基于PLC的交流调压调频控制电梯系统设计

摘要

随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速、交流双速电动机驱动，到交流调压调速(ACVV，ACVariableVoltage)控制，发展到交流调压调频技术(VVVF，VariableVoltageVariableFrequency)控制，使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大发展。VVVF电梯是按照理想的电梯运行曲线，由微机通过矢量控制软件对电动机进行精确调节，因而电梯运行平稳。但是，实时控制效果不理想。
　　 针对VVVF的这一缺点，本文提出了一种自适应控制算法，它采用一种建立在连续输入输出论域上的模糊控制器，避免了普通PID控制的产生误差的方式不太合理、误差的微分信号的产生没有太好的办法、误差积分反馈的引入有很多负作用、线性组合不一定是最好的组合方式的缺点，适应VVVF系统的时变性，进一步提高了系统的控制精度。仿真结果表明，基于模糊控制的电梯实时速度调控系统鲁棒性好，控制精度高。
　　 最后，实现了基于模糊控制的VVVF系统。首先，确定了系统的总体结构，由PLC来实现电梯信号控制，变频器实现变频调速，完成变频器和可编程控制器(PLC)的选择。然后实现了系统的硬件开发，完成变频器的参数设置及PLC的选型、I/O点数分配以及旋转编码器与PLC的连接。并在分析电梯系统的软件设计方法基础上，设计了软件流程图，模块化编程。最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。调试结果说明采用一种建立在连续输入输出论域上的模糊控制器，避免了普通模糊控制器由于论域的离散化而存在的量化误差。通过采用分级模糊控制的方法进一步提高了系统的控制精度和收敛品质。同时还给出了一种自适应控制算法，利用它可以调整模糊规则以适应系统的时变性。利用本文的模糊控制器对典型非线性时变系统--VVVF电梯的实时控制结果表明，这种模糊控制器控制精度高，自适应能力强，具有很高的实用价值。