基于plc的交流货梯控制

[摘 要]文章首先对交流货梯控制系统的设计思路进行了分析，然后引入PLC系统，对基于PLC的交流货梯控制原理进行了简要说明，然后重点对PLC支持下交流货梯控制系统硬件、软件的设计要点进行阐述，望能够通过引入PLC的方式，提高交流货梯控制的有效性水平。

[关键词]PLC；交流；货梯；控制；设计

中图分类号：U262.33+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0002-02

货运电梯相较于常规载人电梯而言具有一定的特殊性，此类电梯的主要功能是实现对货物的垂直运输，同时有人伴随。通常，货运电梯在工矿企业、仓库、事业单位、大型商场中非常常见，对运行速度以及运行的安全性水平有着非常严格的要求。为了确保货运电梯运行的稳定与可靠，就需要设计并形成一个高度可靠的交流货梯控制系统。在系统设计中，引入PLC技术有着非常重要的意义。本文即就基于PLC的交流货梯控制要点进行分析与探讨。

1 交流货梯设计思路

交流货梯控制系统结构组成方面有两个主要部分，一是逻辑控制部分，二是调速部分。其中，调速部分的主要功能是提高货梯在运行过程中的舒适性以及稳定性，而调速部分的主要功能则与整个货梯运行的安全、可靠密切相关。在系统设计中，需要重点关注以下几个方面的问题：

1）调速部分：

在货梯启动时，为了有效控制电网以及电机启动所产生的加速度，对启动电流加以合理控制，避免因启动而对货梯相关机件造成冲击，需要在定子电路中串接电阻、电抗、或电阻+电抗装置，以达到降压启动的效果。

2）电气控制部分：

整个货梯的控制线路主要由平层感应器、减速点信号、定向平层线路、楼层信号、位置信号、以及桥内指令等多个部分构成，各个线路之间的对应关系如下图所示（如图1）。

3）I/O接口：

为了使货梯的相关功能顺利实现，需要在系统内根据功能需求布置相应的I/O接口，具体的点数设置方案为：①在货梯操纵箱上设置轿内指令按钮，1个/层；②在货梯定门口设置门厅呼唤按钮，顶层仅设置下呼按钮，底层仅设置上呼按钮，中间同时设置上呼/下呼按钮；③在货梯井道每层设置楼层感应器；④在货梯轿厢顶部设置平层感应器；⑤设置包括开门、关门、超载、上行极限、以及下行极限等在内的相关开关与触点装置。

2 基于PLC的交流货梯控制原理

当货梯电源空气开关处于闭合状态下时，货梯自动进入运行模式，并面向PLC输出对应的开关信号。PLC装置在扫描到该开关信号后，可面向电梯发送启动指令。同时，另一触点转入闭合状态下，使变频器主接触器处于带电状态，常开主触头则处于闭合状态下，面向变频器进行供电。在此状态下，若操作人员于货梯低端厅操作上行按钮，则货梯门正常启动，操作人员进入货梯轿厢内后，手动关闭轿厢门。在操作人员进入轿厢内后，根据需求按下目的地楼层按钮，PLC负责对操作人员所按下的选层信号进行记录。例如，操作人员选层为五楼，则按下五层所对应的指令按钮，经过PLC记录后，相应的选层指示灯处于常亮状态。货梯门关闭后，PLC系统可根据轿厢当前所处位置与召唤信号位置相对关系的逻辑判断，自动选择上行（下行）方向。经过逻辑判断，PLC系统指令继电器发出信号，由变频变压调速装置负责接收，使货梯能够按照变频器内部已确定的加速度曲线启动，经过加速稳定减速的动作过程，可通过变频器控制的方式使货梯转入爬行速度运行状态。在爬行达到目的层后，PLC系统可控制平层开关发挥作用，在接收平层信号后，输出继电器转入断开状态，并输送至变频变压调速装置当中，进而变频进入制动模式，直至货梯减速为零值后系统进行抱闸制动，并使货梯轿厢能够准确落在对应的目的层上。PLC系统接收到平层开关信号后可自动断开低速信号，货梯轿厢们自动开启并等待一定时间后执行自动关门指令。根据这一原理，整个交流货梯PLC信号控制的基本结构如下图所示（如图2）。

3 基于PLC的交流货梯硬件设计

1）硬件结构功能需求：

在以PLC为基础的条件下，整个交流货梯的控制系统需要实现以下几个方面的基本功能：第一，交流货梯可实现无人驾驶，对货梯轿厢内相关操作指令以及层站召唤指令进行自动响应；第二，在交流货梯正常启动后，轿厢若在一楼并且一楼有呼叫信号，则自动开启厢门；第三，在交流货梯处于悬停状态下时，若响应有呼叫信号并且呼叫信号所处楼层在货梯下方，则电梯转入下降状态，反之，若响应有呼叫信号并且呼叫信号所处楼层在货梯上方，则电梯转入上升状态；第四，在货梯运行过程当中，仅针对顺向呼叫信号做出响应，逆向呼叫信号不做响应但需要加以记忆；第五，货梯运行中，需要同时实现包括自动换速度、极限位置保护、以及指层显示等多个方面的功能。

2）货梯操作方式：

首先，单轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门下行召唤：轿厢沿上行方向运行并应答轿厢召唤，达到最高层后，货梯自动改变运行方向，沿下行方向运行，以应答厅门下行召唤；

其次，单轿厢全集选登记所有厅门和轿厢召唤：轿厢沿上行方向运行并顺应答轿厢和厅门上召唤，达到最高层后，货梯自动反向沿下行方向运行，并应答下行召唤以及轿厢召唤

3）轿厢运行速度曲线：

为了确保货梯使用功能的稳定与有效，硬件设计过程中的关键在于两个方面：第一是确保货梯运行期间的舒适性与稳定性，另一方面是达到正确平层的要求。从以上两个角度上来说，货梯速度给定曲线的设计是非常重要的环节之一。在货梯运行期间，舒适度的体现意味着货梯轿厢的加速以及减速都需要以一种平滑的方式实现，加速度状态下的变化率需要控制在合理范围之内。下图（如图3）所示，即为货梯在PLC控制下速度运行的曲线示意图。

根据图3来看，加速斜率是以速度给定自0～1000r/min提升过程当中所需要的时间为标准定义的。通过对启动加速时间进行合理调整的方式，能够使启动曲线斜率产生一定的差异。结合货梯的运行特点来看，加速时间值的增大会导致启动曲线变缓。