電梯電氣控制系統研究論文

摘要：電梯作為現代高層建築非常重要的組成部分，是人們生活必不可少的工具。電梯的安全運行非常重要，不容忽視。電梯本身的運行由電梯電氣控制系統控制。電氣控制系統的安全運行，直接決定了電梯的安全。因此，介紹電梯中PLC電梯電氣控制系統的必要性、系統結構組成和PLC的工作原理，分析了控制系統的設計和相應的應用措施。

關鍵詞：PLC控制；變頻調速；電梯電氣控制系統

引言

隨着我國經濟的發展，高層建築越來越多，增大了對電梯的需求，也提高了電梯的要求。PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的應用，使電梯更加安全、舒適、節能和快速，充分保障了人們的生命安全，滿足了當前人們對電梯的要求。

1PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的必要性

筆者主要分析了PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統在節能、降噪、安全及能源利用率方面應用的必要性。

1.1節能效率高

在能源危機不斷加劇的今天，不可再生資源越來越少，能源價格也越來越高，人們更加註重節能環保。電梯不僅要安全穩定舒適，還要能節約能源。在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠充分滿足節能環保要求，符合國家提倡的節能發展理念，實現電梯的節能發展。要及時更換消耗能源量較大的電梯或者頻繁出現故障的電梯，確保電梯安全，並實現節能要求。

1.2降低噪音提升安全係數

PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統能夠有效降低電梯運行過程中產生的噪音，從而提升電梯舒適度。普通的電梯使用電抗器進行調速，乘客可以明顯感覺到運行平層的振動並聽到較大噪音，給電梯運行安全產生了不利影響，也嚴重影響人們乘坐電梯的體驗，降低了乘坐電梯的舒適度[1]。在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠很好地解決這些問題，使電梯平穩運行，並降低噪音污染。

1.3提升能源利用率

與一般電梯採用電抗器進行調速相比較，在電梯中採用變頻調速能極大提升能源利用率，還可以更好地控制運行速度。

2PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統結構組成

2.1變頻器

變頻器是PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統中非常重要的組成部分。由於該系統採用PLC控制方式，需要選擇通用變頻器。全數字產品能很大程度地節約電能，且全數字變頻器有轉差補償、磁通向量以及負載轉矩自適應等功能，不僅增大了電梯的額定功率，也增加了電梯運行過程中的舒適度，減輕了電梯運行過程中受到的損傷，確保電梯安全運行並延長電梯使用壽命。

2.2PLC

控制系統中不可或缺的是PLC。具有多位數計數器的PLC能滿足電梯對樓層位置的檢測需求。實際中，電梯是雙向運行的.，所以選擇的PLC需要具備逆向計數功能。電梯電氣控制系統在結構上由拖動控制系統和信號控制系統組成。PLC作為控制系統的核心，能夠利用信號控制系統的輸入接口，接收並存儲井道平層感應信號、開關門信號和安全保護信號。它可以通過信號處理功能操作門機控制信號與拖動系統信號，以此控制電梯安全穩定運行。

2.3電氣控制裝置

電氣控制裝置在接收PLC控制信號後，能夠控制電梯的運行狀態。裝置由四部分構成，分別是控制裝置、平層裝置、操作裝置以及屏幕裝置。四個裝置之間相互發生動作，控制裝置準確完成PLC發出的控制命令。操作裝置完成指令的接收，並根據指令內容進行相關按鍵操作。平層裝置接收樓層檢測信號並傳輸給PLC。屏幕裝置則主要負責控制樓層指示燈、按鍵燈與電梯監控設備。

3PLC工作原理

PLC的主要工作流程是輸入採樣、程序執行與輸出刷新，也稱為PLC的一個掃描週期。影響PLC掃描週期的主要因素是PLC系統CPU的掃描速度。輸入採樣階段，PLC按照次序掃描讀取輸入程序，並將讀取的數據存入I/O映像區的制定單元內。程序執行階段，PLC執行輸入程序的順序可以從上到下也可以從左往右。輸出刷新階段，CPU會結合數據在I/O映像區內的實際狀態刷新數據，然後將這些數據輸出到鎖存電路，最後通過輸出電路驅動外設的方式完成輸出作業。

4PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的設計

4.1電梯井道設計

優化電梯井道佈線，能夠有效降低維修、養護電梯的難度和工作量。在電梯井道中應用光電開關，能夠有效發揮脈衝控制技術對電梯運行速度的控制作用和對平層控制的作用。通過對井道佈線的優化和在井道中應用光電開關，能夠進一步優化電梯系統。部分電梯設計過程中會應用到旋轉編碼器。編碼器與電氣控制系統主電動機同軸相連後，編碼器產生的脈衝會被直接輸入到PLC高速脈衝輸入端。因此，在井道中應用旋轉編碼器可以精確計算電梯垂直方向上的距離，還能判斷電梯的運行方向，計算曳引機的轉速[2]。

4.2變頻器制動電阻設計

電梯負載是位能負載中的一種，主要特徵是能夠產生再生能量。在PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的設計過程中，需要重視變頻調速裝置中的制動能力，儘可能優化制動功能。優化方式之一是在變頻調速裝置中應用制動電阻。變頻器制動電阻工作原理是通過制動單元產生作用，再利用再生能量實現制動。

4.3電梯的操作方式

在電梯應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統後，被召喚向下運行可以通過下集選控制登記技術實現，而電梯被召喚上行時可以只應答頂層召喚，當需要下行時可以自動改變運行方向。電梯設計人員需要合理設計電梯的速度給定曲線來保證電梯的運輸效率。在處理電梯的換速問題、平層問題、樓層顯示問題與轎廂制動問題時，編碼器的輸出端以把脈衝信號輸入到PLC輸入端的方式，建立轎廂位置反饋和電梯速度反饋。電梯位置主要通過PLC中的脈衝疊加數來表現。電梯的距離、換速點與轎廂制動點等信號的測定，則主要依據PLC值和各個信號點對應的脈衝數對比指數。在電梯中應用位置信號檢測機制，可以提升PLC判斷電梯所在樓層位置信號、平層位置信號以及門區信號的準確性。充分發揮電梯井道中信號檢測裝置的作用，可以優化井道檢測原件信號連接，有效降低電梯使用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統的成本。脈衝計數編程主要採用相對計數方式。從一個平層點到下一個平層點的計數過程中，PLC會經歷一個復位，即應用這種方法進行計數時，每一個平層點都從零開始計數。這種計數模式下，需要將樓層數存儲到另一個計數器中。當計數器數值增加到設定的值，在PLC復位後，即可計算電梯運行的相對距離。

5PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統在電梯中應用的具體措施

5.1隔光設置的合理性

在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，首先應該合理應用隔光設置。在應用隔光設置前，應該在電梯內部安裝電光開關，還要在每一個平層點安裝隔光板，以提升掃描平層位置信號的效率。在應用隔光設置時，合理控制產生脈衝裝置之間的距離，確保脈衝發生裝置隨着電機旋轉的過程中每經過一個間距縫隙就產生一個電脈衝。相關技術人員應將脈衝發生裝置產生的電脈衝輸入到PLC的高速輸入端，並對脈衝進行計數，提升測量電梯間距的精確度，降低測量誤差。此外，運用這種方式能夠便於計算機進行處理，減少時間消耗。

5.2增量編碼器的應用

應用增量編碼器是電梯電氣控制系統的關鍵。增量編碼器既可以提升電梯運行速度和電梯運行距離測量的準確性和效率，還能夠判斷電梯運行的方向，並檢測曳引機的轉速。但是，電梯採用電抗器進行速度調節時，會產生明顯的振動和較大的噪音。因此，在應用增量編碼器的過程中，應將電梯的電抗器調速更換為變頻調速器，從而確保電梯在啟動加速和停止減速過程中運行穩定，保證電梯運行的舒適度[3]。在應用增量編碼器的過程中，還應該同時使用平層位置開關和零速信號，進一步提升電梯啟動、加速減速與停止的過程中的穩定性和舒適度。

5.3做好變頻調速控制

應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，必須要有變頻器進行調速。電梯屬於啟動和制動非常頻繁的運輸設備，需要做好變頻器變頻調速工作，降低電梯在啟動、加速、減速和停止過程中產生的衝擊，達到降低電梯運行產生的噪音與提升電梯運行時穩定性的目的。變頻器變頻調速控制過程中，應當利用脈衝計算減少井道佈線，使電梯系統維修和養護工作更加方便，降低工人工作量，減少維修養護的成本支出。

6結論

在電梯中應用PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統，能夠充分滿足現階段人們對於電梯的要求，提升電梯的安全性、舒適性和穩定性，並有效節省能源。隨着技術的不斷提升和經濟的不斷髮展，PLC控制變頻調速電梯電氣控制系統會在電梯領域得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1]董得眾.基於PLC的變頻調速電梯電氣控制系統[J].信息通信，2013，（8）：288.

[2]羅興全控制變頻調速電梯電氣控制系統[J].電氣傳動自動化，2012，34（3）：40-43.

[3]景利學，冉鵬程，饒剋剋.變頻調速電梯PLC控制系統設計[J].變頻器世界，2011，（11）：102-104.