张晖
台州市特种设备监督检验中心 浙江省台州市 318000
摘要：本文基于笔者多年来的实际工作经验，首先针对电梯工作的基本原理进行了简单的介绍，然后对电梯控制系统硬件设计、软件设计进行了论述与分析，详细介绍了“PLC”可编程逻辑控制器、变频器在电梯控制中应用以后达到的实际效果，实践证实本设计方案的可靠性非常高，获得了较为良好的运行效果，具有一定的实用价值。
关键词：PLC；电梯；变频控制系统；应用
近年来随着科学技术的不断发展，微电子技术、工业自动控制等技术均得到了一定的发展，目前PLC、变频器已经在各行各业中得到了广泛的应用，随着这些技术的应用，PLC、变频器成为机电一体化得以实现的重要手段。将PLC、变频器应用在电梯这种电气、机械紧密结合的大型机电产品中，取代原来的继电器-接触器控制等装置，控制气筒接线及元器件得到了极大的减少，同时电梯工作可靠性也得到了相应的提高，电梯在运行过程中的故障发生率得到了降低，维修和维护也更加方便，并且能够使人们在搭乘电梯时的舒适度得到提高。本次设计的成本相对较低，可以在地层多用途电梯中广泛应用，其实用价值非常强。
1 电梯工作的基本原理
电梯主要由机房、轿厢以及井道等系统共同组成。在井道中还安装了导轨，利用曳引钢丝绳连接轿厢和对重，在曳引轮上挂上曳引钢丝绳，由曳引电动机拖动曳引轮，分别在轿厢和对重上装设导靴，并将导靴卡在导轨上，利用曳引轮带动对重与轿厢分别在自己的导轨上进行上下的相对运动。这样一来，就可以利用对曳引电动机的控制，实现对电梯运行过程进行控制。
主要由轿内手柄开关控制、集选控制、轿外按钮开关控制以及信号控制等几种不同的电梯控制方式。其中，集选控制方式的自动化水平相对较高，主要是指电梯本身具有自动开门、自动平层以及顺向截梯等不同的功能，如果没有呼梯信号的时候，电梯会自动关门停机，或者自动返回到基站关门待命。如果有电梯信号的时候，电梯会自动启动，进行应答服务，此外还能使有无司机操纵的转换进行实现。
2 电梯控制系统硬件设计
从大体上来看，集选控制电梯主要包括输入与输出两个部分、“PLC”、变频器等要素构成。其中，这种电梯主拖动的完成由三相交流导步电动机进行，按照电梯需求对变频器的速度进行控制，在“PLC”可编程逻辑控制器的帮助下，对电梯的实际运行进行控制，同时还能利用“PLC”可编程逻辑控制器对速度的控制指令改变变频器的方向。“PLC”可编程逻辑控制器是集选控制电梯中非常关键的组成部分，选用的是日本三菱公司制造的FX2-48MR，并选用日本三菱公司制造的FR-A540变频器。
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2.1 “PLC”可编程逻辑控制器的配置
为了能够使“PLC”可编程逻辑控制器的输入点数得到进一步降低，选择部分开关量并联的方式，或者将其与“PLC”可编程逻辑控制器的输入端口串联的方式使非常好的一种选择。比方说，将轿厢选层按钮和强迫按钮并联以后，将其与“PLC”可编程逻辑控制器输入点X22连接，和厅门联锁触点之间串联以后，还以将其与“PLC”可编程逻辑控制器输入点相连接。
2.2 变频器的配置
按照电机学原理来看，电动机转速的公式为：
n=60f（1-S）/P
式中，n、f、S、P分别代表着电动机转速、电源频率、电动机定子绕组的极对数、电动机的转差率。通过这一公式我们可以了解到，如果电动机转差率鱼绕组极对数不变，在这种条件下，电动机转速和电源频率之间是正比的关系，也就是说只需要对电源频率进行调节，就能够实现电动机转速的改变。
与集选电梯的要求及控制标准相结合，针对变频器代码进行设计，加上“PLC”可编程逻辑控制器的配合进行编程，人们的乘坐需求可以通过曳引机运行速度得到满足，这项设计可以保证在电梯运行过程中，不仅可以使乘客的需求得到满足，还能使高效率的运行需求得到实现。
3 控制系统软件设计
电梯控制的过程是非常复杂的，需要对多位置、多控制的要求得到满足，电梯在接受信号的同时还需要对各种离散信号进行接收。但是从整体上来看，电梯运行还是存在一定规律的，实际上电梯的运行就是在重复的进行动作。在对程序进行设计的时候，应严格遵循轿厢内指令优先、就近停靠以及顺向截车的原则。下面就针对梯形图程序设计展开进一步介绍。
3.1 开关门控制程序设计
在电梯控制系统中，门电路是独立的单元，其作用在于实现电梯门的开和关。主要有两种电梯门，一种轿厢的们是主动的，利用专门的门电动机进行拖动，从而使门的开关得到实现。另一种是厅门，也就是不同楼层的门厅门。这种门式被动的，不能实现自动的开关，主要由轿厢对其开关进行带动。如果电梯没有达到指定楼层，其厅门始终处于一种闭锁的状态中，将不同厅门和轿厢门的门锁限位开关串联之后，将其作为X6。由们电机驱动开关门，并利用开关门继电器对门电机的正反转进行实现。
3.2 电梯到层指示控制程序设计
反映电梯实际所在的楼层是对电梯进行控制的重要意义所在，层呼叫指示的主要再用在于召唤轿箱内的指令并进行指示，如果电梯响应就会得到自动的解除。
3.3 电梯运行和启动控制程序设计
电梯启动控制程序设计，首相应对运行方向进行确定，然后确定门锁等相关安全性因素；电梯减速控制程序设计，如果电梯选种了某一楼层，那就意味着电梯将会在这一层停车，达到换速点位置就会减速，更好的为平层停车做好相关准备。平层停车控制程序设计，如果减速运行到了平层点，那么就说明轿厢门门槛基本上是与厅门门槛之间保持平齐的，这时即可停车，换句话说，主回路曳引电机电源断开以后，电磁抱闸会得到实现。一般来说，都会将平层感应器安装在轿厢的顶部，如果上下平层感应器全部动作实现后，就表示电梯已经达到平层点。
4 安装、调试及运行
将上文中所说的各个程序结合在一起，然后对其进行调试，并写入到PLC中，对端子接线无误进行进一步确定，并设置好变频参数之后，这时电梯即可投入运行中。本电梯属于教学电梯，经过半年的使用之后获得了比较好的效果，已经达到了预期的目标，注意，本研究只需要在控制系统中稍加改动，就可以在更高楼层中使用。
5结语：
综上所述，近年来随着电子科学技术以及工业自动化控制系统的日益成熟，“PLC”可编程逻辑控制器、变频器等已经在各行各业中得到了非常广泛的应用，为机电一体化的实现奠定了非常好的基础。特别是在高楼大厦林立的今天，电梯在人们的生活中必不可少，作为一种集机械和电气于一身的大型机电设备，应用“PLC”可编程逻辑控制器、变频器以后，电梯运行可靠性得到了极大的提升。本次研究结合了笔者多年来的实际工作经验，其设计的成本较低，且达到了预期的目的，可以稍加改动之后将其应用于多种用途的电梯上，实用价值非常强。
参考文献：
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[3]汪海燕，姚宏亮.PLC在电梯变频调速控制系统中的应用[J].宿州学院学报，2010，（2）：61-63.
[4]石超坤，韩强.PLC在电梯控制系统中的应用与研究[J].山东工业技术，2015，（2）：177.
论文作者:张晖
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/18
标签：电梯论文; 可编程论文; 变频器论文; 电动机论文; 控制器论文; 逻辑论文; 控制系统论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;