PLC在电梯控制中的创新应用与三环控制解析

"电梯控制, PLC, 变频器, 电流闭环, 速度闭环, 位移控制, 脉冲计数, 西门子S7-200系列, CPU221, YASAKWA VS-616G5CIMRG5A4022" 在电梯行业中，PLC（可编程逻辑控制器）扮演着至关重要的角色，它确保了电梯运行的高效、安全和舒适。随着城市建筑的高度不断提升，电梯已经成为日常生活中不可或缺的一部分。PLC在电梯控制中的应用有两种主要形式：一是使用微机进行信号控制，配合变频器进行拖动控制；二是采用PLC直接实现信号控制。这两种方式在性能上并无显著差异，但PLC因其高可靠性、程序设计的灵活性而更受青睐。 硬件电路方面，系统通常包括制动单元、能耗制动电阻和主拖动拽引电机。例如，使用西门子S7-200系列的CPU221作为PLC，该PLC接收并处理来自操纵盘、呼梯盒、轿厢和门系统以及井道和变频器的信号，实现电梯的集选控制。同时，它还负责向变频器发送运行指令，如运行方向、启动、加/减速和制动。 在控制环节，PLC不仅实现了电流和速度的双闭环控制，还创新性地加入了位移控制。变频器（如YASAKWA的VS-616G5CIMRG5A4022）内置的电流检测装置构成了电流闭环，而旋转编码器则通过脉冲计数实现了速度闭环。旋转编码器与电机轴同步，提供实时的速度反馈。 为了达到乘坐舒适和停靠精确，电梯运行曲线的优化至关重要。理想的运行曲线应保证电梯在提升和下降过程中保持平滑。位移控制是实现这一目标的关键。通过变频调速的双环控制，结合旋转编码器，PLC可以通过高速计数输入端口收集脉冲，并根据脉冲当量计算电梯位置。脉冲当量的计算涉及到减速机的减速比、拽引轮直径、电机转速和编码器脉冲数等多个参数。 例如，如果减速比l为1/20，拽引轮直径D为580mm，电机额定转速ne为1450r/min，编码器每转对应脉冲数p为1024，PG卡分频比r为1/18，那么脉冲当量S可以通过公式（1）计算得出，即S=1.6mm/脉冲。这样，PLC就能准确地监测和控制电梯的位移，从而实现精细化的运行控制。 PLC在电梯行业的应用体现了自动化技术的先进性和实用性，它使得电梯控制系统更加智能化，提高了电梯运行的安全性和乘客的舒适度。通过优化电流、速度和位移的控制策略，PLC确保了电梯能够按照预设的理想运行曲线平稳、准确地工作，提升了整个电梯系统的性能。