电梯控制系统技术论文
电梯门控系统是电梯控制系统中一个非常重要的子系统。小编为大家整理的电梯控制系统技术论文，希望你们喜欢。
电梯控制系统技术论文篇一
电梯门控制系统设计
摘要：为了使电梯更好的为大众服务，本文利用PLC和变频器配合使用来控制电梯门的开和关。本文设计了PLC和变频器控制电梯门的电路和控制程序，列出了变频器的控制参数设置表。经过试验验证，该方法应用在电梯门的开、关控制中能收到很好的效果。
关键词：PLC变频器电梯门
0 引言
电梯门控系统是电梯控制系统中一个非常重要的子系统。相对于整个电梯控制系统来说，由于它的动作最频繁并且直接面对乘客，因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门控制系统来为乘客服务。乘客对电梯门运行的一般要求是门在开或关的开始阶段要求速度快，在开或关的结束阶段要求门速慢。老式电梯门的控制及运行大多采用直流电机配以继电器、限位开关及电阻等器件来实现开、关门的控制，门在运行中依靠安装在轿门上的开关打板依次撞击装在轿顶上的各换速行程开关，逐渐短接分压电阻，从而改变直流电机电枢绕组两端的电压来实现调速，这种方法实现电梯开、关门的缺点是平稳性较差、调试较为困难、易受外界干扰、故障点多且故障率较高，已无法满足新型电梯的技术要求。[1]本文采用了PLC和变频器作为控制器来控制电梯门的开、关动作。
1 控制器选取
1.1 系统控制核心选取
系统控制核心选用西门子S7-200PLC，该PLC的优点是工作可靠性高、功耗小、功能强大、程序设计方便灵活、价格便宜且体积小，可以方便的安装在轿门上方。[2]
1.2 调速装置选取
变频器应用于交流调速拖动系统中有易于实现的优良控制特性，并且变频器具有完备的保护功能，在条件比较恶劣的环境下也能正常使用，所以本设计的调速装置选用西门子MM420变频器，该变频器与PLC配套使用，具有调速范围广、转速精度高、耐高温且运行可靠等特点。[3]
2 电梯门运行特点分析
电梯门在运行过程中，为了使电梯门开、关时间尽量短且门在开、关过程中撞击程度尽量小，电梯在开、关门时一般具有如下特点：
2.1 开门过程：电梯门在打开时，一般有三级变速。开始以某一高速开门;开门达到70%左右时，换速成某一低速;当开门达到90%左右时，以一更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，开门电路断开，开门过程结束。
2.2 关门过程：电梯门在关闭时，一般有四级变速。开始以某一高速关门;关门达到60%左右时，换速成某一低速;当关门达到80%左右时，以一更低的速度运行;当关门达到90%左右时，以比前段更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，关门电路断开，关门过程结束。
电梯开、关门速度变化曲线如图1所示。
3 电路、控制程序及变频器相关参数设计
3.1 电路设计
电梯开门信号(手动开门按钮、防撞击信号)、关门信号(手动关门按钮、延时关门触点)及开、关门终点限位开关作为PLC的输入信号，利用PLC的三个输出端子Q0.0、Q0.1和Q0.2分别与MM420变频器的数字端子5、6和7点连接，当PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三个输出点通、断状态发生变化时，使变频器的5、6及7点的通、断也随即发生变化。电梯开、关门电路设计如图2所示。
3.2 控制程序设计
3.2.1 开门控制程序设计如图3所示。
3.2.2 关门控制程序设计如图4所示。
3.2.3 变频器相关参数设置方法
①西门子MM420变频器重点参数简介
P700：选择命令源，当设置成2时，表示命令源由端子排输入决定。
P1000：频率设定值的选择，当设置成3时，表示固定频率设定。
P1001~P1007：固定频率1~7的设定值。
P701~P703：该三个参数设置成17时，表示二进制编码的十进制数(BCD码)对应频率选择+ON命令，具体解释如表1所示。
②变频器参数设置
本系统中变频器调速采用外表端子控制多频率选择方式，西门子MM420变频器最多可选择7段速度运行，前3段速度控制开门运行，后4段速度控制关门运行。假设开门运行时，电机开始以25Hz频率正转运行，延时一段时间后以10Hz频率正转运行，再延时一段时间后以5Hz频率正转运行;关门时，电机开始以25Hz频率反转运行，延时一段时间后以15Hz频率反转运行，再延时一段时间后以10Hz频率反转运行，继续延时一段时间后以5Hz频率反转运行;根据上述要求，变频器相关参数设置如表2所示。
4 运行过程分析
开门：开门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.0接通，运行开门第一段速度;运行延时后Q0.1接通，运行开门第二段速度;运行再延时后Q0.0、Q0.1同时接通，运行开门第三段速度。
关门：关门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.2接通，运行关门第一段速度;运行延时后Q0.0、Q0.2接通，运行关门第二段速度;运行再延时后Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第三段速度;关门即将结束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第四段速度。
5 结语
利用变频器与PLC配合来控制电梯门的开和关，此方法在实现开、关门时可靠性高、平稳性较好，调试起来也较为简单、不易受外界干扰且故障率较低;将此方法应用于电梯门开、关控制实验台中，经过现场实测验证，达到了较为理想的控制效果。
参考文献：
[1]郎东革，姜润峰.DSP控制的自适应电梯门机系统[J].沈阳工程学院学报，2007，3(3)：279.
[2]罗恒年.PLC控制的步进电机门系统[J].中国现代教育装备，2010，(3)：50.
[3]高峻峰，闫洪波.新型喂线机自动控制系统的研究与开发[J].机械工程师，2009，(3)：119.
电梯控制系统技术论文篇二
电梯控制系统分析
摘 要：为了能使电梯实现位移控制，我们使用了PLC的脉冲计数功能。在此基础上，分别介绍了两种不同的脉冲计数方式。对电梯控制系统的应用程序以及出现的问题等进行了详细阐述，并给予了电梯控制系统的实例。
关键词：电梯控制;系统;研究;分析
中图分类号：TM571 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2013) 20-0000-02
电梯控制系统可编程控制器中通常含有高速计数器。例如富士MB系列的可编程控制器，当设定好其中的参数后，X00以及X01的端子可以形成速度为6kHz的18位高速计数器。这时，不仅能对电梯的速度进行有效控制，同时还可以在不添加任何硬件的情况下，实现电梯的位移控制。本文主要以MB2系列的可编程控制器为例，说明了可编程控制器对电梯系统的影响。
一、电梯系统构造
逻辑控制以及拖动控制两方面共同构成了电梯的主要控制系统。为了确保电梯达到更好的舒适感，要保证电动机的输出达到负载转矩的各项要求。对于电梯的拖动系统而言，其轿厢和各种配电系统都在钢丝绳的两边，而钢丝绳则被悬挂在曳引轮上，为了拖动曳引轮，电机会经过减速机构，确保轿厢能够上下运动。如图1所示：
对于逻辑控制系统而言，其构造十分复杂，内涵几十个电器元件，其中包括了操纵箱、控制柜以及召唤箱等等。它们被安装在井道内以及与电梯各个相关部件中。电梯的拖动系统是通过逻辑控制而控制的，其主要目的是为了让电梯能够实现各种逻辑动作，从根本上保证电梯的安全运行。
对于拖动系统而言，变化范围会比逻辑控制系统范围更小。当确定好电梯的额定运行、类别以及运行速度之后，电力拖动系统的各个部件也就确定了，但逻辑控制的选择范围就相对大一些，在选择过程中应当注意对承载对象以及安装点的选择，确保电梯能够达到最大限度的使用效益。
二、电梯系统脉冲选层控制含义
(一)电梯系统构内部结构图
图2为可编程控制系统的电梯系统图。驱动电动机(M)、交流接触器(K1、K2)以及变频器等各种设备共同构成了电梯的拖动系统，脉冲将从和电动机相互连接的旋转编码器A、B之间输出。通过其中的PG卡进入变频器，并以最快的速度反馈给可编程控制器。为了能让可编程控制器能够更加有效的实现闭环控制，可编程控制器与变频器之间同时还会做出以下传输：
(1)对于可编程控制器而言，发送给变频器的信号有：确保电梯安全回路、电梯门联锁以及系统正常，变频器可以工作信号;电梯可以上行、下行的运行方向信号;电梯整体运行速度信号以及电梯降速以及停层信号。
(2)通过变频器反馈给可编程控制器中的信号：变频器所有工作状态正常，未出现报警，准许可编程控制器对其进行控制;电梯有运行速度信号;变频器的速度和电动机的实际运行速度一样;降速和停层状态良好。
(二)为了能使电梯实现位移控制，可以使用脉冲计数
普通电梯为了能使电梯实现位移控制，往往会在井道内装设无数个换速隔磁板，这种方式不仅浪费时间和材料，同时在安装隔磁板时，隔磁板与隔磁板之间的距离多多少少会存在一定误差，使电梯在降速时，需要一定的爬行来确保平层的准确度，从而让电梯的运行效率很低，正是因为这样的原因，使电梯在运行过程中会消耗很大电能。如果在其中使用了脉冲计数，则可以有效解决上述问题，脉冲计数可以通过变频器当中的PG卡，对其中的旋转编码进行有效分频，形成和电梯位移成比例的脉冲数，在进行脉冲计数时，会把这些脉冲数引入到可编程控制器的高速计数器里，根据电梯层高形成脉冲数的公式为：I= ，在这个公式里，I=脉冲数、h=电梯层高度、S=计数精度，S通过式(2)计算S= ，在这个公式当中，D=节圆直径(毫米)、i1=减速比、i2=曳引比、P=电梯系统的脉冲数
例如，D=720毫米，i1=50：1，i2=1：1，可编程控制器的脉冲为1025，分频是18，通过计算之后，得出：P=72脉冲/转，S=0.75毫米/脉冲。
对编码器的脉冲进行分频的主要目的，是为了尽可能减少高速计数器X00的脉冲频率，确保脉冲频率必须要低于高速计数器的速度，不然整个电梯系统的程序将出现混乱，最终导致电梯无法正常使用。对于富士系列的可编程控制器而言，端子构成的18位高速计数器的速度是6kHz，通过上述公式计算之后，完全满足分频处理要求。
(三)确保电梯不会有乱层情况出现
使用脉冲计数方式对电梯系统进行编程固然有许多优势，可其中依然存在很多弊端，极有可能让电梯出现乱层现象，一旦发生乱层现象之后，电梯无法自动修正。所以，在对电梯系统进行编程过程中，可以把层高脉冲数转换为累计层高脉冲，在此基础上设定一套预警脉冲数，当电梯在开门之前，使系统将对应的层高脉冲数与实际脉冲数进行对比，假如对比出来的结果超过了预警脉冲，电梯系统将会自动断电。
三、电梯系统正常运行实力
图3中表明的是电梯从一楼上升至二楼的运行程序段，正常运行选择信号为T017，运行信号则通过M0210表示，门区信号用M00F1表示，当可编程控制器运行正常时，使用M8000表示;图中的一楼位置信号用L000表示，二楼的外呼信号以及内召信号通过2ND、2SD表示，换速继电器则为M00AB表示。设定脉冲值K2558在可编程控制器初始上电的时候就被赋给了数据为D0008的设定值寄存器，所以在电梯运行同时，应当首先算出1-2层间的脉冲值，将这些脉冲值设定在电梯系统的寄存器中，确保能够使其转入D000，因为电梯属于正常运行状态，正常运行选择信号处于复位状态，所以可编程控制器会执行减计数。当电梯在正常运行上升过程中，D000的数值会逐渐变少，如果D000的计值和D008一致时，因为电梯正在执行正常上升运行命令，且离开一楼门区，所以会中断继电器。如果在此时，二楼有呼出信号，那么继电器会自动保存，并向电梯发出降速指令。当电梯减速后，会继续运行至二楼门区，使继电器导通，让之前中断后的指针进行复位。
四、结语
现如今，所有的电梯通常会使用两种控制方式，分别是用微机作为信号控制单元和以控制编程实现信号控制。在使用控制编程系统时，可以对电梯实现任何复杂控制，对电梯的故障进行检修和预警，确保电梯能够安全运行，使其维护更加简单。
参考文献：
[1]刘文华.基于双ATmega128的电梯控制系统的设计与实现[D].电子科技大学，2013：123-125.
[2]孙后环.基于PLC脉冲选层的电梯控制系统[J].电气传动，2013(1).
[3]赵迪.电梯控制系统调度软件的设计与实现[D].2012：225-226.