地铁电梯位置检测系统的自动控制

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:梁峻平
[导读] 摘要:电梯控制柜从最原始的“变频器+PLC”式到“模拟速度曲线板+变频器+微机控制系统+自诊断”式,直至发展到当前的一体化式控制柜,它的结构有了显著的变化。
        内蒙古自治区特种设备检验院  呼和浩特  010000
        摘要:电梯控制柜从最原始的“变频器+PLC”式到“模拟速度曲线板+变频器+微机控制系统+自诊断”式,直至发展到当前的一体化式控制柜,它的结构有了显著的变化。首先接线处以前是错综复杂,但现在条理分明,由于线路较多,检查起来还是觉得非常麻烦;控制柜的人工测试操作系统,它的指令输入都由人工操作机械开关来完成,动作输出是靠信号灯的亮和灭来表示,通过人眼观察信号灯是否亮灭来判定功能的正常,这种检测的方式缺点是检测结果的记录不全、操作复杂等等;因此非常有必要研究电梯自动检测系统,通过程序来设定自动检测系统的指令,且开关不需要人工操作,只需要检测人员在电脑人机界面中输入正确的参数,而判断信号则是通过光耦电路识别线路的通断来实现的。
        关键词:电梯;位置检测;电梯技术
        引言
        随着城市的快速发展,人们对电梯的需求越来越多,电梯控制技术同时也得到了飞速发展。电梯控制柜从传统的“变频器+PLC”式逐渐的转变为“模拟速度曲线板+变频器+微机控制系统+自诊断”式,直到发展成为目前的一体化的控制柜结构形式,结构与性能都有非常大的变化。
        1电梯控制系统的组成以及硬件组成
        首先是电梯控制系统的组成。电梯控制系统的主要组成结构是电力拖动系统与电气控制系统,前者主要指的是电梯可以进行拖动运行的电路,还有就是轿厢内部的开关电路;后者主要指的是呼叫按钮、指示灯、传感器以及核心器件(PLC)等构成。PLC系统可以实现信号集成,完成采集、输出、逻辑控制等工作,可以将电梯内部各个系统连接起来,实现全部的自动化控制。其次是控制系统的硬件组成。电梯开关量输入信号和输出信号有很多,位于四层的教学电梯的模型中,输入信号有23个,输出信号有27个,主要包含轿厢的呼梯信号、门外的呼梯信号、上行与下行的减速信号、平层信号、手动信号、自动信号以及进行高速演示的开关量输入信号等。PLC的通信模块会将电梯的运行状态和相关数据经RS232接口传入到计算机内,并使用自动化的RSView32软件进行人机界面的设计,用以实现电梯的远程监控。
        2电梯位置检测系统总体分析
        2.1位置检测过程介绍
        位置检测过程主要涉及到以下方面具体内容:1)当电梯检测到轿箱内呼唤信号之后,会按照电梯各层的内选外呼信号先后顺序与停止后轿箱所在楼层,通过楼层信号和轿箱停留的楼层信号进行对比,再以选向模块实施选向控制从而决定电梯运行方向.2)电梯开始进入启动状态时,变频器会驱动电机进而拖动轿箱,其运动速度也缓慢由低到中最后变为高速运行到目标层。3)检测到目标层转入减速点之后,电梯会进入减速的状态,逐渐高速转为低速,最后以低速运行到平层点直到停止.4)电梯到达平层时,经3s延时后在开门,直至门开到行程开关,再经10s延时后直至门关。如果碰到人或物被夹在门中间时,电梯门会因光电开关作用自动打开门,如果关门动作还没完成,则控制程序就会进入关门模式直到关门的控制结束。5)电梯开门、关门时,门电路可实现门开关的所有功能,电梯门是由轿厢门和厅门组成,轿厢门的开、关控制按钮是被专门的门电动机通过拖动来完成工作的,各楼层的厅门不能自动开、关必须由轿厢门来带动完成开、关的程序。如若电梯没有到达该层时,厅门是锁闭的状态,为了保障人们的安全,此时的门是无法打开的,各厅门与轿厢门都有限制门锁开关按钮,必须将其常开触点进行串联之后方可使用此门锁信号.6)电梯到层和层呼叫指示的控制程序,电梯到层的指示功能十分重要,它的作用主要是反映电梯所在的实际位置或楼层信息。计数器会对PG卡产生的脉冲数累加,用实时累计值与各楼层的计数点相对应脉冲数来进行两者之间的比较,相等时会出现楼层计数的信号指示,上行+1,下行-1,即可反映出电梯所在的确切位置。

这时,层呼叫的指示功能通过记忆来对电梯门指令以及厅外召唤的信进行指示,当电梯作出响应后会将其自动删除。
        2.2张力辊位置检测原理
        张力辊位置检测原理主要指的是:PG为光电编码器,其脉冲信号经光电隔离和鉴相电路到AT89C51单片机,再经AD7520数模转换器转换成模拟量电压信号,得到位移信号ΔU。旋转编码器PG采用光洋电子(无锡)有限公司生产的TRD-J360-RZCW增量型编码器,性价比高,寿命长。它采用耐振动、耐冲击的金属光栅,电源电压范围可在DC4.75~30V之间变化,每转360个脉冲,输出电路形式为推拉输出,可直接驱动光耦。旋转编码器控制系统采集的位置信号由PLC协调控制,改变曳引变频器的速度设定。PLC采用西门子S7-224CN型。S7-224CN为小型PLC,具有RS232/RS485通信接口,内置有14个数字量输入点和10个数字量输出点,可扩展到最大数字量114点输入和110点输出。切断和曳引变频器采用西门子MM440型变频器。MM440具有矢量控制功能,功率7.5kW。实际运行过程中,曳引机常常处于发电状态,将两台MM440型变频器的直流母线并联,充分利用回馈能量给处于电动状态的电机供电。同时,在直流母线上设置制动单元和制动电阻,形成切断曳引两台电机的能量消耗回路[3]。
        2.3关于诊断及检测故障的应用分析
        诊断及检测故障的应用是在电梯工程制动控制中,往往由于各种因素的影响出现故障问题,而及时的将智能化控制技术应用到系统中能够有效的消除故障。同时,在智能化技术实践的环节中,它能够全面的对系统存在的问题进行了解并且解决。在操作上,主要是通过一些职能与命令的发射,将当前的故障控制,若不能采用设备进行故障消除,那么就会将相应的消息发送到显示器上,所以说诊断自动化技术应用是非常重要的。
        3.4关于控制功能
        在地铁电梯系统中,实现智能化的控制方式主要是通过智能化技术以及相关的无人操作系统实现的。但是值得注意的是,在进行相关控制功能检测中,需要结合实际的监控内容,在提升自身控制效果的同时,才能完全的对智能设备进行控制。
        结语
        总而言之,当前所使用的电梯都是通过旋转编码器和楼层平层的检测装置以及上、下位置限制开关,经过自学过程获取楼层位置的准确数据和上下位置限制开关数据作为基准的数据进行工作。在电梯运行时,旋转编码器获取轿厢位置数据之后再反馈到控制系统,而后控制系统和基准数据通过对比,得出准确的轿厢在井道中的位置。在科技技术愈加发达的当代,电梯不单单只是简单的代步工具,更是人类走向物质文明的重要标志,在电梯技术发展水平的基础上体现出当代社会的科学发展步伐的不断迈进。
        参考文献:
        [1]田翔,李志梅.电梯控制柜自动检测系统的设计与实现[J].机电工程技术,2005(12).
        [2]刘文超,徐祝霞.电梯控制柜的现状与发展[J].电梯技术,2009(18).
        [3]程东霁.自动扶梯金属刚架结构的分析及其优化[D].苏州:苏州大学,2006.
        [4]王娇.基于T-S模糊模型的超高层电梯的鲁棒控制[D].沈阳:沈阳工业大学,2009.
        [5]章丽芙.基于PLC的电梯控制系统[J].电气开关,2006(2):21-23.
        [6]何惠芳.PLC在改造电梯控制系统中的应用[J].机电产品开发与创新,2008,21(4):154-156.
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