專利名稱：電梯plc/vvvf控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用可編程控制器(PLC)和各種交流調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速(簡(jiǎn)稱VVVF調(diào)速)設(shè)備構(gòu)成的電梯自動(dòng)控制裝置。
目前，電梯控制裝置主要有下列幾種(1)繼電控制，直流調(diào)速；(2)繼電控制，交流雙速；(3)繼電控制，ACVV交流調(diào)速；(4)PLC控制，交流雙速；(5)PLC控制，ACVV交流調(diào)速；(6)單片機(jī)控制，ACVV交流調(diào)速；(7)小型計(jì)算機(jī)控制，VVVF交流調(diào)速(國(guó)外進(jìn)口的)，(8)單片機(jī)控制，VVVF交流調(diào)速(CN2057413)。
上述控制形式實(shí)際上也就是電梯控制技術(shù)的發(fā)展歷史，從PLC機(jī)誕生以來，各類工業(yè)控制技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，在電梯行業(yè)尤其顯得突出。目前PLC機(jī)在電梯上的應(yīng)用已經(jīng)很普及了，但主要只局限于PLC機(jī)與ACVV調(diào)速的組合以及PLC機(jī)與雙速控制的組合。而PLC機(jī)與VVVF的組合，因牽涉到多項(xiàng)控制技術(shù)的實(shí)施，尚未見報(bào)導(dǎo)。
引進(jìn)的日本三菱電梯、美國(guó)杜佛(DOVER)電梯實(shí)現(xiàn)了VVVF控制，但是以小型計(jì)算機(jī)來控制的，其系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，且成本高，國(guó)內(nèi)一些廠家引進(jìn)的國(guó)外電梯技術(shù)(如上海三菱，美國(guó)杜佛)就是這類技術(shù)，專業(yè)性很強(qiáng)，非生產(chǎn)廠家不能干預(yù)該系統(tǒng)，更談不上舊電梯的改造了。
中國(guó)專利CN2057413U公開的是一種單片機(jī)全電腦控制的VVVF系統(tǒng)，比小型機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化了許多，但是，單片機(jī)系統(tǒng)也是一個(gè)專業(yè)性強(qiáng)的電梯控制系統(tǒng)，控制程序不透明，不便于系統(tǒng)維修和軟件更換，除電梯專業(yè)廠家能接受外，不適用于面比較廣的電梯技術(shù)改造和技術(shù)升級(jí)，且其VVVF系統(tǒng)無能量泄放裝置。經(jīng)工程實(shí)踐證明，除非是變頻專用電機(jī)，VVVF系統(tǒng)若無IGBT模塊技術(shù)和矢量控制技術(shù)作為核心主干技術(shù)是不能用于電梯控制上的。
隨著控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外近年來采用了IGBT模塊和矢量控制技術(shù)，因而使得VVVF系統(tǒng)應(yīng)用于電梯上成為現(xiàn)實(shí)。
本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，設(shè)計(jì)一種PLC機(jī)與VVVF系統(tǒng)組合的電梯全自動(dòng)控制裝置。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的電梯控制裝置不僅包括了現(xiàn)行的各種電梯自動(dòng)控制裝置已有的各種控制功能，而且，由于采用了PLC/VVVF組合，所以具有廣泛的應(yīng)用前景。首先，PLC機(jī)工業(yè)上工藝完善，故障率低；其次，系統(tǒng)軟件透明，便于應(yīng)用于各類電梯控制場(chǎng)合，加之VVVF由于解決了IGBT工藝問題和矢量控制技術(shù)問題，單機(jī)應(yīng)用于電梯交流電機(jī)(普通電機(jī))上已經(jīng)可行，再加上有能量泄放裝置，則PLC/VVVF組合可成功實(shí)現(xiàn)電梯的平穩(wěn)控制，且外觀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于小型機(jī)/VVVF組合控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型電梯PLC/VVVF控制裝包括一臺(tái)綜合控制器(1)，一組顯示系統(tǒng)(2)，一個(gè)變頻器(3)，一個(gè)門機(jī)系統(tǒng)(4)，一個(gè)電梯層感信號(hào)和安全信號(hào)的光電隔離信號(hào)輸出部件(5)和一塊電源模塊(7)，其特征是，所說的綜合控制器(1)是一種可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)，所說的變頻器(3)是一種帶有絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和具有矢量控制功能的交流調(diào)壓、調(diào)頻的調(diào)速變頻器(簡(jiǎn)稱VVVF)，所說的控制裝置還有一個(gè)能量泄放器(3-3)、一塊信號(hào)處理模塊(6)，以及一套具有故障自動(dòng)診斷處理、容錯(cuò)控制和多機(jī)通訊功能的電梯控制系統(tǒng)軟件(該套軟件安裝在一個(gè)控制框中)，由上述各硬件和軟件組成完整的電梯PLC/VVVF自動(dòng)控制裝置。
優(yōu)先推薦的PLC(1)是從日本OMRON系列PLC機(jī)、日本三菱(MITSUBISHI)系列PLC機(jī)和德國(guó)西門子系列PLC機(jī)等工業(yè)上工藝比較完善的PLC機(jī)中選擇的一種PLC機(jī)；所說的能量泄放器(3-3)為帶有1500V/1000A高壓大功率晶體管和無感電阻(3-4)的能量泄放器；所說的信號(hào)處理模塊(6)是由CMOS邏輯電子元件完成的；所說的故障自動(dòng)診斷處理、容錯(cuò)控制和多機(jī)通訊功能是在同一PLC(1)中完成的，代碼顯示，自動(dòng)控制。
和同類產(chǎn)品現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型具有體積小、工藝完善、智能程度高、通用性強(qiáng)、故障率低、舒適感好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，適用于舊電梯的技術(shù)改造和電梯生產(chǎn)廠配套批量生產(chǎn)。
以下結(jié)合附圖(也是本實(shí)用新型的實(shí)施例)對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明

圖1是本實(shí)用新型工作原理結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是VVVF變頻器電原理圖。
圖3是PLC/VVVF控制流程圖。
參照?qǐng)D1，(1)是PLC機(jī)，(3)是VVVF變頻器，從圖1可知，(1)和(3)之間只有控制信息指令的交換，而沒有電壓、電流和轉(zhuǎn)速信號(hào)的模擬量反饋，這是PLC/VVVF系統(tǒng)的重要特征。(6)是信號(hào)處理模塊，其功能是將電梯(8)的呼梯信號(hào)處理成PLC機(jī)(1)能大容量接受的信息，以減少PLC機(jī)的I/O口負(fù)擔(dān)，(7)是電源模塊，負(fù)責(zé)向PLC機(jī)(1)和VVVF變頻器(3)提供控制電源、動(dòng)力電源。(5)為電梯層感信號(hào)和安全信號(hào)的光電隔離輸出信號(hào)處理部件，其作用是強(qiáng)弱電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；(4)為門機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯(8)的開關(guān)門自動(dòng)控制。(2)為顯示系統(tǒng)，其功能是將呼梯信號(hào)、樓層信號(hào)及故障診斷信號(hào)顯示于電梯(8)上。
參照?qǐng)D2，(3-1)部件是32位CPU控制中心，負(fù)責(zé)接收和送達(dá)與PLC機(jī)(1)的控制信息，以及處理變頻器(3)的帶矢量控制方式的PWM調(diào)速驅(qū)動(dòng)電路。(3-2)部件是IGBT絕緣柵雙極晶體管，完成電力拖動(dòng)，(3-3)部件是DCBUS上的能量泄放器，它能在VVVF電壓過載情況下將多余能量泄放掉，保證VVVF的正常運(yùn)行。(3-4)是一只無感電阻，在能量泄放期將電能轉(zhuǎn)換成熱能。
參照?qǐng)D3，系統(tǒng)工作過程如下開機(jī)時(shí)系統(tǒng)參數(shù)經(jīng)初始化復(fù)位后處于待機(jī)狀態(tài)，電梯(8)接到呼梯指令，經(jīng)信號(hào)處理模塊(6)告知PLC(1)有呼梯信號(hào)。(1)經(jīng)控制算法處理后判斷出運(yùn)行方向并給出VVVF變頻器(3)的控制指令，(3)啟動(dòng)運(yùn)行，在達(dá)到目的層后按(1)所設(shè)定的減速速曲線進(jìn)行平層，停止，然后開門，讓乘客進(jìn)入。接受新指令后，又抵達(dá)新的目的層，以此往復(fù)。
當(dāng)有故障時(shí)，PLC(1)判斷出后停止運(yùn)行，并通過信號(hào)顯示系統(tǒng)(2)顯示出故障代碼。根據(jù)故障性質(zhì)，對(duì)某些良性故障允許忽略(容錯(cuò))。接到容錯(cuò)指令后，可繼續(xù)運(yùn)行一段。例如，當(dāng)電梯門已關(guān)好，只是門錯(cuò)信號(hào)因故障暫時(shí)沒有。在確保是該故障情況下，是允許接受容錯(cuò)指令抵達(dá)目的層的。抵達(dá)目的層后，將乘客放走，再返回檢修就比較容易。而因故障一直將乘客關(guān)在轎內(nèi)則影響較大。
故障診斷系統(tǒng)主要是為電梯維修者而設(shè)置的，采用樓層顯示器來在故障期間直接顯示故障代碼是因?yàn)橹庇^、及時(shí)。
顯示器狀態(tài) 正常情況下，分別顯示1-99層樓層信號(hào)。故障狀態(tài)下，則顯示以下代碼(個(gè)位數(shù)) 表示門未關(guān)好。 表示電梯不平層。 表示VVVF系統(tǒng)出現(xiàn)故障。 表示電機(jī)故障。 表示抱閘故障。 表示安全系統(tǒng)出現(xiàn)故障。 表示沖頂。 表示墜底。
還可以診斷和產(chǎn)生出多種故障代碼。使用這種形象代碼，可以指揮電梯維修者正確分析故障原因，即時(shí)處理故障，若采用其它符號(hào)表示，仍不超出本實(shí)用新型的構(gòu)思范圍。
與上位機(jī)通訊是本裝置利用PLC機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制的另一特點(diǎn)。電梯作為一個(gè)獨(dú)立動(dòng)作的基本系統(tǒng)，和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，則其降格為一個(gè)控制終端，可隨時(shí)接受上位機(jī)的干預(yù)(智能信息)，以實(shí)現(xiàn)消防工作，警務(wù)緊急?？亢椭钡帜康膶拥墓ぷ?，換班工作，高峰載客期的隔層停站工作等。
權(quán)利要求1.一種電梯PLC/VVVF控制裝置，包括一臺(tái)綜合控制器(1)，一組顯示系統(tǒng)(2)，一臺(tái)變頻器(3)，一個(gè)門機(jī)系統(tǒng)(4)，一個(gè)電梯層感信號(hào)和安全信號(hào)的光電隔離信號(hào)輸出部件(5)和一塊電源模塊(7)，其特征是，所說的綜合控制器(1)是一種可編程控制器(簡(jiǎn)稱PLC)，所說的變頻器(3)是一種帶有絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和具有矢量控制功能的交流調(diào)壓調(diào)頻的調(diào)速變頻器(簡(jiǎn)稱VVVF)；所說的控制裝置還有一個(gè)能量泄放器(3-3)，一塊信號(hào)處理模塊(6)，以及一套具有故障自動(dòng)診斷處理，容錯(cuò)控制和多機(jī)通訊功能的電梯控制系統(tǒng)軟件(該套軟件安裝在一個(gè)控制柜中)，由上述各硬件和軟件組成完整的電梯PLC/VVVF自動(dòng)控制裝置。
2.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是，所說的PLC(1)是從日本OMRON系列PLC機(jī)、日本MITSUBISHI系列PLC機(jī)和德國(guó)西門子系列PLC機(jī)中選擇的一種PLC機(jī)。
3.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是，所說的能量泄放器(3-3)為帶有1500V/1000A高壓大功率晶體管、無感電阻(3-4)的能量泄放器。
4.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是，所說的信號(hào)處理模塊(6)是由CMOS邏輯電子元件完成的。
5.按照權(quán)利要求1的控制裝置，其特征是所說的故障自動(dòng)診斷處理，容錯(cuò)控制和多機(jī)通訊功能是在同一PLC機(jī)(1)內(nèi)完成的，代碼顯示，自動(dòng)控制。
專利摘要一種電梯PLC/VVVF控制裝置，它是由工業(yè)上工藝比較完善的可編程控制器(PLC)，信號(hào)處理模塊、帶IGBT管和具有矢量控制功能的變頻器、能量泄放器組成的一套完整的電梯自動(dòng)控制裝置。其功能除具有常規(guī)的控制功能外，還具有故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)，容錯(cuò)控制系統(tǒng)和與上位機(jī)通訊控制(智能控制)功能。它和現(xiàn)有技術(shù)比較，具有體積小、工藝完善、智能程度高、通用性強(qiáng)、故障率低、舒適感好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，適用于舊電梯的技術(shù)改造和電梯生產(chǎn)廠配套批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B66B1/28GK2249230SQ94243178
公開日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1994年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月19日
發(fā)明者劉建平 申請(qǐng)人:昆明三新控制工程研究所