OMRON风C在电桃位移控制中的应用 1引言 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工 具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯的拉制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为 售号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集意 运行功能，拖动控制则由变频器来完成：第二种控制方式用可编程控制器(C)取代微机 实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大 多选择第二种方式，其限因在于生产规棱较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高：而 PLC可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用C控制变频调速实现电蓬、速度双闭环的 基础上，在不增如硬件设各的条件下，实现电流、速度、位移三环控制： 2硬作电路 PG 高速蛛冲输入 PLCp6o0 000061 应养 TAI 时桃信号一 100051 012-0510 *楼居显小闲 功能信号中 00 -0010 优态信号中 050 PG 050 0114 TA2 图】电路原理图 系统硬件结构图如图1所示，其各部分功能说明如下。 Q1一一三相电源断路图字串7 x1一一电潭控制接触器 2一一负载电机通断控制接触器 V5一一变顿器 8U一一制动单元 B一一能耗制动电阻
OMRON PLC 在电梯位移控制中的应用 1 引言 随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工 具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为 信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选 运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机 实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大 多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而 PLC 可靠性高，程序设计方便灵活。本设计在用 PLC 控制变频调速实现电流、速度双闭环的 基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。 2 硬件电路 系统硬件结构图如图 1 所示，其各部分功能说明如下。 Q1——三相电源断路图 字串 7 K1——电源控制接触器 K2——负载电机通断控制接触器 VS——变频器 BU——制动单元 RB——能耗制动电阻
M一一主拖动曳引电机 21主电路 主电路由三相交流输入、变领驱动、曳引机和制动单元几部分组成。由于采用交直交 电压重变疑器，在电梯位劳负载作用下，制动时回馈的能量不能馈送回电网，为限制系升电 压，采用受控能耗制动方式。 22PLC控制电路 透用OMRON公同C系列6OP型PLC,风C接收米自操抓盘和每层呼梯盒的召唤信号、 轿和和门系统的功能信号以及井道和变频墨的状态信号，轻程序判断与运算实现电梯的集速 控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变顿器发出运行方向、启动、如/减速运行和 制动停梯等信号， 23电流、速度双闭环电路 采用AS4K恤公司的V5616G5C1MRG5A4022变频器。变频器本身设有电流校测装置， 由此构成电流闭环：通过和电机同轴联接的旋转编码器，产生、b两相林冲进入变類器， 在确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。 24位移控制电路 电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘 坐舒适，停靠准确。采用变频调建双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需 进一步改进。本议计正是基于这一想法，利用现有旋转编码馨构成速度环的问时，通过变顿 器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入C的高速计数输入端口 000,通过累计胀冲数，经世式(1)计算出膝冲当量，由此确定电梯位置，电梯位移 h-9字串9 式中一一累计味冲数 5一一脉冲当量 5=lp0/pr)(1) 本系统采用的减速机，其减速比I-1/32,曳引轮直径D,580mm,电机额定转速ned- 1450/min,靛转编码器每转对应的脉冲量p=1024,G卡分频比r=1/18。代入式(1)得 5=1.0mm/脉冲 3程序设计 利用变频器PG卡输出端(TA2.1)将脉冲信号引入PLC的高速计数输入瑞0000，构成 位置反馈。高速计数器(CNT47)累如的脉冲数反陕电惕的位置。高速计数器的值不断地与
M——主拖动曳引电机 2.1 主电路 主电路由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交 电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能馈送回电网，为限制泵升电 压，采用受控能耗制动方式。 2.2 PLC 控制电路 选用 OMRON 公司 C 系列 60P 型 PLC。PLC 接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、 轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选 控制。PLC 在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和 制动停梯等信号。 2.3 电流、速度双闭环电路 采用 YASAKWA 公司的 VS-616G5 CIMRG5A 4022 变频器。变频器本身设有电流检测装置， 由此构成电流闭环；通过和电机同轴联接的旋转编码器，产生 a、b 两相脉冲进入变频器， 在确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。 2.4 位移控制电路 电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求安全可靠外，还要求运行平稳，乘 坐舒适，停靠准确。采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外高性能电梯相比还需 进一步改进。本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频 器的 PG 卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入 PLC 的高速计数输入端口 0000，通过累计脉冲数，经世式（1）计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。电梯位移 h=SI 字串 9 式中 I——累计脉冲数 S——脉冲当量 S = lpD / (pr) （1） 本系统采用的减速机，其减速比 l = 1/32，曳引轮直径 D = 580mm，电机额定转速 ned = 1450r/min，旋转编码器每转对应的脉冲数 p = 1024，PG 卡分频比 r = 1/18，代入式（1）得 S = 1.0mm / 脉冲 3 程序设计 利用变频器 PG 卡输出端（TA2.1）将脉冲信号引入 PLC 的高速计数输入端 0000，构成 位置反馈。高速计数器（CNT47）累加的脉冲数反映电梯的位置。高速计数器的值不断地与
各信号点树应的脉冲数进行比较，由此判断电梯的运行距离、换速点、平层电和制动停车点 等信号，理论上这种控制方式其平层误差可在士1个脉冲当量范围，在考虑减速机齿轮喃合 间佩等机械因素情况下，电梯的平层精度可达5mm内，大大低于国标±15mm的标准，满 足电桃起制动平滑，运行平稳，平层准确的要求。电梯在运行过程中，通过位置信号检测， 软件实时计算以下位置信号：电梯所在棱层位置，快速换速点、中速换速点，门区信号和平 层位置信号等。由此省去原来每层在道中设置的上述信号检测装置，大大诚少并道检测元 件和信号违线，降低成本。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数、快速换速、 中速换速、门区和平层信号5个子程序进行介闲。 31楼层计数 本设计采用相对计数方式。运行前通过白学习方式，测出相应楼层高度琳冲数，对应 17层电梯分别存入16个内存单元DM06“DM21。 楼层计数墨(CWT46)为一双向计数器。当到达各层的棱层计数点时，根据运行方向进 行如1或减1计数。楼层计数程序流程图如图2所示。 极层计数传序 NT47值与楼2 计数脉冲数相词否 N 上行 众 硬层计数器和]层计数器城 回■ 图2楼层计数子程序 运行中，高速计量器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较，相等时发出楼层 计数信号，上行知1，下行诚1，为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数，采用楼层 计数信号上沿触爱极层计数器
各信号点对应的脉冲数进行比较，由此判断电梯的运行距离、换速点、平层电和制动停车点 等信号。理论上这种控制方式其平层误差可在±1 个脉冲当量范围。在考虑减速机齿轮啮合 间隙等机械因素情况下，电梯的平层精度可达±5mm 内，大大低于国标±15mm 的标准，满 足电梯起制动平滑，运行平稳，平层准确的要求。电梯在运行过程中，通过位置信号检测， 软件实时计算以下位置信号：电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平 层位置信号等。由此省去原来每层在井道中设置的上述信号检测装置，大大减少井道检测元 件和信号连线，降低成本。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数、快速换速、 中速换速、门区和平层信号 5 个子程序进行介绍。 3.1 楼层计数 本设计采用相对计数方式。运行前通过自学习方式，测出相应楼层高度脉冲数，对应 17 层电梯分别存入 16 个内存单元 DM06 ~ DM21。 楼层计数器（CNT46）为一双向计数器，当到达各层的楼层计数点时，根据运行方向进 行加 1 或减 1 计数。楼层计数程序流程图如图 2 所示。 运行中，高速计数器累计值实时与楼层计数点对应的脉冲数进行比较，相等时发出楼层 计数信号，上行加 1，下行减 1。为防止计数器在计数脉冲高电平期间重复计数，采用楼层 计数信号上沿触发楼层计数器