基于PLC脉冲计数的电梯控制系统(图文)

论文导读：目前电梯控制策略常采用PLC和变频器的方法来实现，在硬件上是利用在井道内装设若干个上下换速隔磁板配合每层站装有的楼层感应器来实现，这种方法不仅费工费料，而且各个器件的安装距离不可避免的存在一定的误差，从而影响电梯的运行效率。由于文献[1]和[2]没有对脉冲计数实现速度控制进行详细介绍，本文通过此方式，在不增加任何硬件的情况下，实现了对电梯的位移和速度闭环控制。本系统采用集选控制方式，由电力拖动系统和电气控制系统两部分组成。本文使用的方法不仅具有可扩展性，而且还提高了电梯运行效率和平层精度，软件编程灵活，可用于高层电梯控制系统，也可用于分布式系统的梯群控制，便于实现全数字化控制。
关键词：PLC，脉冲计数，电梯控制系统，集选控制
 

0引言

电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分，乘客对电梯运行舒适度的要求也越来越高。目前电梯控制策略常采用PLC和变频器的方法来实现，在硬件上是利用在井道内装设若干个上下换速隔磁板配合每层站装有的楼层感应器来实现，这种方法不仅费工费料，而且各个器件的安装距离不可避免的存在一定的误差，从而影响电梯的运行效率。本文将PLC内部的高速计数器HSC和编码器配合使用，可实现精确定位和测量长度。还可以用来累计比PLC的扫描频率高得多的脉冲输入，利用其产生的中断事件完成预定的操作。论文格式。论文参考网。由于文献[1]和[2]没有对脉冲计数实现速度控制进行详细介绍，本文通过此方式，在不增加任何硬件的情况下，实现了对电梯的位移和速度闭环控制。

1电梯控制系统介绍

1.1PLC电梯控制系统框图

本系统采用集选控制方式，由电力拖动系统和电气控制系统两部分组成。图1为采用S7-200系列PLC控制的电梯系统结构框图。论文参考网。论文格式。

拖动系统主要三相交流电源、变频器、交流接触器K1、K2和主驱动曳引电机M、制动单元BU和能耗制动电阻RB组成。控制系统主要是由PLC收集到的内外呼梯信号，以及变频器反馈给PLC的信号，经程序判断与运算实现对电梯的有效控制。

图1 PLC电梯控制系统框图

1.2脉冲计数原理

从图1可看出，光电旋转器的转轴直接与曳引电动机转轴相连接，当电动机转动时，编码器输出与转角对应的脉冲数，通过累计脉冲数可直接算出轿厢相应的位置行程，进而算出电梯运行过程中轿厢所处楼层位置、确定换速点、上下平层点、开门点和停车点等。

电梯在上下运行时，与电机同轴安装的码盘以与电机同样的角速度转动，产生A、B两路相差90°的脉冲，通过判断A、B的超前滞后关系确定电梯运行方向。假定A相脉冲超前B相脉冲90°时，电机处于正转，对应电梯为上行，则A相脉冲滞后B相脉冲90°时，电机处于反转，对应电梯为下行。旋转编码器根据AB相脉冲的相序，可判断电机旋转方向，并根据AB脉冲的频率（周期）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入PLC的高速计数器0的输入端进行脉冲计数。电梯任一位置对应的脉冲数N计算如下：

N=S/s s=ΠLD/Pp

式中： N—脉冲数；

S—楼层任一位置位移，mm；

s—脉冲当量,mm/脉冲；

L—减速器的减速比：

D—曳引机轮绳直径，mm;

P—码盘转移周对应的脉冲值；

p—PG卡的分频比。

1.3脉冲计数应用

为了保证电梯运行的快速稳定，而且能提供给乘客一个舒适的乘坐环境，在电梯启动阶段，速度较低，然后增加到快速运行阶段，既能较快地到达目标楼层，也不会产生较强的不舒适感。论文参考网。所以要确定电梯的换速点。论文格式。

假定本系统中L=1/32, D=580,P=1024,p=1/18,则计算得出s=1.00mm/脉冲。以一个4层的电梯为例，将各个信号点处的位移值所对应的脉冲值，存放在PLC内存单元中。假定每层楼高为2米，上行时换速点为0.8米，电梯上行时各位置点对应的脉冲数如图1所示。

表1电梯上行各位置点脉冲数

将20个值存放在VB0-VB19这20个内存单元中，选用具有双向计数方式的高速计数器HSC0,选择工作模式8，要求在当前值等于预设值时产生中断，中断事件号为12。

2系统软件设计

利用变频器的PG卡输出端将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端，高速计数器累加的脉冲反映电梯的位置。高速计数器的值不断的与各信号点对应的脉冲数进行比较，由此判断电梯的运行距离、换速点、平层点和制动停车点等信号。电梯正常运行系统整体程序设计如图2所示

图2 系统整体程序流程

3总结

本文使用的方法不仅具有可扩展性，而且还提高了电梯运行效率和平层精度，软件编程灵活，可用于高层电梯控制系统，也可用于分布式系统的梯群控制，便于实现全数字化控制。

参考文献：
1.孙后环,白崇哲.基于PLC脉冲选层的电梯控制系统.电气传动.2003,1
2.马然,包金明,谈英姿.基于Rockwell PLC的电梯位移控制的实现.电气传动.2006,12
3.王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京航空航天大学出版社.北京.2006