淺析基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳林，陳德余

（溫州市特種設(shè)備檢測研究院，浙江 溫州 325000）

淺析基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳林，陳德余

（溫州市特種設(shè)備檢測研究院，浙江 溫州 325000）

在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展的背景之下，我國城市高層建設(shè)與現(xiàn)代化智能建筑數(shù)量不斷增加，電梯已經(jīng)成為高層建筑中的重要設(shè)施，為人們帶來了便利。與此同時，電梯的性能也是電梯質(zhì)量好壞的一種重要體現(xiàn)途徑，因此提升電梯的性能已經(jīng)成為相關(guān)部門的重要任務(wù)，通過其性能的提升來有效提高電梯的安全性與穩(wěn)定性，從而為人們的出行提供最大的便利。PLC控制系統(tǒng)作為控制電梯最為有效的方式，其編程相對較為簡單，因此該系統(tǒng)在當(dāng)前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。本文主要針對基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開深入的剖析，旨在不斷提升電梯的安全性與穩(wěn)定性，為電梯安全運(yùn)行提供保障。

電梯；變頻技術(shù)；PLC控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

高層建筑數(shù)量的增加推動了電梯的出現(xiàn)。電梯在高層建筑中的應(yīng)用，不僅能夠方便人們的出行，同時還能夠節(jié)省時間，給人們的日常生活以及工作等帶來極大便利。而在電梯使用期間，相關(guān)單位以及工作人員必須重視提升其性能，確保其能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，以確保使用者的生命安全。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用極為重要，該系統(tǒng)編程比較簡單，同時擁有極高的可靠性，在保障電梯安全運(yùn)行方面有著積極意義。

1 電梯系統(tǒng)與變頻技術(shù)研究

1.1 電梯系統(tǒng)

盡管近年來出現(xiàn)了不同種類與形式的電梯，但很多電梯系統(tǒng)依舊應(yīng)用鋼絲繩式的曳引電力拖動結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)的電梯主要包括兩個部分，一部分是機(jī)械部分，另一部分是電力控制部分。其中,機(jī)械部分主要包括電梯曳引、轎廂合并門系統(tǒng)與電梯平衡系統(tǒng)；而電力控制系統(tǒng)內(nèi)主要包括電力拖動部分、電梯運(yùn)行邏輯控制部分與電梯電氣安全保護(hù)裝置等。如果立足于空間布局對電梯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，那么可分為機(jī)房、電梯轎廂以及井道等部分。電梯機(jī)房指，在安裝電梯曳引機(jī)與一些相關(guān)設(shè)備的空間；而電梯的井道則主要為電梯轎廂和相應(yīng)的對重裝置所留的部分空間。

1.2 變頻技術(shù)

變頻器是變頻技術(shù)的核心部件，作為改變電源頻率的電氣設(shè)備，變頻器主要的組成部分包括：濾波、制動單元以及驅(qū)動單元、檢測單元等。變頻器的應(yīng)用能夠改變交流電，將不可變的電壓與頻率變?yōu)榭勺兊慕涣麟娫O(shè)備，從而為控制電梯的運(yùn)行創(chuàng)造條件。

2 電梯PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

第一，在電梯控制系統(tǒng)中應(yīng)用 PLC，能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制電梯的目標(biāo)，這使得電梯運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性大幅度提升。PLC擁有豐富的指令系統(tǒng)，因此該系統(tǒng)能夠?qū)芏鄰?fù)雜的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

第二，在某種情況下，如需要系統(tǒng)將控制方案作出調(diào)整，此時僅需要更改PLC的程序即可，這能夠減少對硬件的改動，減少工作人員的工作量。應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，能夠有效提升電梯的運(yùn)行效率，其原因在于，PLC能夠?qū)嵤┤嚎卣{(diào)配與管理操作。

第三，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，還能夠?qū)﹄娞莸倪\(yùn)行實(shí)施自動檢測操作，甚至能夠?qū)收蠄?bào)警，這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)提升電梯安全運(yùn)行的目標(biāo)，同時還能夠提醒相關(guān)工作人員對電梯及時的檢修，以有效避免故障擴(kuò)大，引發(fā)嚴(yán)重的事故問題出現(xiàn)。如圖1所示，該圖為PLC與變頻技術(shù)在電梯中應(yīng)用流程圖，從圖中可見，PLC與變頻技術(shù)在電梯中應(yīng)用的重要性。

3 基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

PLC控制系統(tǒng)在電梯中的應(yīng)用表明，該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠極大提升電梯的安全性與穩(wěn)定性，并且在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面有著基本的設(shè)計(jì)原則。

首先，在選用PLC控制系統(tǒng)時，必需確保其能夠滿足被控對象的實(shí)際要求，并且在電梯設(shè)計(jì)期間，必須結(jié)合實(shí)際情況，確保在滿足控制要求的前提之下使用PLC控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)提升電梯運(yùn)行安全性與可靠性的目標(biāo)。該原則是最為主要的原則，需相關(guān)人員給予高度重視，只有電梯的控制系統(tǒng)擁有極高的安全、可靠性，使用者才能夠更加放心的應(yīng)用電梯。

另外，在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，需盡量保持簡單，并且要確保電梯能夠擁有極高的性價比。

3.1 設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的步驟

圖1 PLC與變頻技術(shù)在電梯中應(yīng)用流程圖

首先，相關(guān)人員需要充分了解被控對象所提出的要求，從而將輸入與輸出的設(shè)備類型與數(shù)量確定下來；其次，在輸入與輸出的設(shè)備與數(shù)量確定后，以此作為基礎(chǔ)確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，并針對相應(yīng)的點(diǎn)數(shù)來選擇PLC的機(jī)型；另外，將I/O點(diǎn)數(shù)確定以后，需繪制PLC控制系統(tǒng)的輸入輸出端子接線圖，并繪制工作期間的循環(huán)圖與狀態(tài)流程圖，確保所繪制的這些圖能夠滿足設(shè)計(jì)方面的要求；之后要對工作循環(huán)圖與狀態(tài)流程圖實(shí)施梯形圖的編寫與指令語句的編寫操作，將計(jì)算機(jī)的高級語言等編寫其中，從而為日后的使用創(chuàng)造條件。在完成上述工作以后，相關(guān)工作人員還需要通過編程器的應(yīng)用，將所寫的程序傳輸給PLC的內(nèi)部存儲器，對其進(jìn)行存儲后，實(shí)施程序調(diào)試工作，通過不斷的調(diào)試，來達(dá)到電梯使用要求。

在程序調(diào)試期間需要注意的問題是，首先需實(shí)施模擬調(diào)試操作，之后在實(shí)際的應(yīng)用現(xiàn)場上采用聯(lián)機(jī)調(diào)試方式進(jìn)行調(diào)試，之后對整體和系統(tǒng)實(shí)施調(diào)試工作，通過各個部分調(diào)試工作的實(shí)施，確保各個環(huán)節(jié)的工作都能夠達(dá)到預(yù)期的效果；最后，在完成所有調(diào)試工作，并確保無誤以后，電梯便能夠投入使用，之后要整理所有技術(shù)資料等。

3.2 變頻器的選擇

實(shí)際上，很多電梯都是將變頻技術(shù)設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)的。而變頻器的分類比較多，在分類期間需以不同的分類方法進(jìn)行分類。如果按照交換環(huán)節(jié)的方法進(jìn)行分類，可分為成交—直—交變頻器與交—交變頻器；如果按照電壓的調(diào)制方式進(jìn)行分類，則可分為PAM變頻器與PWM變頻器；如果按照工作原理進(jìn)行劃分，則可分為V/f控制變頻器、矢量控制變頻器與直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器幾種；如果依據(jù)使用的用途進(jìn)行分類，則能夠分為通用的變頻器以及高性能的變頻器等。為此，在選擇變頻器期間，一定要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，從而保障電梯的穩(wěn)定運(yùn)行。

通常在變頻器選擇方面，也存在一定的要求。電梯中的變頻調(diào)控系統(tǒng)屬于重要的系統(tǒng)組成部分，而變頻調(diào)控系統(tǒng)的核心在于變頻器，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性在于，保障變頻器的質(zhì)量。其原因在于，變頻器的質(zhì)量與整個電梯系統(tǒng)的安全性與可靠性之間存在著直接的關(guān)聯(lián)，一旦變頻器的質(zhì)量無法達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，那么電梯的安全運(yùn)行必將受到負(fù)面的影響，甚至?xí)l(fā)重大的電梯事故。在選擇變頻器期間，不僅需要按照標(biāo)準(zhǔn)的功率要求進(jìn)行選擇，同時還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，將標(biāo)準(zhǔn)功率作為依據(jù)，對初步的投資展開有效的估算，這與邵曉梅在《淺析基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》一文中的觀點(diǎn)有著相似之處。并且嚴(yán)格按照額定電流進(jìn)行選擇，只有這樣才能夠確保所選擇的變頻器符合電梯應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時在提升電梯安全、穩(wěn)定運(yùn)行方面有著積極意義。

4 結(jié)語

如今電梯已經(jīng)成為城市人們生活中不可缺少的一部分，它的出現(xiàn)給人們的生活、工作等帶來了極大的便利，因此，人們對電梯的依賴性逐漸提升。這便要求電梯在運(yùn)行期間必須擁有極高的安全性與穩(wěn)定性，只有這樣，才能夠保障使用者的生命安全。而想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，便需要通過PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，通過軟件控制電梯的運(yùn)行來發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行期間存在的故障問題，并及時予以報(bào)警，以確保相關(guān)工作人員能夠及時地采取有效措施解決電梯存在的故障問題，從而確保電梯能夠長期處于安全穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)之下，為使用者的生命安全提供保障。

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[4]邵曉梅. 淺析基于變頻技術(shù)的電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 化工管理，2016(14).

TU857

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1671-0711（2017）06（下）-0072-02