2008-10-9 11:43:00 劉芯，婁毅，謝麗蓉供稿
摘要：plc控制與變頻調速技術相結合，已成為現代電梯行業的乙個熱點。本文採用西門子s7-300plc，完成了門動作、內選、外呼、樓層顯示、停層、選向及執行迴路的設計；通過正確合理設定變頻器mm440的引數，實現電機平穩操作和精確控制，改善了電梯執行的舒適感。
關鍵詞：電梯，plc，變頻器
1 引言
隨著科學技術的發展和計算機技術的廣泛應用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高。plc控制系統因其功能強，結構簡單，可靠性高，抗干擾能力強，維修方便等優點，已經取代繼電器控制方式。同時，變頻調速使用了先進的spwm技術，具有優異的調速效能和起制動效能、高效率和節電效果，得到廣泛的應用。
本設計以五層電梯為例，說明電梯的plc控制系統。
2 電梯控制系統結構
電梯控制系統由plc控制的邏輯部分和變頻器控制的調速部分組成如圖1所示。
圖1 電梯控制系統結構框圖
plc接收來自操縱盤和每層呼梯的呼叫訊號、轎廂和廳門系統的功能訊號以及井道和變頻器的狀態訊號，經程式判斷與運算實現電梯的集選控制。plc在輸出顯示和監控訊號的同時，根據隨機邏輯控制的要求，向變頻器發出執行方向、啟動、加速、減速和制動停梯等訊號。由變頻器根據一定的控制規律和控制演算法來控制電機。
3 plc部分設計
3.1 i/o點的分配
根據控制要求，計算出i/o點數如表1所示，其中輸入點數為31個，輸出點數為26個。輸入輸出訊號均為開關量訊號[1]。
表1 i/o點數分配
3.2 程式流程圖
plc程式設計的思路如圖2所示：
圖2 程式流程圖
圖2中各部分說明如下：
（1）電梯復位
在系統上電以後和層樓顯示有誤的情況，都要把轎廂的位置恢復到第一層的狀態；
（2）使用者輸入程式段
使用者的輸入包括門廳的按鈕和轎廂內的按鈕，使用者輸入後，系統會自動選擇執行程式。
（3）轎廂開關門程式段
控制轎廂的開關門。
（4）設定上行、下行指示
系統會根據外呼和內選訊號以及門鎖訊號綜合判斷電梯的執行方向。
（5）執行上行程式
此段程式包括控制電梯上行，檢測是否應該減速或者停止電梯正轉並且執行。
（6）執行下行程式
此段程式包括控制電梯下行，檢測是否應該減速或者停止電梯正轉並且執行。
3.3 程式設計
由於呼叫是隨機的, 電梯控制系統採用模組化程式設計方法。
使用step7程式設計軟體將程式分為七個邏輯塊：開關門fc1、樓層訊號fc2、內選訊號fc3、外呼訊號fc4、定上下行指示fc5、停層fc6、啟停、執行fc7。
⑴在主程式ob1中呼叫7個邏輯塊（以fc2為例）實現電梯的邏輯控制功能。如圖3所示，將「上行強迫開關」、「樓層1顯示」等實參賦給fc2（樓層顯示），即可實現fc2的呼叫。
圖3 ob1呼叫fc2
⑵當電梯位於某一層時，應產生位於該層的樓層訊號，以控制樓層顯示器顯示樓層處的位置，離開該層時，該訊號應被新的樓層訊號（上一層或下一層）取代。電梯的樓層數存放在mw20中。「#sxqpkg」是上強迫行程開關的形參，當電梯到達5樓時，使mw20為5。
「#xxqpkg」是下強迫行程開關，當電梯到達1樓時，使mw20為1。在中間，電梯上行時，每上一層，mw20加1；電梯下行時，每下一層，mw20減1。如果層顯有誤，只要將電梯開到頂層或1層，馬上就能顯示正常[2] [3]。
梯形圖如圖4所示。
圖4 樓層顯示
由於功能fc中使用了形參和隨機變數，只要主程式中賦予fc適當的實參，該fc即可被不同系統的主程式呼叫。
4 變頻器部分設計
電梯的一次完整的執行過程，就是曳引電動機從起動、勻速執行到減速停車的過程。為使乘客擁有良好的舒適感，電梯採用s型速度曲線，轉換成頻率曲線如圖5所示。
圖5 變頻器頻率曲線
通過設定變頻器的引數如表2所示，實現了電梯速度的平滑性，達到了順利啟動和準確停車的要求[4]。
表2 變頻器輸入控制埠參數列
5 結束語
電梯採用plc變頻調速系統提高了系統執行的平穩性、工作的可靠性，操作與維護也很方便，同時節約了大量電能。由於系統選用了無速度感測器反饋的向量控制方式對電機的速度進行控制，改善瞬時響應特性，具有良好的速度穩定性，而且在低頻時可以提高電動機的轉矩。實驗證明設計的程式合理可行。
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