PLC、變頻器在電梯中的典型應用

摘要本文介紹了采用三菱FXZN一80MR可編程控制器設計的一個5層電梯的控制系統，利用變頻器作為執行機構，檢驗電梯PLC控制系統的運行情況。

1 引言

電梯的電氣系統由驅動系統和控制系統兩部分組成。傳統的電氣控制系統采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰。電梯采用PLC一變頻器控制，具有控制準確、調試方便、運行穩定、電路簡單等特點。PLC控型電梯，其核心是一臺PLC。目前電梯設計使用可編程控制器（PLC），要求控制系統能進行下列運作:根據轎廂所處位置及乘客所處層數，判定轎廂運行方向，保證轎廂平層時減速，將轎廂停在選定的樓層上;同時根據樓層的呼叫，順路停車，自動開關門;另外在轎廂內外均要有信號燈顯示電梯運行方向及樓層數。

2 電梯主控制電路及其工作原理

電梯中的曳引電動機的運行直接由變頻器控制，變頻器的輸入控制信號由PLC提供。電路中，電動機作為終端設備給電梯提供驅動能力，同時是變頻器的執行機構;變頻器是中間設備，在電路中起上傳下達的作用，其作用是根據PLC輸出的指令要求來控制主機、門機及旋轉編碼器，然后又將執行結果反饋給PLC;PLC既是人與電梯的接口，又是電梯控制部分的核心，其作用是接收乘客輸入的開關指令，然后將該命令傳送給變頻器;旋轉編碼器是電梯運行中的檢測機構，其作用是檢測電梯的運動行程。

2.1電梯運行控制（設電機轉為上行）

電梯運行培訓見圖1。

DYD為電源指示燈，當外接電源接通時指示燈發光。接通電源開關GK，按下啟動按鈕，電源接觸器HKC接通，變頻器有電源輸入。KC為運行/停止開關（由運行控制器控制），電梯的運行類型由PLC來控制。其控制方式如下:

Yll、Y14輸出:電梯以額定速度上行（電梯正常狀態下使用此速度）;

Yll、Y巧輸出:電梯以額定速度上行;

Y12、Y14輸出:電梯以爬行速度上行（電梯測試或檢修時使用此速度）;

Y12、Y巧輸出:電梯以爬行速度上行;

Y01、Y14輸出:電梯以檢修速度上行（電梯檢修狀態下使用此速度）;

Y01、Y巧輸出:電梯以檢修速度上行;

Y13、Y14輸出:電梯以第一中速上行（電梯輕載時使用此速度）;

Y13、Y巧輸出:電梯以第一中速上行。

2.2旋轉編碼器工作原理

旋轉編碼器的作用是對電機的轉動圈數進行計數，然后根據電機的轉速與所計轉動圈數計算出電梯的運動行程，從而實現對電梯運動行程的檢測。

L=nZT

式中:L-電梯運行行程（m）;n-電機轉速（r/s）;Z-電機每轉動一圈所對應的行程（m/r）;T一電機運行的時間（s）。

3 PLC電氣控制電路

PLC是本梯控制部分的核心。電梯的各種操作均由PLC來控制，本PLC采用共陽極繼電器輸出型，如圖2所示。PLC輸入/輸出接口功能及保護作用說明如下:

AJ:安全繼電器開關，電梯運行時為閉合狀態。

MJS:門鎖繼電器開關，電梯運行時為閉合狀態。

MQG:平層磁感應器開關，正常運行時斷開，平層時閉合。

SHK:上強迫換速開關，此開關閉合，電梯強行減速，正常時斷開。

XHK:下強迫換速開關，此開關閉合卜電梯強行減速，正常時斷開。

NHK:轎內檢修開關其與X7接通時，Y01輸出，電梯處于轎內檢修狀態，正常運行時此開關與X10接通。

DHK:轎頂檢修開關正常情況下與X01支路接通，當開關與Xll、X12支路接通時，電梯處于轎頂檢修狀態。

DSA:轎頂檢修慢上按鈕，電梯在轎頂檢修狀態下，按下此開關，電梯將以檢檢修速度上行。

DXA:轎頂檢修慢下按鈕，電梯在轎頂檢修狀態下，按下此開關，電梯將以檢檢修速度下行。

KMA:開門按鈕，電梯?？吭趯诱緯r，按下此開關電梯將打開轎門，同時轎門帶到層門井起開戶;一般電梯每到一停站，門自動開戶。

GMA:關門按鈕，電梯?？吭趯诱緯r，按下此開關電梯將關閉轎門，層門在彈簧作用力下自動關閉;一般電梯每到一停站，門延時關閉。

KMK:開門極限開關，當轎門開到極限時此開關斷開，門機停止運轉。

GMK:關門極限開關，當轎門關到極限時此開關斷開，門機停止運轉。

ORK:開門故障開關，此開關正常時門斷開。

SJK:司機開關，時開關閉合時，電梯由電梯司機控制。

xFK:消防開關，時開關閉合時，電梯將、乘客送到最近的一層站然后停止運行，以保證乘客安全。

CZK:超載開關，電梯超載時此開關閉合，電梯報警，電梯不運行。

SWK:上限位開關，電梯沖頂時將開關閉合，電梯停止運行。

xWK:下限位開關，電梯沖底時將開關閉合，電梯停止運行毛-

x27:變頻器故障開關，此開關正常時斷開，變頻器故障時閉合，電梯停止運行。

X3O:減速開關，電梯靠近停站時此開關閉合，電梯減速運行。

SP:強迫換速開關，電梯飛車時，此開頭閉合，電梯強迫換速。

APKI、APK、CPK、LSS:安全觸板開關組，位于轎門安全觸板上。

INA一nN:A內指令按鈕，用于乘客選層。

ISA一Sn:A外上呼電梯按鈕，每層一個，用于乘客呼叫電梯。

IXA一nxA汐卜下呼電梯按鈕，每層一個，用于乘客呼叫電梯。

另外，圖中的“a一9”為LED七段顯示器a段～9段的發光二極管，圖中的“9”是應用于設有地下層的樓房的，當“9”有信號時指層器就會自動顯示“負數”表示地下樓層，如:一IF、-ZF等。

變頻器、旋轉編碼器的型號及電動機的型號、功率為:

圖2PLC電氣控制電路