6ES7223-1BH22-0XA8库存充足

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1 引言

　　电梯的电气系统由驱动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。电梯采用PLC一变频器控制，具有控制准确、调试方便、运行稳定、电路简单等特点。PLC控型电梯，其核心是一台PLC。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），要求控制系统能进行下列运作:根据轿厢所处位置及乘客所处层数，判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速，将轿厢停在选定的楼层上;同时根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门;另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

2 电梯主控制电路及其工作原理

　　电梯中的曳引电动机的运行直接由变频器控制，变频器的输入控制信号由PLC提供。电路中，电动机作为终端设备给电梯提供驱动能力，同时是变频器的执行机构;变频器是中间设备，在电路中起上传下达的作用，其作用是根据PLC输出的指令要求来控制主机、门机及旋转编码器，然后又将执行结果反馈给PLC;PLC既是人与电梯的接口，又是电梯控制部分的核心，其作用是接收乘客输入的开关指令，然后将该命令传送给变频器;旋转编码器是电梯运行中的检测机构，其作用是检测电梯的运动行程。

2.1 电梯运行控制（设电机转为上行）

　　电梯运行培训见图1。

　　DYD为电源指示灯，当外接电源接通时指示灯发光。接通电源开关GK，按下启动按钮，电源接触器HKC接通，变频器有电源输入。KC为运行/停止开关（由运行控制器控制），电梯的运行类型由PLC来控制。其控制方式如下:

　　Yl l、 Y 14 输出:电梯以额定速度上行（电梯正常状态下使用此速度）;
　　Yl l、 Y 巧输出:电梯以额定速度上行;
　　Y12 、 Y 14输出:电梯以爬行速度上行（电梯测试或检修时使用此速度）;
　　Y12 、 Y 巧输出:电梯以爬行速度上行;
　　Y01 、 Y 14 输出:电梯以检修速度上行（电梯检修状态下使用此速度）;
　　Y01 、 Y 巧输出:电梯以检修速度上行;
　　Y13 、 Y 14 输出:电梯以中速上行（电梯轻载时使用此速度）;
　　Y13 、 Y 巧输出: 电梯以中速上行。

2.2 旋转编码器工作原理

　　旋转编码器的作用是对电机的转动圈数进行计数，然后根据电机的转速与所计转动圈数计算出电梯的运动行程，从而实现对电梯运动行程的检测。

L=nZT

　　式中 : L-电梯运行行程（m）;n-电机转速（r/s）;Z-电机每转动一圈所对应的行程（m/r）;T一电机运行的时间（s）。

图1 电梯主控制电路

3 PLC电气控制电路

　　PLC是本梯控制部分的核心。电梯的各种操作均由PLC来控制，本PLC采用共阳极继电器输出型，如图2所示。PLC输入/输出接口功能及保护作用说明如下:

　　AJ :安 全 继电器开关，电梯运行时为闭合状态。
　　MJS : 门 锁继电器开关，电梯运行时为闭合状态。
　　MQG :平 层磁感应器开关，正常运行时断开，平层时闭合。
　　SHK: 上 强迫换速开关，此开关闭合，电梯强行减速，正常时断开。
　　XHK : 下强迫换速开关，此开关闭合卜电梯强行减速，正常时断开。
　　NH K : 轿内检修开关其与X7接通时，Y01输出，电梯处于轿内检修状态，正常运行时此开关与X10接通。
　　DHK :轿顶检修开关正常情况下与X01支路接通，当开关与Xll、X12 支路接通时，电梯处于轿顶检修状态。
　　DSA: 轿顶检修慢上按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度上行。
　　DX A :轿 顶检修慢下按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度下行。
　　KM A : 开门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将打开轿门，同时轿门带到层门井起开户;一般电梯每到一停站，门自动开户。
　　GM A : 关门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将关闭轿门，层门在弹簧作用力下自动关闭;一般电梯每到一停站，门延时关闭。
　　KM K : 开门极限开关，当轿门开到极限时此开关断开，门机停止运转。
　　GM K : 关门极限开关，当轿门关到极限时此开关断开，门机停止运转。
　　OR K : 开门故障开关，此开关正常时门断开。
　　SJK : 司 机开关，时开关闭合时，电梯由电梯司机控制。
　　xF K: 消 防开关，时开关闭合时，电梯将、乘客送到近的一层站然后停止运行，以保证乘客安全。
　　CZ K: 超 载开关，电梯超载时此开关闭合，电梯报警，电梯不运行。
　　SW K : 上限位开关，电梯冲顶时将开关闭合，电梯停止运行。
　　xW K : 下限位开关，电梯冲底时将开关闭合，电梯停止运行毛-
　　x2 7: 变 频器故障开关，此开关正常时断开，变频器故障时闭合，电梯停止运行。
　　X3 O: 减 速开关，电梯靠近停站时此开关闭合，电梯减速运行。
　　SP :强 迫 换速开关，电梯飞车时，此开头闭合，电梯强迫换速。
　　AP K I、 APK、CPK、LSS:安全触板开关组，位于轿门安全触板上。
　　INA 一 nN:A 内指令按钮，用于乘客选层。
　　ISA 一 Sn :A外上呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。
　　IX A一 nx A汐卜下呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。

　　另外 ， 图 中的“a一9”为LED七段显示器a段～9段的发光二极管，图中的“9”是应用于设有地下层的楼房的，当“9”有信号时指层器就会自动显示“负数”表示地下楼层，如:一IF、-ZF等。
　　变频器 、旋转编码器的型号及电动机的型号、功率为:

图2 PLC电气控制电路

　　变频器 : FR一55205一0，75K一CH;
　　曳引电动机:YS一5634W 180w（教学实训用，实际选用功率应相应增大）;
　　旋转编码器:ZSP3.806一40lG50OBZlls一24C（配速比为巧:1的相应减速器）。

4 结束语

　　本文采用三菱FXZN一80MR可编程控制器设计电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。变频器在电梯中的应用，能够准确的执行PLC输出的指令，灵活地控制电机的运动状态。旋转编码器jingque计算出电梯的运动行程，将信号反馈给变频器。利用变频器执行电梯PLC控制系统的运行，将PLC中的驱动程序与变频器的需求响应相结合，实现加载驱动。通过对我院机电一体化实验室电梯实验装置的实践设计与调试证明，将PLC可电气控制电路编程控制器和变频器结合可以有效地实现电梯控制系统 的测试运行，有利于PLC控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。

　包钢带钢厂璇流井水系统是为轧线供生产用水，整个水系统是循环运行的。为保证璇流井内水位保证基本平衡，通过5#泵（110KW）将水池内循环水再抽到外面，防止水溢出。由于原有系统采用软启动启动，不能调节转速，水位的控制依靠人为值守，来通过开阀和关阀来控制。否则在低液位会造成水泵抽真空而损伤泵体（气蚀）；高液位则会淹没水泵房造成停电事故。为此，我们设计变频恒液位控制系统，液位检测采用超声波液位器（百特公司），通过变频器内部PID构成液位闭环，实现液位的自动恒定控制。

1、变频恒液位控制系统构成

　　　系统水泵电机为110KW，四级，转速1480r/min。设计采用EV2000-4T1100P系列通用变频器作为水泵电机控制核心。液位检测采用百特工控公司生产FBSON-Y-05-N系列超声波物位检测仪，供电电源为AC220V，一体式安装。量程大可达到5米，实际检测水位高1.85米。系统原理图附图一至三。

　　　采用一台EC20-1006BRA作简单的继电连锁，除了和旧系统进行连锁（互锁），还有变频器的简单启动和停止及报警。本系统还另外装有一台EC20-1006BRA，通过串口与一台数传电台相通讯（MODBUS）,来实现和另外一个水泵房（净环泵房）实现连锁。当璇流井有高液位报警时，通过PLC及数传电台传送到净环泵房，由操作人员确定水泵的启动和停止（由于二者距离太远，且不适合电缆敷设，所以采用无线数传的方式）。 其中璇流井内PLC设置为主站，净环内PLC为从站。数传电台采用深圳科立讯生产的PT6080无线数传电台是利用先进的单片机技术,无线射频技术,数字处理技术设计的功率较大,体积较小的模块式半双工数传电台,采用SMT新工艺,选用高质量的元器件。抗干扰能力强，精致坚固，结构紧凑，安装方便。数话兼容，数传可优先。RS232、RS485及TTL多种接口可供选择，适应面宽。参见下面原理图：

2、变频恒液位控制参数及工作原理：

2.1 EV2000 通用技术规格：

2.2为实现璇流井内恒液位控制，我们采用给定电位计作为液位给定，反馈采用超声波液位仪（变送输出4-20MA）。通过变频器内部的PID调节器做压力闭环调节。变频器参数设置如下：

FP.01=0 参数写保护选择，全部参数允许改写
F0.00=3 给定为VCI模拟给定
F0.03=1 端子运行
F0.04=0 转向为正向
F0.08=1 负载为风机类
F0.10=15 加速时间
F0.11=15 减速时间
F0.14=1 V/F曲线设定（2次幂，泵类负载特性）
F5.00=1 闭环运行有效
F5.01=1 给定为VCI
F5.02=1 反馈为CCI（注意要做调线改动）,超声波输出
F5.09=20 小给定量对应反馈（4mA ,相对于20mA为20%）
F5.12=0.10 比例增益
F5.13=0.05 积分时间
FH.00=4 四极电机
FH.01=110 功率110KW

变频器内部PID控制框图：

2.3超声波参数设置
a、测量模式选择：距离测量

b、测量范围：0-185cm
c、响应速度选择：慢速
d、安全物位：保持

超声波工作电压220VAC，输出信号为4-20MA

　　　为可靠检测液位，使用超声波变送器必须使其响应速度较慢。这是因为过快的响应速度，会造成外界干扰信号的扰动，使液位信号变化太快，影响了正常的设备运行。降低速度，可以使信号综合平均后输出实际稳定电流信号。
3、实际运行效果

　　　经过现场一段时间的运行，变频恒液位运行效果非常好。当用电位计设定一个液位高度后，变频器以恒液位控制方式运行。当液位设定为70cm，实际检测璇流井内的液位基本在60-80cm之间恒定。当液位低于70cm，变频器频率降低，直到后停止在低运行频率（20HZ）。这是因为如果变频器运行频率过低，水泵的扬程不够，电机功率白白损耗掉，不利于节能运行。设置低运行频率，能够使水泵扬程达到要求（璇流井内循环水不会造成在低的运行功率下导致液位过低而水泵抽真空）。变频器的频率一般在生产的时候达到35-45HZ左右，这样的节能率是非常高的（40%左右），而且恒液位控制大大的降低了操作人员的劳动强度。当由于某种原因造成液位过高时，通过EC20 PLC和数传电台还可以为上级泵站提供信号，实现泵站水系统的连锁控制，保证了正常的生产供水要求，同时也大大地节约了电能（35%以上），为包钢节能降耗工程作了一个工程。


附原理图如下: