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案例頻道1 引言
近年來, 隨著建筑業的蓬勃發展，高層建筑和智能化建筑的不斷涌現，人們對電梯提出了越來越高的要求，單臺電梯往往不能滿足建筑物內的交通需要，這時候就需要合理安裝多臺電梯來緩解電梯運行的壓力，因此電梯群控系統(elevator group control system)應運而生。與此同時，隨著自動化技術的快速發展，也極大地促進了電梯控制技術的進步, 大量先進的控制技術應用于電梯群控系統, 使得電梯群控系統的控制特性得到很大的改善。針對目前這一現狀，本論文以兩臺五層電梯為設計對象，對電梯的群控問題進行了較為深入的分析研究，提出了一些自己的認識和看法，設計出了一套PLC雙電梯聯動控制系統。
2 控制系統的硬件設計
本系統是主要由PLC、變頻器、控制箱、顯示器、曳引電動機組成的交流變頻調速系統(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,從而使得控制系統的可靠性更高，結構顯得更加緊湊。本系統的硬件框圖如圖1所示。
圖1
從圖1可以看出，該系統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。通過分析研究電梯的實際運行情況和控制規律，從而設計開發出一套雙電梯聯動控制程序，使得PLC能夠控制兩臺電梯的運行操作。電梯的調速部分則選用高性能的矢量控制變頻器，配以脈沖發生器(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矢量控制系統，實現鼠籠式曳引電動機的交流變頻調速(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，然后根據這些輸入信號的狀態，通過其內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，最后向直流門控電機、變頻器和各類顯示器適時地發出開關量控制信號，對兩臺電梯實施群控。在電梯控制系統中，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運行質量的好壞。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，這同時也是本系統設計的一個重點。
在PLC向變頻器發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生器和PG卡, 對電動機完成速度檢測及反饋,形成閉環系統。脈沖發生器輸出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部,以便進行運算調節。根據A、B脈沖的相序,可判斷出電動機的轉動方向,并可以根據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，因此其參數設置和外部線路設計的復雜程度要遠遠地高于電梯專用變頻器，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點數分配
電梯邏輯控制系統的控制核心是PLC，哪些信號需要輸入至PLC，PLC需要驅動哪些負載,以及采用何種編程方式，都是需要認真考慮的問題，都會影響到其內部I/O點數的分配。因此，I/O點數的確定,是設計整個PLC電梯控制系統首先需要解決的問題,決定著系統硬件部分的設計，也是系統軟件編寫的前提。
本系統是為一幢5層大樓所設計,根據PLC 的I/O節點使用原則,應留出一定的I/O點以做擴展時使用。系統中實際需要輸入點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/
表
1 I/O地址分配表
2.2 變頻器的選型及參數設置
基于價格等方面因素的考慮，本次電梯調速控制的設計選用的是VS
PLC通過向安川
圖2 變頻器拖動部分線路圖
由于本控制系統選擇的是有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、PG卡脈沖數及電機極數輸入至變頻器，然后啟動變頻器，使電機空載運轉，最后這些數值通過自學習，自動地計算后寫入到變頻器的電機參數中。因此對于這些參數，沒有必要去人工進行設置。VS
表2 VS
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號