詳細介紹
西門子中國江蘇省總代理商是主要由PLC,、變頻器,、控制箱、顯示器,、曳引電動機組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)(Variable Voltage Variable Frequency,,簡稱VVVF)。通過一臺PLC 去控制兩臺電梯運行的方式,,可以省去兩臺可編程控制器之間的相互通信,,從而使得控制系統(tǒng)的可靠性更高,結構顯得更加緊湊,。
系統(tǒng)主要由兩個部分組成,,其中電梯控制的邏輯部分由PLC來實現(xiàn)。通過分析研究電梯的實際運行情況和控制規(guī)律,,從而設計開發(fā)出一套雙電梯聯(lián)動控制程序,,使得PLC能夠控制兩臺電梯的運行操作。電梯的調(diào)速部分則選用高性能的矢量控制變頻器,,配以脈沖發(fā)生器(編碼器)測量鼠籠式曳引電動機的轉速,,從而構成電機的閉環(huán)矢量控制系統(tǒng),實現(xiàn)鼠籠式曳引電動機的交流變頻調(diào)速(Variable Voltage Variable Frequency,,簡稱VVVF)運行,。
PLC首先接收來自電梯的呼梯信號、平層信號,,然后根據(jù)這些輸入信號的狀態(tài),,通過其內(nèi)部一系列復雜的控制程序,對各種信號的邏輯關系有序地進行處理,,后向直流門控電機,、變頻器和各類顯示器適時地發(fā)出開關量控制信號,對兩臺電梯實施群控,。在電梯控制系統(tǒng)中,,由于電梯的控制屬于隨機性控制,各種輸入信號之間,、輸出信號之間以及輸入信號和輸出信號之間的關聯(lián)性很強,,邏輯關系處理起來非常復雜,這就給PLC的編程帶來很大難度,。從某種意義上來說,,PLC編程水平的高低就決定整個系統(tǒng)運行質(zhì)量的好壞,。因此,PLC應用在電梯控制中的編程技術就成為控制電梯運行的關鍵技術,,這同時也是本系統(tǒng)設計的一個重點,。
在PLC向變頻器發(fā)出開關量控制信號的同時,為了滿足電梯的要求,,變頻器又需要通過與鼠籠式曳引電動機同軸連接的脈沖發(fā)生器和PG卡,, 對電動機完成速度檢測及反饋,形成閉環(huán)系統(tǒng),。脈沖發(fā)生器輸出A,、B兩相脈沖,PG卡接收到脈沖信號以后,,再將此反饋給變頻器內(nèi)部,,以便進行運算調(diào)節(jié)。根據(jù)A,、B脈沖的相序,,可判斷出電動機的轉動方向,并可以根據(jù)A,、B脈沖的頻率測得電動機的轉速,。由于本設計選用的是通用型變頻器,因此其參數(shù)設置和外部線路設計的復雜程度要遠遠地高于電梯變頻器,,其設置的好壞也將直接影響到電梯運行的實際效果。
2.1 PLC的型號的選擇及I/O點數(shù)分配
電梯邏輯控制系統(tǒng)的控制核心是PLC,,哪些信號需要輸入至PLC,,PLC需要驅(qū)動哪些負載,以及采用何種編程方式,,都是需要認真考慮的問題,,都會影響到其內(nèi)部I/O點數(shù)的分配。因此,,I/O點數(shù)的確定,,是設計整個PLC電梯控制系統(tǒng)首先需要解決的問題,西門子中國江蘇省總代理商決定著系統(tǒng)硬件部分的設計,,也是系統(tǒng)軟件編寫的前提,。
本系統(tǒng)是為一幢5層大樓所設計,根據(jù)PLC 的I/O節(jié)點使用原則,,應留出一定的I/O點以做擴展時使用,。系統(tǒng)中實際需要輸入點47點,輸出點40點,,因此我們選用西門子S7-300PLC,,其中CPU的型號選為CPU315,,輸入模塊的型號選為DI32xDC24V,總共需要兩塊,,輸出模塊的型號選為DO32xDC24V/0.5A,,總共也需要兩塊。
2.2 變頻器的選型及參數(shù)設置
基于價格等方面因素的考慮,,本次電梯調(diào)速控制的設計選用的是VS-616G5 型通用變頻器,, 選擇有PG矢量控制作為曳引鼠籠式電動機的控制方式。
PLC通過向安川616G5變頻器發(fā)出電梯上行輸出和電梯下行輸出信號,,從而控制曳引電動機的轉動方向,,決定電梯的上/下行運動;PLC通過向安川616G5變頻器發(fā)出電梯高速運行和電梯低速運行信號,,從而間接控制曳引電動機的轉動速度,,決定電梯的高速/低速運動。電動機通過脈沖發(fā)生器(編碼器)和PG卡將速度信號及時反饋給安川616G5變頻器,,從而形成速度閉環(huán)控制,。
由于本控制系統(tǒng)選擇的是有PG矢量控制,因此在運行之前,,需要變頻器對電機單體進行自學習,,否則變頻器將不能正常工作。其具體做法是先將電機銘牌上面記載的額定電壓,、額定電流,、額定頻率、額定轉數(shù),、PG卡脈沖數(shù)及電機極數(shù)輸入至變頻器,,然后啟動變頻器,使電機空載運轉,,后這些數(shù)值通過自學習,,自動地計算后寫入到變頻器的電機參數(shù)中。因此對于這些參數(shù),,沒有必要去人工進行設置,。
3 控制系統(tǒng)的軟件設計
硬件系統(tǒng)設計完成以后,為了實現(xiàn)優(yōu)化控制,,還需要用西門子STEP 7專業(yè)編程軟件對雙電梯聯(lián)動控制程序進行設計,。由于電梯控制系統(tǒng)實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng),因此單純采用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的,,而應該在設計中采用隨機邏輯控制方式,。同時,由于梯形圖之間的相互關聯(lián)性很強,程序設計比較復雜,,因此在雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)的軟件部分時,,主要采用模塊化的編程思想來進行設計。
根據(jù)電梯的運行規(guī)律,,設置了有/ 無司機,、檢修、優(yōu)先服務,、消防等四種工作方式,。其編制的程序主要遵循以下控制規(guī)律:
兩臺電梯都遵守集選規(guī)則,即將呼叫信號先進行登記,,對與電梯運行同向的呼叫信號逐一應答,,當同向指令和召喚應答完畢后電梯可以自動換向。
除此以外,,電梯并聯(lián)運行還遵循的相應的調(diào)度原則:正常情況下,,當電梯使用以后,二號電梯作為忙梯會首先自動上升至第三層待命,,一號電梯則作為基站電梯在*層樓待命,。當某層站有門廳呼叫信號時,則“忙梯”立即啟動并定向運行去接該層站的乘客,。
當兩臺電梯因轎廂內(nèi)指令而到達基站后關門待命時,,則應按照有效利用的原則,執(zhí)行相互交替程序段,。原先充當忙梯的電梯現(xiàn)在即作為基站電梯來使用,,而原先作為基站電梯使用的電梯此時即成為忙梯。不論是一號電梯還是二號電梯均停留在后??康膶诱敬?。
當忙梯正在上行時,若其上方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號或是其下方出現(xiàn)向下的門廳呼叫信號,,則均由忙梯在一周行程中去完成,而基站電梯不予應答運行,。但是,,若在忙梯的下方出現(xiàn)向上的門廳呼叫信號,則由基站電梯來應答信號而發(fā)車運行,。
當忙梯正在下行時,,若其下方出現(xiàn)任何方向的門廳呼叫信號,則均由忙梯在一周行程中去完成,,而基站電梯不予應答運行,。但是,若在忙梯的上方出現(xiàn)任何向上或是向下的門廳呼叫信號,,則由基站電梯來應答信號而發(fā)車運行,。
當其中一臺電梯由于故障而停止運行,,另一西門子中國江蘇省總代理商臺電梯則自動承擔全部的運行任務,遵循單臺電梯的運行規(guī)則,。
無論是作為一號電梯還是二號電梯,,由于轎內(nèi)呼叫信號而使電梯定向的,電梯都必須啟動運行,。電梯停用以后,,不論當前處在哪一層,都會自動下降至底層,。
4 結論
實踐證明,,PLC雙電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)*運用于兩臺電梯的聯(lián)動控制,具有較好的兼容性,,并且可以達到穩(wěn)定可靠的性能,。該系統(tǒng)很容易實現(xiàn)實現(xiàn)多臺群控, 具有廣闊的應用前景,。