CN103193116A - 一种电梯一体化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯一体化控制系统，包括主控制模块、外部信号模块和电机，所述外部信号模块、所述电机分别与所述主控制模块电连接，其特征在于，所述主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，所述逻辑控制模块用于接收并处理所述外部信号模块的信号，所述驱动控制模块用于控制电机的运行；还包括断电自动平层模块，所述断电自动平层模块用于在紧急情况下控制电梯运行至平层位置。用本技术方案的有益效果是：电梯逻辑控制与驱动控制有机结合，高度集成，充分优化变频器驱动电梯的功能。

Description

一种电梯一体化控制系统

技术领域

本发明涉及一种电梯一体化控制系统，具体涉及一种曳引式家用电梯的一体化控制系统。

背景技术

目前市场上主要有两种驱动类型的家用电梯，一种是液压式，一种是曳引式。液压式家用电梯，有其天生的缺陷，功耗大，漏油，造价高，基本已被淘汰出市场了。而曳引机技术成熟，尤其是小型永磁同步曳引机的广泛应用，曳引式家用电梯已成为家用电梯市场的新宠。但是现有的曳引式家用电梯，大多采用微机板或PLC与变频器的模式，但是其之间的结合度不高，变频器驱动电梯的功能不能充分被利用，突发状况无法有效控制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电梯一体化控制系统，电梯逻辑控制与驱动控制有机结合，高度集成，充分优化变频器驱动电梯的功能，有效控制突发状况。 

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种电梯一体化控制系统，包括主控制模块、外部信号模块和电机，所述外部信号模块、所述电机分别与所述主控制模块电连接，所述主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，所述逻辑控制模块用于接收并处理所述外部信号模块的信号，所述驱动控制模块用于控制电机的运行；还包括断电自动平层模块，所述断电自动平层模块用于在紧急情况下控制电梯运行至平层位置。

优选的，所述主控制模块的输入输出信号采用并行通讯方式；所述主控制模块的输入端口包括低压输入端口和高压输入端口，所述低压输入端口和所述高压输入端口的回路为光耦输入回路；所述主控制模块的输出端口的回路为继电器输出回路。

优选的，所述驱动控制模块为集成有电梯微机控制功能的变频器，所述变频器为设有能量反馈单元的四象限变频器，所述四象限变频器用于将反馈电流回流输送至供电电网继续使用。

优选的，还包括无称重自动补偿模块，所述无称重自动补偿模块用于连续对所述四象限变频器输出进行快速的动态调节。

优选的，所述断电自动平层模块为不间断电源供电，所述不间断电源为线式电源。

优选的，所述高压输入端口的回路还设有输入检测回路。

采用本技术方案的有益效果是：由于主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，将逻辑控制模块与驱动控制模块有机结合以及高度集成,实现一体化控制；通过设置断电自动平层模块，当运行中的电梯突然遇到供电系统故障,接管电梯全部控制权,输出电梯所需电能,将电梯运行至平层位置,打开轿门让乘客安全走出电梯。同时使用不间断电源供电，提高了系统整体的可靠性。

由于考虑到家用电梯一般楼层都不高，输入输出采用并行通讯的方式。低压输入端口的回路采用光耦输入回路；高压输入端口的回路采用光耦输入回路，同时考虑到安全回路、层门锁回路、轿门锁回路，特别设计了输入检测回路，这样可省去传统的安全接触器和门锁接触器，让控制柜内部元器件布局更加简洁。输出端口回路为继电器输出回路，满足输出端口的不同功用。

同时驱动控制模块为集成有电梯微机控制功能的变频器，将电梯微机控制功能集成到变频器控制功能当中，变频器驱动电梯的功能充分优化。四象限变频器由于设有能量反馈单元，能满足各种位势负载的调速要求，将反馈电流回流输送至供电电网继续使用，达到最大限度的节能的目的，还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1。

通过设置无称重自动补偿模块，在一体化控制系统程序设计中，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，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，从而使启动过程更平稳，增加电梯的启动舒适感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统组成框图。

图2为本发明的四象限变频器驱动回路图。

图3为本发明的断电自动平层模块的电源回路图。

图4为本发明的低压输入端口的回路图。

图5为本发明的高压输入端口的回路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种电梯一体化控制系统，包括主控制模块、外部信号模块和电机，外部信号模块、电机分别与主控制模块电连接，主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，外部信号模块包括远程监控模块、层站召唤模块、轿内指令模块、楼层显示模块、井道信息模块和门机控制模块，逻辑控制模块用于接收并处理平层、减速等井道信息以及其他外部信号模块的信号，所述驱动控制模块用于控制电机的运行。由于主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，将逻辑控制模块与驱动控制模块有机结合以及高度集成,实现一体化控制；同时驱动控制模块为集成有电梯微机控制功能的变频器，将电梯微机控制功能集成到变频器控制功能当中，变频器驱动电梯的功能充分优化。

如图2所示，主控制模块集成有逻辑控制模块和驱动控制模块，驱动控制模块为集成有电梯微机控制功能的变频器，变频器为设有能量反馈单元的四象限变频器，能量反馈单元用于将反馈电流回流输送至供电电网继续使用。四象限变频器由于设有能量反馈单元，能满足各种位势负载的调速要求，将反馈电流回流输送至供电电网继续使用，达到最大限度的节能的目的，还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1。此类控制系统由PWM 整流器和PWM 逆变器构成的双PWM 可逆整流控制系统，无需增加任何附加电路，通过对变换器的开关器件按照一定的控制规律进行通断控制就可消除网侧谐波污染，实现高功率因数及能量双向流动，方便电机四象限运行，并且电机动态响应时间短，为高质量能量回馈技术。

如图3所示，还包括断电自动平层模块，断电自动平层模块用于在紧急情况下控制电梯运行至平层位置。断电自动平层模块为不间断电源供电，不间断电源为线式电源。通过设置断电自动平层模块，当运行中的电梯突然遇到供电系统故障,接管电梯全部控制权,输出电梯所需电能,将电梯运行至平层位置,打开轿门让乘客安全走出电梯。同时使用不间断电源供电，提高了系统整体的可靠性。DY继电器线圈电压为AC220V，用来监测控制柜的供电状况。当用户电源可对控制柜正常供电时，DY线圈得电，UPSC接触器不会吸合；当用户电源无电压输出时，DY继电器断开，一体化控制器MCB板的Y0继电器输出闭合，UPSC接触器吸合，控制柜转为由UPS供电。

由于考虑到家用电梯一般楼层都不高，主控制模块的输入输出信号采用并行通讯方式。主控制模块的输入端口包括低压输入端口和高压输入端口。如图4所示，低压输入端口的回路采用光耦输入回路。如图5所示，高压输入端口的回路采用光耦输入回路，同时考虑到安全回路、层门锁回路、轿门锁回路，特别设计了输入检测回路，这样可省去传统的安全接触器和门锁接触器，让控制柜内部元器件布局更加简洁。主控制模块的输出端口的回路为继电器输出回路，满足输出端口的不同功用。

考虑家用电梯一般层站不高，输入输出信号采用并行通讯方式。输入输出口借鉴了PLC的接口定义模式，将输入口定义为X，输出口定义为Y。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。

还包括无称重自动补偿模块，所述无称重自动补偿模块用于连续对所述四象限变频器输出进行快速的动态调节。通过设置无称重自动补偿模块，在一体化控制系统程序设计中，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，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，从而使启动过程更平稳，增加电梯的启动舒适感。

考虑家用电梯的实际使用场所，控制系统既可适配单相AC220V的供电，也可适配三相AC220V 、AC380V的供电。驱动控制部分既可适配异步电动机，也可适配永磁同步电动机；编码器的接口信号通过选择不同的PG卡，也可分别适配增量型AB相编码器、混合型Sin/Cos信号的编码器以及混合型UVW信号的编码器。在匹配不同类型的电动机和编码器时，均设计成通过参数设定去选择。

针对家用电梯的特点，对开关门的逻辑做了特殊处理，既考虑到手动门与自动门的选择，同时考虑到自动门状态下分布于相邻轿壁呈90°的双轿门的控制逻辑。在手动门（手拉门）状态下，电梯门锁断开一次再闭合或者电梯由运行转停车、门锁虽未断，但等待时间持续5s以上，此时电梯具备再次响应召唤并运行的条件。任何运行过程中门锁断开，电梯会自动立即停车保护，确保了乘梯安全。自动门的状态与普通的乘客电梯控制逻辑类似，设计时考虑采用类似“贯通门”的逻辑。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (6)

1.一种电梯一体化控制系统，包括主控制模块、外部信号模块和电机，所述外部信号模块、所述电机分别与所述主控制模块电连接，其特征在于，所述主控制模块包括逻辑控制模块和驱动控制模块，所述逻辑控制模块用于接收并处理所述外部信号模块的信号，所述驱动控制模块用于控制电机的运行；还包括断电自动平层模块，所述断电自动平层模块用于在紧急情况下控制电梯运行至平层位置。

2.根据权利要求1所述的一种电梯一体化控制系统，其特征在于，所述主控制模块的输入输出信号采用并行通讯方式；所述主控制模块的输入端口包括低压输入端口和高压输入端口，所述低压输入端口和所述高压输入端口的回路为光耦输入回路；所述主控制模块的输出端口的回路为继电器输出回路。

3.根据权利要求1或2所述的一种电梯一体化控制系统，其特征在于，所述驱动控制模块为集成有电梯微机控制功能的变频器，所述变频器为设有能量反馈单元的四象限变频器，所述四象限变频器用于将反馈电流回流输送至供电电网继续使用。

4.根据权利要求1或2所述的一种电梯一体化控制系统，其特征在于，还包括无称重自动补偿模块，所述无称重自动补偿模块用于连续对所述四象限变频器输出进行快速的动态调节。

5.根据权利要求1所述的一种电梯一体化控制系统，其特征在于，所述断电自动平层模块为不间断电源供电，所述不间断电源为线式电源。

6.根据权利要求2所述的一种电梯一体化控制系统，其特征在于，所述高压输入端口的回路还设有输入检测回路。

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