基于通用变频器的双匀速电梯的PLC编程技术.pdf

电气技术与自动化 李洪群 基于通用变频器的双匀速电梯的 P L C编程技术 基于通用变频器的双匀速电梯的 PL C编程技术 李洪群 1 ．苏州大学 电子信息学院， 江苏 苏州 2 1 5 1 0 4 ； 2 ．苏州工业职业技术学院， 江苏 苏州 2 1 5 1 04 摘要 介绍 P L C技术在电梯领域的应用； 分析和处理了随机信号的逻辑关系； 提出了双匀速 电梯的P L C编程方法； 实现了当目标位置离当前位置较近时的中速运行和较远时的高速运行 ， 即双匀速运行， 从而提高了电梯的运行效率。 关键词 P L C； 电梯控制 ； 双匀速控制 中图分类号 T HI 2 ； T P 3 1 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 1 - 5 2 7 6 2 0 1 0 0 2 - 0 1 5 8 - 0 3 PLC Pr og r a mmi ng Te c hn o l o g y o f Do ub l e Co n s t a n t - s pe e d El e v a t o r Ba s e d o n Co mmo n I nv e r t e r s LI Ho ng ． q u n’ 1 ．C o l l e g e o f E l e c t r o n I n f o r ma t io n ，S u z h o u U n iv e r s it y ， S u z h o u 2 1 5 1 0 4 ， Ch i n a ； 2 ．S u z h o u V o c a t i o n a l T e c h n o lo g y C o l l e g e ，S u z h o u 2 1 5 1 0 4 ， Ch in a Abs t r a c t Th is p ap er i n t r o du c e s t h e a p pli c a t i o n o f PL C i n t h e ele va t o r f i e l d，a n a l y s e s，pr o c e s s e s t h e l o g i c r e lat ion s o f r an d om s i g n al an d p u t s f or t h a me t h o d o f t h e t wo- s p ee d e l e v a t or PL C pr o gr a mmi n g．W h e n t he ele v a t o r g oe s a wa y f r o m it s c u r r e n t l o c a t io n，it r u n s a t me dium sp e e d，an d whe n it g oe s f a r a wa y it r u n s at h igh s pe e d，t h i s i s c a l l e d d ou b l e c on s t a n t s p ee d，whic h c a n e n ha n c e t h e O p - e r a t i n g eff ic i e n c y o f t h e e l e v a t or ． Ke y wo r ds PL C；e l e v a t or c o n t r ol ；d ou b le co n s t a nt - s p e e d c on t r ol 0 引言 随着城市建设的不断发展， 电梯已成为人们生活中不 可缺少的垂直运输工具。电梯的方便、 快捷、 舒适、 安全 、 可靠、 节能是技术人员和工程师无止境的追求。 电梯是根据外部呼叫信号以及 自身控制规律等运 行的， 而呼叫是随机的 ， 电梯实际上是一个人机交互式 的控制系统， 电梯系统可以涵盖电机拖动技术 、 变频技 术、 P L C技术 、 电工 电子技 术 、 电气 控制技 术、 装配技 术 、 通讯技术 、 工控组态监控技术等。电梯控制系统一 般采用随机逻辑方式。单匀速的电梯当变频器接收到 P L C发出的呼梯方 向信号 ， 变频器依据设定 的速度及 加速度值 ， 启动电动机 ， 达到最大速度后 ， 匀速运行 ， 在 到达 目的层的减 速点 时， 控制器控制变频器 以设定 的 减速度将最大速度减至爬行速度后 ， 停车上下客。双 匀速电梯是有两种匀速运行速度 1 中速 用于楼层 间隔小的时候 比如一楼 到二楼 ； 2 高 速 用于楼 层间隔大的时候 比如当电梯从二楼直接去七楼 ， 途中 没有呼叫 。这种双匀速电梯 需要实 时判断 当前的所 有呼叫， 目标楼层与当前楼层 的距 离是 否满 足高速运 行条件。所以逻辑关 系比单 匀速电梯更 复杂， 控制要 求更具有智能化。从某种意义上来说 ， P L C编程水平 的高低就决定电梯运行状态 的优劣 ， 因此 P L C编程技 术是控制电梯运行的关键技术。 1 双匀速 电梯运行原则 a 接收并登记电梯当前楼层以外的所有呼梯信号 内、 外呼 ， 有当前楼层呼叫则开门； b 根据最早登记的信号， 自动判断电梯是上行还是 下行， 即电梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性 质可分为两种 1 内呼指令定向， 内呼指令定向是把指令 指出的目的层与当前电梯位置层进行比较， 得出“ 上行” 或“ 下行” 结论 ； 2 呼梯定 向， 呼梯定向是根据呼梯信号 的来源位置与当前电梯位置比较， 得出“ 上行” 或“ 下行” 结论； C 电梯接收到多个信号时， 采用首个信号定 向， 并选 出同向信号按楼层顺序执行， 一个方向任务全部执行完后 待机； d 具有同向截车功能。例如， 电梯在一楼 ， 内呼指令 为四楼则上行， 上行中三楼有外呼信号， 如果该外呼信号 为外呼向上 ， 则当电梯到达三楼时停站顺路载客； 如果外 呼信号为外呼向下， 则不停站， 而是先到四楼后再返回到 三楼停站； e 一个方向的任务执行完要换向时， 依据最远站换 向原则； f 响应呼梯信号， 到达该楼层时， 轿厢停止运行， 轿 厢门打开， 延时5 S后 自动关门； g 电梯正在平层时或运行中， 开门按钮和关门按钮 作者简 介 李洪群 1 9 7 4 一 ， 男 ， 江苏苏州人 ， 工程硕士 ， 讲 师 ， 研究方 向 电子与 电气 自动化 。 1 5 8 h t t p ／ ／ Z Z H D ． c h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． c n E - m a i l Z Z H D c h a i n a j o u m a 1 ． n e t ． C I I 机械制造与自 动化 电气技术与自动化 李洪群 基于通用变频器的双匀速电梯的P L C编程技术 均不起作用。平层后电梯轿厢停止运行， 轿厢门和厅门自 动打开， 按关门钮轿厢门关闭， 在关闭过程中， 按开门钮或 人碰着安全触板时轿厢门随即转为开门； h 当电梯响应二层以上层间距时， 电梯高速运行， 接 近响应楼层时降为中速运行。若高速运行中途有新的同 向呼叫需响应， 且楼间距超过两层， 则可中途停靠载客。 2 双匀速电梯的 P L C编程技术 随着 P L C技术的发展， P L C的功能越来越强大 ， 除了 具有很强的逻辑处理能力外， 还有四则运算、 数据处理、 复 杂控制等。P L C完全可以胜任电梯运行的自动控制， 通过 合理的编写控制程序可以使电梯安全、 舒适、 高效地运行， 在人们的生活生产 中发挥重要作用。在电梯的运行控制 中， P L C的编程工作主要是针对各种信号进行逻辑判断和 处理。现介绍一种 P L C的编程方法， 能 自动判断高速运 行条件， 实现电梯的双匀速运行。由于电梯在运行过程 中 各种输入信号是随机出现的， 即信号的出现具有不确定 性， 高层电梯 P L C程序的编写， I ／ O点数多， 信号之间就存 在复杂的逻辑关系， 是对编程人员逻辑思维能力的极大考 验。一般可以分功能编写相关程序 ， 再加以综合。可分为 呼叫登记， 上行、 下行决策， 轿厢停车， 开、 关门控制， 楼层 数码显示， 高速运行逻辑等。现 以八层电梯、 三菱 F X 2 N - 8 0 MR型机为例介绍程序设计过程。对数据寄存器的设 置、 信号综合及优先级排队、 电梯上升下降动作的执行 、 电 梯双匀速运行作介绍。 2 ． 1 数据寄存器的设置 在 P L C程序设计时 ， 首先设置 5个独立的数据寄存 器即当前楼层寄存器 D 1 0 0 、 上升最远寄存器 D 1 0 1 、 上升最近寄存器 D 1 0 2 、 下降最远寄存器 D 1 0 3 、 下降 最近寄存器 D1 0 4 。电梯当前层位置信号与当前楼层号 相对应， 当前楼层号以十进制立即数的形式作为当前楼层 寄存器 DI O 0里的内容被“ 记忆” 保存， 表明电梯 当前所处 的位置如图 1 所示。同理每一个呼梯信号也都对应一个 十进制立即数， D 1 0 1寄存器专 门用来存放正在 呼梯信号 中的要求电梯上行的最远值， D 1 0 2寄存器专门用来存放 正在呼梯信号中的要求上行的最近值。D 1 0 3寄存器专门 用来存放正在呼梯信号 中的要求 电梯 下行的最远值， D 1 0 4寄存器专门用来存放正在呼梯信号中的要求下行的 最近值。例如 电梯轿厢当前在二层 ， 四层有向上呼叫， 六 层有 向上 呼叫 ， 则 D1 0 02 ， D1 0 16 ， D1 0 24 ， D1 0 52 。 D 1 0 5存放当前层到第一停靠站的楼层数 ， 当其值大于等 于 2时， 电梯轿厢高速上升。 2 ． 2 信 号综合及优 先级排队 若某一楼层有呼梯信号 ， 则对应产生一个和该楼层号 对应的呼梯登记信号 ， 并将此信号保持 ， 直到这一信号被 响应后 自动解除。把所有可能使电梯上升 的呼梯信号 这些信号可能是外呼向上信号、 高于当前楼层的外呼向 下信号， 也可能是内呼信号 进行综合， 产生对应楼层的 综合呼梯信号， 然后按照高楼层优先的原则进行优先级排 Ma c h i n e B u i l d i n g 8 Au t o m a t io n ，却 r 2 0 1 0 ， 3 9 2 1 5 8 1 6 0 xo 0 0 X0 0 2 X0 _04 M O一⋯ M 。v ⋯ M 。v K ⋯ 图1 当前楼层寄存器设置 队， 保证上升最远寄存器 D 1 0 1 里存放的立即数始终是 当前呼梯综合的最大值 最远 。如 图2所示 ， 图中 M2 8 ～ M 2 2对应于 82层 的综 合呼梯信号。M 4 0 0 ， M4 0 3 ， M 4 0 6 ， ⋯， M 4 1 8 分别是轿厢在 2 ， 3 ， ⋯， 8层以下。同样把 所有可能使电梯下降的呼梯信号 这些信号可能是外呼 向下信号、 低于当前楼层 的外呼向上信号、 内呼信号 进 行综合， 按照低楼层优先的原则进行优先级排队， 保证下 降最远寄存器 D 1 0 3 存放的立即数始终是当前的最小值 最远 。 I M 2 8 M 4 1 8 卜 MO V K 8 D1 0 1 I I M2 7 M2 8 M4 1 5 H 卜 _ 卜 _ [ MO V K 7 D1 0 1 l M2 6 M2 7 M2 8 M4 1 2 H卜 _ _ _ l 卜 _ MO V K 6 Dl O 1 I I M2 5 M2 6 M M2 8 M4 0 9 H卜纠 _ H卜[ MO V K 5 Dl 0 l l M2 4 M2 5 M2 6 M2 7 M2 8M4 0 6 H 卜 _ 一 ’__ { ， F 一卜 _ MOV K 4 D1 O 1 l M2 3 M2 4 M2 5 M2 6 M2 7 M2 8 M4 0 3 H卜 _ __ F _ _怍 H卜 _ [ MO V K 3 Dl 0 l I M2 2 M2 3 M2 4 M2 5 M2 6 M2 7 M2 8 M4 0 0 H卜 _ 平制’_ 仁 MO V K 2 D1 O 1 l 图 2 上升最远寄存器 的编程 2 ． 3 电梯上升 、 下降动作 的执 行 电梯执行上升、 下降的动作是利用比较指令判断来完 成的。总的原则是把 “ 上升最远寄存器” 里的立即数与 “ 当前楼层寄存器” 里的立即数进行 比较。若 比较的结果 是大于， 则 M5 0得电， 电梯上升 ； 若比较的结果是等于， 则 让电梯处于“ 悬停” 状态。把“ 当前楼层寄存器” 里的立即 数与“ 下降最远寄存器” 里的立即数进行比较。若比较的 结果是大于， 则 M 6 0得电， 电梯下降； 若 比较 的结果是等 于， 则让电梯处于“ 悬停” 状态。为保证电梯“ 顺向执行 完、 再执行反向” ， 一旦电梯在上行 ， 电梯下行的请求被暂 1 59 0 ∞