PLC变频器在升降机控制中的应用

李晗 姜铎

摘要：升降机是用于装修、救援队的重要设备，是非常重要的机械设备。PLC变频器是升降机的中的核心部分，影响升降机系统控制能力，具有一定的稳定性，使用功能方式相对比较简单，能够缩短调试时间，对于环境要求不高，显著提升了升降机控制性能。故此，文章将详细概述PLC变频器，分析技术实现方法，介绍控制系统应用，探究变频系统设计，旨在促进我国机械设备智能化发展。

关键词：系统设计;PLC变频器;升降机

PLC变频器属于微型计算器，能够对设备运行状况进行智能控制，实现自我故障诊断与功能保护，显著提升设备运行性能。目前，我国升降机制造过程中，已经大幅度采用PLC变频器，替代原有的控制系统，实现升降机设备升级^[1]。鉴于PLC变频器的高性能与自动化控制能力，机械制造行业投入大量技术资源，加大PLC变频器研究。由此可见，分析研究升降机中如何应用PLC变频器是十分必要的。

• PLC变频器概述

• 定义

PLC变频器，是指具有可编程序控制能力的变频器，相比于传统变频器具有自动化、智能化控制能力^[2]。经过研究发现，PLC变频器控制安全性更高，设备性能十分稳定，在运行过程中能够抵御各种干扰。PLC变频器操作也更加便捷，普通工作人员经过简单学习后，就能够掌握操作技术。在高层建筑装修过程中，工作人员可以更加容易的操作PLC变频器，让升降机随时升降。相比于其他变频操作系统，PLC变频器维护起来也更方便，提升了机械设备的整体性能，具备一般推广特性。

• 系统流程

PLC变频器能够对变频速度、精准度进行控制，并且可以连续性调速，工作性能十分优异。在应用升降机过程中，一台PLC变频器控制能力有限，无法精准控控制设备的运行。因此可以通过使用多台PLC变频器，扩大控制范围，提升升降机控制性能。PLC变频器工作过程，本质上就是处理信息、发布命令的过程，由此实现控制目的，系统工作流程如图一。

• PLC变频器技术实现方法

PLC变频器属于微型计算机，因此具备数据分析能力、交换数据能力、系统控制能力。PLC变频器实现方法具体可以分为以下两个方面。

• I/O与PLC连接

I/O与PLC连接主要有两种方式：

第一种，将PLC与变频器模拟量端子进行连接。能够解决PLC系统自身缺乏模拟量端子时导致的控制问题。连接过程中，需要将变频器模拟量子端连入到PLC系统中的扩展模块中。

第二种，将PLC与数字输入端进行连接。部分PLC系统具备I/O端子，具备外界输入端子连接能力，可以使用导线连接变频器输入端。PLC系统与输入端子相连，能够强化变频设备开启、停止控制能力，并结合实际工作需求，预定变频器频率。在外在条件不变情况下，连接的数字量输入端子数量增多，变频器就可以获得越多的频率，提升变频器设备的控制性能。

• 通信协议

PLC系统通信协议主要有专用与通用两种不同的类型，其中通用类型通信协议，可以细分为自由口与MODBUS两类，而自由口通用类型通信协议可以解决自由程序在通信过程中的控制问题，能够让不同型号变频器实现通信目标，具有非常大的控制作用，将不同变频器纳入同一PLC系统当中。

• PLC变频器控制系统应用

• 应用

PLC控制线路较为简单，可以被应用于各种机械设备当中，能够满足升降机构造需求。PLC在信息系统“输入/输出”回路过程中，系统能程度能够循环扫描，避免数据信息遗漏，达成精准数据传输目的，应用十分可靠^[3]。

• 过程

提升机PLC变频器控制系统应用过程（以矿井提升机为例）：

（1）接收到开车信号后，立即做好相关准备，并立即开启设备，并将动力电源（380V）接入到系统当中。

（2）工作人员松开液压制动闸。

（3）推动主令控制器，让提升机正常工作。

（4）设备运行过程中，要注意观察提升机的速度，如果有异常情况，及时采用手动控制方案。

在矿井提升机运行过程中，PLC系统根据预设要求控制提升机系统上升速度，并经过D/A技术，将数字信号转换为模拟信号，最终由系统输出模块输出信息。完成上述信号传输过程后，提升机变频机开始进行工作，工作人员可以通过操作台控制输出频率，达成控制目的。PLC系统编码器能够检测电动机转速，并将相关数据参数直接上传，通过监视器显示数据，让工作人员可以直接看到升降机的位置以及运行速度。

• 变频器系统设计

• 变频器设计

变频器是实现升降机设备控制的重要装置，能够改变电源频率，实际上属于电能控制装置。在设计变频器时，需要考虑到变频器工作原理是将交流电变化成直流电，再由直流电转化成交流电。“交—直—交”变化过程中，需要运用变频器、三相逆变器完成电流变化，最终为电动机提供交流电，实际上经历了四个环节：整流环节→直流环节→逆变环节→控制环节^[4]。

（1）整流环节：依赖于不可控整流器完成整流过程。

（2）直流环节：通过直流储能、滤波、缓冲达成“交变直”目的。

（3）逆变环节：借助三项式逆变器达成“直变交”目的。

（4）控制环节：电动机接收交流电后开始正常做功，实现系统的整体控制目的。

（二）主控变频器电路设计

根据设备运行环境、升降机工作需求，主控变频器电路电压为380V^[5]。具体设计如下：（1）电路输出交流电，能能够调整频率;（2）控制输入回路运行过程中，可以通过PLC系统输出变频器电压信号，控制电路频率，由此达成改变电路的目的;（3）在电路外围增加安全制动设备与预警装置，能够及时排除升降机运行故障。

（三）控制系统设计

升降机运行过程中对于升降速度有较高要求，如果速度过慢、过快，都会导致升降机载人舒适性降低，甚至出现安全事故问题。在控制系统设计过程中，要挑选合适的变频器，尽量选择灵活、多变，并且具有较强控制能力的变频器。但考虑到成本因素，可以将通用型变频器进行改造，让其具备专用型变频器功能，降低设计成本。

结语：

升降机是装修、救援过程中必不可少的设备，也被广泛应用于其他行业当中，能够实现高空载人目的。升降机升降速度关系到设备安全性，因此应该强化设备安全控制性能，保障设备运行的稳定性。PLC变频器作为智能化变频设备，具有自我故障预警能力，控制方便、便捷，能够满足升降机的实际运用需求。

文章从多个角度对PLC变频器进行了技术分析，阐述了PLC變频器在升降机工作中的流程及其优势，并提出了系统设计方案。相关人员在设计过程中，仍然需要根据设备运用环境与工作需求，优化系统设计方案。

参考文献：

[1] 张聪.PLC变频器在升降机控制中的应用[J].建材发展导向（上），2019，17（4）：208.

[2] 李义安.PLC变频器在升降机控制中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018，（9）：12，2.

[3] 王洪兴，孙发兴.PLC变频器在升降机控制方面的设计[J].中国科技纵横，2016，（19）：35.

[4] 贺巧利.基于PLC的变频器在建筑施工升降机的应用探讨[J].科学与信息化，2018，（34）：7.

[5] 杨跃宗.PLC变频器在升降机系统中变频调速的应用[J].南方农机，2017，48（8）：32.