專利名稱：直接?？康碾娞菹到y(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯系統(tǒng)，尤其涉及一種直接停靠的電梯系統(tǒng)及其控制方法。
該系統(tǒng)中，PLC可進(jìn)行諸如電梯的安全監(jiān)測(cè)、井道信號(hào)檢測(cè)、對(duì)轎廂指令、層站召喚信號(hào)檢測(cè)、檢修、自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的確認(rèn)。并將各種信號(hào)處理后，通過與變頻器連接的輸入輸出信號(hào)使變頻器啟動(dòng)或停止，并使變頻器獲得電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向及目標(biāo)運(yùn)行速度。例如電梯停止在1樓，此時(shí)有指令信號(hào)需使電梯運(yùn)行到3樓，則首先由PLC判斷，如果系統(tǒng)正常，電梯松開抱閘給出電梯向上運(yùn)行信號(hào)的同時(shí)并使變頻器目標(biāo)運(yùn)行速度為高速自動(dòng)運(yùn)行，電梯轎廂向上運(yùn)行，當(dāng)電梯轎廂到達(dá)離3樓還有一定距離時(shí)，PLC發(fā)出減速信號(hào)通知變頻器使電梯按預(yù)定曲線減速并最終停止。
在這里管理程序主要是由PLC完成。這是因?yàn)樽冾l器的輸入輸出點(diǎn)數(shù)少，只靠它本身是不能知道電梯該何時(shí)啟動(dòng)、減速或停止的。也就是說變頻器內(nèi)部缺少電梯的管理程序，電梯運(yùn)行的減速點(diǎn)由PLC發(fā)出，但速度曲線卻必須由變頻器實(shí)現(xiàn)。由于PLC運(yùn)行周期、PLC觸點(diǎn)輸出延時(shí)、變頻器輸入延時(shí)等多種因素的影響，當(dāng)變頻器獲得PLC發(fā)出的減速點(diǎn)信號(hào)時(shí)，電梯離目標(biāo)層樓平層位置的實(shí)際剩余距離可能超前或推遲，即剩余距離為不定的，但變頻器卻是按特定運(yùn)行曲線減速，即減速距離是相對(duì)固定的。因此如果電梯從減速點(diǎn)由高速直接減速到零速并停止，則電梯很難做到準(zhǔn)確平層。
基于以上的原因，以往的由PLC及變頻器組成的電梯控制系統(tǒng)不是采用直接?？康姆椒?，而是在變頻器收到減速信號(hào)后，先使電梯從高速減速到一很低的爬行速度，如減速完成時(shí)電梯還未到平層位置，就維持該爬行速度，電梯繼續(xù)向前運(yùn)行，指到運(yùn)行到平層位置，電梯停止。
如圖4所示，其為常規(guī)非直接?？侩娞莶捎玫乃俣燃凹铀俣冗\(yùn)行曲線圖。圖4中，PLC在T1時(shí)刻發(fā)出減速點(diǎn)信號(hào)并被變頻器接收，電梯開始減速，由于前面說明的原因，變頻器獲得減速點(diǎn)信號(hào)可能超前或推遲，即電梯剩余距離S(即圖中陰影部分面積)為不定的，但是由于變頻器內(nèi)不包括管理程序，它并不知道這種情況，只能按照預(yù)定的加速度曲線減速，因此如果采用直接減速到零速的方法，必然使減速距離固定，則與實(shí)際剩余距離不一致，平層不準(zhǔn)。為了使電梯平層準(zhǔn)確，如圖4所示，在變頻器收到減速信號(hào)后，先使是電梯從高速V0減速到一較低的爬行速度V1，減速距離為S0，然后維持該爬行速度，使電梯爬行速度為S1，當(dāng)電梯運(yùn)行到平層位置(隔磁板9使平層開關(guān)7、8均動(dòng)作)，電梯由爬行速度V1減速到零并停止，電梯停止距離為S2。由此可知，電梯總的減速距離S＝S0+S1+S2，其中，S0和S2由于加速度曲線的設(shè)置而固定，而爬行速度維持的時(shí)間是可變的，即從T2時(shí)刻起到平層開關(guān)7、8均動(dòng)作的T3時(shí)刻為止，因此爬行距離S1是根據(jù)實(shí)際的平層位置而變化的，最終使總減速距離S與實(shí)際剩余距離一致，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確平層。
但是由此卻對(duì)電梯產(chǎn)生另外一些問題。因?yàn)樵趫D4中的T3時(shí)刻使平層開關(guān)7、8均動(dòng)作的情況，為使平層準(zhǔn)確且使抱閘加速度不過大，停止距離S2不能太大，一般在5-8mm之間，因此爬行速度V1的設(shè)置不能太高。這樣會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)的低速特征不好使電梯爬行時(shí)有一定的振動(dòng)，造成乘客不舒適的感覺。另外，因PLC執(zhí)行周期造成檢測(cè)轎廂位置的度量誤差，使得PLC發(fā)出減速點(diǎn)是實(shí)際剩余距離比需要的減速距離小，則電梯可能超出平層位置而反向平層，因此必須迫使PLC提前發(fā)出減速點(diǎn)，使變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提前減速而不至于使電梯運(yùn)行過頭，這樣又會(huì)使爬行距離變長(zhǎng)，爬行時(shí)間增加，降低了電梯運(yùn)行效率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明通過電梯系統(tǒng)中的可編程序邏輯控制器接收到信息進(jìn)行邏輯組合，在不增加變頻器的輸入輸出點(diǎn)數(shù)目的情況下增加其能夠獲得信息量，使變頻器能夠獲得準(zhǔn)確的層樓位置信息，通過該信息實(shí)時(shí)修正電梯的運(yùn)行速度及加速度曲線，實(shí)現(xiàn)電梯的直接?？坎?zhǔn)確平層。
圖中元件名稱與符號(hào)對(duì)照1 編程邏輯控制器2 變頻器3 電動(dòng)機(jī)4 編碼器5 轎廂6 井道7 平層開關(guān)8 平層開關(guān)9 隔磁板10輸入輸出信號(hào)11安全檢查信號(hào)12轎廂指令及層站按鈕信號(hào)
具體實(shí)施例方式
如

圖1所示的本發(fā)明采用的電梯系統(tǒng)及其控制方法，該電梯系統(tǒng)包括電梯轎廂5及安裝在電梯轎廂5側(cè)壁的上平層開關(guān)7和下平層開關(guān)8，電梯井道6及安裝在井道6側(cè)壁上各層樓位置處固定隔磁板9，隔磁板9與上平層開關(guān)7和下平層開關(guān)8關(guān)聯(lián)，上述諸信號(hào)隨同電梯的其他安全信號(hào)11、轎廂指令及各層站按鈕信號(hào)12等一起送入電梯的進(jìn)行管理和控制的可編程序邏輯控制器(即PLC1)，通過信號(hào)線10，變頻器2可以獲得PLC1檢測(cè)到并處理后的邏輯信號(hào)，諸如電梯的自動(dòng)、檢修或?qū)憣拥冗\(yùn)行狀態(tài)，以及電梯運(yùn)行方向及前方停止層站等，并使變頻器2啟動(dòng)或停止，編碼器4的脈沖信號(hào)分別送入PLC1及變頻器2中，使電梯轎廂5的絕對(duì)位置能夠被PLC1監(jiān)控，同時(shí)電梯的驅(qū)動(dòng)部分變頻器2與旋轉(zhuǎn)編碼器4構(gòu)成速度閉環(huán)系統(tǒng)，變頻器2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3，使電梯轎廂5按照預(yù)定的速度及加速度曲線運(yùn)行。
直接?？烤褪鞘闺娞萦筛咚僦苯訙p速到零速直接停止，并且能夠準(zhǔn)確平層，它取消了爬行段，電梯運(yùn)行效率和舒適性均有較大程度的提高。圖2為本發(fā)明用單點(diǎn)剩余距離修正方法實(shí)現(xiàn)直接停靠的電梯速度及加速度運(yùn)行曲線圖。如前所述，以往的PLC加變頻器組成的電梯系統(tǒng)不能采用直接停靠的原因是變頻器不能獲得準(zhǔn)確的剩余距離信息，因此無(wú)法調(diào)節(jié)加速度曲線，而只能采取增加爬行段的措施來解決準(zhǔn)確平層的問題。如果能夠使變頻器獲得電梯離平層位置的剩余距離的準(zhǔn)確信息，然后調(diào)整加速度曲線，使得減速距離與剩余距離一致，即可實(shí)現(xiàn)直接?？??？紤]到當(dāng)隔磁板9使一個(gè)平層開關(guān)7或8動(dòng)作的瞬間，電梯離平層位置的距離L0是精確且確定的，可以以此信號(hào)來修正電梯的剩余距離。參照?qǐng)D2，在電梯減速的過程中，當(dāng)隔磁板9使上平層開關(guān)7(上行時(shí))或下平層開關(guān)(下行時(shí))動(dòng)作時(shí)(圖3中T2時(shí))發(fā)出信號(hào)給變頻器2使其改變加速度曲線，并使由T2到T3的速度曲線所包含的陰影部分面積為L(zhǎng)0，電梯實(shí)現(xiàn)直接?？坎?zhǔn)確平層。在這個(gè)過程中，由于PLC發(fā)出的減速點(diǎn)信號(hào)可能提高或推遲，各種情況的加速度曲線形狀會(huì)有所不同，對(duì)各種情況進(jìn)行分析，在保證加速度曲線不出現(xiàn)跳變?yōu)榍疤釋?shí)現(xiàn)直接?？俊?br> 如圖3所示的本發(fā)明用全程剩余距離修正方法實(shí)現(xiàn)直接?？康碾娞菟俣燃凹铀俣冗\(yùn)行曲線圖。參照?qǐng)D3，PLC在T1時(shí)刻發(fā)出減速點(diǎn)信號(hào)并被變頻器就收，電梯開始減速，如果此時(shí)變頻器知道電梯離平層位置的實(shí)際剩余距離，則可根據(jù)該剩余距離計(jì)算出電梯所需的最大減速度及減速度變化率，并在整個(gè)減速期間，不斷修正電梯的加速度曲線，使得減速距離與實(shí)際剩余距離一致，實(shí)現(xiàn)直接?？坎?zhǔn)確平層。在電梯加速度曲線的修正過程中由于是全程隨時(shí)修正，加速度曲線不會(huì)出現(xiàn)跳變，舒適性良好，同時(shí)也增加了平層的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的關(guān)鍵就是在電梯整個(gè)運(yùn)行期間如何使變頻器得到準(zhǔn)確的剩余距離。將層樓位置信號(hào)寫入到變頻器內(nèi)部，同時(shí)通過PLC發(fā)出的減速點(diǎn)信號(hào)得到停止層樓信號(hào)，并在有一個(gè)平層開關(guān)動(dòng)作時(shí)和兩個(gè)平層開關(guān)均動(dòng)作時(shí)修正層樓位置信號(hào)，變頻器可以全程監(jiān)控剩余距離，并隨時(shí)根據(jù)當(dāng)前速度及加速度改變運(yùn)行過程中的加速度曲線。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，必須增加變頻器與PLC之間的信息量，變頻器需從PLC中獲得寫層、檢修、自動(dòng)等多種電梯運(yùn)行類型信號(hào)，電梯減速點(diǎn)信號(hào)、端站強(qiáng)迫減速信號(hào)、1個(gè)平層開關(guān)動(dòng)作信號(hào)、2個(gè)平層開關(guān)均動(dòng)作信號(hào)、電梯運(yùn)行方向信號(hào)、變頻器使能信號(hào)等多種運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)變頻器向PLC傳送電機(jī)零速信號(hào)、電機(jī)低速信號(hào)等供PLC作安全判斷使用。本發(fā)明在不影響電梯安全性的前提下，通過適當(dāng)?shù)倪壿嫿M合，僅用了變頻器2個(gè)輸出點(diǎn)、4個(gè)輸入點(diǎn)完成以上多種信號(hào)的傳送，這是幾乎所有的通用或?qū)Ｓ米冾l器都能夠提供的輸入輸出點(diǎn)數(shù)量。完成以上的信號(hào)傳輸后，即可將電梯層樓位置信號(hào)寫入變頻器中，實(shí)現(xiàn)全程剩余距離修正的直接?？?。結(jié)果表明，電梯能夠直接停止，提高了運(yùn)行效率，平層準(zhǔn)確且加速度曲線平滑，沒有不適的振動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種直接?？康碾娞菹到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器PLC(1)、變頻器(2)、電動(dòng)機(jī)(3)、編碼器(4)、轎廂(5)、井道(6)、平層開關(guān)(7、8)、隔磁板(9)以及連接可編程邏輯控制器PLC(1)的變頻器(2)中一組輸入輸出信號(hào)(10)；電梯轎廂(5)側(cè)壁安裝有上平開關(guān)(7)和下平開關(guān)(8)，電梯井道(6)側(cè)壁上各層樓位置處固定隔磁板(9)，隔磁板(9)與平層開關(guān)(7、8)關(guān)聯(lián)，上述諸信號(hào)隨同電梯的安全信號(hào)(11)、轎廂(6)指令及各層站按鈕信號(hào)(12)一起送入電梯的可編程邏輯控制器(1)；其特征在于通過信號(hào)線(10)與變頻器(2)關(guān)聯(lián)的所述可編程序邏輯控制器(1)檢測(cè)到并處理后的諸如電梯自動(dòng)、檢修、寫層、電梯運(yùn)行方向及前方停止等邏輯信號(hào)輸入變頻器(2)，使變頻器(2)啟動(dòng)或停止，編碼器(4)的脈沖信號(hào)則分別送入可編程邏輯控制器(1)和變頻器(2)中，使可編程序邏輯控制器(1)能監(jiān)控電梯轎廂(5)的絕對(duì)位置，同時(shí)電梯的驅(qū)動(dòng)部分變頻器(2)和旋轉(zhuǎn)編碼器(4)構(gòu)成速度閉環(huán)系統(tǒng)，由變頻器(2)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(3)，使電梯直接?？壳覝?zhǔn)確平層。
2.如權(quán)利要求1所述的直接停靠的電梯系統(tǒng)及其控制方法，其特征在于其中可根據(jù)隔磁板(9)使平層開關(guān)(7)或(8)動(dòng)作時(shí)轎廂(5)離平層位置的距離所產(chǎn)生的信號(hào)，修正所述轎廂(5)的剩余距離，使其與減速距離一致。
3.如權(quán)利要求1所述的直接?？康碾娞菹到y(tǒng)及其控制方法，其特征在于其中變頻器(2)從可編程序邏輯控制器(1)獲得多種運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，并對(duì)可編程序邏輯控制器(1)傳送安全判斷信號(hào)，從而將電梯層樓位置信號(hào)寫入變頻器(2)中，全程隨時(shí)修正實(shí)際剩余距離，使其與減速距離一致。
全文摘要
一種直接?？康碾娞菹到y(tǒng)及其控制方法，電梯系統(tǒng)包括可編程序邏輯控制器(即PLC)、變頻器、電動(dòng)機(jī)、編碼器、轎廂、井道及各種開關(guān)信號(hào)，變頻器控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電梯轎廂的上下移動(dòng)，PLC通過對(duì)井道、層站及轎廂各信號(hào)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電梯的控制、管理；PLC通過與變頻器的輸入輸出線控制變頻器的啟動(dòng)與停止，并使變頻器獲得準(zhǔn)確的剩余距離信息，實(shí)時(shí)修正電梯的減速度曲線，使電梯的實(shí)際減速距離與剩余距離一致，電梯從減速點(diǎn)開始直接減速到零且能準(zhǔn)確平層，提高了電梯運(yùn)行效率及舒適性。
文檔編號(hào)B66B1/34GK1436713SQ02110769
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者朱思中, 忻誼, 黃維綱 申請(qǐng)人:上海三菱電梯有限公司