一、 前言
電梯控制系統主要由調速部分和邏輯控制部分構成。調速部分的性能對電梯運行時乘客的舒適感有著重要作用,目前,大多選用高性能的變頻器,利用旋轉編碼器測量曳引電機轉速,構成閉環矢量控制系統。通過對變頻器參數的合理設置,不僅使電梯在運行超速和缺相等方面具備了保護功能,而且使電梯的起動、低速運行和停止更加平穩舒適。變頻器自身的起動、停止和電機給定速度選擇則都有邏輯控制部分完成,因此,邏輯控制部分是電梯安全可靠運行的關鍵。
PLC以其可靠性高、運算速度快、產品成本低和電梯專用客制化服務等優點,已在多家電梯廠家中的電梯生產及改造中獲得了應用。
二、 電梯控制系統構成
電梯控制系統主要由變頻調速主回路、輸入輸出單元以及PLC單元構成,由如圖1所示,用來完成對電梯曳引電機及開關門機的起動,加減速,停止,運行方向,樓層顯示,層站召喚,轎箱內操作,安全保護等指令信號進行管理和控制功能。
變頻調速主回路由三相交流輸入、變頻調速驅動、曳引機和制動單元構成,變頻器采用日本安川公司矢量控制電梯專用變頻器616G5,其具有良好的低速運行特性,適合在電梯控制系統中應用。三相電源R、S、T經接線端子進入變頻器為其主回路和控制回路供電,輸出端U、V、W接電動機的快速繞組,外接制動單元減少了制動時間,加快制動過程。旋轉編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向,變頻器將實際速度與變頻器內部的給定速度相比較,從而調節變頻器的輸出頻率及電壓,使電梯的實際速度跟隨變頻器內部的給定速度,達到調節電梯速度的目的。變頻器輸入信號為:上、下行方向指令,零速、爬行、低速、高速、檢修速度等各種速度編碼指令,復位和使能信號。變頻器輸出信號為:(1)變頻器準備就緒信號,在變頻器運轉正常時,通知控制系統變頻器可以正常運行;(2)運行中信號,通知PLC變頻器正在正常輸出;(3)零速信號,當電梯運行速度為零時,此信號輸出有效并通知PLC完成抱閘、停車等動作;(4)故障信號,變頻器出現故障時,此信號輸出有效并通知PLC作出響應,給變頻器斷電。
輸入輸出單元為PLC的I/O接口部分,主要由廳外呼叫、轎箱內選層、樓層及方向指示、開關門、井道內的上下平層、上下強迫換速開關、門鎖、安全保護繼電器、檢修、消防、泊梯、稱重等單元構成。輸入單元為:(1)廳外呼叫單元,用來對各層站的廳外召喚信號進行登記、記憶和消除,而且兼有無司機狀態的“本層廳外開門”功能,全集選方式的呼梯信號為2N-2個(N為層站數),下集選方式的呼梯信號為N個;(2)轎箱內選層單元,負責對預選樓層指令的登記、消除和指示,呼梯信號數為電梯停站層數N;(3)開關門按鈕,輸入PLC控制轎門的開閉(廳門也同時動作);(4)上下平層裝置,用來保證電梯轎箱在各層停靠時準確平層,通常設置在轎頂,電梯轎箱上行接近預選層站時,上平層感應器限進入遮磁板,電梯仍繼續慢速運行,當下平層感應器再進入遮磁板時,上行接觸器線圈失電,制動器抱閘停)門鎖裝置(車;(5)上下限強迫換速開關,用于保護電梯的高速運行安全,避免電梯出現沖頂或蹲底事故,當電梯到達上下端站時,裝在轎廂邊的上下限強迫換速開關打板,信號輸入PLC,PLC發出換速信號強迫電梯減速運行到平層位置;(6或轎門和廳門聯鎖保護裝置),轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動運行的前提;(7)安全回路,通常包括轎內急停開關、轎頂內急停開關、安全鉗開關、限速器斷繩開關、限速器超速開關、底坑急停開關、相序保護繼電器、上下限極限開關等;(8)檢修、消防和泊梯,檢修、消防和泊梯為電梯的三種運行方式,檢修運行為電梯檢修時的慢速運行方式,消防運行有消防返回基站和消防員專用兩種運行狀態,泊梯狀態,消除內選和外呼信號,自動返回泊梯層、關門并斷電;(9)稱重單元,用來檢測轎廂負荷,判斷電梯處于欠載、滿載或超載狀態,然后輸出數字信號給PLC,根據負載情況進行起動力矩補償,使電梯運行平穩。輸出單元為:(1)樓層及方向指示單元,包括電梯上下行方向指示燈、層樓指示燈以及報站鐘等,目前的方向及層樓指示燈主要有七段碼顯示方式和點陣顯示方式,本系統為七段碼顯示方式;(2)開關門單元,用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關閉,在自動定向完成或電梯平穩停靠后,PLC給出相關指令,由變頻門機完成開關門動作。
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