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PLC实现电梯变频调速系统

文档作者：徐立娟首珩文档来源：湖南铁道职业技术学院		点击数：	更新时间： 2021年10月09日
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计算机-PLC应用 机床电器2001 N0 6
PLC实现电梯变频调速系统
湖南铁道职业技术学院徐立娟首珩
[摘要] 本文介绍了一种PLC掩制的电梯变频调速技术、详细介绍了电梯变频调速系统的硬件构成，以及系
统软件实现。
关键词变频器可编程控制器梯形图调速系统
一
、问题的提出
电梯是垂直运输工具、属于位能负载．并且要求
频繁起停。随着载客量多少的变化、上下行的变换，
在空载上行或重载下行时，电动机的负载最小．甚至
是处在发电状态；而电梯在重载上行或空载下行时，
电动机的负载最大，是处在电动状态，这就要求电动
机在四象限运行。传统的电梯曳引电动机采用接触
器来实现电动机工作状态的改变．双速异步电动机
在定子回路中串电抗与电阻来实现电动机的调速，
这满足不了乘客的舒适感；另外 传统的电梯控制系
统由继电器接触器控制逻辑组成，存在着电气元件
多、功能弱、电气故障频繁、可靠性差和工作寿命短
等缺陷。近几年来，电梯开始采用PLC控制的变频
调速技术，控制系统采用PLC控制 使得各方面的
性能都得到了很大的提高。曳引电动机采用变频调
速 在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停
车性能，不仅能满足乘客的舒适感和保证平层精度
(即准确停车)，并能节约大量电能。
二、系统硬件构成
系统的硬件结构如图1所示，主要由下列部分
构成：
1．可编程控制器PI~．完成系统逻辑控制部分
PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变
频器发出起停等信号，同时变频器也将工作状态信
号送给PLC，形成双向联络关系，是系统的核心。
2．变频器．实现电动机调速
高速电梯(1．6m／s 上的速度)一般都采用专
用变频器。而低速电梯采用低价格的通用变频器也
可 满足要求。如安川616(；5通用变频器可宴现平
稳操作和精确控制，使电动机达到理想输出。并将
制动电阻
R lJ
s 变频嚣 v
T W
PLC
袖出
正转／停止
丘转／停止
高速
肥行
异常复拉
c。II盐 端
曳引电动机
、
0V 、
苎兰— ：)
!壁兰／≤转编码器
r一
] PLC
24V
零速输出 0v
国1 硬件结构
无PG U／f控制、无PG矢量控制、有PG U／f控制、有
Pc矢量控制的四种控制方式融为一体，其中有PG
矢量控制是最适合电梯控制要求的。容量选择最好
是采用大一数量极选配，电梯电动机一般选11kw
或l5kW 的异步电动机，即JlkW 的电动机选I5kW
的变频器，15kW 的电动机选18kW 的变频器。
3．旋转编码器和PG卡．实现闭环运行
为满足电梯的要求，变频器又要通过与电动机
同轴连接的旋转编码器和PG卡，完成速度检侧及
反馈，形成闭环系统。旋转编码器与电动机同轴连
接，对电动机进行测速。旋转编码器输出A、B两相
脉冲，旋转编码器根据AB脉冲的相序，可判断电动
机转动方向，并可根据A、B脉冲的颧率测得电动机
的转速。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡，PG卡
再将此反馈信号送给变频器内部，以便进行运算调
节。
4．制动电阻．消耗回馈电能．并抑制直流电压升
高
当电梯减速运行时，电动机处于发电状态，向变
频器回馈电能。这时，同步转速下降，交一直一交变
一J9
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机床电器2001 No 6 计~tgl,·PLC应用
颁器的直流部分电压升高，为了能消耗回馈电能，并
抑制直流电压升高．还必须配置制动电阻
三、系统软件设计
软件设计包括变频器参数设置和PLC编程
1．616G5参数设置
Al 01=4 A1·02=3
B1 01=0 C1-01= 3s
C1-02= 3s C2-01=0 8s
(：2-02=0 8s C2-03=0 8s
C2．04= 0 8s C5-01= 5
c5 02=1S D1422=50№
D1-O3=6l-lz D1—09= 10№
E1 01=380V E1·04=50l-lz
砼 0l=电动机额定电流砼．04=电动机电极极数
E1 05=380V H2-Ol=37
}1] 05： 1F L3·04=0
01=4 If>03= 10s
04=4 If>05=200
Lf>-06=2z I2,-01= l
05=1 唧= l
F1．01=6oo(r~脉冲数) FI．05=1／0
其他参数按变频器出厂时的设定值。
2 PIE编程
要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编
程，通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。
编程的重要依据是系统的工作过程。
电梯的一次完整的运行过程，就是曳引电动机
从起动、匀速运行到减速停车的过程
电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁信号
符合要求的情况下，电梯开始起动运行，PIE 正转
(或反转)及高速信号输出有效，电动机从0Hz到
50Hz开始起动，起动时间可由变频器参数设置(如：
3s则C1 01=3s)，然后维持高速(变频器参数设置．
D1 4)2：50|k)一直运行，完成起动及运行段的工作
在接近目标楼层时，相应的接近开关动作，给
PLC输人换速信号，PLC撤消高速信号输出，同时输
出爬行信号。爬行的输出频率由变频器参数设置
(DI．03：6Hz)。从高速的频率到爬行速度的频率的
减速时间变频器参数设置(c1．02=3s)，当达到6Hz
的速度后，电梯就以此速度爬行。
电梯到达目标楼层时，给PLC输人平层信号，
PLC撤消正转(或反转)及爬行信号，电动机从爬行
频率减速到0Hz，减至0Hz后，零速输出点断开，通
过PLC抱闸及自动开门。
PLC编程采用梯形图语言，实现各种逻辑顺序
控制，梯形图如图2所示。
图2 梯形图
电梯向【一
电】鼯向下
起动运行
正转信号
反转信号
高速信号
加速
爬行信号
异常信号
电梯变频调速系统PLC的I／0分配
向上运行开关 X0 向上运行继电器 Y1
向下运行开关 X1 向下运行继电器 Y2
接近目标接层开关 Ⅺ 堪莉匿仃僭号 Y3
过目标楼层开关 Ⅺ 正转信号 4
门锁输^信号 X4 反转信号 Y5
关门信号 X5 高速信号 Y6
异常输^ K6 爬行信号 Y7
异常复位信号 ’缟
四、结束语
实际应用中，根据电动机运行情况可对有关参
数进行调整，使电梯运行更加平稳准确。为提高运
行性能可增加理想运行曲线输人板，将此板的模拟
量送给变频器的频率指令模拟量输人端口，整个运
行就以曲线板的输出为理想曲线，自适应调速运行，
这样可取消电梯的爬行段，电梯可直接停靠，系统的
性能更好。
参考文献
1 《通用变频器及其应用》韩安荣机械工业出版社
2 《可编程控制器实用技术》王兆义机械工业出版社
3 《工厂电器控制设备》许缪机槭工业出版社
(收稿日期：2001—04 02)

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