台达电梯一体机 IED 电梯一体化控制系统设计 Design of the Integration of the Elevator Control System Based on Tai Da IED 苏州远志科技有限公司 陆晓春 迅达电梯 ( 中国 ) 有限公司 祝瑞同 新疆伊犁州特种设备检测所 李文斌 Lu Xiaochun Zhu Ruitong Li Wenbin 摘要 : 以台达电梯一体机 IED 电梯一体化控制系统为例, 介绍控制系统的设计 结合电梯的基本原理, 进行了一体化控制系统的功能规划和硬件电路设计 关键词 : 电梯一体化控制系统 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 引言 中国房地产行业的高速发展, 包括普通住宅在内的各类楼宇普遍都安装了电梯, 这也促使中国电梯行业在近几年得到了快速发展壮大 随着人们生活水平和生活质量的提高, 大家对电梯的安全性和舒适性也有了更高的要求, 以往的电梯都是以主控制器为核心采集周边元件的状态信号, 再控制驱动器驱动曳引机拖动电梯, 配线复杂, 出现问题后排查困难, 后续服务的技术支持和需求量也大 人们在注重生活品质提高的同时, 也渴望得到更加便捷 安全的垂直交通设施服务, 使得一体化控制系统的电梯越来越走俏 一体化控制系统的基本特点 一体化控制系统具有以下特点 : 控制和驱动一体化的技术, 不仅从根本上提高了电梯的运行性能和可靠性, 更在占地空间 外围配置 安装调试和制造成本上给客户带来无可比拟的实惠 N 条曲线 直接停靠 楼宇智能 远程监控 短消息报修 PDA 调试 蓄电池运行等全套最新技术的应用, 给电梯控制提供了新的发展方向 控制系统规划. 一体化控制系统的概念传统的电梯控制系统大多采用微机板 ( 或 PLC) 与变频器的模式 ; 而电梯一体化控制系统是将电梯的逻辑控制与变频驱动控制的有机结合和高度集成 将电梯专有微机控制板的功能集成到变频器控制功能当中, 在此基础上, 将变频器驱动电梯的功能充分优化 第 页共 5 页
IED 一体化控制系统 远程监控 层站召唤 逻辑控制 驱动控制 电机 轿内指令 门机控制 楼层显示 井道信息 图 IED 一体化控制系统组成框图 电梯一体化控制系统主要由主控制器 层站召唤 楼层显示等组成 主控制器高度集成 了电梯的逻辑控制与驱动控制功能, 接收并处理平层 减速等井道信息以及其它外部信号, 输出控制运行接触器 抱闸接触器 系统各部件之间的组成框图如图 所示. IED 系列电梯一体化的规划 台达电梯一体机 IED 系列电梯一体机是通过单一 MCU 高度整合, 真正实现了一体化主控 制器和驱动控制器, 而不是以往很多一体机采用两颗 MCU 分别实现逻辑控制和驱动控制 采 用单一 MCU 进行逻辑控制和驱动控制有许多的优势 : 单一 MCU 可实现直接停靠 ; 所有数字信 号一起处理, 速度快 ; 一颗 MCU 单独运算, 故障率低, 由于不存在 MCU 之间的通讯问题, 运 算无延迟 ; 没有 MCU 之间互相传递数据, 不存在干扰问题 ; 一颗芯, 不占空间, 体积小 另 外 IED 系列电梯一体机规划了免脱负载直接调试, 无需称重补偿即可实现完美启动与停车等技 术. 主控板输入输出口规划 主控板输入口采用光耦隔离的方案, 考虑输出口的不同功用, 采用继电器输出 对应的 通讯信号采用了 Canbus Modus 的通讯方式 附表示出主控板输入 输出口的定义 附表主控板输入 输出口的定义 输入 输出 功能定义 功能定义 功能定义 MI 检修 MI5 下限位 R 备用 MI 检修上行 MI6 下一级减速 R 运行输出接触器 MI 检修下行 MI7 下二级减速 R 抱闸输出接触器 MI4 上平层 MI8 下三级减速 R4 抱闸强激输出接触器 MI5 下平层 MI9 备用 R5 开门输出继电器 MI6 门区 MI0 备用 R6 关门输出继电器 MI7 门锁反馈 MI 备用 MI8 抱闸反馈 MI 备用 MI9 运行反馈 MI 备用 MI0 安全反馈 CAN+ MI 上限位 CAN- 轿顶通讯 MI 上一级减速 SG+ MI 上二级减速 SG- 外召通讯 MI4 上三级减速.4 显示板的规划 第 页共 5 页
MOD+ MOD- 4 4 4 4 通讯信号采用了 Modus 的通讯方式 显示板上采用 4 位的 XH-4 接口进行上召唤 下召唤 锁梯 消防按钮的输入, 如图 所示 超载 CN 图 显示板规划.5 指令板的规划通讯信号采用了 Canbus 的通讯方式 单块指令板上采用 4 位的 XH-4 接口进行轿内 ~6 楼层按钮的输入, 通过指令板级联的方式, 可相应的扩展为 64 层 同时还集成了轿内的开 关门按钮的输入, 消防员 司机 换向 直达等开关的接口, 如图 所示 CN 8 BUZ 超载蜂鸣 8 CN 图 指令板规划.6 轿顶板的规划轿顶板上集成了系统开 关门信号输出给门机控制器, 门机控制器输出开 关门到位信号反馈给系统 同时还集成了模拟量的称重信号, 轿厢到站钟信号, 轿内通讯信号 轿厢风扇照明节能控制信号, 如图 4 所示 另外, 其端子设计成多功能输入功能, 可通过参数灵活的定义, 调整各端子的功能 第 页共 5 页
J a NO NC J b Ob Ob Ob c Oc Oc Oc d Od Od K9 K K K K4 K5 K6 K7 K8 J4 ON 4 5 J5 6 7 I I I I4 I5 I6 I7 I8 I9 VS SAI GND SBI CAN+ CAN- MOD+ MOD- 图 4 轿顶板规划 4 控制系统设计 4. 主电路 BR + B L L L N 5 4 6 L L L N KAD 4 5 6 R S T KMY U U U V V IED V MO 4 W W ~ W 5 6 PE L L L KAY KAP 图 5 主回路 图 5 的主回路主要由一体化控制器 安全接触器 KAD 运行接触器 KMY 曳引电动机 MO 等组成 4. 输入口设计低压输入端口的回路 ( 如图 6 所示 ) 完全借鉴一般 PLC 的光耦输入回路, 有效的控制信号的干扰 VCC + VCC AC0V 输入 图 6 低压输入回路 4. 启动时无称重自动补偿设计传统的变频驱动器为了解决启动时的舒适感, 往往需要启动补偿功能 其目的应该是在未知电梯载荷大小的情况下, 根据电梯将要运行的方向, 给电机施加以合适的转矩, 使其平滑启动, 使启动瞬间溜车降低到最小, 增加电梯的启动舒适感 IED 系列一体机在程序设计中, 第 4 页共 5 页
预先产生一个基本的补偿控制量, 变频器输出之后, 通过在启动瞬间连续检测编码器输出的变化情况, 快速判断电机的实际运行状况, 在此预先产生的基本补偿控制量基础之上, 连续对变频器输出进行快速的动态调节, 从而使启动过程更平稳 5 应用 IED 系列一体机, 在江苏常熟某公司办公楼进行了完整的测试 现场为一台 层 站的玻璃轿厢的无机房, 使用通润 GTW-8P0 主机, 载重 800kg, 额定梯速.0m/s, 曳引机额定功率 5.5kW, 额定电压 80V, 额定电流.8A, 额定频率 6Hz, 额定转速 96r/min, 曳引机标配海德汉 87(sin/cos 型 ) 编码器 在测试过程中,IED 系列一体机成功实现永磁同步无机房电梯的控制, 如图 7 所示 图 7 现场测试照片 6 结束语 实践证明, 采用 IED 系列的电梯控制系统, 质量可靠 运行稳定 更因其设计简便易用, 被众多电梯制造厂家选为主流配置 作者简介 陆晓春 (98-) 男工程师, 现就职于苏州远志科技有限公司, 主要从事电梯控制系统的设计工作 参考文献 [] 全国电梯标准化技术委员会.GB7588-00 电梯制造与安装安全规范 [M]. 北京 : 中国标准出版社,004. [] 台达电子工业股份有限公司. 电梯应用基本概念与 IED 调试步骤 [Z].00(). [] 台达电子工业股份有限公司. 台达电梯一体机 IED 使用手册 [Z].0. 第 5 页共 5 页