河南质量工程职业学院是经河南省人民政府、国家教育部批准成立的，目前国内唯一一所以培养技术监督、质量检测类高级应用型人才为主的公办高等职业院校。
学院位于中原工业名城——平顶山市，现有南北两个校区和一座大型校办工厂，占地58.5万㎡，建筑面积27.7万㎡。学院设有食品与化工系、经济与管理系、信息工程系、机电工程系、建筑工程系、法政系、五年制大专部、基础部、社会科学部、成人教育部等6系4部和食品检验、农产品检验、商品质量检测技术、机电产品质量检验、工程监理、工商管理（质量监督与信息管理方向）、会计、物流等27个专业。学院面向全国招生，现有普通类在校生11000人，电大开放教育和远程教育在校生5100人。
学院基本教学设施完备，教学手段先进，实验设施齐全。现有食品微生物、计量、电工电子、化工等54个实验室；拥有图书资料、电子图书共计68.07万册；建有完备的校园信息交换系统，形成了先进的数字化校园环境，初步实现了教育、学习和办公现代化。
学校正门 学院投资5300万元建设了校办工厂——平顶山市城市生活垃圾无害化处理厂，是平顶山市的重点环保项目，现已投入试运行，并成为重要的学生实习基地。学院凭借在食品检测方面的科研优势，经由国家质量监督检验检疫总局批准，承建了“国家食品安全检测科研中心”，该项目建成后将填补河南省国家级食品安全检测实验室的空白。
学院现有教职工710人，高、中级职称和“双师型”教师410人，其中副高级以上职称的138人，研究生以上学历的教师151人。学院坚持以教学带科研，以科研促教学，全院教师近三年中在国内学术刊物上发表论文3960篇，完成科研成果206项，科研课题117项。
学院以科学发展观统领全局，确立了 “精、特、实”（办学规模不求大，求精；专业设置不求全，求特色；培养学生不求层次高，求实用）的办学理念，以市场为导向、以就业为目标、以能力为本位，形成了融理论教学与实践教学、学历教育与资格培训为一体的教学体系。
学院办学机制灵活，对外交流广泛，除与国内多家高校和教育机构开展合作外。学院还与多家大型企业建立深层合作关系，实施“订单式”培养，给毕业生提供大量稳定的实习和就业岗位。
学院将秉承“质量重于泰山”的校训，全面落实科学发展观，积极实施“质量立校、特色兴校、人才强校、创新荣校”战略，努力使学院成为培养质量技术监督类高级应用型人才的摇篮、实用技术研究和成果转化的基地，为行业发展和地方社会经济进步做出新贡献。
学院现面向全国17个省（自治区）招收参加2009年全国统一高招考试的应往届高中毕业生，凡成绩达到我院录取分数线，第一志愿填报我院，身体条件符合国家规定录取标准、在招生计划允许的条件下，优先录取。
学生在校学习期满，成绩合格，即颁发教育部统一电子注册承认学历的毕业证书，由毕业生就业主管部门办理就业报到证。
欢迎广大考生报考我院！
平顶山河南质量工程职业学院挺不错的。
河南质量工程职业学院是全国唯一以质量教育和质量服务为主要特色的高等职业院校。学院位于河南省平顶山市，是河南省骨干高等职业院校、河南省职业教育品牌示范院校、河南省优质高等职业院校、现代学徒制省级试点院校。
拥有纸质图书37.38万册、电子资源约8000G（图书资源1800G,课程综合资源6200G）；建成了功能完备的校园网、数字化校园平台、管理信息系统、智慧教室、网上教学平台等信息系统，实现了教学、管理和服务的现代化。
师资力量：
现有普通类全日制在校生11000余人，成人类在校生9000多人；学院现有教职工799人，拥有高、中级职称438人，其中教授、副教授168人，具有博士、硕士研究生学历、学位教师378人。
以上内容参考：河南质量工程职业学院官网——学校简介
河南职业技术学院
毕业设计（论文）
题 目PLC和变频器在电梯里的应用
系（分院）机械电子工程系
学生姓名 梁 雷
学 号 06112036
专业名称 电气自动化技术
指导教师 熊 新 国
2009 年03月 03日
河南职业技术学院机电系（分院）
毕业设计（论文）任务书
姓 名 梁雷 专 业 电气自动化技术 班 级 061班
毕业设计（论文）
题 目 PLC和变频器在电梯中的应用
毕业设计（论文）选题的目的与意义
随着时代的发展，社会经济环境的整体提升，电梯在人们生活中的发展空间也越来越重。由于电梯是载人的起重设备，要求可靠性系数特别大，要能最大程度地满足乘客的舒适感，现大多选用变频器和PLC的电梯控制系统来满足客户对电梯的服务质量的要求。因此在此以PLC和变频器在电梯中的应用为题来做一篇论文，希望能学习和巩固专业知识。
毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）
陈家盛：《电梯安装原理及安装维修》，机械工业出版社2006年版。
刘载文：《电梯控制技术》，电子工业出版社1996年版。
王仁祥：《通用变频器选型与维修技术》，中国电力出版社2004年版。
毕业设计（论文）工作进度计划
2008年12月1日 接受《毕业论文任务书》，根据要求在图书馆查阅相关书籍并通过互联网收集相关资料
2008年12月2日~ 2008年12月31日 整理收集到的资料，写初稿
2009年1月1日~ 2009年1月31日 交初稿，并在老师的指导下修改和完善初稿
2009年2月1日~ 2009年3月5日 进一步完善后，交定稿
接受任务日期 2008 年 11 月 20 日
要求完成日期 2009 年 03 月 03 日
学生签名：
年 月 日 指导教师签名：
年 月 日
系（分院）
主任（院长）签名：
年 月 日
毕业设计（论文）指导教师评阅意见表
姓名 梁雷 学 号 06112036 性 别 男
专业 电气自动化技术 班 级 061班
毕业设计（论文）
题 目 PLC和变频器在电梯中的应用
评
阅
意
见
成绩 指导教师签字 年 月 日
毕业设计（论文）答辩意见表
姓 名 梁雷 学 号 06112036 性别 男
专 业 电气自动化技术 班 级 061班
毕业设计（论文）
题 目 PLC和变频器在电梯中的应用
答辩时间 地点
答辩
小组
成员 姓 名 职 称 学历 从事专业
组 长
成 员
秘 书
答
辩
小
组
意
见
答 辩 成 绩：
答辩小组组长签名：
年 月 日
PLC和变频器在电梯中的应用
梁雷
摘要：本文针对PLC和变频器在电梯中的应用，介绍了PLC和变频器在电梯控制系统中的应用及控制特点，并对电梯的驱动系统和控制系统做了一定的介绍。力求让大家对现代电梯的驱动和控制系统个了解，并明白PLC和变频器如何实现在电梯中的应用和其控制的特点。
关键词：电梯 变频器参数设置 PLC
引言
随着科学的进步，社会经济环境的整体提升，电梯在人们生活中的发展空间也越来越重。由于电梯是载人的起重设备，要求可靠性系数特别大。要求可靠性系数特别大，现大多选用变频器和PLC的电梯控制系统来满足客户对电梯的服务质量的要求。本论文着重介绍变频器和PLC在电梯控制系统中的应用和控制特点，另外还有电梯驱动系统、控制系统和硬件软件的介绍，都有重要的实用价值。
一、电梯驱动系统介绍
（一）、电梯的电力驱动系统对电梯的起动加速、稳速运行、制动减速起着决定性作用。驱动系统的优劣直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精度、乘座的舒适感等指标。
（二）、由于变频变压技术逐步成熟，因此使用变频变压(VVVF)调速系统控制的电梯也投入使用这种系统驱动的电梯其额定速度已越来越高，而利用矢量变换控制的变频变压系统的电梯的额定速度可达14m/s。它们的调速性能都已达到了直流电动机驱动电梯的水平，并具有驱动控制设备体积小、重量轻、效率高、节省能源等优点，成为当前最新的电梯驱动系统。
二、控制系统介绍
控制系统主要由PLC、变频器及旋转编码器组成。可编程控制器(PLC)负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起、停等信号，同时变频器也将工作状态信号送给PLC，形成双向联络关系，它是系统的核心。变频器实现电机的调速。本文所选用的安川VS-616G5通用变频器可实现平稳操作和精确控制，使电动机达到理想输出。为满足电梯的要求，变频器又要通过与电动机同轴连接的旋转编码器和PG卡，完成速度检测及反馈，形成闭环系统。旋转编码器与电动机同轴连接，对电动机进行测速。旋转编码器输出A、B两相脉冲，旋转编码器根据A、B脉冲的相序，可判断电动机转动方向，并可根据A、B脉冲的频率测得电动机的转速。旋转编码器将此脉冲输出给PG卡, PG卡再将此反馈。
（一）、硬件系统组成
控制系统包括信号采集和PLC控制两部分。
(1) VS-616G5变频器具有自学习功能，在使用矢量控制时，变频器能自动设定、电动机铭牌范围的电动机参数。由此从变频器专用电动机到通用电动机都可以进行矢量控制运行，电动机可最大限度地发挥作用。VS-616G5可使用PID控制功能实现简单的追踪控制，使用脉冲发生器等速度检测器时，不管负载大小变化都可使其速度保持一致，更保证了电梯零速制动抱闸的要求。
(2) 旋转编码器(PG)的选择。
本文根据电梯平层精度要求选择PG。根据GB1058/T-1997电梯技术条件中的要求，运行速度为0.5m/s调速电梯的平层精度为±15mm以内。而平层精度与钢丝绳的松紧度，平层干簧管的位移，PLC的输入脉冲数有关。前二者为机械因素，而PLC的输入脉冲来自于脉冲监视输出。考虑PLC的自身频率，为保证输入脉冲的正确性，设定PG脉冲监视输出分频比F1-06功能码为16，既PG输出脉冲的1/16作为PLC的输入脉冲。为尽可能在PG参数上来保证平层的精度，以1mm误差计算。齿轮箱减速比K为61:2，曳引机直径D为0.65m，采用半绕式2:1绕法，N=2，电机每转一圈电梯上下行程:
L=3.14×D×K×1000/N(mm)（1）
代入式(1)求得L=33.5mm
PG参数=33.5×16=536p/rev。根据PG解析度的分类，选用解析度为600的旋转编码器。本文采用增量式圆光栅编码器, 它将测得的转速脉冲反馈给变频器，形成闭环控制。
(3) 由于电梯是载人的起重设备，要求可靠性系数特别大，为最大程度地满足乘客的舒适感，使用VS-616G5的带PG矢量控制，将测速脉冲反馈给变频器，提高控制精度;为配合脉冲记数和平层精度，选用三菱公司FX2N系列可编程控制器PLC，其X0-X1端子可采取高速脉冲，满足了系统记数，达到准确平层的要求。
当电梯检修时，方式是点动运行方式，PLC向变频器发出方向和检修运行信号，装置按预先编好的速度指令向电动机输送点动频率(10Hz)的交流电，作上、下慢速运行。
当电梯正常运行时，PLC向变频器发出快速命令和方向信号，系统按预先编入的频率指令沿理想曲线上升至满速(45Hz)运行。当需要减速时，PLC断开高速指令，输出按理想曲线下降至停止，在降速过程中，由于系统的惯性作用，将动能通过能量回馈装置消耗在制动电阻上，因此曳引电动机不会发热，可以不用强迫冷却风机。变频器内部带电流反馈和速度反馈。电梯的速度通过脉冲编码器反馈回变频器，当实际速度高于或低于给定速度时，变频器会自动调节输出电压(电流) 和频率，使两者相等，从而达到理想的运行状态。
（二）、软件部分说明
(1) VS-616G5参数设置如下表1所示。
表1 VS-616G5参数设置
参数 名称 设定值 说明
A1-02 控制方式选择 2 不带PG矢量控制方式
B1-01 频率指令选择 1
B1-02 运行指令选择 1
B1-03 停止方法选择 0
B1-04 反转禁止选择 0
B2-01 零速电平选择 0.1HZ
B2-04 停止时直流制动时间 L0S
C1-03 加速时间2 2.0S
C1-04 减速时间2 2.0S
C2-01 加速开始时S型曲线时间 0AS
C2-02 加速完了时S型曲线时间 0AS
C2-03 减速开始时S型曲线时间 0AS
C2-04 减速开始时S型曲线时间 0.6S
C5-01 ASR比例增益1 5
C5-02 ASR积分时间1 3S
D1-09 检修速度 200rpm
E1-01 输入电压设置 380V
E1-04 最高输出频率 50HZ
E1-05 最大电压 380V
E1-06 额定电压频率 50HZ
E1-09 最低输出频率电压 0
E2-01 电机额定电流 按电机铭牌设置
E2-02 电机额定滑差 按电机铭牌设置
E2-03 电机空载电流 按电机铭牌设置
E2-04 电机极数 按电机铭牌设置
F1-01 PG常数 根据旋转编码器铭牌设置
F1-02 PG短线检测时的动作选择 0
F1-03 超速时的动作选择 0
F1-04 超度偏差过大时的动作选择 0
F1-05 PG分频比 根据电机极数设置
要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。编程的重要依据是系统的工作过程。电梯的一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。电梯运行方向确定后，在关门信号和门锁信号符合要求的情况下，电梯开始起动运行, PLC正转(或反转) 及高速信号输出有效，电动机从0Hz到50Hz开始起动,起动时间为1.5S，然后维持高速(变频器参数设置，D1202=50Hz)一直运行，完成起动及运行段的工作。在接近目标楼层时，相应的接近开关动作，给PLC输入换速信号，PLC撤消高速信号输出，同时输出爬行信号。爬行的输出频率由变频器参数设置(D1203=6Hz)。从高速的频率到爬行速度的频率的减速时间也是1.5S，当达到6Hz的速度后，电梯就以此速度爬行。电梯到达目标楼层时, 给PLC输入平层信号，PLC撤消正转(或反转)及爬行信号，电动机从爬行频率减速到0Hz, 减至0Hz后，零速输出点断开，通过PLC抱闸自动开门。
（2） PLC部分程序清单
0 LD M8000
1 AND C10
2 DMOV K3431 D303
11 DMOV K6557 D305
20 LD T11
21 SET S1
23 LDI T11
24 RST S1
26 LD M8000
27 OUT C235 K8888888
32 LD Y010
…………
33 RST M8235
875 DZCPP D305 D307 C235 M64
892 LDI X020
893 AND M65
894 AND M151
895 MOV K3 D230
900 LD M151
901 OUT T50 K50
904 LDI M151
905 OUT T51 K10
908 LD T50
909 OUT M152
910 LD M50
911 OR X005
912 RST M151
913 LD X004
914 OUT Y043
915 END
(3) 电梯变频调速系统PLC的I/O分配如下表2所示。
表2 电梯变频调速系统PLC的I/O分配
输入地址：
一层限位行程开关SQ1 X0
二层限位行程开关SQ2 X1
三层限位行程开关SQ3 X2
四层限位行程开关SQ4 X3
一层上行请求开关1 X4
二层上行请求开关2 X5
三层上行请求开关3 X6
四层下行请求开关4 X7
一层上行请求开关1 X10
二层上行请求开关2 X11
三层上行请求开关3 X12
四层上行请求开关4 X13
极限开关SQ5 X14
极限开关SQ6 X15
输出地址：
电梯上行 Y0 Y2 M正转
电梯下行 Y1 Y3 M反转
三、控制系统特点
（一）、采用优先级队列
根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列: 上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。
（二）、用检测逻辑控制
当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号(有呼叫请求时，相应寄存器为l，否则为0)，如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器进行比较，如相同，则在该楼层减速停车;如果不相同，则将该寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。
（三）、采用先进先出队列
根据电梯的运行方向，将同向的优先级队列中非零单元(有呼叫时此单元为七零单元，无呼叫时则此单元为零)送入寄存器队列(先进先出队列FIFO), 利用先进先出读出SFRDP指令，将FIFO第一个单元中的数据送入比较寄存器。
（四）、对变频器的灵活控制
PLC根据控制的要求，可向变频器发出正向运行、反向运行、减速以及制动信号，再由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。
（五）、可靠的系统工作状态
当系统出现故障时，PLC可向变频器发出信号，则避免了更大事故的发生。
结束语
以PLC和变频器为核心的电梯控制系统可根据客户的要求对以往的电梯控制系统进行改造，这不仅避免了旧系统的诸多缺点而且更加节约能源。本控制系统具有先进、可靠、经济的特色。
参考文献：
①陈家盛：《电梯安装原理及安装维修》，机械工业出版社，2006年版。
②刘载文：《电梯控制技术》，电子工业出版社，1996年版。
③王仁祥：《通用变频器选型与维修技术》，中国电力出版社，2004年版。
