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傳感器

時(shí)光伺服系統(tǒng)在電梯項(xiàng)目中的應(yīng)用

2025China.cn   2008年08月28日
1、引言

 

  目前,電梯的控制普遍采用了兩種方式:第一種方式是采用微機(jī)作為信號控制單元,完成電梯信號的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定,實(shí)現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運(yùn)行功能,拖動控制則由變頻器來完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號集選控制。從控制方式和性能上來說,這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內(nèi)廠家大多選擇第二種方式,其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小,自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高;而PLC可靠性高,程序設(shè)計(jì)方便靈活。

  曳引驅(qū)動系統(tǒng)作為電梯的核心部分,對電梯的起動、加速、穩(wěn)速運(yùn)行和制動減速起著控制作用,其性能直接影響電梯的起動、制動、加減速度、平層精度和乘坐舒適性等指標(biāo)。對曳引電動機(jī)有如下的技術(shù)性能要求:

  a、電動極為短時(shí)重復(fù)工作制,應(yīng)能頻繁起動、制動及正反轉(zhuǎn)運(yùn)行;

  b、能適應(yīng)一定的電源電壓波動,有足夠啟動力矩,能滿足轎廂滿負(fù)荷啟動、加速的要求;

  c、起動電流小;

  d、要有較硬的機(jī)械特性,不會因電梯載重的變化而引起電梯運(yùn)行速度的過大變化;

  e、要有良好的調(diào)速性能,尤其在低速時(shí),轉(zhuǎn)矩不能下降太大,避免造成電機(jī)步進(jìn);

  f、應(yīng)運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠、噪聲小且維護(hù)簡單。

2、項(xiàng)目情況

  根據(jù)電梯控制系統(tǒng)應(yīng)具有的技術(shù)要求,我公司與臺灣某公司基于IMS系列伺服控制器合作開發(fā)了新型電梯控制系統(tǒng),在用PLC控制交流伺服控制器調(diào)速實(shí)現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎(chǔ)上,在不增加硬件設(shè)備的條件下,實(shí)現(xiàn)了電流、速度、位移三環(huán)控制。臺灣公司負(fù)責(zé)PLC部分的研制開發(fā),我公司負(fù)責(zé)驅(qū)動單元的研制開發(fā)。

 ?。?)PLC部分

  PLC作為邏輯控制部件,與驅(qū)動部分通訊采用開關(guān)量而不用模擬量。曳引電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是閉環(huán)的,其轉(zhuǎn)速的檢測由和電動機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)的光電編碼器完成,這樣保證了平層的精度以及運(yùn)行的可靠性。在系統(tǒng)啟動時(shí)自學(xué)習(xí)的過程,PLC通過編碼器記憶各點(diǎn)的位置,實(shí)際使用時(shí)PLC根據(jù)運(yùn)行距離,決定運(yùn)行的速度。

  PLC處理的邏輯信號有:

  a、樓層計(jì)數(shù)信號,該信號用來識別電梯所在的樓層位置以及位置的變化情況,是控制電梯運(yùn)行的重要依據(jù)。

  b、呼梯、選層信號,用以登記呼梯和選層情況,以便確定電梯的啟動和運(yùn)行。

  c、定向信號,它根據(jù)電梯當(dāng)前所在位置以及呼梯、選層情況決定電梯的運(yùn)行反向。

  d、換速信號,用于停車前的換速控制。

  e、主控制信號,用來控制電梯的啟動、運(yùn)行和???。

  f、其他信號:開、關(guān)門控制,樓層顯示,呼梯,選層顯示,單、雙控制,安全條件自動檢測,自動平層,消防等各種控制信號。

 ?。?)驅(qū)動單元部分

  基于時(shí)光IMS系列通用型伺服控制器,我公司設(shè)計(jì)研發(fā)了電梯專用交流伺服控制器,外形如圖1所示。此控制器厚度僅為一塊磚的厚度,便于安裝,適配功率為11kW,載重800kG,最大電梯速度2m/s。

  ①控制器硬件電路原理圖

 


圖1 硬件電路原理圖

 

 ?、陔娞輰S盟欧刂葡到y(tǒng)的特點(diǎn)

  a、正反向運(yùn)行靈活,能夠頻繁起停,且啟動停止曲線可調(diào)。

  b、輸入電壓范圍為380V~440V,允許的波動范圍+10%-15%,基本滿足一般電源的要求。

  c、從0Hz到基頻能夠以最大三倍額定轉(zhuǎn)矩的恒轉(zhuǎn)矩輸出,保證了啟動時(shí)從0速時(shí)有足夠的力矩,且在啟動段輸出電流小。

  d、具有多種保護(hù)功能:過電流、過電壓、功率模塊過熱、欠電壓、過載保護(hù),QMCL語言編程錯(cuò)誤保護(hù)。

  e、內(nèi)部的電流環(huán)保證了在電梯載重不同的情況下電梯運(yùn)行速度的平穩(wěn)性。

  f、與控制交流同步電動機(jī)相比,省去了勵(lì)磁電源或者永磁裝置,結(jié)構(gòu)簡單,電機(jī)壽命長。

  g、具有一個(gè)機(jī)電式制動器,當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時(shí),制動器必須動作。切斷制動器電流,至少應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)。

  h、采用了零速抱閘制動技術(shù),使機(jī)械摩擦制動過程減少到極限狀態(tài)。

  i、具有先進(jìn)的速度圖形生成器:根據(jù)人體工程學(xué)原理,做到運(yùn)行曲線起停平穩(wěn)。并能真正做到直接???,提高了電梯的使用效率。

 ?、?nbsp;速度運(yùn)行曲線

 


圖2 速度運(yùn)行曲線

 

  為了提高乘客乘坐的舒適性,加減速曲線采用S曲線方式,使電機(jī)的運(yùn)行曲線平滑,不但把對轉(zhuǎn)動慣量的瞬時(shí)擾動降到最低,還可提高機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度和控制精度,使得各種構(gòu)件的磨損率顯著降低,同時(shí)也增加人的舒適性。

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