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1、 摘要 现代社会中电梯应用广泛 电梯控制技术比较复杂 然而由于电梯系统的不完善导致故障、 事故频繁发生 所以需要研究更好、更安全的电梯控制 技术电梯的主要硬件构架 电梯的轿厢与对重通过 滑轮构成一个近似平衡 的系统 通过放置在顶部的电动 机控制电梯的启动、运 行及制动 电梯的门系统是由放置 于门顶的小电机连接传 感器加以控制 当门打开或关闭到一定 的程度，限位传感器便 返回一个信号，通过这 个信号处理器控制电机 ，使得门系统停顿在开 或关的状态 电梯的定位系统 电梯每一层的定位依靠的是各层的减速和平 层传感器。 当电梯快要到达目的时，减速传感器反馈信 号，由逻辑控制使电机减速。 电梯到位时，平
2、层传感器起作用，继而控制 电梯停下 平层后依靠电机的裕量，缓冲到该层实际停 靠的位置 各传感器位置调节得当的话，则电梯可以很 精确的定位到需要的位置 实际系统中使用光电传感器， 所以把传感器放置于电梯门系 统上，而各层只需放置相应的 铁片。这样可以节省传感器的 数量，节约开支 电梯的状态显示系统 本电梯作为模型只在楼顶用数 码管和上下箭头来指示电梯的 实际运行状态 电梯的召唤系统 分别有厢内召唤和厢外召唤 两类召唤信号并不独立，结合电梯的运行状态和现位置状 态，目的是达到一般楼层电梯的控制要求 也就是说电梯下一步怎么动，依据就是电梯的召唤信号结 合自身现状态 电梯的安全系统 在电梯的顶部和底部
3、分别有两个 限位器，通过PLC编程把这几个 传感器串入系统，这样可以保证 双重保险保证电梯不会脱轨 电梯调速的必要性 电梯要投入实际应用必须能对电梯加以调速 ，使其在不同状态下切换运作 电梯系统的机械特性 电梯的最大转矩要求变化不大，机械特性要 求较硬，而且从舒适的角度来讲电梯调速需 要是无级调速，因此使用变压变频调速的方 法交流变频调速 从基频向下变频调速 保持E/f=常数，此种调速方法最大转矩为常 数，与频率无关，并且最大转矩对应的转速 降落相等，也就是不同频率的各条机械特性 是平行的，硬度相同。 保持U/f=常数，可以证明此种调速方案近似 为恒转矩调速方式。 从基频向上变频调速 当频率升
4、高时，转矩越小，最大转矩对应的 转速降落为常数。升高频率保持U不变时， 近似为恒功率调速方式 高性能的变频器 为使电梯调速转矩恒定，尤其是在低频段附 近。实际使用的变频器在低频段加了一个补 偿，这样在整个频段转矩都能保持恒定变频调速的特点 从基频向下调速为恒转矩调速方式； 从基频向上调速为近似恒功率调速方式 调速范围大 转速稳定性好 运行时净差s小，效率高 频率f可以连续调节；变频调速为无级调速电梯控制又是一个逻辑控制系统，对于电梯的 逻辑控制使用工业上广泛应用的可编程控制器 PLC,本模型使用三菱的FX2N系列PLC PLC的主要特点 1. 高可靠性 2. 丰富的I/O接口模块 3. 采用模
5、块化结构 4. 编程简单易学 5. 安装简单，维修方便 6. 数据控制 7. 通信和联网 8. PLC还有许多其它模块，适用于各种特殊控制要求 PLC工作原理 扫描技术 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三 个过程，即输入采样、用户程序执行和输出 刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个 扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以 一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。程序主要设计方法 初始化归位 由于电梯系统是一个精确的定位系统，所以 在PLC控制电梯运行前必须了解电梯的初始 状态。由于上次电梯停止运行的不可测性， 本程序使用初始化脉冲M8002线圈对程序进 行初始化。 初始化后电梯门系统关
6、闭，对高速计数器置 零，轿厢归位到第一层。 模块化设计方法 由于电梯的逻辑控制相当复杂，所以本控制 程序采用模块化的方法，对电梯控制的几个 主要环节（目标定位、运行控制、开关门控 制、召唤控制、初始化环节等）分开编程。 使程序可读性好、容易维护。 变址跳转的编程技巧 PLC的程序跳转时容易出错，尤其是变址跳 转，不过恰当使用的话也可以达到事半功倍 的效果。由于电梯的目标定位相当复杂，需 要考虑电梯位置、运行状态、内外召唤信号 等诸多因素，使用了变址跳转后反而使程序 简单明了。不仅节省了很多判定线圈，而且 使程序的主体部分在一段很短的代码种方便 调试。 编码器并行监控 由于电梯的安全性要求相当高
7、，所以实际电 梯中并不只是一套系统在运作，在这个模型 中也有编码器用于校验电梯位置。使用高速 计数器对编码器计数，程序初始化时设置好 每层对应的高速计数器值，当电梯运行到这 一层时，如果此时计数器值相比预设值误差 较大，则说明两套系统中必有一套出现问题 ，程序控制电梯立刻停止运行，避免事故发 生。程序中几点注意 由于PLC采用扫面技术，在编程初期并没有 注意到很多命令应该使用脉冲触发形式，导 致出现很多错误。如MOV后改用MOVP,INC 改用INCP 初始化归位并不是直接向下停靠到底层 由于没法知道哪个信号才是底层减速、平层 信号，所以初始化时电梯向下运行，直到限 位传感器反馈回信号。由于此
8、时电梯已经越过底层，所以只有重新 向上运行直到停靠到第二层。为了是初始化 到底层，电梯向上到二层后接着重新向下返 回到一层。总结和展望 电梯是一个精确的定位控制系统，电梯的定位是接 收到减速传感器信号后，变频器调节电机低速运行 ，此后再有平层信号的话，电机便停止运转，使电 梯停靠到该层。为此需要调节各层的减速、平层铁 片，使电梯最后每次都能很精确的停靠在该层 同时电梯又是逻辑控制系统，要控制好电梯必须要 使用优秀的程序。防治程序冲突尤其重要，一定要 通过各种情况下的调试，这样才能保证电梯的正常 运作 未来的电梯除了要达到完美的控制效果外，更注重 发展多台电梯的协调控制，电梯之间的通讯可以使 用FX系列的32CC-Link模块。通过微机参与调控使 整个系统达到运输协调最优化。多台电梯群控作为 现代先进控制系统，其和智能楼宇系统等大型控制 系统等将结合的更加紧密。 未来的电梯的发展方向是： 精确控制和更加安全控制化 系统高度集成化（即多台电梯的群控） 协调人工智能化谢谢观赏
