI和软件的相互结合和协调的作用需求。
1.4变频器的概述与选择
变频器的原理主要是变频和微机电子应用技术两者相结合的产物，控制交流电动机工作方式就是改变电机的工作频率方式来实现的。变频器主要由整流器件、逆变、制动等等原件的有机结合。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆调节改变输出电源的电压和频率的原理主要是通过变频器内部三极管的闭合来实现，而且可以很智能地按需供给能量提供电机实际所需要的工作电源电压，这种方法可以达到节约能源，稳定调速需求和目的。变频器过流、过压、过载等保护功能等等。
变频器的显著特点和作用就是能提供平稳的电压这样可以降低电力线路电压不稳定，通过学习电力系统分析我们知道当电压的不稳定将会导致同一供电网络中的电压产生一系列的波动从而使设备产生不必要的故障发生跳比如闸或工作异常，更严重的是导致设备损坏，造成不必要的损失。当采用了变频器后，变频器的一个很明显的作用能在零频零压启动，并且稳定加速启动。这样能最大程度的消除电压不稳定性，减少对设备的损害。在工业领域中特别是驱动系统变频器应用得非常广泛，因为变频器都系统的稳定性能有很大的帮助。现在就变频器的作用优点做一个简单的介绍一下它的。可以稳定压降减少对电网的冲击，可以调频进行加速控制；可以加速功能可控，改变相关频率按照用户的需要进行平滑加速控制；通过外设备信号控制电机运行速度电机的启停动作，使整个设备和系统更加安全，机械和电气也变得越来越长寿命；电机的和设备停止方式方便控制，使整个设备和系统更加安全，这些功能同时可以提高整个系统稳定性能。所以变频器在对安全性能要求较高的电梯领域中应用得非常广泛。
在本设计中主要用到西门子较为成熟，功能强大的变频器MM44O，接下来简单介绍一下这一款万能式变频器M440 是西门子公司生产的通用型矢量变频器，它性能稳定，质量可靠，功能齐全，安全可靠，在电梯行业中使用口碑很好。可编程序控制器PLC 和MM440 变频器之间的通讯方式有两种可有两种方式，分别为串行通信和并行通信。采用串行通讯的特点是在很大程度上减少了布线的需求和数量，而且可以通过设置参数就可以更改控制功能，设置变频器的参数，对变频器的特性进地监视与控制。可通过操作基本操作板Bop来实现功能，按电压调节按键改变频率可以改变输出频率，从而设置输出正反转转速的大小。也可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。本设计用到它的目的就是通过模拟输人端的模拟量控制电动机转速的大小。
2.系统硬件设计与实现
2.1 PLC模块控制的设计
控制模块方面主要为编写程序来控制，用到的模块有很多，主要的模块是CPU、存储器、输入/输出模块。CPU是整个系统的核心部分，重要组成部分包括运算器、控制器，本设计主要设计的CPU为CPU1214它在很大程度上决定了PLC特殊性能和整体性能，比如整个系统的的内存输出接口等等。
2.2输出组态显示模块的设计
随着社会经济活动的不断发展，面对日益复杂的机器和系统的控制过程，人们追求更为方便简单稳定的控制方式。在这样的环境下，作为行业的先进分子西门子公司研发生产出功能强大的HMI系统。西门子的HMI 主要采用无限权、国际标准化统一硬件装置和软件接口，它的性能稳定功能齐全，从而满足各种用户的人机界面触摸操控的要求。当通过 SIMATIC HMI和PLC和HMI通信实验室的S7-1200和HMI的通信非常方便快捷。HMI可以提供一个功能齐全，使用便利显示准确的系统，该系统的可视化程度高，在工业中应用非常广泛，而且反馈性能稳定强大口碑一直很好。
3、设计总结
回顾本次设计对自己而言也是收获了很多，设计就是一次对知识的大整合，通过不断的努力和各工程师、高级工程师的指导，慢慢地回忆起和掌握了PLC变频器相关的知识。
参考文献：
[1] 刘华波，刘丹.《西门子S7-1200PLC编程与应用》.机械出版社，2011.
[2] 廖常初.《西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术》.机械出版社，2014.
[3] 西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团.《SIMATIC S7-1200可编程控制系统手册》.2009.
[4] 郁汉琪.《电气控制与可编程序控制器应用技术》.东南大学出版社，2003.
[5] 马国华.《监控组态软件及其应用》.清华大学出版社，2001.
[6] 陈立定，吴玉香，，苏开才.《电气控制与可编程控制器》.华南理工大学出版社，2001.
[7] 严盈富，罗海平，屋海勤.《监控组态软件与PLC入门》.人民邮电出版社，2006.
论文作者:王毅,陈以静
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/22
标签：变频器论文; 电梯论文; 系统论文; 功能论文; 装置论文; 稳定论文; 电压论文; 《基层建设》2017年5期论文;