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摘要：随着现代城市的快速发展，电梯作为垂直交通工具也得到广泛应用，其控制技术也得到相应发展，从之前的继电器控制发展为广泛采用的PLC控制。PLC是电梯可靠运行的关键，是电梯控制系统自动化程度的重要标志。在采用基于通用变频器的PLC技术对电梯进行控制，并取得良好的控制效果。
关键词：PLC；交流变频；电梯
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0510056-02
0 引言
随着现代科技的快速发展和微机技术的广泛应用，电梯是否可靠、安全成为人们关注的热点，而采用继电器技术的缺点越来越明显。继电器控制系统发生故障频率较高，控制不灵活，可靠性能也不理想，现在已处于淘汰边缘。智能功能化较强的微机控制系统，存在系统设计比较繁琐，一般维修人员难以掌握等特点。但是PLC控制技术具有如下优点，如维护使用较方便，工作稳定可靠，抗干扰性强等，而且设计和调试周期，因此已成为目前使用最广泛的控制方式。
1 基本结构与控制要求
电梯控制部分大体包含信号逻辑系统的控制与电机传动系统的控制。垂直方向电梯主拖动电路和轿厢的开关电路是电机传动控制主要部分，其中，乘客的舒适感主要取决于电梯在运行时的控制性能。核心控制部分的器件PLC、传感器、指示灯、呼叫按钮、控制继电器是电梯逻辑控制的主要组成部分。本文所选的变频器是安川电机公司的VS-616G5型，这款变频器是21世纪面向全球推出的通用型变频器。该通用变频器在实现V/f控制的同时，还加入了矢量控制，调速范围很宽并且拥有高起动转矩。这是由于其本身具有自动调谐功能，同时基于电流无速传感器矢量控制也发挥了很大作用。
首先逻辑电路控制的请求会发送给PLC，之后PLC再向发出变频器各种信号，包括正转、反转、加速、减速和抱闸信号，然后变频器再依据相关的控制算法和控制参数对电机进行控制。有时PLC会向变频器发送异常信号，这就提醒用户整个系统出现了故障。经过综合考虑后，本系统选择了实力强大的日本OMRON公司生产的PLC，型号为C系列P型机。
2 控制系统设计
图1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
PLC软件主要实现电梯的信号控制系统。图2为电梯信号控制系统的框图，输入到PLC的控制信号有运行方式选择（如自动、有司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
2.1 控制系统主电路设计
交流电压幅值为380V首先输入到电源变压器，经过直流开关电源进行降压输出，接触器和PLC输入的电压为幅值为220V交流市电。之后依次经过降压整流、滤波后输出110V直流电，作为安全回路和电梯门机的供电电源。再经过降压、整流、滤波后输出幅值为24V的直流电压，作为数码管、指示灯等元器件的供电电源。通用变频器用来做为曳引电动机M1的驱动，上行继电器SC、下行继电器XC、快速继电器KC、慢速继电器MC的输出是由通用变频器来控制的，通过调节可以让转速保持在1000r＼min-250r＼min，带动电梯快、慢速运行并实现换向。继电器DJ由电源断错相序提供保护功能，而电梯的整机电源是由电源接触器DC来控制的。
2.2 门电机电路及安全回路
厅门和轿门两部分是电梯门的组成部分。由于厅门的开关是被动式的，故没有自行开、关，因此实现开、关只能由轿门带动实现。而轿门为主动式的，其开关受到电梯门电路状态控制；每个楼层门厅的门即电梯的厅门，只要对行程开关和继电器的功能进行合理设计，就能正确的实现使电梯自动开关门状态。电路如图3所示。
开关门控制的是通过控制开门继电器KMJ关门继电器GMJ来实现的，同时取决于门电动机DM电枢电压的极性。当到达指定楼层之后电梯停车，此时轿门上的门刀插入厅门门锁，带动厅门随轿门开、关，开门行程开关2KMK位于开门行程的75%-80%处，2KMK闭合，此时开门速度减小，当电梯开门到位时，1KMK闭合，此时由程序对开门进行控制，导致继电器失电，开门停止。当电梯的各个组成部分的运行情况都正常时，表征电梯正在安全运行的继电器得电。电梯关门速度是由关门行程开关2GMK 3GMK来决定的，1GMK中止关门过程。由各层厅门、轿门门锁常开触点串联构成门连锁控制信号，只有当轿箱门关闭、各层厅门关闭时，此时门联锁继电器MSJ才会得电，在这种情况下电梯才能启动正常运行。
2.3 减速及平层控制
电梯在运行时频繁起制动，这也是电梯的特点。设计人员为了提高电梯的工作效率、使使用者的舒适感更好，通常是在电梯平滑匀速速至速度为零的时候，停在准确的平层，即“零速刹车抱闸”，避免发生电梯在运行或者或低速抱闸，即直接抱闸，为了保证电梯能实现零速抱闸关键是要确保减速信号发送正确，当电梯将到达指定的层楼面时通过准确距离的自动矫正速度既定曲线。在本文的设计中轿厢位置的检测是由旋转编码器来完成的，当电梯开始动作时，就可以通过计数器把电梯运行的距离精确地记录下来，当运行距离等于减速点相应的预制数时由PLC发出电梯减速命令。但是不管采用何种方法来获得的减速命令，均会导致电梯在减速过程平层技术不达标的现象，这是由于电网波动、负载的变化、钢丝绳打滑等因素造成的，所以通常情况下应在100mm-200mm距离处需设置一个平层矫正器，以达到长期确保平层准确的目的。
2.4 I/O点数的分配及机型的选择
在设计时根据考虑功能和现场实际情况，电梯的开关、设备的输入点大约为52，输出点为34个，为了防止数量不够，考虑增加10%-15%的输入输出作为备用，因此选择了C60P主机模块+C40P扩展单元，这款单元的输入和输出的数目分别有56、44个。
2.5 旋转编码器与PLC的连接
本文中的电梯控制系统的位置测量是采用相对计数方式来实现。在电梯投入运行前首先通过编程方式将一些控制信号，如电梯制动点位置信号、电梯换速点位置信号和电梯平层点位置信号等所对应的脉冲个数，依次输入对应的PLC内部存储单元，这样如果电梯动作，则将以下信号记录下来，通过旋转编码器检测并用软件进行实时计算。这些信号包括：电梯的平层点位置信号、电梯所在层楼位置信号、电梯换速点位置信号，在得到这些信号之后对楼层数进行统计、发出电梯换速信号和平层信号，使电梯按所设计的功能运行。
3 结语
本文中的电梯参数和功能设计能够满足电梯控制的基本要求。通过采用PLC（逻辑控制器）和通用变频器和对电梯进行控制，并且通过合理的设备选型、参数计算和硬件电路设计，使电梯运行可靠性得到了保障，而且人们在承坐时舒适感得到明显改善，同时节约电能，有一定的经济效益。
参考文献：
[1]吴忠智，变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，1995：1-5.
[2]张福恩，交流调速电梯原理设计及安装维修[M].北京：机械工业出版社，1993：59-62.
[3]马宏骞，应用在电梯技术中的编程技术[J].机床电器，2003，5.
关键词：PLC；交流变频；电梯
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0510056-02
0 引言
随着现代科技的快速发展和微机技术的广泛应用，电梯是否可靠、安全成为人们关注的热点，而采用继电器技术的缺点越来越明显。继电器控制系统发生故障频率较高，控制不灵活，可靠性能也不理想，现在已处于淘汰边缘。智能功能化较强的微机控制系统，存在系统设计比较繁琐，一般维修人员难以掌握等特点。但是PLC控制技术具有如下优点，如维护使用较方便，工作稳定可靠，抗干扰性强等，而且设计和调试周期，因此已成为目前使用最广泛的控制方式。
1 基本结构与控制要求
电梯控制部分大体包含信号逻辑系统的控制与电机传动系统的控制。垂直方向电梯主拖动电路和轿厢的开关电路是电机传动控制主要部分，其中，乘客的舒适感主要取决于电梯在运行时的控制性能。核心控制部分的器件PLC、传感器、指示灯、呼叫按钮、控制继电器是电梯逻辑控制的主要组成部分。本文所选的变频器是安川电机公司的VS-616G5型，这款变频器是21世纪面向全球推出的通用型变频器。该通用变频器在实现V/f控制的同时，还加入了矢量控制，调速范围很宽并且拥有高起动转矩。这是由于其本身具有自动调谐功能，同时基于电流无速传感器矢量控制也发挥了很大作用。
首先逻辑电路控制的请求会发送给PLC，之后PLC再向发出变频器各种信号，包括正转、反转、加速、减速和抱闸信号，然后变频器再依据相关的控制算法和控制参数对电机进行控制。有时PLC会向变频器发送异常信号，这就提醒用户整个系统出现了故障。经过综合考虑后，本系统选择了实力强大的日本OMRON公司生产的PLC，型号为C系列P型机。
2 控制系统设计
图1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
PLC软件主要实现电梯的信号控制系统。图2为电梯信号控制系统的框图，输入到PLC的控制信号有运行方式选择（如自动、有司机、检修、消防运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
2.1 控制系统主电路设计
交流电压幅值为380V首先输入到电源变压器，经过直流开关电源进行降压输出，接触器和PLC输入的电压为幅值为220V交流市电。之后依次经过降压整流、滤波后输出110V直流电，作为安全回路和电梯门机的供电电源。再经过降压、整流、滤波后输出幅值为24V的直流电压，作为数码管、指示灯等元器件的供电电源。通用变频器用来做为曳引电动机M1的驱动，上行继电器SC、下行继电器XC、快速继电器KC、慢速继电器MC的输出是由通用变频器来控制的，通过调节可以让转速保持在1000r＼min-250r＼min，带动电梯快、慢速运行并实现换向。继电器DJ由电源断错相序提供保护功能，而电梯的整机电源是由电源接触器DC来控制的。
2.2 门电机电路及安全回路
厅门和轿门两部分是电梯门的组成部分。由于厅门的开关是被动式的，故没有自行开、关，因此实现开、关只能由轿门带动实现。而轿门为主动式的，其开关受到电梯门电路状态控制；每个楼层门厅的门即电梯的厅门，只要对行程开关和继电器的功能进行合理设计，就能正确的实现使电梯自动开关门状态。电路如图3所示。
开关门控制的是通过控制开门继电器KMJ关门继电器GMJ来实现的，同时取决于门电动机DM电枢电压的极性。当到达指定楼层之后电梯停车，此时轿门上的门刀插入厅门门锁，带动厅门随轿门开、关，开门行程开关2KMK位于开门行程的75%-80%处，2KMK闭合，此时开门速度减小，当电梯开门到位时，1KMK闭合，此时由程序对开门进行控制，导致继电器失电，开门停止。当电梯的各个组成部分的运行情况都正常时，表征电梯正在安全运行的继电器得电。电梯关门速度是由关门行程开关2GMK 3GMK来决定的，1GMK中止关门过程。由各层厅门、轿门门锁常开触点串联构成门连锁控制信号，只有当轿箱门关闭、各层厅门关闭时，此时门联锁继电器MSJ才会得电，在这种情况下电梯才能启动正常运行。
2.3 减速及平层控制
电梯在运行时频繁起制动，这也是电梯的特点。设计人员为了提高电梯的工作效率、使使用者的舒适感更好，通常是在电梯平滑匀速速至速度为零的时候，停在准确的平层，即“零速刹车抱闸”，避免发生电梯在运行或者或低速抱闸，即直接抱闸，为了保证电梯能实现零速抱闸关键是要确保减速信号发送正确，当电梯将到达指定的层楼面时通过准确距离的自动矫正速度既定曲线。在本文的设计中轿厢位置的检测是由旋转编码器来完成的，当电梯开始动作时，就可以通过计数器把电梯运行的距离精确地记录下来，当运行距离等于减速点相应的预制数时由PLC发出电梯减速命令。但是不管采用何种方法来获得的减速命令，均会导致电梯在减速过程平层技术不达标的现象，这是由于电网波动、负载的变化、钢丝绳打滑等因素造成的，所以通常情况下应在100mm-200mm距离处需设置一个平层矫正器，以达到长期确保平层准确的目的。
2.4 I/O点数的分配及机型的选择
在设计时根据考虑功能和现场实际情况，电梯的开关、设备的输入点大约为52，输出点为34个，为了防止数量不够，考虑增加10%-15%的输入输出作为备用，因此选择了C60P主机模块+C40P扩展单元，这款单元的输入和输出的数目分别有56、44个。
2.5 旋转编码器与PLC的连接
本文中的电梯控制系统的位置测量是采用相对计数方式来实现。在电梯投入运行前首先通过编程方式将一些控制信号，如电梯制动点位置信号、电梯换速点位置信号和电梯平层点位置信号等所对应的脉冲个数，依次输入对应的PLC内部存储单元，这样如果电梯动作，则将以下信号记录下来，通过旋转编码器检测并用软件进行实时计算。这些信号包括：电梯的平层点位置信号、电梯所在层楼位置信号、电梯换速点位置信号，在得到这些信号之后对楼层数进行统计、发出电梯换速信号和平层信号，使电梯按所设计的功能运行。
3 结语
本文中的电梯参数和功能设计能够满足电梯控制的基本要求。通过采用PLC（逻辑控制器）和通用变频器和对电梯进行控制，并且通过合理的设备选型、参数计算和硬件电路设计，使电梯运行可靠性得到了保障，而且人们在承坐时舒适感得到明显改善，同时节约电能，有一定的经济效益。
参考文献：
[1]吴忠智，变频器应用手册[M].北京：机械工业出版社，1995：1-5.
[2]张福恩，交流调速电梯原理设计及安装维修[M].北京：机械工业出版社，1993：59-62.
[3]马宏骞，应用在电梯技术中的编程技术[J].机床电器，2003，5.