PLC变频器在货物升降机系统中的应用

杨跃宗

传统的升降机普遍采用交流绕线式异步电动机转子串电阻调速方式，电阻的投切用继电器-接触器控制，这种控制方式的缺陷明显，不但制动和调速换挡时的机械冲击大，调速性能差，外接电阻能耗大，而且接线复杂，经常出现故障，安全性差。

基于上述的缺点，现在利用PLC及变频器对升降机的控制系统进行改造。电动机采用结构简单、价格低廉的三相笼型异步电动机，并可实现升降机启动时缓慢升速，制动时缓慢平稳停车，还可实现多挡速度的程序控制，在中间的升降过程加快，货物上下传输快速、平稳、安全。

1货物升降机的基本结构及控制要求

升降机的升降过程是利用电动机正反转卷绕钢丝绳带动吊笼上下运动来实现的。升降机一般由电动机、滑轮、钢丝绳、吊笼以及各种主令电器等组成，其基本结构如图1所示。SQ1~SQ4可以是行程开关，也可以是接近开关，用于位置检测，起限位作用。吊笼的升降过程是一个多段速控制过程，要求有一个由慢（10到快，然后再由快到慢的过程，即启动时缓慢升速，达到一定速度后快速运动，当接近终点时，先减速再缓慢停车。

1.1上升运行。当升降机的吊笼位于下限位SQ1处时，按下提升启动按钮SB2，吊笼以较低的第一速度（10Hz）平稳启动，当运行到预定位置SQ2时，以第二速度（30Hz）快速运行，等到达预定位置SQ3时，升降机开始降速，以第一速度（10Hz）下降运行，直到碰到上限开关SQ4处，实现平稳停车。

1.2下降运行。当升降机的吊笼位于上限位SQ4处时，按下下降按钮SB3，吊笼以较低的第一速度（10Hz）平稳缓慢下降运行，当下降到预定位置SQ3时，以第二速度（30Hz）快速下降运行，等到达预定位置SQ2时，升降机开始降速，以第一速度（10Hz）下降运行，直到碰到下限开关SQ1处，实现平稳停车。

1.3急停状态。当升降机在运行过程中发生紧急情况时，可按下急停按钮SB1，升降机会停留在任意位置。

2货物升降机控制系统

2.1货物升降机控制系统的组成。货物升降机自动控制系统主要由三菱FX2N-32MR系列可编程序控制器、三菱FR-A740变频器和三相笼型异步电动机组成，控制系统电气原理图如图2所示。由于升降机在下降过程中会发生回馈制动，所以变频器需外接制动电阻。

2.2变频器参数设置。①电动机参数设置。为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。Pr.80为15kW，Pr.81为4极，Pr.82为15A，Pr.83为380V，Pr.84为50Hz，Pr.9为15A；②控制参数设置。变频器控制参数设置如下：Pr.1为50Hz，Pr.2为0Hz，Pr.3为50Hz，Pr.4为10，Pr.5为30，Pr.7为1s，Pr.8为1s，Pr.79为3。

2.3PLC程序设计。根据控制要求，先分配好I/O地址，再画出顺序功能图。

2.3.1I/O地址分配见表1。

2.3.2顺序功能图，见图3。

2.4调试运行。①空载调试。当PLC与变频器连接好后，不接电动机，即变频器处于空载状态。通过模拟各种信号来观察变频器运行是否符合要求，否则，检查接线、变频器参数、PLC程序等，直到变频器按要求运行。②现场调试。正确连接好全部设备，进行现场系统调试。当吊笼在底部位置，且SQ1常开触点闭合时，按下SB2，电动机以一速缓慢上升，到达SQ2、SQ3位置时，依次以快速、慢速上升。下降时与此类似，当遇到紧急情况时，按下SB1，升降机会停在任意位置。

3货物升降机变频调速系统的运行效果分析以PLC和变频器控制的调速方式取代原来的转子串电阻调速方式，其加、减速平稳，运行可靠，大大提高了系统的自动化程度。该系统可用于建筑施工、仓库、酒楼餐饮业等货物的上下传输系统中。

参考文献

1李长军.变频技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2012

2王国海.可编程序控制器及其应用[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2001