臺達電梯一體機IED電梯一體化控制系統設計

摘 要：以臺達電梯一體機IED電梯一體化控制系統為例，介紹控制系統的設計。結合電梯的基本原理，進行了一體化控制系統的功能規劃和硬件電路設計。

關鍵詞：電梯 一體化 控制系統
Abstract: In delta of IED elevator integration control system for example, Introduce the design of the control system of integration. Combined with the basic principle of the elevator, design of the integration control system function planning and hardware circuit.
Key words: Elevator Integration Control system
1引言
? ? 中國房地產行業的高速發展，包括普通住宅在內的各類樓宇普遍都安裝了電梯，這也促使中國電梯行業在近幾年得到了快速發展壯大。隨著人們生活水平和生活質量的提高，大家對電梯的安全性和舒適性也有了更高的要求，以往的電梯都是以主控制器為核心采集周邊元件的狀態信號，再控制驅動器驅動曳引機拖動電梯，配線復雜，出現問題后排查困難，后續服務的技術支持和需求量也大。人們在注重生活品質提高的同時，也渴望得到更加便捷、安全的垂直交通設施服務，使得一體化控制系統的電梯越來越走俏。
2一體化控制系統的基本特點
? ? 一體化控制系統具有以下特點：控制和驅動一體化的技術，不僅從根本上提高了電梯的運行性能和可靠性，更在占地空間、外圍配置、安裝調試和制造成本上給客戶帶來無可比擬的實惠。N條曲線、直接停靠、樓宇智能、遠程監控、短消息報修、PDA調試、蓄電池運行等全套最新技術的應用，給電梯控制提供了新的發展方向。
3控制系統規劃
3.1一體化控制系統的概念
? ? 傳統的電梯控制系統大多采用微機板(或PLC)與變頻器的模式;而電梯一體化控制系統是將電梯的邏輯控制與變頻驅動控制的有機結合和高度集成。將電梯專有微機控制板的功能集成到變頻器控制功能當中，在此基礎上，將變頻器驅動電梯的功能充分優化。

圖1 IED一體化控制系統組成框圖
? ? 電梯一體化控制系統主要由主控制器、層站召喚、樓層顯示等組成。主控制器高度集成了電梯的邏輯控制與驅動控制功能，接收并處理平層、減速等井道信息以及其它外部信號，輸出控制運行接觸器、抱閘接觸器。系統各部件之間的組成框圖如圖1所示。
3.2 IED系列電梯一體化的規劃
? ? 臺達電梯一體機IED系列電梯一體機是通過單一MCU高度整合，真正實現了一體化主控制器和驅動控制器，而不是以往很多一體機采用兩顆MCU分別實現邏輯控制和驅動控制。采用單一MCU進行邏輯控制和驅動控制有許多的優勢：單一MCU可實現直接?？?所有數字信號一起處理，速度快;一顆MCU單獨運算，故障率低，由于不存在MCU之間的通訊問題，運算無延遲;沒有MCU之間互相傳遞數據，不存在干擾問題;一顆芯，不占空間，體積小。另外IED系列電梯一體機規劃了免脫負載直接調試，無需稱重補償即可實現完美啟動與停車等技術。
3.3主控板輸入輸出口規劃
? ? 主控板輸入口采用光耦隔離的方案，考慮輸出口的不同功用，采用繼電器輸出。對應的通訊信號采用了Canbus、Modus的通訊方式。附表示出主控板輸入、輸出口的定義。
附表 主控板輸入、輸出口的定義

3.4顯示板的規劃
? ? 通訊信號采用了Modus的通訊方式。顯示板上采用4位的XH-4接口進行上召喚、下召喚、鎖梯、消防按鈕的輸入，如圖2所示。

圖2 顯示板規劃
3.5指令板的規劃
? ? 通訊信號采用了Canbus的通訊方式。單塊指令板上采用4位的XH-4接口進行轎內1~16樓層按鈕的輸入，通過指令板級聯的方式，可相應的擴展為64層。同時還集成了轎內的開、關門按鈕的輸入，消防員、司機、換向、直達等開關的接口，如圖3所示。
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圖3 指令板規劃
3.6轎頂板的規劃
? ? 轎頂板上集成了系統開、關門信號輸出給門機控制器，門機控制器輸出開、關門到位信號反饋給系統。同時還集成了模擬量的稱重信號，轎廂到站鐘信號，轎內通訊信號、轎廂風扇照明節能控制信號，如圖4所示。另外，其端子設計成多功能輸入功能，可通過參數靈活的定義，調整各端子的功能。

圖4 轎頂板規劃
4控制系統設計
4.1主電路

圖5 主回路
? ? 圖5的主回路主要由一體化控制器、安全接觸器KAD、運行接觸器KMY、曳引電動機MO等組成。
4.2輸入口設計
? ? 低壓輸入端口的回路(如圖6所示)完全借鑒一般PLC的光耦輸入回路，有效的控制信號的干擾。

圖6 低壓輸入回路
4.3啟動時無稱重自動補償設計
? ? 傳統的變頻驅動器為了解決啟動時的舒適感，往往需要啟動補償功能。其目的應該是在未知電梯載荷大小的情況下，根據電梯將要運行的方向，給電機施加以合適的轉矩，使其平滑啟動，使啟動瞬間溜車降低到最小，增加電梯的啟動舒適感。IED系列一體機在程序設計中，預先產生一個基本的補償控制量，變頻器輸出之后，通過在啟動瞬間連續檢測編碼器輸出的變化情況，快速判斷電機的實際運行狀況，在此預先產生的基本補償控制量基礎之上，連續對變頻器輸出進行快速的動態調節，從而使啟動過程更平穩。
5應用
? ? IED系列一體機，在江蘇常熟某公司辦公樓進行了完整的測試。現場為一臺3層3站的玻璃轎廂的無機房，使用通潤GTW2-81P0主機，載重800kg，額定梯速1.0m/s，曳引機額定功率5.5kW，額定電壓380V，額定電流12.8A，額定頻率16Hz，額定轉速96r/min，曳引機標配海德漢1387(sin/cos型)編碼器。在測試過程中，IED系列一體機成功實現永磁同步無機房電梯的控制，如圖7所示。

圖7 現場測試照片
6結束語
? ? 實踐證明，采用IED系列的電梯控制系統，質量可靠、運行穩定。更因其設計簡便易用，被眾多電梯制造廠家選為主流配置。

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