CN104828658B - 一种施工升降机的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种施工升降机的控制系统，通过变频器对主接触器输出的交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；无需现有技术中单独的PLC模块或专用控制器来实现对施工升降机电气系统的控制，解决了现有技术因单独的PLC模块或专用控制器所造成的体积大和成本高问题；同时施工升降机的控制系统无需与现有技术中单独的PLC模块或专用控制器进行接线，所以不会存在因接线复杂而导致的系统可靠性低及安装调试困难的问题；并且施工升降机的控制系统仅需通过对于变频器的参数进行调整设置，即可实现对于施工升降机的控制系统的后期维护，也解决了现有技术维护复杂的问题。

Description

一种施工升降机的控制系统

技术领域

本发明涉及施工升降机技术领域，尤其涉及一种施工升降机的控制系统。

背景技术

现有技术中对于施工升降机的电气控制系统都是单独做的，一般包括PLC硬件模块或专用控制器，以及对施工升降机进行电机驱动的变频器。

如图1所示，PLC模块或控制器101接收施工升降机电气系统采集的信号，输出控制外围电气系统100(即施工升降机的电控回路部分)的信号，并输出控制电机正转、反转、运行速度的信号至变频器102中，同时变频器102还输出运行或故障等反馈信号至PLC模块或控制器101中。单独的PLC模块或控制器101设置于变频器102机柜外部，不仅体积大成本高，同时两者的连接线路复杂使系统可靠性低，并且需要专业的技术人员进行安装调试以及后期维护。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种施工升降机的控制系统，以解决现有技术中体积大、成本高、系统可靠性低及安装维护复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种施工升降机的控制系统，包括：

与输入电源相连的主断路器，用于控制所述施工升降机的控制系统是否接收所述输入电源提供的交流电；

与所述主断路器相连的主接触器，用于输出所述交流电；

与所述主接触器相连的变频器，用于对所述主接触器输出的所述交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；

连接于所述主断路器输出端的电机抱闸控制单元，用于输出电机制动器的控制电源；

分别与所述主接触器、所述变频器的控制板和所述电机抱闸控制单元相连的电控回路，用于接收所述控制板的控制信号或者司机操作台输入的控制指令，控制所述主接触器和所述电机抱闸控制单元进行工作；

连接于所述主断路器后端、主接触器前端的隔离变压器，用于从所述主接触器前端取电，输出为两组以上抽头，用于当输入电源电压较低时，通过改变抽头接线提高输出给所述电控回路的控制电压。

优选的，还包括：与所述电控回路相连的指示灯板，用于显示设备工作状态，所述设备工作状态包括：电源、故障及故障代码、预警、超载和限位警告提示代码。

优选的，还包括：与所述电控回路相连、并连接于所述主断路器和所述主接触器之间的辅助供电单元，用于根据所述电控回路的控制为笼内设备提供电源。

优选的，还包括：并接于所述隔离变压器二次侧的继电器，所述继电器的触点用于控制辅助供电单元的火线通断，用于漏电保护和防止电源接线错误。

优选的，还包括：并联于所述主接触器两端的缓冲电阻，用于上电时为母线电容充电。

优选的，所述变频器包括：

与所述控制板相连、输入端与所述主接触器相连的整流单元；

与所述整流单元的输出端相连的滤波单元；

与所述控制板相连、输入端与所述整流单元的输出端及所述滤波单元相连的逆变单元，所述逆变单元的输出端与施工升降机的电机输入端相连。

优选的，所述变频器还包括：

与所述控制板相连、连接于所述滤波单元和所述逆变单元之间的制动单元，用于根据所述控制板的控制，实现快速刹车制动。

优选的，还包括：连接于所述主接触器和所述隔离变压器一次侧之间的空气开关，用于提供短路保护。

优选的，还包括：均与所述变频器的控制板相连的司机操作台、笼顶操作盒、坠落实验盒、销轴传感器和平层编码器。

优选的，所述电机抱闸控制单元包括：

抱闸制动板；

均受控于所述电控回路或所述变频器控制板的两个接触器，所述两个接触器的触点分别接至所述抱闸制动板的交流侧和直流侧，用来分别控制所述抱闸制动板的电源输入、输出的通断。

本申请提供一种施工升降机的控制系统，通过施工升降机本身的电控回路控制主接触器和电机抱闸控制单元进行工作，通过所述变频器对所述主接触器输出的交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；无需现有技术中单独的PLC模块或专用控制器来实现对施工升降机电气系统的控制，解决了现有技术因单独的PLC模块或专用控制器所造成的体积大和成本高问题；同时所述施工升降机的控制系统无需与现有技术中单独的PLC模块或专用控制器进行接线，所以不会存在因接线复杂而导致的系统可靠性低及安装调试困难的问题；并且所述施工升降机的控制系统仅需通过对于所述变频器的参数进行调整设置，即可实现对于所述施工升降机的控制系统的后期维护，也解决了现有技术维护复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种施工升降机电机控制及驱动示意图；

图2为本申请实施例提供的一种施工升降机的控制系统结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的另外一种施工升降机的控制系统结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种变频器的控制板端口示意图。

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做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。

本发明提供了一种施工升降机及其控制系统，以解决现有技术中体积大、成本高、系统可靠性低及安装维护复杂的问题。

具体的，所述施工升降机的控制系统，如图2所示，包括：

与输入电源相连的主断路器101；

与主断路器101相连的主接触器102；

与主接触器102相连的变频器103；

连接于主断路器101输出端的电机抱闸控制单元104；

连接于主断路器101后端、主接触器102前端的隔离变压器105；

分别与主接触器102、变频器103的控制板和电机抱闸控制单元104相连的电控回路106。

具体的工作原理为：

主断路器101控制所述施工升降机的控制系统是否接收所述输入电源提供的交流电；主接触器102输出所述交流电；变频器103对所述交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；电机抱闸控制单元104输出电机制动器的控制电源；隔离变压器105从主接触器102前端两相交流380V取电，输出为两组以上抽头，比如220V和240V(在具体的应用中，可根据实际应用情况来设定多组不同电压的抽头)；当输入电源电压较低时，通过改变抽头接线提高输出给电控回路106的控制电压，保证控制平稳运行；电控回路106采用隔离变压器105单独供电，可以避免其他因素的干扰，再通过继电器输出控制主接触器102和电机抱闸控制单元104进行工作；主接触器102反馈信号再给到电控回路106，从而监控接触器102的状态。

在具体的实际应用中，所述输入电源为输入电网。

本实施例公开的所述施工升降机的控制系统，通过变频器103对主接触器102输出的交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；电控回路106接收变频器103控制板的控制信号或者司机操作台输入的控制指令，控制主接触器102和电机抱闸控制单元104进行工作；且电控回路106可以为施工升降机本身的控制回路部分；无需现有技术中单独的PLC模块或专用控制器来实现对施工升降机电气系统的控制，解决了现有技术因单独的PLC模块或专用控制器所造成的体积大和成本高问题；同时所述施工升降机的控制系统无需与现有技术中单独的PLC模块或专用控制器进行接线，所以不会存在因接线复杂而导致的系统可靠性低及安装调试困难的问题；并且所述施工升降机的控制系统仅需通过对于所述变频器的参数进行调整设置，即可实现对于所述施工升降机的控制系统的后期维护，也解决了现有技术维护复杂的问题。

优选的，所述施工升降机的控制系统还包括：与所述电控回路相连的指示灯板，用于显示设备工作状态，所述设备工作状态包括：电源、故障及故障代码、预警、超载和限位警告提示代码。

增加了所述指示灯板，还可以为操作人员提供设备工作状态指示，比现有技术增加了操作提醒功能，可方便直观查看和快速处理故障。

本发明另一实施例还提供了一种施工升降机的控制系统，如图2所示，包括：

与输入电源相连的主断路器101；

与主断路器101相连的主接触器102；

与主接触器102相连的变频器103；

连接于主断路器101和主接触器102之间的电机抱闸控制单元104；

连接于主断路器101和主接触器102之间的隔离变压器105；

分别与主接触器102、变频器103、电机抱闸控制单元104和隔离变压器105相连的电控回路106。

优选的，如图3所示，所述施工升降机的控制系统还包括：与所述电控回路相连、并连接于所述主断路器和主接触器102之间的辅助供电单元107。

辅助供电单元107用于根据所述电控回路的控制为笼内设备提供电源。

优选的，所述施工升降机的控制系统还包括：并接于隔离变压器105二次侧的继电器KA，继电器KA的触点用于控制辅助供电单元107的火线通断，用于漏电保护和防止电源接线错误。

如图3所示，辅助供电单元107包括输出一路三相四线的加节用电源端子和两路220V辅助电源端子。辅助电源带漏电保护开关，给笼内照明，风扇，插座等供电。辅助电源的输出火线通过一组继电器KA触点控制，继电器KA的线圈并接在隔离变压器105的二次侧。目的是控制辅助供电单元107的火线通断。在具体应用中，只有将用于围栏门和层门控制的一相火线接至R相(除隔离变压器105一次侧接线外的另外一相电源)，辅助电源可以正常使用。否则，辅助电源将无输出，用电设备不能正常使用，以警告电源接线错误，需调整接线。

优选的，如图3所示，所述施工升降机的控制系统还包括：并联于主接触器102两端的缓冲电阻R1和R2。

在具体的实际应用中，缓冲电阻R1和R2可根据实际方案并联在交流侧主接触器102两端或者并联在直流侧接触器两端，用于上电时给母线电容充电。

优选的，如图3所示，变频器103包括：

与所述控制板相连、输入端与主接触器102相连的整流单元131；

与整流单元131的输出端相连的滤波单元132；

与所述控制板相连、输入端与整流单元131的输出端及滤波单元132相连的逆变单元133，逆变单元133的输出端与施工升降机的电机输入端相连。

优选的，如图3所示，变频器103还包括：

与所述控制板相连、连接于滤波单元132和逆变单元133之间的制动单元134。

制动单元134用于根据所述控制板的控制，实现快速刹车制动。

具体的，变频器103通过交-直-交变换，输出电压和频率可调的正弦波信号，控制施工升降机的电机运行，实现电机的变频调速；同时变频器103提供内置制动单元134，可实现快速刹车制动。

优选的，如图3所示，所述施工升降机的控制系统还包括：连接于主接触器102和隔离变压器105一次侧之间的空气开关QF，用于提供短路保护。

空气开关QF提供短路保护功能，如控制部分短路，可自动切断电路。

优选的，所述施工升降机的控制系统还包括：均与所述变频器的控制板相连的司机操作台、笼顶操作盒、坠落实验盒、销轴传感器、电机温度传感器、制动电阻箱、卫星定位模块、楼层呼叫模块、文本显示屏和平层编码器。

所述控制板用于接收司机操作台信号、笼顶操作盒信号、坠落实验盒信号、限位开关信号和其他信号。

具体的，如图4所示，所述控制板的S1端口接收坠落/笼顶/笼内的启动信号，S2端口接收笼内操作台输出的笼内上升信号，S3端口接收所述笼内操作台输出的笼内下降信号，S4端口接收所述笼内操作台输出的加速信号，S5端口接收所述笼内操作台输出的零位信号，S6端口接收所述笼内操作台输出的故障复位信号，S7端口接收所述笼顶操作盒输出的笼顶急停信号，S8端口接收所述笼顶操作盒输出的笼顶上升信号，S9端口接收所述笼顶操作盒输出的笼顶下降信号，S10端口接收所述笼顶操作盒输出的转换开关信号，S11端口接收所述坠落实验盒输出的坠落上升信号，S12端口接收所述坠落实验盒输出的坠落实验信号，S13端口接收抱闸接触器反馈信号，S14端口接收主接触器反馈信号，S15端口接收单开门限位信号，S16端口接收双开门限位信号，S17端口接收天窗门限位信号，S18端口接收上限位信号，S19端口接收下限位信号，S20端口接收上减速限位信号，S21端口接收下减速限位信号，S22端口接收冒顶限位信号，S23端口接收松绳限位信号，S24端口接收电机热保护1信号，S25端口接收电机热保护2信号，S26端口接收电机热保护3信号，S27端口接收笼内刹车测试信号，S28接收笼内应急按钮信号，ZL1端口和ZL2端口为防坠器反馈接点，RO6V端口接收所述笼内操作台输出的笼内电锁急停控制信号，Y1端口输出刹车检测提醒信号，Y2端口输出故障指示信号，RO1A端口和RO1C端口输出信号控制主接触器102吸合，RO2A端口和RO2C端口输出信号控制制动控制接触器吸合，RO3A端口和RO3C端口输出信号控制安全控制接触器吸合，RO4A端口和RO4C端口输出信号控制电铃响，RO5A端口和RO5C端口接收外部控制继电器输出的笼顶急停控制信号，RO6A端口和RO6C端口接收外部控制继电器输出的笼内电锁急停控制信号，RO7A端口、RO7B端口、RO7C端口、RO8A端口、RO8B端口和RO8C端口为备用端口，所述控制板还输出直流24V电压信号。

另外，所述其他信号的来源包括：

外接的所述销轴传感器，可实现称重检测，显示和超载报警；

外接的所述电机温度传感器，可监控电机温度，电机过温时报警停机；

外接的平层编码器，配合平层传感器可实现自动平层功能；

外接的多种485通讯模块，包括所述文本显示屏、卫星定位模块GPSGlobalPositioning System，全球定位系统)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)、楼层呼叫模块和语音播报等功能模块。

本实施例公开的所述施工升降机的控制系统，通过所述控制板两路继电器输出分别控制电机抱闸控制单元104内的两个接触器，分合抱闸制动板交流和直流两侧电源，来控制电机抱闸制动器的工作。同时所述控制板的外围控制信号均采用弱电24V信号，使用更安全。且所述控制板采用变频单元直流母线供电，电源更稳定可靠。所述控制板还具有超载检测和缺相保护功能，可以处理外部多种信号，包括操作台控制信号，限位信号，销轴传感器信号，编码器信号，电机温度检测信号，通讯连接信号等。

优选的，如图3所示，电机抱闸控制单元104包括：

抱闸制动板ZD；

均受控于所述电控回路的两个接触器KM1和KM2，两个接触器KM1和KM2的触点分别接至抱闸制动板ZD的交流侧和直流侧，用来分别控制抱闸制动板ZD的交流电源输入、直流电源输出的通断，用来实现对电机抱闸制动单元104的安全有效控制。

两个接触器KM1和KM2的吸合均由所述电控回路控制，或者由变频器的控制板发出信号给电控回路来间接控制，可实现抱闸接触器的安全动作。抱闸制动板ZD为交流输入，取电点位于主接触器102的前端，输出DC195V直流至接线端子，供施工升降机的电机制动器用。变频器103运行时，电机制动器得电，抱闸机构松开；变频器103停止时，电机制动器失电，抱闸机构抱闸。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上仅是本发明的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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 (9)

1.一种施工升降机的控制系统，其特征在于，包括：

与输入电源相连的主断路器，用于控制所述施工升降机的控制系统是否接收所述输入电源提供的交流电；

与所述主断路器相连的主接触器，用于输出所述交流电；

与所述主接触器相连的变频器，用于对所述主接触器输出的所述交流电进行转换，生成并输出变频电源，用于驱动施工升降机的电机运行；

连接于所述主断路器输出端的电机抱闸控制单元，用于输出电机制动器的控制电源；

分别与所述主接触器、所述变频器的控制板和所述电机抱闸控制单元相连的电控回路，用于接收所述控制板的控制信号，控制所述主接触器和所述电机抱闸控制单元进行工作；

连接于所述主断路器后端、主接触器前端的隔离变压器，用于从所述主接触器前端取电，输出为两组以上抽头，用于当输入电源电压较低时，通过改变抽头接线提高输出给所述电控回路的控制电压；

均与所述变频器的控制板相连的司机操作台、笼顶操作盒、坠落实验盒、销轴传感器和平层编码器，所述控制板用于接收司机操作台信号、笼顶操作盒信号、坠落实验盒信号及限位开关信号。

2.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，还包括：与所述电控回路相连的指示灯板，用于显示设备工作状态，所述设备工作状态包括：电源、故障及故障代码、预警、超载和限位警告提示代码。

3.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，还包括：与所述电控回路相连、并连接于所述主断路器和所述主接触器之间的辅助供电单元，用于根据所述电控回路的控制为笼内设备提供电源。

4.根据权利要求3所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，还包括：并接于所述隔离变压器二次侧的继电器，所述继电器的触点用于控制辅助供电单元的火线通断，用于漏电保护和防止电源接线错误。

5.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，还包括：并联于所述主接触器两端的缓冲电阻，用于上电时为母线电容充电。

6.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，所述变频器包括：

与所述控制板相连、输入端与所述主接触器相连的整流单元；

与所述整流单元的输出端相连的滤波单元；

与所述控制板相连、输入端与所述整流单元的输出端及所述滤波单元相连的逆变单元，所述逆变单元的输出端与施工升降机的电机输入端相连。

7.根据权利要求6所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，所述变频器还包括：

与所述控制板相连、连接于所述滤波单元和所述逆变单元之间的制动单元，用于根据所述控制板的控制，实现快速刹车制动。

8.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，还包括：连接于所述主接触器和所述隔离变压器一次侧之间的空气开关，用于提供短路保护。

9.根据权利要求1所述的施工升降机的控制系统，其特征在于，所述电机抱闸控制单元包括：

抱闸制动板；

均受控于所述电控回路或所述变频器控制板的两个接触器，所述两个接触器的触点分别接至所述抱闸制动板的交流侧和直流侧，用来分别控制所述抱闸制动板的电源输入、输出的通断。