時光伺服系統(tǒng)在電梯項目的應用
時間:2008-04-25 09:54:00來源:zhangting
導語:?電梯的控制普遍采用了兩種方式:第一種方式是采用微機作為信號控制單元,完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定,實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能
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作為信號控制單元,完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定,實現(xiàn)電梯的自動調(diào)度和集選運行功能,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)取代微機實現(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,自己設計和制造微機控制裝置成本較高;而PLC可靠性高,程序設計方便靈活。
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。對曳引電動機有如下的技術性能要求:
a、電動極為短時重復工作制,應能頻繁起動、制動及正反轉(zhuǎn)運行;
b、能適應一定的電源電壓波動,有足夠啟動力矩,能滿足轎廂滿負荷啟動、加速的要求;
c、起動電流小;
d、要有較硬的機械特性,不會因電梯載重的變化而引起電梯運行速度的過大變化;
e、要有良好的調(diào)速性能,尤其在低速時,轉(zhuǎn)矩不能下降太大,避免造成電機步進;
f、應運行平穩(wěn)、工作可靠、噪聲小且維護簡單。
2、項目情況
根據(jù)電梯控制系統(tǒng)應具有的技術要求,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)速實現(xiàn)電流、速度雙閉環(huán)的基礎上,在不增加硬件設備的條件下,實現(xiàn)了電流、速度、位移三環(huán)控制。臺灣公司負責PLC部分的研制開發(fā),我公司負責驅(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量而不用模擬量。曳引電動機的轉(zhuǎn)速控制是閉環(huán)的,其轉(zhuǎn)速的檢測由和電動機同軸旋轉(zhuǎn)的光電編碼器完成,這樣保證了平層的精度以及運行的可靠性。在系統(tǒng)啟動時自學習的過程,PLC通過編碼器記憶各點的位置,實際使用時PLC根據(jù)運行距離,決定運行的速度。
PLC處理的邏輯信號有:
a、樓層計數(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行。
c、定向信號,它根據(jù)電梯當前所在位置以及呼梯、選層情況決定電梯的運行反向。
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、運行和停靠。
f、其他信號:開、關門控制,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
基于時光IMS系列通用型伺服控制器,我公司設計研發(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。
?、倏刂破饔布娐吩韴D
圖1 硬件電路原理圖
?、陔娞輰S盟欧刂葡到y(tǒng)的特點
a、正反向運行靈活,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,保證了啟動時從0速時有足夠的力矩,且在啟動段輸出電流小。
d、具有多種保護功能:過電流、過電壓、功率模塊過熱、欠電壓、過載保護,QMCL語言編程錯誤保護。
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行速度的平穩(wěn)性。
f、與控制交流同步電動機相比,省去了勵磁電源或者永磁裝置,結(jié)構(gòu)簡單,電機壽命長。
g、具有一個機電式制動器,當主電路斷電或控制電路斷電時,制動器必須動作。切斷制動器電流,至少應由兩個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)。
h、采用了零速抱閘制動技術,使機械摩擦制動過程減少到極限狀態(tài)。
i、具有先進的速度圖形生成器:根據(jù)人體工程學原理,做到運行曲線起停平穩(wěn)。并能真正做到直接??浚岣吡穗娞莸氖褂眯?。
③ 速度運行曲線
圖2 速度運行曲線
為了提高乘客乘坐的舒適性,加減速曲線采用S曲線方式,使電機的運行曲線平滑,不但把對轉(zhuǎn)動慣量的瞬時擾動降到最低,還可提高機器運轉(zhuǎn)速度和控制精度,使得各種構(gòu)件的磨損率顯著降低,同時也增加人的舒適性。