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载重升降机PLC控制系统设计

1电机控制

一、控制要点

为了保证升降机在低速时能有足够大的转矩，所以采用带转速反馈的矢量控

制方式。

在启动方式上为了在吊钩上升时消除传动间隙，所以要将钢丝绳拉紧起来，

所以应采用S型起动方式。

制动方式上采用机械制动的方式，此方法在电机突然失电的情况下可以主动

进行机械制动即电磁抱闸的方式，对电梯进行抱死，

图3-3机械制动主回路图

从图3-3中可以看出在升降机运行过程中，如果突然断电，电机就会抱死，

这样可以有效保证乘坐升降机的人的人生安全。

2变频调速方案

变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系

n=60f（1-s）/p

（式中的n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；

通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。

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变频器主要是通过改变给电机供电的三相电压的频率，来实现给电机进行调

整转速的目的。可以是升降机在上行或则下行时，需让电机改变转速来达到迅速

上升，平层时能及时减速。使升降机上升下降运行过程中达到跟舒适的乘坐目的。

虽然变频器调速是无级的，可以用外接电位器来进行调速，但是为了在调速

时的操作方法能够基本和原来的拖动系统操作方法上相同。所以，采用左、右各

若干挡转速的控制方式，

所以在调速方案上可以直接根据台达变频器的设置说明，给定正常正反转2

个端口。根据实际需要设定相应的高速和低速2个端口的值。实现平稳经济运行，

舒适，安全的乘坐的目标。

4硬件设计

升降机的硬件系统由门厅信号、PLC、变频器、调速系统等构成。变频器只完

成调速的功能，而逻辑控制部分则通过PLC来实现。PLC负责处理各种信号之间逻

辑关系，PLC在向变频器发出信号的同时，变频器也会将自身的工作状态反馈给

PLC从而形成双向联络的关系。此系统还需要制动电阻，当升降机减速运行时，电

动机就会处于再生发电状态，会向变频器回馈电能，制动电阻就用于抑制直流电

压的升高。

4.1变频升降机电力传动系统

升降机驱动机构动力来自电动机，一般会选11KW或15KW的异步电动机（原

则上由不同的载重能力来选用不同的功率的电机）。曳引机的作用有三个：一个是

通过变频器进行对升降机上升下降的调速，二是起到驱动曳引钢丝绳，三是在升

降机停车时通过抱闸等方式实施制动。为了加大升降机的载重能力，升降机轿厢

的另一端则加装了配重装置，配重的重量的是根据升降机载重的大小来决定的。

这种驱动机构就可以使升降机的载重能力大大的提高，在升降机空载上行或

空载下行运行时，电动机的负载最大。所以为了满足乘客在乘坐升降机时的舒适

感，就要求电动机在各种负载情况下都能有良好的调速性能并且能够准确停车。

所以为了能够满足这些要求利用变频器来控制电动机是最合适的。变频器不但可

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以提供非常良好的调速性能，而且能大量节约电能。所以变频器调速在升降机的

控制系统中使用非常广泛。

4.2升降机PLC的I/O接线图

图4-1为PLC的外部I/O口的接线图

图4-1外部I/O口接线图

从上图中可以看出我们在设计上，除了需要合理分配PLC控制系统的I/O接线

口，而且还在轿厢的驱动电机上做了一个电磁抱闸的设计。防止在电梯突然断电

的情况下出现安全事故。在变频器上，连接了4个多段速端口，分别是控制电机

正转、反转、高速指令端口以及低速指令端口。这样就可以良好的通过变频器控

制轿厢平稳的上下运行。

4.3机型选择及I/O分配

由于课题要求选用三菱FX2N系列产品。所以首先要列出被控制对象输入输出

的设备和名称，并根据需要统计输入输出点数，最后根据统计出的数据，要增加

10%～20%的可扩展的余量。最终才能确定输入输出点数的估计数据。

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4.4输入的模块选择

PLC的输入模块主要是用来检测来自现场各种