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1 引言

  近年来, 随着建筑业的蓬勃发展,高层建筑和智能化建筑的不断涌现,人们对电梯提出了越来越高的要求,单台电梯往往不能满足建筑物内的交通需要,这时候就需要合理安装多台电梯来缓解电梯运行的压力,因此电梯群控系统(elevator group control system)应运而生。与此同时,随着自动化技术的快速发展,也极大地促进了电梯控制技术的进步, 大量先进的控制技术应用于电梯群控系统, 使得电梯群控系统的控制特性得到很大的改善。针对目前这一现状,本论文以两台五层电梯为设计对象,对电梯的群控问题进行了较为深入的分析研究,提出了一些自己的认识和看法,设计出了一套PLC双电梯联动控制系统。

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2 控制系统的硬件设计

  本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、曳引电动机组成的交流变频调速系统(Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF)。通过一台PLC 去控制两台电梯运行的方式,可以省去两台可编程控制器之间的相互通信,从而使得控制系统的可靠性更高,结构显得更加紧凑。本系统的硬件框图如图1所示。

  

  图1 PLC双电梯联动控制系统硬件框图

  从图1可以看出,该系统主要由两个部分组成,其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律,从而设计开发出一套双电梯联动控制程序,使得PLC能够控制两台电梯的运行操作。电梯的调速部分则选用高性能的矢量控制变频器,配以脉冲发生器(编码器)测量鼠笼式曳引电动机的转速,从而构成电机的闭环矢量控制系统,实现鼠笼式曳引电动机的交流变频调速(Variable Voltage Variable Frequency,简称VVVF)运行。

  PLC首先接收来自电梯的呼梯信号、平层信号,然后根据这些输入信号的状态,通过其内部一系列复杂的控制程序,对各种信号的逻辑关系有序地进行处理,向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号,对两台电梯实施群控。在电梯控制系统中,由于电梯的控制属于随机性控制,各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强,逻辑关系处理起来非常复杂,这就给PLC的编程带来很大难度。从某种意义上来说,PLC编程水平的高低就决定整个系统运行质量的好坏。因此,PLC应用在电梯控制中的编程技术就成为控制电梯运行的关键技术,这同时也是本系统设计的一个重点。

  在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时,为了满足电梯的要求,变频器又需要通过与鼠笼式曳引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡, 对电动机完成速度检测及反馈,形成闭环系统。脉冲发生器输出A、B两相脉冲,PG卡接收到脉冲信号以后,再将此反馈给变频器内部,以便进行运算调节。根据A、B脉冲的相序,可判断出电动机的转动方向,并可以根据A、B脉冲的频率测得电动机的转速。由于本设计选用的是通用型变频器,因此其参数设置和外部线路设计的复杂程度要远远地高于电梯专用变频器,其设置的好坏也将直接影响到电梯运行的实际效果。