李坤;邵泽强;陈庆胜
【摘 要】本系统采用两台 PLC 和两台变频器组成的协同控制系统来控制2个11层的电梯，两台 PLC之间采用欧姆龙的 PLC 进行1：1链接通信交换信息，共享厅外召唤信号、楼层信号和运行方向信号，实现这两台电梯的协同控制。小学生论坛
【期刊名称】《安徽电子信息职业技术学院学报》
【年(卷),期】2012(000)006
【总页数】6页(P31-35,98)
【关键词】协同控制;电梯;可编程控制器;串行通信
寿星图
【作 者】李坤;邵泽强;陈庆胜
【作者单位】中国科学院研究生院 计算与通信工程学院, 江苏 无锡 214000; 无锡机电高等
职业技术学校 自动化工程系, 江苏 无锡 214028;无锡机电高等职业技术学校 自动化工程系, 江苏 无锡 214028;无锡机电高等职业技术学校 自动化工程系, 江苏 无锡 214028
【正文语种】中 文
【中图分类】TP202
随着建筑物向大型化和高层化发展，往往需要在建筑物内安装两台或多台电梯，如果电梯各自独立运行，就很难提高运行效率，必然造成很大的能源浪费，而且，给电梯的集中管理造成了较大的困难。两台电梯协同控制最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个层楼的厅外呼梯信号，并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。据一些资料数据显示，电梯并联后的运送能力提高了30%左右。减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间，因而在上、下班客流量的高峰时段，乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯协同控制后，电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗［1］。
一、设计思路鸡西大学学报
本系统采用两台PLC和两台变频器组成的协同控制系统来控制2个11层的电梯，两台PLC之间采用欧姆龙的PLC进行1：1链接通信交换信息，共享厅外召唤信号、楼层信号和运行方向信号，实现这两台电梯的协同控制。控制程序根据这两台电梯的运行状态、运行方向、轿厢和轿梯信号的位置，以“最短候梯时间”为原则来决定由哪台电梯响应呼梯信号。在分析电梯控制功能的基础上，给出系统的组成框图，详细阐述该系统的功能和硬件、软件的设计方法设计该协同控制的电梯系统，并编写控制程序。
二、系统的硬件设计
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（一）PLC 的选型
本设计的对象为11层的两台交流电梯。两台的硬件完全相同。在设计程序之前，首先必须进行PLC的I/O点的估算，才能进行PLC选型。湖北大学学报
1.输入点估算
11层电梯的轿内按钮为11个。厅外上行呼梯按钮为10个，下行呼梯按钮为10个，轿门开关按钮2个，开关门到位传感器各1个，光幕传感器1个，消防按钮1个。上下极限开关各1个。
轿厢上光电开关3个，超载传感器1个，检修开关1个，变频器状态信号8个，合计为50个左右的输入点，如果考虑上20%的系统余量，总共需要60个左右的输入点。
2.输出点的估算
厅外七段码显示需要9个输出点，厅外上下行显示需要2个输出点，厅外呼梯信号显示需要20个输出点。变频器指令信号大约15个。开关门接触器2个。轿内指令显示需要11个输出点。合计60个输出点。考虑到20%的系统余量，总共需要72个左右的输出点。输入输出点合计为132个。
3.选型
在综合考虑各方面的因素后，采用欧姆龙CQM1H-CPU21型PLC作为电梯的控制器。最大支持256个输入输出点，CPU单元带有RS232C通信口，支持1:1PLC-LINK功能。通信最大距离为15m这对于两台电梯并联控制已经足够了。PLC控制系统结构框图如图 1所示：CQM1H具有 1：1PLCLINK通讯功能，通过RS232C通信口可以组成1:1PLC-LINK通讯系统。PLC-LINK不占用I/O位，不会减少系统的I/O点数。在1：1PLC-LINK系统里，两台PL
C之间可交换几十个字的数据。PLC-LINK系统则使用自动轮流查询方法，它不需要特别的指令与程序，只对RS232C通信口进行设置,数据交换便可自动完成。两台PLC之间通过RS232C口进行1:1PLC-LINK链接,一方作为主站,另一方作为从站。2台LC通过1:1PLC-LINK链接。利用各自的LR数据区交换数据,实现信息共享,其通信系统如图2所示。
图1 PLC控制系统结构框图
图2 通信系统
主站和从站的LR区分为两部分:写入区和读出区,每台PLC的写入区对应另一台PLC的读出区，它的读出区对应另一台PLC的写入区,每一方只能向自己的写入区写数据,不能向读出区写数据。当一方把数据写到写入区的某一通道时,另一方读出区的相同通道会自动地写入同一数据,PLC从读出区读出另一台PLC写入的数据，实现了相互之间的数据交换[2]。如图3所示。
图3 数据交换
4.通讯参数的设置
CQM1H使用CPU单元内置RS232C口建立1:1PLC-LINK前，要在PLC的DM设定区对通讯端口设法in个参数。CMQ1H建立1:1PLC-LINK时，应将DIP开关的5脚设置为OFF，并需要在DN6645中进行设定。使用1:1PLC-LINK时要设置通讯模式连接字，位11～08仅对主站有效。
（二）变频器选型
本设计选用了安川VS-67GL5型变频器，通过合理的配置、设计和编程，可以达到电梯专用变频器的控制效果。这是本设计的特点之一。VS-67GL5变频器具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合电梯类负载频繁变化的场合。其中VS-67GL5为PG速度控制卡,DI08为数字速度参考卡，DO-08为数字输出卡。制动单元或制动电阻的作用是可将电机在减速过程中产生的再生能量以耗能的形式消耗在制动电阻上,从而发挥变频器的制动性能以及缩短变频器的制动时间,以提高变频器制动能力,确保曳引电机能在设置的时间内快速停车。
（三）变频器的曲线设置
重建城镇电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，舒适度指标往往是选择中的一项重要内容，根据大量的研究和实验表明，人身可接受的最大加速度a<1.5m/s2,加速度变化率p<3m/s2。电梯的运行曲线按加速度可划分为三角形、梯形和正弦波形。由于实现正弦波形加速度曲线较为困难，而三角形曲线最大加速度和在启动及制动段的转折点处的加速度变化率均大于梯形曲线，故很少采用。梯形曲线容易实现并且具有良好的加速度变化率指标，保证电梯按理想的给定速度曲线运行，以改善电梯运行的舒适感，因此使用非常广泛。梯形曲线又称为S字特性曲线。通过S字特性运行，实现曳引机平滑的加减速。要实现S曲线功能，需要对变频器的一些重要的参数进行设置，如启动时间、加速时间、减速时间、爬行频率等等。通过参数设置，安川公司的VS676-GL5变频器可以具备启动、制动任意调节的S字特性曲线。
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