隨著(zhù)城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實(shí)現電梯的自動(dòng)調度和集選運行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實(shí)現信號集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區別。國內廠(chǎng)家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設計方便靈活。本設計在用PLC控制變頻調速實(shí)現電流、速度雙閉環(huán)的基礎上，在不增加硬件設備的條件下，實(shí)現電流、速度、位移三環(huán)控制。
2 硬件電路
系統硬件結構圖如圖1 所示，其各部分功能說(shuō)明如下。
Q1——三相電源斷路圖
K1——電源控制接觸器
K2——負載電機通斷控制接觸器
VS——變頻器
BU——制動(dòng)單元
RB——能耗制動(dòng)電阻
M——主拖動(dòng)曳引電機
2.1 主電路
主電路由三相交流輸入、變頻驅動(dòng)、曳引機和制動(dòng)單元幾部分組成。由于采用交-直-交電壓型變頻器，在電梯位勢負載作用下，制動(dòng)時(shí)回饋的能量不能饋送回電網(wǎng)，為限制泵升電壓，采用受控能耗制動(dòng)方式。
2.2 PLC控制電路
選用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接收來(lái)自操縱盤(pán)和每層呼梯盒的召喚信號、轎廂和門(mén)系統的功能信號以及井道和變頻器的狀態(tài)信號，經(jīng)程序判斷與運算實(shí)現電梯的集選控制。PLC在輸出顯示和監控信號的同時(shí)，向變頻器發(fā)出運行方向、啟動(dòng)、加/減速運行和制動(dòng)停梯等信號。
2.3 電流、速度雙閉環(huán)電路
采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG5A 4022變頻器。變頻器本身設有電流檢測裝置，由此構成電流閉環(huán)；通過(guò)和電機同軸聯(lián)接的旋轉編碼器，產(chǎn)生a、b兩相脈沖進(jìn)入變頻器，在確認方向的同時(shí)，利用脈沖計數構成速度閉環(huán)。
2.4 位移控制電路
電梯作為一種載人工具，在位勢負載狀態(tài)下，除要求安全可靠外，還要求運行平穩，乘坐舒適，?？繙蚀_。采用變頻調速雙環(huán)控制可基本滿(mǎn)足要求，但和國外高性能電梯相比還需進(jìn)一步改進(jìn)。本設計正是基于這一想法，利用現有旋轉編碼器構成速度環(huán)的同時(shí)，通過(guò)變頻器的PG卡輸出與電機速度及電梯位移成比例的脈沖數，將其引入PLC的高速計數輸入端口0000，通過(guò)累計脈沖數，經(jīng)世式（1）計算出脈沖當量，由此確定電梯位置。電梯位移
h=SI
式中 I——累計脈沖數
S——脈沖當量
S = lpD / （pr） （1）
本系統采用的減速機，其減速比l = 1/32，曳引輪直徑D = 580mm，電機額定轉速ned = 1450r/min，旋轉編碼器每轉對應的脈沖數p = 1024，PG卡分頻比r = 1/18，代入式（1）得
S = 1.0mm / 脈沖
3 程序設計
利用變頻器PG卡輸出端（TA2.1）將脈沖信號引入PLC的高速計數輸入端0000，構成位置反饋。高速計數器（CNT47）累加的脈沖數反映電梯的位置。高速計數器的值不斷地與各信號點(diǎn)對應的脈沖數進(jìn)行比較，由此判斷電梯的運行距離、換速點(diǎn)、平層電和制動(dòng)停車(chē)點(diǎn)等信號。理論上這種控制方式其平層誤差可在±1個(gè)脈沖當量范圍。在考慮減速機齒輪嚙合間隙等機械因素情況下，電梯的平層精度可達±5mm內，大大低于國標±15mm的標準，滿(mǎn)足電梯起制動(dòng)平滑，運行平穩，平層準確的要求。電梯在運行過(guò)程中，通過(guò)位置信號檢測，軟件實(shí)時(shí)計算以下位置信號：電梯所在樓層位置、快速換速點(diǎn)、中速換速點(diǎn)、門(mén)區信號和平層位置信號等。由此省去原來(lái)每層在井道中設置的上述信號檢測裝置，大大減少井道檢測元件和信號連線(xiàn)，降低成本。下面針對在實(shí)現集選控制基礎上新增添的樓層計數、快速換速、中速換速、門(mén)區和平層信號5個(gè)子程序進(jìn)行介紹。
