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本文以八层电梯模型为研究对象，基于PLC、变频器、触摸屏和组态技术，完成了电梯的控制系统、人机界面系统和远程监控系统，对于机电、自动化、电气、楼宇智能化等专业的学生和电梯维护人员而言，具有重要的理论意义及实际应用价值。
关键词：PLC、变频器、触摸屏、组态技术
0 引言
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种迅捷、高效、安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具。本文研究了电梯的控制系统、人机界面系统和远程监控系统，对实现电梯系统的智能化进行了有效地探索。
1 电梯PLC、变频器控制系统设计
1.1 PLC程序设计[1]
图1PLC程序流程图
1.2 变频器调速系统设计[2]
1.2.1 电梯调速的基本原理
根据电机学理论，交流电动机的转速公式为
n=60f (1-s)/p
式中n为转速，f为定子的电源频率，P为磁极对数，s为转差率。
1)改变电机磁极对数P可以改变电机转速，这是交流双速电梯采用的调速方法。
2)通过调整定子绕组电压大小来改变转差率、，以达到调速目的，这是交流调压调速电梯采用的调速方法。
3)用变频器改变定子电源频率f也可达到调速目的，但是f最大不能超过电机的额定频率。
1.2.2 变频调速电梯的工作原理
变频调速电梯的速度调节平滑，具有十分良好的乘坐舒适感，并且能降低电动机的起制动电流，与其他类型交流调速系统相比，运行效率高、节能效果显著。
变频调速电梯控制系统，用PLC处理电梯的内呼/外呼召唤信号、开/关门信号等，通过逻辑运算，形成变频器运行必须的控制信号，例如正/反转信号、多段速度信號、停止信号，以及楼层显示信号、方向信号、门机构驱动信号等。VVVF变频器与PG构成闭环矢量控制系统。变频器还具备转差补偿功能、转矩补偿功能及“S”曲线特性。转差补偿功能对电梯的空、满载时上、下行速度稳定非常有利，可以避免超速或欠速运行。例如电梯正常速度为50Hz(以频率表示)，空载上行时，速度较平衡时快，转差补偿为-0.5Hz，满载上行时，速度较平衡时慢，转差补偿+0.5Hz，从而保证在各种状态下运行速度基本一致。转矩补偿功能对满载起动时的转矩提升非常有效，能达到正常值的150%。而“S”曲线特性可防止启动、换速或停止时对乘客的冲击力，可以使乘坐舒适感大为改善。此外，变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对系统维护亦非常方便、实用。
2. 人机界面系统设计[3]
触摸屏又称为图形操作终端，也简称为GOT，它是一种电子操作面板，在其屏幕上可进行开关操作、指示灯、数据显示、信息显示等。触摸屏作为一种新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。本系统中，采用三菱F940型触摸屏，在人机界面的设计中采用三菱公司的GT Designer Ver.5软件完成整个系统的人机界面设计，实现相关电梯轿厢内选功能。触摸屏设计界面如图2。
图2 触摸屏设计界面
3. 远程监控系统设计[3]
组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面系统和监控管理系统的工业上位监控软件。可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。使现场的信息实时地传送到控制室，保证现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。PLC与组态王软件联合应用，可组成较为流行的监控系统。
八层电梯程序调试成功是整个监控系统正常运行的前提。监控系统设计时要结合PLC程序，变量设置与PLC的I/O分配一一对应。用北京亚控公司的组态王软件，设计电梯监控系统主要包括进行设备配置、设计图形监控界面、构造变量数据库、建立动画连接、运行调试等几方面。监控界面如图3。
图3 监控界面
4 结束语
随着PLC控制在我国电梯行业的广泛运用以及电梯远程监控技术的不断摸索研究和积极提升，本文做了积极有益的探索。在本文中设计了基于PLC的电梯控制系统，变频器的调速系统，触摸屏的人机界面系统和组态王的监控系统。
参考文献
[1] 瞿彩萍主编 PLC应用技术（三菱）北京：中国劳动社会保障出版社，2008
[2] 宋峰青主编 变频技术 北京：中国劳动社会保障出版社，2010
[3] 肖明耀主编 PLC原理与应用北京：中国劳动社会保障出版社，2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：PLC、变频器、触摸屏、组态技术
0 引言
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进，电梯作为一种迅捷、高效、安全、可靠的垂直运输设备，成为了人们不可缺少的运输工具。本文研究了电梯的控制系统、人机界面系统和远程监控系统，对实现电梯系统的智能化进行了有效地探索。
1 电梯PLC、变频器控制系统设计
1.1 PLC程序设计[1]
图1PLC程序流程图
1.2 变频器调速系统设计[2]
1.2.1 电梯调速的基本原理
根据电机学理论，交流电动机的转速公式为
n=60f (1-s)/p
式中n为转速，f为定子的电源频率，P为磁极对数，s为转差率。
1)改变电机磁极对数P可以改变电机转速，这是交流双速电梯采用的调速方法。
2)通过调整定子绕组电压大小来改变转差率、，以达到调速目的，这是交流调压调速电梯采用的调速方法。
3)用变频器改变定子电源频率f也可达到调速目的，但是f最大不能超过电机的额定频率。
1.2.2 变频调速电梯的工作原理
变频调速电梯的速度调节平滑，具有十分良好的乘坐舒适感，并且能降低电动机的起制动电流，与其他类型交流调速系统相比，运行效率高、节能效果显著。
变频调速电梯控制系统，用PLC处理电梯的内呼/外呼召唤信号、开/关门信号等，通过逻辑运算，形成变频器运行必须的控制信号，例如正/反转信号、多段速度信號、停止信号，以及楼层显示信号、方向信号、门机构驱动信号等。VVVF变频器与PG构成闭环矢量控制系统。变频器还具备转差补偿功能、转矩补偿功能及“S”曲线特性。转差补偿功能对电梯的空、满载时上、下行速度稳定非常有利，可以避免超速或欠速运行。例如电梯正常速度为50Hz(以频率表示)，空载上行时，速度较平衡时快，转差补偿为-0.5Hz，满载上行时，速度较平衡时慢，转差补偿+0.5Hz，从而保证在各种状态下运行速度基本一致。转矩补偿功能对满载起动时的转矩提升非常有效，能达到正常值的150%。而“S”曲线特性可防止启动、换速或停止时对乘客的冲击力，可以使乘坐舒适感大为改善。此外，变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对系统维护亦非常方便、实用。
2. 人机界面系统设计[3]
触摸屏又称为图形操作终端，也简称为GOT，它是一种电子操作面板，在其屏幕上可进行开关操作、指示灯、数据显示、信息显示等。触摸屏作为一种新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。本系统中，采用三菱F940型触摸屏，在人机界面的设计中采用三菱公司的GT Designer Ver.5软件完成整个系统的人机界面设计，实现相关电梯轿厢内选功能。触摸屏设计界面如图2。
图2 触摸屏设计界面
3. 远程监控系统设计[3]
组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面系统和监控管理系统的工业上位监控软件。可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。使现场的信息实时地传送到控制室，保证现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。PLC与组态王软件联合应用，可组成较为流行的监控系统。
八层电梯程序调试成功是整个监控系统正常运行的前提。监控系统设计时要结合PLC程序，变量设置与PLC的I/O分配一一对应。用北京亚控公司的组态王软件，设计电梯监控系统主要包括进行设备配置、设计图形监控界面、构造变量数据库、建立动画连接、运行调试等几方面。监控界面如图3。
图3 监控界面
4 结束语
随着PLC控制在我国电梯行业的广泛运用以及电梯远程监控技术的不断摸索研究和积极提升，本文做了积极有益的探索。在本文中设计了基于PLC的电梯控制系统，变频器的调速系统，触摸屏的人机界面系统和组态王的监控系统。
参考文献
[1] 瞿彩萍主编 PLC应用技术（三菱）北京：中国劳动社会保障出版社，2008
[2] 宋峰青主编 变频技术 北京：中国劳动社会保障出版社，2010
[3] 肖明耀主编 PLC原理与应用北京：中国劳动社会保障出版社，2009
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。