时间:2023-05-30 09:25:51
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电梯控制系统,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:电梯控制系统; PLC; 继电器设计; 微型计算机设计
自我国改革开放之后,经济与科学技术的发展,为人们的生活提供了很大的便利。由于城市用地的紧张,各类高层建筑拔地而起,作为唯一的运输设备,电梯已经成为人们长久依赖的出行工具。电梯不仅提升了建筑空间的利用效率,还方便了广大住户的出行。但是,传统的电梯布线程序复杂,经常会引发故障,由于其体积过大,导致修复困难,无法确保电梯安全、顺利运行。因此,电梯系统的设计问题已经成为建筑行业亟待研究、解决的问题。
PLC系统具有强大的功能,将传统系统中复杂的控制线路变得容易操作,布线程序更加精简,不仅如此,还可同计算机进行有效的连接,在解决了传统电梯控制系统中的弊端之后,还可确保电梯运行的可靠性与安全性。因此,PLC电梯控制系统被广泛应用于各大高层建筑领域,具有非凡的发展潜力。本文从多个角度探讨了PLC电梯控制系统的优势与特点,以期为电梯设计领域提供有效的参考与借鉴。
1.PLC 的相关概念分析
所谓的PLC,从专业的角度来看,是一种以微处理机为基础而设计出的一种新型的自动化、数字化控制系统,业内人士将其称之为编程控制器。PLC主要由电源部件、中央处理器、输出接口部件、输入接口部件组合而成。PLC系统具有一定的应用优势,因此广受建筑行业的喜爱与青睐。纵观电梯行业的发展史,我们不难发现,PLC系统备受各界人士的瞩目,随着集成电路及通信技术的长足发展,PLC系统被广泛应用于电梯行业中。采用PLC系统,具有提升电梯运行可靠性、安全性,投资小等优势,所以,其发展潜力巨大。在电梯的运营及最初设计环节,都应给予控制系统这一问题高度关注,因为对于整个电梯而言,控制系统具有决定性的作用。传统的电梯控制系统缺陷极多,譬如说:缺乏可靠性、安全性;容易发生故障且接线程序较为复杂等,这些对系统的运行均会产生负面影响。PLC系统灵活性较高、编程较为简单,降低了故障的发生几率,保证电梯安全、可靠运行,有效解决了传统控制系统中的存在的问题。
2.电梯PLC 的设计思路探讨
2.1电梯PLC系统的设计思路
电梯能否正常运行一般取决于自身的控制系统。因此,在最初的设计阶段,应选择与电梯运行特点相符的PLC系统。PLC是保证电梯系统技术、质量的关键性因素,因此,设计人员应给予其高度重视。一般而言,电梯控制系统是由层站召唤系统、指令系统、电视监控以及电梯控制系统组合而成。在设计电梯控制系统时,明确PLC设计思路是首要工作,按照熊设计要求及相关使用要求进行I /O 接口的分配,随后,来绘制I /O 端子接线图、编制选定PLC系统的I /O 接口分配表,最终设计成专业性、系统性、安全性较强的电梯控制软件。
2.2电梯控制系统的软件开发研究
在具体的开发环节,设计师在编制程序时,一般选择数据比较方法,不仅操作简单,还便于人们的理解。即便是编写几十层高的电梯系统,仍然会采用最精简的程序。在编制电梯开关门控制程序时,应实现到达目的站自动开门、无司机状态自动开门、电梯手动开门与关门等几个功能。在编制电梯系统程序的具体过程中,应充分考虑电梯的运营及安全状况,来选定电梯最终的运行方向,譬如说:在电梯内有司机的情况下,应以电梯所在的方位作为运行方向;在电梯内没有司机的情况下,应按照所处的位置作为运行方向。上述问题均是在开发电梯控制系统过程中设计师应给予高度关注的,从而确保系统安全、可靠运行。
3.电梯PLC 控制系统设计的主要方式分析
3.1信号控制系统
在PLC系统中,电梯信号控制系统基本上均由PLC软件对其进行处理与控制的。历经长时间的发展与应用,PLC控制系统已经代替了传统的机械选层器与继电器设备,增强了电梯运行的可靠性与安全性,降低了引发故障的几率。因此,PLC控制系统广受电梯行业的喜爱与青睐。
3.2拖动控制系统
一般具有交流拖动方式与直流拖动方式两个类型。PLC系统无需作出太大的变动,工作过程的反馈信息与拖动控制情况直接传送至PLC,随后再通过PLC发出拖动或控制信号。现阶段,随着变频器的出现,很多高层建筑均安设了交流调速的电梯,一般涵盖两种形式,即为半闭环控制与全闭环控制。在电梯运行过程中,PLC首先传送给变频器换速信号,随后由变频器来控制主拖动电路,最终完成调速目标。这样的方式不仅便于操作、简单实用,还确保了系统运行的可靠性与安全性。
4.电梯PLC 控制的主要优势探讨
现阶段,业内常见的电梯控制有三种形式,即为微型计算机控制、PLC控制与继电器控制。相对于微型计算机与继电器控制来说,PLC电梯控制系统具有一定的优势,其自动化水平较高,且使用时间较长,提高系统运行的安全性与可靠性。不仅如此,PLC软件的扩展性也较强,不论是小型电梯,还是大型电梯,都可以应用PLC电梯控制系统。
5.结语
现阶段,随着经济水平及科学技术的发展与进步,促使国内的高层建筑越来越多,增加了人们对电梯的需求。通过合理应用PLC控制系统,在确保电梯稳定、可靠、安全运行的同时,还收获了较好的经济效果。并与当前国家推行的绿色、环保发展主题相符,可见其发展潜力巨大。
参考文献:
1控制系统检验的介绍
对电梯而言,控制系统是关键组成部分,不仅关系到电梯的稳定运行,而且关系到电梯的安全运行,所以,做好控制系统的相关检验工作特别重要。作为检验人员,一方面要熟知电梯安全法规,另一方面要了解一系列相关的技术规范,上述两方面是开展检测工作的基础。3电梯检验之中控制系统的问题及解决对策分析由于城市化的进程持续深入,高层以及超高层建筑日益增多,基于这个背景,建筑电梯的数量也呈现出日益增多的态势。若想电梯能够安全稳定地持续运行,应该把相关的检验工作落实到位。在检验电梯控制系统的时候,检验工作者应熟悉检验环节的各种危险源,只有这样,才能确保自身的安全,才能更好并更快地处理好控制系统出现的问题。
1.1电气安全装置方面的检验
现在的电梯已成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。电梯运行情况将会对使用者的生命安全产生直接而严重的影响,所以,社会各界对电梯安全问题无比重视,并将电梯控制系统的检验问题作为重中之重。对于电梯控制系统而言,电气安全装置发挥着十分重要的作用,所以,应做好这方面的检验工作,为电梯安全运行构筑起坚固防线。在电梯工作过程中,不仅要保证其安全性,而且要保证其可靠性,所以,无论是电梯设计单位,还是负责检验的人员,都应该以《电梯制造与安装规范》为准绳对电气安全装置展开科学而系统的检验,检验内容包括以下几项:安全触点以及安全电路继电器,主回路以及制动回路。安全触点的检验。先将电梯置于检修状态,然后对安全触点展开相关检验。第一,检验其标识以及结构。当电梯处于正常工作状态时,安全触点表现为常闭状态,当电梯处于异常工作状态时,安全触点表现为断开状态。第二,检验手动动作装置的性能,确保通过它能将安全电路及时有效地断开。安全电路继电器的检验。先将电梯置于检修状态,再用绝缘工具将继电器触点的外露联动部件抵住,此时,打开一个层门时,门连锁继电器触点不会发生断开现象,但电梯会马上进入停运状态。主回路的检验、制动回路的检验。对主回路电路图进行认真研究,然后确认上述两个回路之中彼此独立的不同接触装置对控制系统的实际影响,具体做法是,用绝缘工具抵住接触器触点的外露联动部件,当电梯处于停止状态时,触点仍旧闭合,而电梯会马上进入停运状态。
1.2强化短路故障的检查
通常状况下,以下情况会造成短路故障:一,电源间短路。该情况下,电路中出现极大的短路电流,继而烧坏熔断器熔体,该类问题相当明显,只要对电路进行简单分析,便能快速找到故障,并将之排除;二,局部电路短路。该情况下,电路中一般不会出现较大的电流,也不会给熔断器造成损伤,其故障通常表现于电梯失控以及个别继电器无法释放这两方面。
1.3进行断路故障的检查强化
断路故障通常包括以下几个方面:一,接头松动;二,开关和接触点无法很好闭合或分离;三,断线;四,元件损坏。对上述断路故障进行检查时,一般需要借助万能表,包括电阻档检测,还包括电压档检测。使用电阻档进行检查时,先要将电源彻底断掉,接下来基于电路原理图展开测量,得出各处的实际电阻值,并根据其大小判断故障的具置。使用电压档进行检查时,应该将电源置于接通状态,接下来基于电路原理图展开测量,得出各段的实际电压值,并根据其大小,判断故障的具置。
2总结
进行电梯检验之时,控制系统的检验是关键中的关键,所以,检验人员应主动了解该部分的常见故障,一旦发现异常,应及时展开检查,并将故障准确而有效地排除,只有这样,才能保障整个电梯系统的正常运行、安全运行。
作者:邵犇单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院
关键词:电梯;电气控制系统;故障分析;排查原则
引言
电梯是由电气部分与机械部分紧密结合的复杂产品,分别由电气控制系统、导向系统、曳引系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、安全保护系统等系统组成。当电梯出现故障停止运行时,每个系统都有可能出现故障问题,据不完全统计,在当前所有电梯故障中,因电气系统问题造成故障就占了将近百分之九十。可见,在电梯电气控制电路的日常工作中,电路容易发生故障,如何及时检修、查找电路故障以及怎样解决,保障设备的稳定运行,这对工作人员的安全和工作效率、电梯电气控制系统的发展以及乘客的生命安全是有效的保障。文章通过对电梯电气系统常见故障问题进行分析,阐述了电梯电气系统中存在的故障问题及排查方法。
1 电梯电气控制概述
现阶段我国电梯电气控制的首要工作是对电气控制系统中安全回路的控制工作。主要表现在,系统中电气安全回路对电梯驱动装置主控电器直接以硬件连接的控制。电梯电气控制电路的形式很多,复杂程度不一,其故障又常常和机械、液压、气压、PLC等系统的故障交错在一起,难以分辨。每一个电气控制电路往往由若干电气基本控制环节组成,每个基本控制环节是由若干电气元件组成的,而每个电气元件又由若干零件组成。但故障常常只是由于某个或某几个电气元件、部件或接线有问题而造成的。尤其是电气安全回路中的门锁触点,经常会因为其他原因,使得门锁触点并没有处在直接控制驱动装置主控电器的电气回路中。所以,我们需要实时监控这种电器的工作有效性。由此可见,关键电器的故障检测与双套独立控制是保证电梯电气控制系统安全的必要手段。
2 电梯电气系统故障的常见类型及其原因
2.1 电气安全回路的故障
所谓电气安全回路,就是在电梯各安全部件都装有一个电气安全开关,把所有的电气安全开关串联,控制一只安全继电器。当安全回路其中的一个电气安全开关断开或者损坏都会导致电梯停止运行。这时要逐步排查每段电气安全回路,直到找出电气安全回路的断开点。安全回路是保障电梯维修人员的安全的必要措施,如维修人员上轿顶维修作业时,首先要按下轿顶急停开关,以确保人身安全。
2.2 门系统联锁回路的故障
为保证电梯必须在全部门关闭后才能运行,在每扇厅门及轿门上都装有门电气联锁开关。只有全部门电气联锁开关都接通的情况下,控制屏的门锁继电器方能吸合,电梯才能运行。在全部门关闭的状态下,到控制屏观察门锁继电器的状态,如果门锁继电器处于释放状态,则应判断为门锁回路断开。排查这种故障的方法是确保在检修状态下,在控制屏分开短接轿门锁和厅门锁,辨别出是轿门部分还是厅门部分故障。如果是轿门部分故障,则重新调整关闭好轿门;如果是厅门部分故障,则在确保检修状态下,短接厅门锁回路,以检修速度运行电梯,逐层检查每层厅门系统是否关闭良好,并确认门系统电气联锁开关接触良好。在修复门锁回路故障后,一定要先取掉门锁短接线,方能将电梯恢复到快车状态。
2.3 控制柜中继电器、接触器等元件损坏引起的故障
由于继电器或接触器的线圈受到较大电流的冲击或者电弧烧蚀时,非常容易造成线圈烧坏,这时通常导致继电器、接触器所控制的整个电气回路不能动作。另外一种情况是,继电器或接触器的线圈没有烧坏,只烧坏其中的某个电器触点,从而导致触点粘连在一起,造成该回路短路;或触点被尘埃阻断或触点的弹簧片失去弹性,就形成了断路。这种电气触点的烧坏,通常造成继电器或接触器该触点所控制的电气回路长期处以断开或接通状态。出现这种状态时是非常危险的,很容易造成电梯的误动作,即该断开时却接通。很多电梯事故就是出于该情况。
2.4 电磁干扰引起的故障
通常设备系统受电磁波的影响会导致其传输性能下降。电梯控制系统中常见的电磁干扰主要有:(1)故障频繁,故障率高且无规律。较严重的情况下,电梯控制柜微机电子板、轿厢等通讯电子板受电磁干扰会造成微机瞬间死机导致电梯急停。对付这种电磁干扰主要是控制柜内部的电源和通讯线的走线的距离要尽可能短,而且不能与高压高频回路动力线一起敷设;(2)旋转编码器的信号线受到干扰,使平层精度不稳定,出现垂直振动,严重时会出现滑梯。针对这种情况,仅凭旋转编码器的信号线屏蔽网还远远不行,我们还应该讲信号线敷设在金属软线管里,并且保证这些金属管很好地接地,才能保证抗电磁干扰的有效性。
3 电梯电气系统故障排查的三个原则
(1)根据“先主电路,后辅助控制回路”的排查原则。当电梯出现故障停止运行时,首先检查三相电源主电路入控制柜,最后入电机是否正常,如果主电路没有异常,再检查各个辅助控制回路。每个辅助控制回路环节出现故障都影响到电梯的正常运行,故排查时要根据故障情况详细排查。
(2)根据“先排查电气安全回路环节,再排查其它控制回路环节”的原则。因为电气安全回路接通是行车的基本条件,也是确保安全的基本准则。
(3)检修时坚持“先行慢车,再行快车”的原则。电梯是一种特种设备,为了确保安全,电梯检修时,如要试运行,必须先试行慢车。如慢车正常,在确认安全的情况下,才可以运行快车。这是电梯维修时确保安全的基本原则。
4 电梯电气系统故障的排查方法
4.1 故障码排查法
目前的电梯大多数都是采用微机控制方式。故查找电梯电气故障也方便直观很多,因为只要在微机面板键盘上按键操作,就能够得出电梯的故障代码,知道故障代码便可知是哪个控制环节出现故障,这样便一目了然,这时只要按照故障码排除该故障即可。
4.2 计算机程序运行排查法
该方法适用于采用单片机或PLC程序控制的电梯。该方法是通过计算机与电梯上的微机接口连接,然后运行计算机上的程序。由于在每次电梯运行过程中都需要循环地经历选层、定向、关门、启动、运行、换速、平层、开门等阶段,这里边的每一步操作都可称为一个工作环节,我们对每个工作环节的控制,都会有一个相应的程序。此类方法主要目的是确定故障的具体出现环节,从而为后续的故障排除指明方向。
4.3 借助万用表排查法
通常可以采用万用表来测量电气电路上的电阻值或电压值,从而排查出电气电路的故障点。
(1)在断电情况下,用万用表的电阻档(R×1档),调零,检查主电路的导通情况。方法:用万用表两个表笔分别探在安装板上的三相电源侧的其中一相(头)和三相电机侧的对应相端(尾),用手动方式把该线路上常开的触头全部造闭合。然后观察万用表的电阻R值:如果R值很小接近零,说明该相电路导通情况良好;如果R值接近∞时,说明该相电路不通;如果R值很大,说明该相电路中间有接触不良的地方。对有问题的那相电路,要查找出问题点在哪。方法是:固定电源侧的表笔不动,然后顺着电路方向依次移动另一表笔,观察R值,逐点查找,直到查到有问题的地方。
(2)在通电情况下,用万用表电压档测量电路的电压值是否正常。如果所测量电压值不符合要求,便可判断出该电气回路存在故障问题,然后再判断是什么原因引起电气电路电压值变化的,是电源不正确,还是电路有断路或短路,还是元件损坏造成的。
4.4 短路法
通常,在电梯电气控制系统中,因为短路导致的故障主要包含两种情形,如果短路情况发生在电源间,那很可以能导致电源产生很强的短路电流,从而可能烧毁熔断器熔体。针对此种情况,我们可以在不接电源的情况下,在安装的线路与原理图一致的情况下,还要用万用表电阻档对控制线路中每条线路的通断情况做检测,短路法主要是检查控制电路是否有短路现象,如果控制线路的回路不复杂就只用此法检查即可。在不接电源的情况下,把万用表旋至合适的的电阻档(R×100档),调零。在检测时,先把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即L1、L2两点(或是FU2的出线点0、1两点处),然后合上控制线路上常开的触点如QS、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1、KT2、KA等元件来模拟控制电路的工作,这样从万用表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。由于故障现象明显,对电路进行分析,即可查出并排除故障。当确定电路中触点是“逻辑与关系”时,如怀疑某些触点有故障,可以用导线把该触点短接,此时通电若故障消失,则证明判断正确,说明该电器元件损坏。例如,怀疑电梯的安全回路中某一个开关损坏,可用导线暂时短接该开关,再慢车试运行电梯。
4.5 断路法
控制电路还可能出现一些特殊故障,当没有指令时,却能够动作,这时就要采用断路法来排查故障。如电梯在没有内召或外呼指令时就停层等,这说明电路中某些触点被短接了,查找该故障的最好办法是断路法,就是把怀疑产生故障的触点断开,如果故障消失了,说明判断正确。断路法主要用于电路中“逻辑或关系”的故障点。
4.6 替代法
根据上述方法,发现故障出于某电器元件或某块电路板,此时可把认为有问题的元件或电路板取下,用所备用确认无故障的元件或电路板代替,如果故障消失则认为判断正确,反之则需要继续排查。例如,当电梯出现故障,线路都确认无误时,有可能是控制柜电路板有问题,这时可以用同型号的电路板更换替代,如故障消失,则判断正确。这种方法通常要与经验互相结合,当维修人员自身有丰富的维修经验时,采用替代法是最方便快捷的。
5 结束语
随着社会的快速发展,电梯的运用也随之快速增长。电梯已经成为我们日常生活中不可缺少的垂直运输工具。保证电梯的安全可靠运行,就是保障我们的生命安全。要求电梯制造企业在设计电气控制系统时,应充分考虑并且增加电梯的各个控制环节的安全系数,应达到不低于电梯标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的相关请求。电梯检验人员在检验过程中,亦应增强对电气控制系统的试验,严格按照GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》相关要求把握好电梯投入使用前的质量关。日常电梯保养维修人员也应严格按照GB18775-2002《电梯维修规范》要求进行维护,并努力在实践中不断总结经验,做到能够熟练判断电梯电气控制系统常见故障,找到电梯电气控制系统常见故障有效的排查方法和确实可行的维修方法。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.GB7588-2003.电梯制造与安装安全规范[S].
关键词: 电梯;PLC;智能控制;研究
中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)53-0027-02
当前,高层建筑电梯在广泛运用的同时,其内部结构也变得更为复杂,传统控制系统不仅故障发生率高且维修难度较大。采用智能控制系统可以摆脱传统系统操控的不足,让电梯的运行状态更为安全可靠。PLC技术的运用使得电梯在运行过程中能严格按照程序指令执行操作,对于系统潜在的安全隐患则能及时监测告警。
1 PLC控制的主要特点
PLC是一种高性能的可编程控制器,主要功能是实现各种逻辑控制,在电气控制系统中的运用十分广阔。就电梯电气系统而言,PLC的运用可以大大缓解电梯装置操控的难度,使得整个系统按理想的状态运行控制。PLC具备的优势包括:
1)结构方面。可编程控制器的结构组成较为简单且操控起来难度小,PLC不会受到外在条件的限制,只要保持正常供电则能创建网络。这种结构特点让PLC在电梯控制系统中的运用更加灵活;
2)传输方面。PLC的数据传输效率较高,由于带宽条件比较稳定,使得系统内部的数据能按照编制好的程序运行。如:电梯中的PLC智能控制系统可以实现数据的稳定传输,让电梯控制信号及时发出操控指令;
3)控制方面。在控制方面,可编程控制器不仅能单独控制使用,也可以和其它网络结构互相连接运行。最常见的则是计算机与PLC的联网控制,将其用于电梯控制系统调配之后,电梯运行更加稳定。
2 电梯PLC智能控制的原理
对于国内现有的电梯PLC智能控制系统,这种操控模式的主要构成是“模糊控制”,也是智能化系统的核心技术,其原理如图1。
图1 电梯控制系统原理框图
与早期的控制系统相比,模糊控制无需很确切地找准被控制对象,也不用创建相应的数字模型,只需根据电梯构造及人员操控经验则可对系统进行调配。如:对于城市高层大厦,在电梯控制中引进PLC智能控制系统后,利用模糊控制方法掌握相关的信息,对系统内部结构进行协调控制。此外,采用模糊逻辑推理控制之后能对电梯的运行状态详细监测,有助于电梯故障的防范处理,保证了系统内各项结构的稳定运行。技术人员通过对电梯PLC智能控制系统改造之后,除了原先的控制程序指令外,也配备了PLC、操纵盘、呼梯盒、井道等常用装置,为智能系统的模糊控制创造了条件。
3 电梯PLC智能控制的运用
对电梯PLC智能控制系统的运行原理及核心技术掌握之后,必须要从现实运用情况对这种系统深入分析,这有助于系统的正常调配控制。电梯PLC智能控制系统主要包括:控制系统、信号控制、变频调速三大块,现根据这3个方面对智能系统研究分析。
3.1控制系统
考虑到提升电梯控制系统的运行效率,在编制PLC操控指令时需采用以“数据传输”为重点的智能电梯控制系统。从电梯运行的状况看,其PLC智能控制流程包括:1)获取信息。利用电梯管理模块的相关功能,对设备上的用户信息及时获取,再利用微处理器把有用的资料存储起来;2)分析数据。根据获取的信息分析建筑楼层,以确定电梯运行的行程大小;3)确定目标。主要是电梯运行的楼层目标,电梯需要运行到的层数具体判断,这样可以准确地输入系统控制信号。
3.2电梯信号
P智能控制系统的电梯信号均是靠PLC程序完成,其逐渐代替了继电器。目前,被输入到PLC的控制信号包括:运行方式、方向指示、到站钟、开关门控制、运行控制、内指令、呼梯、选层显示、井道信息或旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号等。输出控制信号包括:楼层显示、拖动控制信号、门区或平层信号等。每种信号都可以利用PLC编入程序代码,让各项信号的结构被有效控制调配,满足了电梯运行功能的要求。
3.3变频调速
变频调速也是PLC智能控制系统中比较重要的一部分,其主要是为了实现电梯运行转速的调控。如果电梯在日常运行中被其它因素干扰,对电梯上下运行速度会造成较大的变化影响,传感器可及时收获误差值范围,而控制器则能对电梯加以调整控制。经过这样的处理过程后,PLC智能控制系统能自动生成电梯变频调速PLC模糊控制框图,引导了电梯的正常运行。
4结论
总之,控制系统是电梯PLC智能化的核心结构,控制系统运行效率的高低直接影响到电梯的稳定状态。PLC的运用范围更加广阔,在电力、机械、炼钢等行业设备中的控制作用更为显著。PLC的成本低、工期短、可扩展、易管理等特点,使其在各个行业中的运用更加广泛。
参考文献
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关键词:PLC;电梯控制系统;应用
随着国家经济的发展和进步,城市化的进程越来越快,而随着城市化进程的加快,大量的人口进入了城市,城市建筑变得越来越多,但是城市用地面积是有限的,因此,城市中的高层建筑变得越来越多。对于现代化的高层建筑来说,电梯已经成为了高层建筑必不可少的一种垂直运输工具,可以极大的提高高层建筑中人员的移动效率,它的使用已经越来越广泛并且人们对于电梯的依赖程度越来越高,对于现代化的城市来说,电梯可以说是城市文明发展的一个重要的标志。电梯只有配备了良好的控制系统,才能满足人们的功能性需求。对于传统的电梯来说,采用的是一种比较低端的控制方式,即继电器和接触器控制路线,这种控制方法可靠性差,故障率高,并且要经常性地进行维修,在安装的时候占用的空间也比较大,随着技术的进步,这种控制方式已经逐渐被淘汰了。现在使用的是PLC控制系统,它可以很好的解决上面提到的问题,具有较高的可靠性,在操作的时候编程简便,成本可以控制在较低的水平,使用也非常的方便。因此,在现代的电梯控制中,PLC控制系统已经得到了广泛的应用,它使得电梯在运行过程中更加的安全和舒适。
1.电梯控制系统的组成
对电梯进行控制,主要是通过两大部分来实现的,一部分是电力拖动系统,另一部分是逻辑控制系统。电梯在使用过程中主要追求的是一种舒适感,为了达到这个目标,要控制电机的输出转矩,使得通过一定的调速方式,达到满足负载转矩的要求。电梯的拖动系统如下图所示,其中,电梯的轿厢和配重在钢丝绳的两端,钢丝绳跨挂在曳引轮上,电机与减速机构相连,并拖动曳引轮,从而使轿厢实现上下的运动。
逻辑控制系统是由很多电子元器件组成的,包括控制柜、楼层指示等等,它们分别安装在电梯的内外井道以及其他的电梯部件之上。电梯的逻辑控制系统对电梯的拖动系统进行控制,从而使电梯按照既定的程序实现一定的功能。
电梯的电力拖动系统的变化范围比较小,对于一定运行速度和运行载荷的电梯来说,电力拖动系统根据这些参数就可以基本确定下来,但是逻辑控制系统却不同,它有更大的选择范围,要考虑的因素更多,比如电梯使用的地点、承载的对象等问题,只有进行仔细的选择,才能使电梯满足需求。
2.PLC电梯控制系统
2.1 PLC电梯控制系统的基本结构
与其它的控制系统相类似,采用PLC对电梯进行控制,也分为两大部分,即信号控制系统和拖动控制系统,这些控制系统主要由PLC主机、机械系统、层号指示系统、调速系统等组成,控制的核心部分即PLC主机。通过PLC软件可以实现对轿内指令、运行控制、开关门等方面的控制,对于拖动系统,当PLC接收到信号之后,再向拖动系统发出指令,完成相应的动作。
2.2 PLC电梯控制系统的功能。
(1)一台相应功率的电动机控制轿厢的上升与下降,同时各层之间设有上、下呼叫开关;
(2)自动关门待客,当电梯完成所有轿厢指令后而没有收到任何层外呼叫信号时,应实现轿厢的自动关门,并按照调定时间自动关闭轿厢内的照明和通
风设备;
(3)待客自动开门,当电梯在某一层停梯待客时,在层外召唤按钮被按下后,应能自动开门迎客;
(4)内指令记忆,当电梯的轿厢内同时有多个选层指令时,电梯应在调定时间内自动运行,并根据顺序自动停靠车门;
(5)呼梯记忆与顺向截停,电梯在运行中应能记忆层外的呼梯指令,并自动对符合运行方向的召唤进行逐一停靠应答;
(6)自动定向,当轿厢内操纵盘上电梯位置相对于选层指令在不同方向时,电梯应能按先入为主的原则,自动确定运行方向;
(7)自动关门与提早关门,电梯一般停站4~6s应能完成自动关门,若在延时时间内按下关门按钮,门将提前进行关门动作;
3. PLC 在电梯故障诊断中的程序设计与实施
采用PLC对电梯控制系统进行改造,改造后的系统从元器件中提取故障检测信号作为PLC的输入信号,这样PLC既完成了对电梯的控制,又能对电梯运行状态进行实时检测诊断。诊断程序主要由故障采集、故障搜寻、故障分离和故障输出构成。电梯在出现故障后,PLC将其状态从指针寄存器送给输出寄存器并输出,故障便能通过数字显示器上显示的故障信号判断出来。
当送给PLC的某检测信号超过阈值或发生异常变化时,使得PLC内部某一继电器断电,其常闭触点断开使得输出继电器断开,运行电路的电源被切断,电梯因而停运。
4.结语
目前,电梯的控制方式普遍采用两种,一种是采用微机作为信号控制单元,采集电梯系统的信号及功能的设定,另一种是用PLC取代微机实现信号的控制。采用PLC电梯控制系统可实现各种复杂的控制,增加或改变控制功能方便,并且可进行故障自动检测报警提示,使得系统性能更加稳定,电梯运行也更加平稳,使用维护简单,具有良好的经济效益,能达到节能、绿色的要求。
参考文献:
【关键词】新型电梯;曳引机;驱动与控制系统
1.背景
随着经济社会的飞速发展,城市规模随之越来越大,高层建筑与林立的商场成为衡量一个城市经济发展的标准,电梯是现代建筑的重要组成部分,是高层建筑、大型商场、民用住宅楼等必不可少的电气设备,电梯已与人们的工作与生活密不可分,广泛应用在工作、生活的各个方面,例如高层住宅楼的乘客电梯、建筑工地及大型商场的货运电梯、医院的医用电梯等,本文中的电梯主要指厢式乘客电梯。电梯整体系统复杂,一般包括8个主要系统模块:曳引系统、控制系统、驱动系统、重力平衡系统、导向系统、安全保护系统、轿厢系统、门系统,其中主要的硬件系统包括曳引机控制系统、曳引机驱动系统、曳引机系统和电气安全保护系统。
2.电梯曳引机概况
2.1电梯曳引机驱动系统发展阶段
1889年,第一台以直流电动机为动力的升降机在美国纽约市成功安装使用,电力首次应用于升降机系统,成为名副其实的“电梯”,随着平层微动装置及信号控制系统的设计使用,电梯驱动与控制系统逐步进入自动化、智能化控制阶段。电梯的曳引机系统大致经历三个发展阶段:直流电机阶段、交流感应电机阶段和永磁同步曳引机阶段,与之相对应的电梯驱动技术也经历了由直流电机驱动到交流双速驱动、交流调压驱动、交流变频变压驱动的发展阶段。与直流电机驱动相比,永磁同步曳引机驱动系统结构简单、体积小,没有转向器,单机容量不受限制,转动惯量小,动态响应好,易于维护,可靠性高,能耗低、效率高,节约能源。永磁同步曳引机技术日趋成熟,逐渐被国内外电梯厂商所关注,目前已成为普遍使用的电梯动力装置,永磁同步电机能够有效提高能力转换效率,降低能耗,代表着建设资源节约型社会的发展方向。
2.2电梯曳引机主要部件
曳引机系统主要部件包括电动机和制动器,系统其他部件包括曳引轮、联轴器等。曳引机电机是电梯最为关键的部件,是整个电梯的动力来源,目前主要应用永磁同步曳引机作为动力装置。制动器是电梯安全的重要保障,目前电梯制动器主要采用电磁制动器来保障电梯的性能稳定。
3.新型电梯曳引机驱动与控制系统设计
3.1总体设计
电梯是事关人身安全的特种电气设备,在系统设计时,不仅要充分考虑电梯曳引机的驱动功能,同时必须考虑电梯的安全性能,对电梯总体系统进行安全保护规划,保证电梯即使在驱动控制系统出现故障时仍然能够保障乘客的人身安全,避免断齿急坠等重大电梯安全事故的发生,减少经济损失[1]。新型电梯曳引机控制系统的主控制芯片采用数字信号处理器(DSP),能够提升电机的控制性能,保障曳引机系统平稳运行,提高乘客乘坐舒适度。驱动系统采用交-直-交电路设计结构,利用一个逆流模块和一个整流模块交互配合保证曳引机驱动系统稳定可靠运行。曳引机系统采用新型永磁同步电机,作为电梯的动力装置,保证系统安全稳定高效运行。电气安全保护系统控制核心为复杂可编程逻辑器件(CPLD),灵活性强、集成度高,能够对系统动态进行实时监测,有效保护电梯系统安全,保障乘客人身安全。
3.2主要硬件电路设计
新型电梯曳引机驱动与控制系统硬件包括曳引机控制电路系统、驱动电路系统、电气安全保护系统。
3.2.1控制系统电路设计
控制电路系统是电梯系统的指挥中心,负责向系统各个模块部件发出指令,使整个系统高效运行。控制系统电路采用DSP芯片核心处理系统电路,还包括电源控制电路、编码器信号调理电路、传感器信号调理电路等组成部分。电源控制模块对系统电源进行控制,为核心芯片提供稳定电压,保证芯片正常运行,设计时需要降低电源电路的复杂性,提高系统的可靠性。主控制电路以DSP芯片为核心,处理曳引机驱动系统和安全保护系统的信号与命令,DSP核心控制电路设计的合理性和高效性为电梯稳定高效运行提供保障。传感器信号调理电路通过对传感器信号的处理,将传感器监测到的运行信息调理为DSP芯片可以识别的信号,便于主控制系统对系统的运行状态进行判断。通讯电路是控制系统不可或缺的组成部分,负责将实时监测的数据返回上位机,并将主控制系统的命令传送至响应系统,需要保证通讯电路的可靠运行与即时传送[2]。
3.2.2驱动系统电路设计
驱动电路系统负责执行控制系统的指令,起承上启下的作用,实现控制系统对曳引机系统的控制,电路设计以智能功率模块IPM为基础,需要考虑系统的抗干扰能力。
3.2.3电气安全保护系统电路设计
电气安全保护系统是电梯安全运行的保证,设计时采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为系统控制核心,能够对系统动态进行实时监测并做出保护决策,在曳引机电机发生缺相、堵转、过载等情况或控制系统、驱动系统发生故障时有效地保护电梯系统安全运行,避免出现电机缺相运行、机械系统故障、轿厢无法平层、厅门无法打开等情况,避免电机烧毁和轿厢急速坠落等严重事故的发生,保障乘客人身安全。
3.3软件设计
曳引机驱动与控制系统的硬件采用了DSP主控芯片和CPLD器件,设计系统软件时需充分考虑两个处理系统工作的协调性,提高整个驱动与控制系统的控制精度和故障响应处理速度。
4.结语
电梯是事关乘客人身安全的特殊电气设备,为人们的工作和生活带来极大便利。新型电梯采用永磁同步曳引机为主要驱动装置,设计时应充分考虑电梯系统的高效性、安全性、可靠性,保障驱动控制系统性能的同时也保证系统的安全可靠运行,对电梯设计者、制造者和使用者都具有十分重要的意义。
参考文献
关键词:电梯;控制系统;故障诊断
电梯在生活和工作中的广泛应用,给人们带来极大便利,不仅提高人们的生活质量,而且还有利于国民经济的进一步发展。在建筑中应用电梯,关键是安全和舒适,在电梯的运行系统中,控制系统是电梯的核心,决定着电梯的运行质量和运行效率,所以在电梯的维护过程中,加强电梯控制系统的故障诊断对电梯的发展具有重要作用。
一、电梯系统的功能及电梯控制系统
1.1电梯的功能
第一安全,安全对叫交通运输工具来说是最基本的要求,安全性可以保障乘客人身安全,所以在梯技术中安全是关键。第二舒适,在安全基础上满足人心理更高程度的需求,对于电梯而言,舒适性要求在电梯运行中必须平稳,能够让顾客感觉到舒适。第三快速,快速性是针对电梯的速度来说的,随着楼层高度的不断增加,要求电梯能够在最短时间内将顾客送到要到达的楼层。第四高负荷,这一功能要求增加电梯单次的载客量,是对电梯空间提出的要求。
1.2电梯控制系统
电梯控制系统由电梯控制器、变频器、安全回路、电动机驱动电路以及楼层召唤控制等组成,根据对电梯硬件系统的分析可以看出控制系统是电梯运行的核心。电梯系统在功能上有自动关门控制、方向控制、安全保护控制、减速控制等,电梯控制系统的性能直接影响着电梯运行质量,在电梯整个系统中电梯控制系统发挥着重要作用,一旦电梯控制系统发生故障将直接影响电梯的运行。对于电梯系统来说定期进行维护,及时发现故障可以保证电梯运行的质量和效率。
二、电梯控制系统中的故障
2.1电气安全回路故障
电梯控制系统中,将电气安全开关安装在安全部件上可以形成安全回路,这样可以实现使用一个安全继电器进行控制的目的。当把所有安全开关全部接通以后,才能实现电梯的安全运行。电梯停止运行后,无法探测到相关的信号,这时候安全回路中就可能会发生故障,这时电梯维护人员必须对电梯机房中的控制屏幕进行观察,同时检查继电器的运行状态。如果继电器处于释放状态,那么安全故障就一定是发生在安全回路中。在安全回路中如果有安全开关出现损害都会导致电梯停止运行,要想实现电梯的正常运行必须对所有安全回路进行检查。
2.2门系统联锁回路故障
电梯运行是在所有的门关闭以后进行的,这一措施是通过安装电气联锁开关装置实现的。在厅门或者轿门上安装电气联锁开关,接通电源以后,可以控制屏门锁的继电器,实现电梯运行。在将全部的门关闭路断开后,必须保证检修的状态。在电梯控制屏中一般是分为厅门锁和短接轿门锁两种,如果是轿门锁的故障应当采取关闭或者调整轿门的解决措施,如果是厅门故障的话,就要在检修状态下对厅门锁回路进行短接,同时还要对各层厅门系统以及电气联锁开关进行检查。
2.3控制柜中的接触器以及继电器等元件故障
电梯中的继电器一旦受到大电流的冲击很容易造成线圈的损坏,给继电器或者接触器所控制的电气回路造成严重影响,导致电梯无法正常运行。如果线圈没有被烧坏,只是烧掉某个电气的触点,这种情况下会因为触点弹簧片没有弹性或者被尘埃阻断形成短路。当电气触点被烧坏后,会导致控制该触点的电气回路出现故障,这会造成电梯错误运转,造成电梯事故。
2.4电磁干扰故障
电磁干扰是指电磁对电梯设备的传输通道或者系统性能造成的影响,在电梯控制柜中,如果轿厢或者微机电子板等收到电磁干扰就会造成微机瞬间死机,影响电梯运转。针对这一故障必须保证控制柜中各种线路距离尽可能短,同时避免与高频高压动力线接近,在控制柜中所有的通讯电线应当都使用双绞线或者屏蔽线。如果旋转编码的信号线受到电磁干扰,会对平层精度的稳定性产生影响,从而产生垂直振动,严重情况下可能会造成滑梯事故。
三、电梯控制系统故障诊断
3.1故障码排查法
当前电梯基本是采取微机控制形式,所以对电梯控制系统的故障诊断也比较简单,只需要在微机面板中进行简单操作就可以将故障代码显示出来,针对故障代码查找电梯系统控制系统中的问题,并采取有效措施即可。
3.2运行程序排查法
这一故障诊断方法主要是针对使用PLC程序控制中或者是单片机控制的电梯,将微机接入电梯微机接口中,可以实现微机上的程序运行,因为电梯在运行中不同的步骤有不同的代码,所以利用运行程序排查法就是通过编写相对应的代码,确定电梯控制系统中的故障位置。
3.3万用表排查法
万用表排查法是利用万用表测量电路中的电压值或者电阻值,从而找到故障点。万能表检查故障的方法一般是针对断路引起的故障进行检查,包括接头松动,触点以及开关等接触不良带来的故障问题,进行检查中可以使用电压档或者欧姆进行检测。当检测出结构以后对数据进行分析可以判断故障点在什么位置。在断电情况下,万用表的电阻档可以更准确方便的测定电阻中的组织是否正常运行。通常情况下大部分电子元件都是有一个或者多个PN组成的,并且所有的电气元件都有组织,正反向的组织中又存在较大区别,所以即使是各个原件的开关或者连接电路,电路中的阻值都不会是零。所以只需要测定阻值的大小是否与线路要求向符合即可。
3.4短路法
短路故障一般有两种情况,一种是电源间的短路,一种是局部电路短路,电源间的短路会产生比较大的电流,能够让维修人员及时发现,局部短路不会产生大量电流,而且不会影响熔断器工作。在电路中如果确定各个触点的逻辑关系,怀疑是某些触点的问题,应当采用导线短接故障触点,通电后,如果故障解除代表判断正确,可以确定该元件已经被损坏。
3.5电梯智能诊断技术
智能诊断方法常用的基本有两种,一种是模型或者信息融合诊断方法,一种是不依附动态模型诊断方法。前者可以更好的挖掘系统的动态特性,实现实时判断,缺点是系统模型在未知的情况下难以实现。后者诊断方法有故障树方法、模糊诊断方法等,在电梯控制系统故障诊断中有广泛应用。技术的快速发展推动动态模型诊断方法的发展,故障诊断专家系统与神经网络诊断系统应运而生,为电梯控制系统故障的争端提供更加科学的方法,提高电梯故障修复工作效率和工作质量。
结束语:
随着城市化进程的加快,高层建筑越来越多,电梯已经深入人们生活中,与人们生活息息相关。为了满足人们需要,为人们生活提供更高的服务,保证电梯控制系统的稳定性是非常重要的。在电梯运行中维护人员加强对电梯的维护和检查,及时清除故障,降低电梯控制系统故障发生概率。在实际工作中,采取有效的诊断排查方法,快速确定故障点,并采取有效措施排除故障,保证电梯安全运行。
参考文献:
[1]张宏滔.电梯控制系统故障诊断及电梯仿真系统的研究[D].浙江工业大学,2002。
[2]杨洋.电梯控制系统故障诊断专家系统的研究[D].浙江工业大学,2003。
【关键词】PLC;电梯;控制;设计;实现
电梯的运行原理并不是很复杂,它是由外部按钮呼叫结合自身所处的位置响应呼叫,而响应呼叫的系统由一个人机交互系统来进行控制,来决定电梯如何运作。这个人机交互系统并不是简单的由顺序控制或者逻辑控制组成的,而是采用的随机逻辑控制方式进行的控制。
1.基于PLC的电梯控制系统简述
从目前已有的电梯控制系统来看,大致都是采用两种控制方式,其一是运用可编程控制器(PLC)取代微型计算机来进行信号的采集、功能设定以及运行状态的控制。其拥有如下优点:(1)可靠性高, PLC的平均无故障时间(MTBF)一般可达5~5万小时,而且PLC的环境适应性也很强,它能在工业环境下可靠地工作;(2)编程简单,PLC最常用的编程语言是梯形图语言,这种编程语言形象直观,摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式,以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观、方便易学、调试和查错都很容易,不需要专门的计算机知识,便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时,可以现场改变程序,使用方便、灵活;(3)体积小、结构紧凑、安装、维修方便,PLC的体积小,重量轻,便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。可编程控制器不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,同时也照顾到现场电气维护人员的技能和习惯。第二种控制则是采用微型计算机作为信号的控制系统,统一对电梯的信号采集、功能设定以及运行状态进行控制,并根据外部呼叫对电梯进行自动调度。微电脑在电梯控制系统中得到日益广泛的运用,从而取代了传统的数量众多的继电器有触点控制系统,大大缩小了控制柜的尺寸,减少了机房占地面积,这在高层电梯上尤为显著。除电梯安全规范规定的安全保护回路必须由有触点电器元件组成外,其余大部分控制电路都是采用了微电子集成电路。提高了电梯的运行性能和使用效率,减少了乘客的等候时间,使得乘用电梯变得更方便、更快捷。
2.电梯控制系统总体设计与分析
电梯控制系统的基本原理并不是很复杂,电梯控系统是由四个主要组成部分构成的,它们分别是:(1)电梯控制系统;(2)层站召唤系统;(3)电梯监视与指令系统;(4)控制器。其中,电梯控制系统是整个运行控制的基本单元;层站召唤系统是整个控系统在各个楼层设置的人机交互界面的重要组成部分,并且负有收集召唤信号和显示应答的职责;电梯监视与指令系统主要的功能是对电梯内部的状态进行监控和查询,并且负责电梯的参数设置,对电梯进行后台管理等;控制器则是整个是电梯控制系统的一个核心组成部分,它的主要功能在于对每一个层站的召唤信号进行采集,并对此进行分析,按照一定的规则调度各个电梯的工作,使得不同的电梯能够协调运作,从一定意义上来说,电梯的服务性能的优良基本上就取决于控制器的控制策略。
电梯控制器是整个电梯控系统的中心。它的作用主要体现在如下两个方面,第一是通过周期性的与整个系统内部的层站召唤系统的系统交换,分配层站召唤资源,更新电梯的调度规则,最大限度的提高电梯的运行效率;第二是通过接收来自外部的用户指令,设置电梯运行的有关参数,并且根据电梯运行的实际需要,向外部输出有关的信息,以方便专业人员对其进行维修保养和调整。电梯的监视与指令系统的作用主要是监视电梯中的所有电梯的即时运行状态以及轿厢内选和厅外外呼信号的状态,是电梯安全系统的一个重要构成部分。通过电梯的监视与指令系统能够便于专业人员掌握电梯的运行情况,及时的发现电梯的运行问题,消除安全隐患,确保乘客的乘梯安全。一般而言,目前的电梯的监视与指令系统一般都与标准的个人电脑相配备,这样的配置一方面有利于进行操作,同时也能够便于整个系统的升级和维护。
以四层电梯控制为例,设计的电气控制系统主回路原理中,M1、M2为曳引电机和门电机;交流接触器KM1~KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门,从而进行对电梯的控制;FR1,FR2为起过载保护作用的热继电器,用于电梯运行过载时断开主电路;FU1为熔断器,起过电流保护作用。
交通流产生模块是用来模拟轿厢内选信号系统和各个层站厅外外呼系统,仿真产生建筑物内的各种客流需求。电梯中乘客的进入信号模拟生成以后,还要生成乘客的出发层站和目的层站的模拟信号。根据电梯交通流模式和特征,把各个楼层乘客的厅外外呼模拟信号需求转化为出发层站概率,使用0到1之间的随机数来确定乘客的出发层站;把乘客轿厢内选需求模拟信号转换为目的层站概率,依然使用0到1之间的随机数来确定乘客的目的层站。在乘客的出发层站和目的层站确定以后,就可以得到乘客的移动方向。乘客的出发层站和目的层站必须不同。
3.总结
main是程序的组件,它的主要作用在于完成硬件的初始化,并对程序进行调度。TOSBaseM可以完成协议之间的互相转化,并且能够StdControl接口,实现串口和内网协议的初始化,或者对串口和内网协议进行启动和停止,除此之外,它还可以分别实现无线模块和串口的发送及接收功能,其中UART组件的上层加了FramerM组件起到字节流控制作用。
【参考文献】
[1]吴明亮.蔡夕忠.可编程控制器实训教程.化学工业出版社,2005.8.
[关键词]电梯检验;控制系统;常见问题
中图分类号:TU857 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)23-0374-01
1 引言
在我国城市化进程不断加快的情况下,高层建筑数量不断增加。作为高层建筑当中重要的升降设施,电梯对人们的日常出行具有十分重要的意义。随着电梯数量的增加,电梯出现的安全事故也更加频繁,而在电梯检验工作中,也经常会出现一定的问题,其中很大部分是电梯的控制系统发生了问题,对此,就需要能够做好这部分问题的把握,以科学对策的应用做好问题处理。
2 电梯运行常见问题
在电梯运行当中,短路以及断路是经常发生的故障类型。导致该种情况出现的原因,主要表现在电梯线路以及电梯元器件存在损坏或者异常等,如果没有做好这部分情况的及时处理,则可能因电梯没有正常运行导致事故发生,对此,就需要能够做好问题发生原因的把握,更有针对性的做好问题处理。
2.1 短路故障问题
在电梯检验当中,短路故障是电梯控制系统经常表现出的问题类型,也是对电梯正常运行具有较大影响的一项因素。该故障主要是指控制系统当中正常情况下不应当连接的电路,在各类因素的影响下存在连接现象,在使电路当中电阻降低的情况下对电梯的执行程序产生影响,很可能因电梯在运行当中失控导致人员伤亡。
2.2 断路故障问题
断路故障也是电梯检验工作中经常发现的问题类型,其主要是指电梯控制系统正常情况下应当良好连接的电路,在各类原因的影响下因故障发生存在连接不牢固、没有彻底连接的情况。导致该种情况发生的因素有较多,包括有电弧烧毁、接触器触点氧化、焊点虚焊以及螺丝松动等。
2.3 门系统的问题
门系统是一个电梯控制控制系统中十分重要的一个子系统,在电梯运行中,电梯门采用自动开关,主要依靠门系统完成,而门系统的故障也将造成很严重的后果,一方面是机械方面的故障,硬件的接触不良导致系统指令的不正常功能。更重要的方面是电气方面的故障,是众多原因而导致的电路故障,或者其他原因导致接触不良引发的问题,另一方面也有人为的因素,错误的使用,以及工作人员操作的疏忽和错误,都将造成电梯可能出现极大的安全隐患。
3 电梯检验中常见问题解决措施
3.1 加强安全装置管理
在电梯检验工作中,做好安全装置的管理可以说是保证该项工作顺利完成的重要基础。在电梯运行过程中,其需要应用的安全装置有刹车、缓冲器、限位开关、限速器以及安全门等,在电梯系统检验工作中,工作人员需要做好检验流程以及要求的把握,以更为仔细、全面的方式做好安全装置检验。当发现问题存在时,要及时根据问题类型做好针对性的应急处理。在电梯检验工作中,为了避免问题出现电梯出现运行速度超出正常速度的情况,在三层电梯以上部分都需要做好电梯速度控制器的安装,并在安装中做好检验,保证电梯安全钳能够同该控制器具有牢固的连接。在安全装置管理工作中,也需要做好安全门使用合理性的检验,通过对安全门仔细、全面的检查保证其性能一直处于正常状态。
3.2 完善短路检查流程
在针对短路情况开展的检查工作中,做好检查流程的完善是保证短路故障能够得到彻底、及时解决的重点因素。一般情况下,需要从两方面做好短路故障检查流程的完善:第一,要做好电源间短路故障检查流程的完善,通过对电路的全面分析对系统当中存在的电源短路情况进行排除;第二,要做好局部电路短路检查流程的完善,当做好该流程完善处理之后,即使电梯控制系统发生短路,也不会因此对电梯控制系统产生非常大的损伤,能够有效保障工作的顺利开展。一般来说,根据故障类型的不同,可以将短路故障再细分为局部电路短路以及电源间短路两种形式。当发生电源间短路情况时,将因较大短路电流的出现使熔断器出现熔体被烧毁的情况。对于该种情况,其在检查当中较为明显,较易被我们发现。对于该问题,通过对电路的全面分析即能够实现问题的及时发现以及排除。而如果发生的为局部电路短路,如具有触点粘合情况,开关则可能存在没有得到及时释放的情况。在该种情况下,不会产生较大的电流,并不会损坏熔断器,其主要表现为无法释放某一个继电器或者电梯存在失控情况等。针对该种问题,则需要通过继电器的陆续断开实现排除。
3.3 完善断路检查流程
做好系统断路故障检查流程的完善,则能够保证更为有效的实现断路故障的及时解决。在该项工作当中,需要对万能表的应用引起充分重视,通过该设备的应用,能够有效实现故障检测效率的提升。对此,在实际开展电梯检验工作中,工作人员则需要通过万能表的科学应用做好电阻档以及电压档的检测。在电阻档检验方面,工作人员要先将电梯电源断开,之后在联系电路原理图的基础上做好故障检测,根据检测获得的电阻值以科学的方式做好电梯系统断裂故障点的控制。在电压档检验工作中,工作人员则需要联系电路原理图开展电压测量,联系获得的电压值做好系统当中断路故障点的分析与确定。在电梯运行中,其所具有的断路故障主要表现在接触点、开关接触不良,元件损坏以及接头存在松动等。对于这部分故障,需要充分做好电梯控制原理图以及万能表的结合应用,在做好存在故障触点、开关短接的基础上做好故障的排除。
3.4 完善门系统的检查
完善门系统的检查流程,首先水平滑动门是以动力驱动,运行时需设置防夹人的装置,并检验其有效性。另外层门和轿门正常运行中,二者不能出现机械卡组、脱轨等情况。再者电梯门中需设置保证层门自动关闭的保护装置,防止轿厢处于开锁区域外电梯门能开启的情况,层门的自动关闭装置设置需有效及采取一定的保护措施。还有要设置门锁的保护装置,电梯轿厢需在锁紧元件的啮合≥7mm时才能打开,需检验门锁的电气安全装置和设置情况。认真做好检验的工作,有效的防止门系统的故障。
4 结束语
电梯是现今城市发展中非常重要的设施类型,对安全性具有非常高的要求。作为电梯检查人员,要及时发现问题和故障,并能准确做出分析判断,并排除故障,保证电梯的正常运行。要从多方面做好常见问题的把握,更好的指引工作开展。
参考文献
[1] 杨柳.电梯检验中的控制系统常见问题及解决措施[J].科技创业家.2013(02):111-112.
关键词:PLC,脉冲计数,电梯控制系统,集选控制
0引言
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,乘客对电梯运行舒适度的要求也越来越高。目前电梯控制策略常采用PLC和变频器的方法来实现,在硬件上是利用在井道内装设若干个上下换速隔磁板配合每层站装有的楼层感应器来实现,这种方法不仅费工费料,而且各个器件的安装距离不可避免的存在一定的误差,从而影响电梯的运行效率。本文将PLC内部的高速计数器HSC和编码器配合使用,可实现精确定位和测量长度。还可以用来累计比PLC的扫描频率高得多的脉冲输入,利用其产生的中断事件完成预定的操作。论文格式。论文参考网。由于文献[1]和[2]没有对脉冲计数实现速度控制进行详细介绍,本文通过此方式,在不增加任何硬件的情况下,实现了对电梯的位移和速度闭环控制。
1电梯控制系统介绍
1.1PLC电梯控制系统框图
本系统采用集选控制方式,由电力拖动系统和电气控制系统两部分组成。图1为采用S7-200系列PLC控制的电梯系统结构框图。论文参考网。论文格式。
拖动系统主要三相交流电源、变频器、交流接触器K1、K2和主驱动曳引电机M、制动单元BU和能耗制动电阻RB组成。控制系统主要是由PLC收集到的内外呼梯信号,以及变频器反馈给PLC的信号,经程序判断与运算实现对电梯的有效控制。
图1 PLC电梯控制系统框图
1.2脉冲计数原理
从图1可看出,光电旋转器的转轴直接与曳引电动机转轴相连接,当电动机转动时,编码器输出与转角对应的脉冲数,通过累计脉冲数可直接算出轿厢相应的位置行程,进而算出电梯运行过程中轿厢所处楼层位置、确定换速点、上下平层点、开门点和停车点等。
电梯在上下运行时,与电机同轴安装的码盘以与电机同样的角速度转动,产生A、B两路相差90°的脉冲,通过判断A、B的超前滞后关系确定电梯运行方向。假定A相脉冲超前B相脉冲90°时,电机处于正转,对应电梯为上行,则A相脉冲滞后B相脉冲90°时,电机处于反转,对应电梯为下行。旋转编码器根据AB相脉冲的相序,可判断电机旋转方向,并根据AB脉冲的频率(周期)测得电动机的转速,旋转编码器将此脉冲输出给PG卡,PG卡再将此反馈信号送入PLC的高速计数器0的输入端进行脉冲计数。电梯任一位置对应的脉冲数N计算如下:
N=S/s s=ΠLD/Pp
式中: N—脉冲数;
S—楼层任一位置位移,mm;
s—脉冲当量,mm/脉冲;
L—减速器的减速比:
D—曳引机轮绳直径,mm;
P—码盘转移周对应的脉冲值;
p—PG卡的分频比。
1.3脉冲计数应用
为了保证电梯运行的快速稳定,而且能提供给乘客一个舒适的乘坐环境,在电梯启动阶段,速度较低,然后增加到快速运行阶段,既能较快地到达目标楼层,也不会产生较强的不舒适感。论文参考网。所以要确定电梯的换速点。论文格式。
假定本系统中L=1/32, D=580,P=1024,p=1/18,则计算得出s=1.00mm/脉冲。以一个4层的电梯为例,将各个信号点处的位移值所对应的脉冲值,存放在PLC内存单元中。假定每层楼高为2米,上行时换速点为0.8米,电梯上行时各位置点对应的脉冲数如图1所示。
1.1常规控制系统
可编程控制器控制系统及微处理机的单晶片控制系统具有控制系统体积减小、节能、可靠性提高,尤其是对群控、通讯等复杂电梯控制功能更具优越性。可编程控制器(PLC)的程序编辑采用易学易懂的梯形图语言,且具有控制灵活方便、可重复使用、程序记忆体与外部输出容量可弹性扩充、抗干扰能力强、运行稳定可靠、能与电脑连线操作等特点。
1.2信息技术应用的基础
电梯控制系统大部分都是借助电脑的软硬件结构,并搭配各式各样的感应器及预先所规划的复杂的各式操作程序,结合成所谓的人工智能。精准的监控及引导各部电梯的动作,是以模糊逻辑方法为基础。模糊理论是根据不明确的信号,通过近似推理的过程,且经过运算而得到明确的结论,类似人头脑中“过程模糊,结果明确”的思维特征。使用模糊逻辑数学分析统计法,能快速的找出任何时刻最适合的运行模式。文章主要以小型电梯控制系统为例,结合PLC控制技术的特点,提出了一套结合模糊逻辑理论,将推理、判断、决策、控制等的知识思考行为,转化成为知识库及规则库储存于电脑中,再经由模糊理论法(fuzzytheory)以数值计算方法完成推论,实现于此电梯控制系统的视窗化的设计与应用。文章主要是针对电梯等待时间及搭乘时间做一完整分析,并利用可编程控制器(PLC)为控制核心,视窗化图控采用Delta图控软件DeltaScreenEditor,在电脑上直接对电梯做监控引导,再经由电脑与可编程控制器的通讯连线实现完成。本系统是一种机电整合的教材,是电机、电脑与控制工程的融合,所得成果可在机电整合或科学教育中使用。
2模糊控制的理论应用与系统开发
2.1模糊控制的理论应用
模糊控制主要是在直觉和人工经验的基础上,建立所需的知识库,并可看成一组决策法则,根据输入值满足系统条件(归属函数)的程度,给予一个特定值,称作grade(归属度),其范围为0~1。若完全属于系统条件时,其值为1;完全不属于系统条件时,其值为0,是传统的集合;其他属于系统条件中间的,依其所属程度给予0和1之间的任意值,这是属于模糊集合。模糊逻辑(fuzzylogic)设计方法主要可以分为四个部分:即模糊化界面(FuzzificationInterface)、知识库(Knowledge)、模糊推论机构(FuzzyInference)与解模糊化界面(DefuzzificationInterface)。其中,知识库又可分为资料库(DataBase)及规则库(RuleBase)。模糊控制是以语言化控制规则为主体,为了将输入的明确值与语言化的控制规则结合,必须将输入值做模糊化处理以便对应到资料库里语言变量的论域中,再配合规则库及推论机构推导出结果。因结果仍然是模糊值,所以必须再做解模糊化工作,其输出才是明确值。文章中借助每个楼层的传感器作为取样输入,再通过步进电机的驱动模组作为输出控制。该电梯控制系统的每个模糊集合均有语性值代表其模糊含意。利用编辑软件DeltaWPLSot程序化于可编程控制器系统的内部,以达成系统的闭回路控制。
2.2系统架构
系统的硬件架构是由可编程控制器、步进电机及驱动器、传感器等所组成。系统在可编程控制器内部所完成实现的内容,可先定义误差量(E)与误差偏差量(ΔE)两轴,误差量是由软件设定的参考距离与回授距离的差值。误差偏差量的计算是目前误差En减去前一次的误差量En-1,当程序连续执行下,循环一次的时间步距Δt很短时,可视为一个误差偏差量ΔE,或称之为误差微分量ΔE/Δt。
(1)可编程控制器。
系统所使用的控制器是利用三菱公司的产品。该系列PLC在电脑通讯的模式中,其交信资料的类型分别为读取PLC元件及交信资料的交信型式和写入PLC元件及交信资料的交信型式。
(2)步进电机及驱动器。
系统所使用的步进电机及驱动器可完成实现输出距离,提供搭乘者更短的搭乘时间及更精准的楼层距离定位。步进电机的结构不论是PM式、VR式或复合式步进电机,其定子均设计为齿轮状,这是因为步进电机是以脉波信号依照顺序使定子激磁,以数字电压输入来控制其转速及转动方向。就电机驱动原理而言,将其脉波激磁信号依序传送至A相、A+相、B相、B+相则转子向右移动(正转),相反的若将顺序颠倒则转子向左移动(反转)。
(3)传感器。
系统所使用的传感器可完成实现取样输入信号,提供给可编程控制器的输入端,进入控制器内部做运算处理。
2.3实验研究结果
在实验研究中,各个实际楼层相互距离各为14.4cm,加入Fuzzy控制时,可测得的距离分别为14.3cm、14.2cm、14.3cm,未加入Fuzzy控制时,可测得的距离分别为13.8cm、14.0cm、13.9cm,可知经由模糊理论控制可实现精准的楼层距离定位。就楼层搭乘时间而言,加入Fuzzy控制时,可测得的搭乘时间分别为18.6sec、18.7sec、18.6sec,未加入Fuzzy控制时,可测得的搭乘时间分别为19.1sec、19.2sec、19.1sec,可知经由模糊理论控制可实现缩短的搭乘时间。进而,操作者可通过Delta图控软件进行视窗化控制。视窗中的按键,可对电梯控制系统进行模糊逻辑控制设定、楼层控制、楼层距离显示、搭乘时间显示等进行自动化设计。
3结束语
关键词:PLC;变频调速;电梯电气控制系统
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)12-0077-02
随着社会经济的不断发展,高层建筑的出现,让电梯成为了人们日常工作生活中经常接触的运输设备。在用户对电梯的节能、舒适感和可靠性的要求逐渐提升的情况下,基于可编程序控制技术的变频调速电梯的应用,可以让电梯的可靠性得到有效提升。
1 PLC的工作原理和特点
1.1 PLC的工作原理
输入采样、程序执行和输出刷新是PLC的主要过程,完成这三个阶段的任务的过程为PLC的一个扫描周期[1]。对于PLC而言,CPU扫描速度是扫描周期的主要影响因素。在输入采样阶段,PLC会借助扫描方式,依照顺序读入输入程序。并将这些数据存放在I/O映像区的一些特定单元之中。在程序的执行阶段,PLC可以依照由上至下、由左至右的固定费顺序来执行输入程序。在输出刷新阶段,CPU会按照数据在I/O映像区内的状态,对数据不进行刷新,并将数据输出到锁存电路之中。进而在利用输出电路进行驱动外设的基础上,完成PLC的输出工作。
1.2 PLC的主要特点
在对PLC的工作特点进行探究以后,我们可以发现,这一系统是借助软件的作用对电梯进行控制,因而具有可靠性强的特点。由于PLC的外部线路相对简化,因而在对控制系统方案进行调整的过程中,操作人员无需对硬件接线进行调整,结构简单,操作简便的特性就成为了PLC的主要特点。从PLC的应用效果来看,这一技术还具备着运行效率高的特点。
2 电梯变频调速的原理和特点
2.1 电梯变频调速的主要原理
在对电梯供电电源的频率进行均匀性、连续性改变的基础上,对电梯的转速进行改变,是电梯变频调速的主要工作原理。电梯变频调速过程也是对电梯的电动机的最大转距进行调整的过程。恒定转矩负载要求操作人员在进行调速作业的过程中需要让电动机的最大转矩保持不变,这样,电梯变频调速过程也成为了电梯电动机的电压进行调整的过程,变频变压调速就成为了电梯变频调速问题的实质因素。
2.2 电梯变频调速的主要特点
异步电动机是变频调速过程中不可缺少的一大重要工具。体积小、成本低、结构简单和可靠性高是异步电动机的主要特点[2]。这一设备的应用,对电梯变频效率的提升有着积极的促进作用。在电梯电气控制系统中,SPWM和SVPWM技术的应用,可以让变频调速系统表现出控制精度高、动态性能强和调速范围广的特点。
3 PLC控制变频调速系统的设计
3.1 电梯的井道设计
为了在对井道布线进行优化的基础上,对电梯维修工作和保养工作的难度进行降低,在对光电开关进行应用的基础上,对脉冲控制技术在电梯加减速和平层控制工作中的作用进行发挥,可以让电梯电气系统得到一定程度的优化。在一些电梯中,设计人员会对12V旋转编码器进行应用。在编码器与电梯电气系统的主电动机实现同轴相连以后,编码器所产生的脉冲会被直接输入到PLC的高速脉冲技术输入端之中。旋转编码器在电梯井道中的应用,可以对电梯运行的距离信号进行精确计算。这一设备的运用,也可以在对电梯的速度和距离进行测量的基础上,对电梯的运行方向和曳引机的转速进行计算。
3.2 变频器的容量
变频器的容量与曳引机电动机的功率和电梯的自重、额定载重、配重和电梯的速度问题之间存在这一定的联系。在正常工作的条件下,我们可以用以下公式对电梯在上升过程中所需要的功率进行计算:
P2=[(W1+W2-W3)・g+f摩]・v
在这一公式中,P2指的是电梯在上升过程中所需要的功率;W1、W2和W3分别知道的是电梯的自重、额定载重和配重;v指的是电梯的速度。摩擦力的计算公式为:f摩=k・(W1+W2-W3)・g
3.3 变频器制动电阻
电梯负载是位能负载的一种表现形式。再生能量的产生,是这一模式在运行过程中表现出来的主要特点。在电梯电气系统的设计过程中,设计人员需要对变频调速装置中的制动功能进行完善。制动电阻的应用,是对变频调速装置进行优化的一种有效措施。依托制动单元而对作用,以能耗的方式将再生能量应用于制动电阻之中,是变频器制动电阻的主要工作原理。
3.4 电梯的操作方式
在对PLC进行应用以后,电梯轿厢的下行召唤可以在下级选控制登记技术的应用下得到实现。轿厢的上行就可以只应答至顶层的轿厢。自动改变运行方向为下行。为了对电梯的运输效率进行保障,设计人员也需要在对电梯的速度给定曲线进行合理设计。
在换速问题、平层问题、停车问题和楼层显示问题的处理过程中,编码器的输出端可以将脉冲信号引入PLC是高速计数输入端的方式构建位置反馈和速度反馈[3]。高速计数器所累加的脉冲数成为了电梯位置的主要表现。在对高速计数器的值与各个信号点对应的脉冲数进行比较分析成为了电梯运行距离、换速点和自动停车点等信号的主要判断依据。位置信号检测机制的应用,可以让PLC对电梯所在楼层的位置、门区信号和平层位置信号等问题进行判断。这一技术的应用,可以对电梯井道中的信号检测装置的作用进行发挥,这就可以在对井道检测元件和信号连接进行优化的基础上,对电梯电气系统的使用成本进行降低。
相对计数方式是脉冲计数编程方法应用过程中所采用的主要的技术方式。从平层点开始计数到下一个平层点,高速计数器会经历一个复位的过程,也就是说,在对这一方法进行应用的过程中,每一层都是由0开始进行计数的。在这一过程中,楼层数可以存放在另一个计数器之中,这样,在计数器累计到设定值以后,工作人员在高速计数器复位以后,可以从运行方向的楼层计数器加1或减1的方式,对电梯的运行距离进行计算。
4 PLC控制变频调速电梯电气系统的设计思想
4.1 信号控制系统
在变频调速电梯电气控制系统中,PLC软件是实现电梯信号控制的重要因素。图1中所示的内容就是电梯信号控制系统的主要组成部分。
从图1中所示的内容来看,运行方式选择、运行控制和安全保护信息等内容是输入到PLC的控制信号所涉及到的主要内容。
4.2 PLC控制系统设计
信号控制系统和拖动控制系统是PLC控制系统的两大主要组成部分。从上文中的图片来看,PLC主机及相关的机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘等硬件设备是这一系统中不可缺少的设备类型。
4.3 变频器自学习功能的应用方法
自学习设置可以让变频器在工作过程中保持最佳状态。在参数设置工作完成以后,参数自学习功能会成为曳引机的一大主要功能。在曳引机制动轮与电机轴相脱离的情况下,电动机会处于空载状态。在这个时候启动电动机,变频器会对电动机的有关参数进行自动识别和存储。变频器也可以利用已经识别到的参数,对控制算法中的有关参数进行调整。这种在自学习状态下产生的参数往往是与变频器相匹配的最佳参数,这样,在电梯电气控制系统中,变频器和以Udine主电机进行最优化的控制。
5 结语
在电梯技术日趋完善的时代,PLC在电梯电气控制系统中发挥的是逻辑控制器的作用。它是电梯电气系统进行信号输入、程序处理和信号输出的核心要素。也是电梯各个部件之间的信号交流的保障性因素。对电梯的井道设计等内哦荣的优化,可以让电梯电气系统的自身性能得到有效提升。为了对电梯的运营安全性进行保障,PLC控制系统在电梯系统中的应用问题依旧要进行不断的研究。
参考文献
[1]钱良楚.基于PLC控制的交流变频调速电梯系统探讨[J].数字技术与应用,2013,07:15-16.