基于PLC的小型货车提升机设计

吕珊珊

永城职业学院，河南　永城　476600



基于PLC的小型货车提升机设计

吕珊珊

永城职业学院，河南永城476600

小型货车提升机广泛用于机械制造、电子、建筑工程和物流配送等场合，其上升和下降是利用电动机正反转卷绕钢丝绳等带动罐笼来实现的。其控制系统是一个以PLC为核心控制器、电动机、导向轮、提升钢丝绳、电磁制动器等为外围设备所构成的PLC单机控制系统。小型货车提升机控制系统实际是一个典型的多段调速系统，本设计所使用的变频器为爱默生EV1000变频器。

PLC；提升机；变频器；EV1000

一、小型货车提升机功能简介

小型货车提升机广泛用于机械制造、电子、建筑工程和物流配送等场合，其上升和下降是利用电动机正反转卷绕钢丝绳等带动罐笼来实现的。小型货车提升机一般由电动机、导向轮、提升钢丝绳、电磁制动器和各种主令电器等组成。限位开关可以是行程开关，也可以是接近开关，用于位置检测，电磁制动器用来自动停车和刹车，可以有效防止提升机断电后自由滑动。

以下是某小型货车提升机的具体要求，试用PLC与变频器完成其控制要求。该提升机用于有两层楼房的货物运送。当小型货物提升机停于1楼、按上升启动按钮时，提升机缓慢上升，当提升机接近2楼时(SQ检测)，提升机减速停止，当货物提升机停于2楼，按下降启动按钮时，小型货物提升机缓慢下降，当提升机接近1楼时(SQ检测)，提升机减速停止；同时，提升机到达1楼或2楼时，数码显示相应的楼层号码。按下停止按钮，提升机停止运行；要求具有异地控制功能；具有自动抱闸功能；变频器加减速时间为6s，上升、下降输出频率为30HZ。

二、爱默生EV1000变频器简介

根据本设计控制要求可知，小型货车提升机控制系统实际上是一个典型的多段调速系统，三相异步电动机的调速方式目前以交流变频器调速方式为主，其主要设备为交流变频器，本设计所使用的变频器为爱默生EV1000变频器。

爱默生EV1000变频器的主电路接线时，应确保输入、输出端不接错，即变频器输入电源线必须连接至R、S、T(没有必要考虑相序)，绝对不能接至U、V、W，否则会损坏变频器。U、V、W端连接三相异步电动机。严禁在变频器输入侧使用接触器等开关元器件直接进行频繁的启停操作，否则会造成设备损坏，宜通过控制器端子对变频器进行启停控制。内含制动单元，使用能耗制动时需要在P(+)、PB之间连接制动电阻。在变频器内有漏电流，为了防止触电，必须连接接地端子。

爱默生EV1000变频器的LED显示单元是变频器接受命令、显示参数的主要单元。在使用爱默生EV1000变频器之前，首先要熟悉LED键盘显示单元各按键功能及显示灯含义。爱默生EV1000变频器LED键盘显示单元有上下两部分，上半部分为数码显示单元，下半部分为电位器和各种按键。

三、控制电路设计

(一)明确输入/输出设备，分配PLC的I/O地址

1.确定输入/输出点

根据控制要求分析，采用两地控制，需要2个上升启动按钮、2个下降启动按钮、2个停止按钮和2个限位开关，为了节省PLC输入点，将上升启动、下降启动和停止按钮采用外联并联形式。由此确定，PLC输入系统的输入设备有6个按钮、2个限位开关，因此，PLC需要5个输入点。

货物提升机的上升与下降通过变频器的FWD、REV端子来实现，需占用PLC2个输出点；在上升与下降工程中，需要2个指示灯分别显示上升与下降过程，需占用PLC2个输出点；当停机或停电时，需要进行电磁抱闸，占用PLC1个输出点。由此确定，PLC需要5个输出点与其连接。

2.PLC的选择

PLC的选择主要根据输入/输出点数以及输入/输出形式来选择。本系统共需要5个输入点和5个输出点，为考虑系统将来的扩展裕量(15%的裕量)，应选择输入点为8个，输出点为8个的小型PLC以满足本项目的控制要求。

3.系统控制电路

PLC和变频器控制系统电路如图1所示，小型货物提升机的主电路由爱默生EV1000变频器驱动三相异步电动机组成，三相异步电动机可带动提升机实现上升与下降动作。控制电路由PLC、按钮和指示灯等组成，PLC输出点Y000、Y001分别控制变频器控制端子FWD、REV，通过程序控制，可实现变频器的正转、反转和停止。为了避免直流24V电压接到变频器FWD、REV、COM端子上，提升机的上升、下降指示灯与电磁抱闸Y004、Y005、Y006驱动。

图1　小型货车提升机系统控制电路

四、PLC控制程序设计

根据小型货物提升机的控制过程设计出系统的梯形程序，电磁抱闸采用断电抱闸的方式，当提升机处于上升或下降过程时，Y006得电，电磁铁通电，闸瓦离开闸轮，闸轮和被制动轴可以自由移动。当提升机处于停止时，Y006失电，制动电磁铁断电，在弹簧作用下，制动杠杆带动闸瓦向里运动，使闸瓦紧紧抱住闸轮完成制动。

[1]任勇.单片机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]李智明.电气控制与PLC及变频器技术应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

TU991.3

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1006-0049-(2016)15-0229-01