CN109946547A - 电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统及检测方法，该检测系统，包括检测控制器、电梯控制柜、脉冲群和雷击浪涌发生器和电梯模拟系统；检测控制器与电梯控制柜之间通过CAN BUS连接，电梯控制柜与脉冲群和雷击浪涌发生器，以及电梯模拟系统之间均采用电连接。与传统电梯控制柜电磁兼容检测方法比较，本发明不仅解决了电梯控制柜电磁兼容检测操作复杂、测试效率低下等弊端，而且实现了检测过程的自动化、能够系统分析故障原因，对提高电梯控制系统抗干扰性，降低电梯事故潜在发生的概率具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于机电类特种设备电磁兼容检测领域，具体涉及一种电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统及检测方法。
背景技术
随着电梯电气控制系统的复杂化、小型化，电梯控制柜的电磁兼容性受到了相关部门的重视。目前，检测部门对电梯控制柜进行电磁兼容检测采取的方法是依靠检测人员手动操作，部分检测项目依靠检测人员主观判断检测过程电梯控制系统是否处于正常状态，比如电快速脉冲群和雷击浪涌检测项目，该种检测方法操作复杂、检测自动化程度低、过于依靠检测人员的主观判断，导致对电梯设计单位不能够提出有效的整改意见。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统及检测方法，解决现有电梯控制柜进行电磁兼容检测采取的方法依靠检测人员手动操作，操作复杂、检测自动化程度低、且过于依靠检测人员的主观判断，检测结果准确度较低的技术问题。
本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，包括检测控制器、电梯控制柜、脉冲群和雷击浪涌发生器和电梯模拟系统；检测控制器与电梯控制柜之间通过CAN BUS连接，电梯控制柜与脉冲群和雷击浪涌发生器，以及电梯模拟系统之间均采用电连接。
所述电梯模拟系统包括曳引机、轿厢、门机、对重块、轿厢安全钳和缓冲器，共设置有三个楼层位置，井道中设置有上限位开关、上极限开关、下限位开关和下极限开关，每个楼层设置有开门开关、关门开关和光电平层感应器，轿厢上设置有编码器和称重传感器；上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器均与电梯控制柜之间通过电连接；
所述检测控制器包括上位机和下位控制中心，其中上位机包括第一控制器，以及与第一控制器电连接的控制面板、存储模块和故障报警模块；下位控制中心包括第二控制器，以及与第二控制器电连接的CAN BUS通讯模块、数据存储模块、编码器信号接收模块、开关量接收模块、楼层位置信号发送模块和ADC模块；下位控制中心与上位机、电梯控制柜均通过CAN BUS通讯。
进一步改进，所述第二控制器的主控芯片为基于Cortex-M4的32位内核STM32F407。下位控制中心的CAN BUS接口与主控芯片之间采用低功耗、通讯速率达到1MHz的高性能CAN驱动芯片；为了便于对检测过程中故障锁定，需要记录检测过程中每一次的信号接收与发送，设计了片外EEPROM掉电数据存储电路，接口芯片与主控芯片之间通过IIC总线交换数据；编码器信号接收电路用于监测电梯运行速度和轿厢位置；开关量信号接收电路用于接收井道上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门到位、关门到位、光电平层感应器的信号；楼层位置信号发送电路用于模拟楼层位置召唤按钮；ADC电路用于接收称重传感器信号，用于监测电梯是否处于超重状态。上位机和下位控制中心之间通过CAN USB转接器连接。
进一步改进，所述脉冲群和雷击浪涌发生器的具体型号为TESEQ/NSG 3040。脉冲群和雷击浪涌发生器是用于电磁兼容抗扰度试验的设备，作用是用以模拟小感性负载的切换、继电器触点跳动或高压开关装置的切换而产生的干扰信号，或者模拟来自自然界雷击所引起高能量的瞬变干扰。
进一步改进，所述上位机中安装有基于Microsoft VisualStuio2010环境开发的电梯检测应用软件，使用C#语言编写。上位机主要功能包括，第一：实时监测电梯控制系统的状态，包括检测过程中通讯状态，井道上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门到位、关门到位、光电平层感应器、编码器、称重传感器信号是否接收正常；第二：存储故障数据，当检测过程中出现上述监测部分的故障，上位机发出报警提示，并自动终止检测过程；第三：人机交互，即控制界面，该部分用于检测人员录入被检样品的基本信息和选择检测模式，检测模式分为手动模式和自动模式，手动模式包括电梯三个楼层按钮、开门按钮、关门按钮和停止按钮；自动模式包括自检模式和检测模式，自检模式用于项目检测之前的电梯控制系统自检查，以确定检测之前电梯控制系统处于正常状态，检测模式用于正常检测使用，整个检测流程为轿厢先到达一楼开门、关门，然后上升到二楼开门、关门，再上升到三楼开门、关门，再下降到二楼开门、关门，如此循环下去，直至检测结束。
基于电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统的检测方法，包括如下步骤：
步骤一、将检测控制器、电梯控制柜的电源接通，打开上位机控制面板上的检测软件，然后进行用户登陆；
步骤二、检查电梯模拟系统与电梯控制柜、检测控制器通讯是否正常，确定无误后在控制面板上点击自检按钮，对电梯控制系统进行自检，确保在进行电磁兼容抗扰度试验检测之前电梯控制系统处于正常状态；
步骤三、自检无误后，通过控制界面录入待检电梯控制柜的基本信息，然后接通脉冲群和雷击浪涌发生器电源，进行脉冲峰值、脉冲上升时间、脉冲持续时间和重复频率的试验参数设置：
步骤三、参数设置完毕后，点击检测软件的检测按钮，开始检测工作，整个检测过程中下位控制中心实时将接收到的电梯模拟系统运行过程中上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器的信号传送给上位机，并在控制界面上显示，达到实时检测的而目的；
步骤四、检测过程中，下位控制中心将每一次信号发送与接收存储到 EEPROM芯片中；以便于发生故障时候进行故障锁定。当检测过程发生故障时，检测软件自动终止检测过程，上位机的报警模块发出故障报警，并且自动保存 EEPROM中传输过来的故障码；同时将上位机将故障发生的位置和现象以生成检测报告文件，然后将检测报告反馈到电梯控制柜设计厂家，对电梯进行整改。
进一步改进，所述步骤二中的参数设置，包括如下两种情况：
1)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行电快速瞬变脉冲群测试，则按照现有电梯电磁兼容测试项目中电快速瞬变脉冲群测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T 17626.4-2008进行。对于所有电路需要将脉冲峰值设置为1.0KV，脉冲上升时间 5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率5kHz；对于安全电路需要将脉冲峰值设置为 4.0KV，脉冲上升时间5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率2.5kHz；
2)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行浪涌测试，则按照浪涌测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T17626.5-2008进行。对于所有电路和安全电路测试，需要将脉冲上升时间1.2μs，脉冲持续时间50μs；对于线对地测试部分，将脉冲峰值设置为 +/-2.0kV，对于线对线测试部分，将脉冲峰值设置为+/-1.0kV。
进一步改进，所述步骤三中，在对电梯运行过程中的每一个信号进行监测过程中，编码器信号接收模块接收编码器的信号，用于监测电梯运行速度和轿厢位置，开关量信号接收模块实时接收上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器的信号；ADC模块用于监测称重传感器信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
与传统电梯控制柜电磁兼容检测方法比较，本发明不仅解决了电梯控制柜电磁兼容检测操作复杂、测试效率底下等弊端，而且实现了检测过程的自动化、能够系统分析故障原因，对提高电梯控制系统抗干扰性，降低电梯事故潜在发生的概率具有重要意义。
附图说明
图1为本发明脉冲群和雷击浪涌检测系统框图。
图2为本发明所述检测控制器的框图。
图3为本发明所述下位控制中心电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
如图1-3所示，一种电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，包括检测控制器、电梯控制柜、脉冲群和雷击浪涌发生器和电梯模拟系统；检测控制器与电梯控制柜之间通过CAN BUS连接，电梯控制柜与脉冲群和雷击浪涌发生器，以及电梯模拟系统之间均采用电连接。
所述电梯模拟系统包括曳引机、轿厢、门机、对重块、轿厢安全钳和缓冲器，共设置有三个楼层位置，井道中设置有上限位开关、上极限开关、下限位开关和下极限开关，每个楼层设置有开门开关、关门开关和光电平层感应器，轿厢上设置有编码器和称重传感器；上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器均与电梯控制柜之间通过电连接；
所述检测控制器包括上位机和下位控制中心，其中上位机包括第一控制器，以及与第一控制器电连接的控制面板、存储模块和故障报警模块；下位控制中心包括第二控制器，以及与第二控制器电连接的CAN BUS通讯模块、数据存储模块、编码器信号接收模块、开关量接收模块、楼层位置信号发送模块和ADC模块；下位控制中心与上位机、电梯控制柜均通过CAN BUS通讯。
在本实施例中，所述第二控制器的主控芯片为基于Cortex-M4的32位内核STM32F407。下位控制中心的CAN BUS接口与主控芯片之间采用低功耗、通讯速率达到1MHz的高性能CAN驱动芯片；为了便于对检测过程中故障锁定，需要记录检测过程中每一次的信号接收与发送，设计了片外EEPROM掉电数据存储电路，接口芯片与主控芯片之间通过IIC总线交换数据；编码器信号接收电路用于监测电梯运行速度和轿厢位置；开关量信号接收电路用于接收井道上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门到位、关门到位、光电平层感应器的信号；楼层位置信号发送电路用于模拟楼层位置召唤按钮；ADC电路用于接收称重传感器信号，用于监测电梯是否处于超重状态。上位机和下位控制中心之间通过CAN USB转接器连接。
在本实施例中，所述脉冲群和雷击浪涌发生器的具体型号为TESEQ/NSG 3040。脉冲群和雷击浪涌发生器是用于电磁兼容抗扰度试验的设备，作用是用以模拟小感性负载的切换、继电器触点跳动或高压开关装置的切换而产生的干扰信号，或者模拟来自自然界雷击所引起高能量的瞬变干扰。
在本实施例中，所述上位机中安装有基于Microsoft VisualStuio2010环境开发的电梯检测应用软件，使用C#语言编写。上位机主要功能包括，第一：实时监测电梯控制系统的状态，包括检测过程中通讯状态，井道上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门到位、关门到位、光电平层感应器、编码器、称重传感器信号是否接收正常；第二：存储故障数据，当检测过程中出现上述监测部分的故障，上位机发出报警提示，并自动终止检测过程；第三：人机交互，即控制界面，该部分用于检测人员录入被检样品的基本信息和选择检测模式，检测模式分为手动模式和自动模式，手动模式包括电梯三个楼层按钮、开门按钮、关门按钮和停止按钮；自动模式包括自检模式和检测模式，自检模式用于项目检测之前的电梯控制系统自检查，以确定检测之前电梯控制系统处于正常状态，检测模式用于正常检测使用，整个检测流程为轿厢先到达一楼开门、关门，然后上升到二楼开门、关门，再上升到三楼开门、关门，再下降到二楼开门、关门，如此循环下去，直至检测结束。
实施例二：
基于电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统的检测方法，包括如下步骤：
步骤一、将检测控制器、电梯控制柜的电源接通，打开上位机控制面板上的检测软件，然后进行用户登陆；
步骤二、检查电梯模拟系统与电梯控制柜、检测控制器通讯是否正常，确定无误后在控制面板上点击自检按钮，对电梯控制系统进行自检，确保在进行电磁兼容抗扰度试验检测之前电梯控制系统处于正常状态；
步骤三、自检无误后，通过控制界面录入待检电梯模拟系统的基本信息，然后接通脉冲群和雷击浪涌发生器电源，进行脉冲峰值、脉冲上升时间、脉冲持续时间和重复频率的试验参数设置：
步骤三、参数设置完毕后，点击检测软件的检测按钮，开始检测工作，整个检测过程中下位控制中心实时将接收到的电梯模拟系统运行过程中上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器的信号传送给上位机，并在控制界面上显示，达到实时检测的目的；
步骤四、检测过程中，下位控制中心将每一次信号发送与接收存储到 EEPROM芯片中；以便于发生故障时候进行故障锁定。当检测过程发生故障时，检测软件自动终止检测过程，上位机的报警模块发出故障报警，并且自动保存 EEPROM中传输过来的故障码；同时将上位机将故障发生的位置和现象以生成检测报告文件，然后将检测报告反馈到电梯控制系统设计厂家，对电梯进行整改。
在本实施例中，所述步骤二中的参数设置，包括如下两种情况：
1)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行电快速瞬变脉冲群测试，则按照现有电梯电磁兼容测试项目中电快速瞬变脉冲群测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T 17626.4-2008进行。对于所有电路需要将脉冲峰值设置为1.0KV，脉冲上升时间 5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率5kHz；对于安全电路需要将脉冲峰值设置为 4.0KV，脉冲上升时间5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率2.5kHz；
2)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行浪涌测试，则按照浪涌测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T17626.5-2008进行。对于所有电路和安全电路测试，需要将脉冲上升时间1.2μs，脉冲持续时间50μs；对于线对地测试部分，将脉冲峰值设置为 +/-2.0kV，对于线对线测试部分，将脉冲峰值设置为+/-1.0kV。
在本实施例中，所述步骤三中，在对电梯运行过程中的每一个信号进行监测过程中，编码器信号接收模块接收编码器的信号，用于监测电梯运行速度和轿厢位置，开关量信号接收模块实时接收上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器的信号；ADC模块用于监测称重传感器信号。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，其特征在于，包括检测控制器、电梯控制柜、脉冲群和雷击浪涌发生器和电梯模拟系统；检测控制器与电梯控制柜之间通过CANBUS连接，电梯控制柜与脉冲群和雷击浪涌发生器，以及电梯模拟系统之间均采用电连接；
所述电梯模拟系统包括曳引机、轿厢、门机、对重块、轿厢安全钳和缓冲器，共设置有三个楼层位置，井道中设置有上限位开关、上极限开关、下限位开关和下极限开关，每个楼层设置有开门开关、关门开关和光电平层感应器，轿厢上设置有编码器和称重传感器；上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器均与电梯控制柜之间通过电连接；
所述检测控制器包括上位机和下位控制中心，其中上位机包括第一控制器，以及与第一控制器电连接的控制面板、存储模块和故障报警模块；下位控制中心包括第二控制器，以及与第二控制器电连接的CAN BUS通讯模块、数据存储模块、编码器信号接收模块、开关量接收模块、楼层位置信号发送模块和ADC模块；下位控制中心与上位机、电梯控制柜均通过CAN BUS通讯。
2.根据权利要求1所述的电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，其特征在于，所述第二控制器的主控芯片为基于Cortex-M4的32位内核STM32F407。
3.根据权利要求1或2所述的电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，其特征在于，所述脉冲群和雷击浪涌发生器的具体型号为TESEQ/NSG 3040。
4.根据权利要求3所述的电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统，其特征在于，所述上位机中安装有基于Microsoft VisualStuio2010环境开发的电梯检测应用软件。
5.基于权利要求1-4中任一项所述电梯控制柜电磁兼容抗扰度试验的检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将检测控制器、电梯控制柜的电源接通，打开上位机控制面板上的检测软件，然后进行用户登陆；
步骤二、检查电梯模拟系统与电梯控制柜、检测控制器通讯是否正常，确定无误后在控制面板上点击自检按钮，对电梯控制系统进行自检，确保在进行电磁兼容抗扰度试验检测之前电梯控制系统处于正常状态；
步骤三、自检无误后，通过控制界面录入待检电梯控制柜的基本信息，然后接通脉冲群和雷击浪涌发生器电源，进行脉冲峰值、脉冲上升时间、脉冲持续时间和重复频率的试验参数设置；
步骤三、参数设置完毕后，点击检测软件的检测按钮，开始检测工作，整个检测过程中下位控制中心实时将接收到的电梯模拟系统运行过程中上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器、编码器和称重传感器的信号传送给上位机，并在控制界面上显示，达到实时检测的目的；
步骤四、检测过程中，下位控制中心将每一次信号发送与接收存储到EEPROM芯片中；当检测过程发生故障时，检测软件自动终止检测过程，上位机的报警模块发出故障报警，并且自动保存EEPROM中传输过来的故障码；同时上位机将故障发生的位置和现象以生成检测报告文件。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤二中的参数设置，包括如下两种情况：
1)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行电快速瞬变脉冲群测试，则按照现有电梯电磁兼容测试项目中电快速瞬变脉冲群测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T 17626.4-2008进行；对于所有电路需要将脉冲峰值设置为1.0KV，脉冲上升时间5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率5kHz；对于安全电路需要将脉冲峰值设置为4.0KV，脉冲上升时间5ns，脉冲持续时间50ns，重复频率2.5kHz；
2)、如果对电梯控制柜的交流电源输入和输出端口进行浪涌测试，则按照浪涌测试标准GB/T 24808-2009对TESEQ/NSG 3040进行参数设置，具体试验方法参照GB/T 17626.5-2008进行；对于所有电路和安全电路测试，需要将脉冲上升时间1.2μs，脉冲持续时间50μs；对于线对地测试部分，将脉冲峰值设置为+/-2.0kV，对于线对线测试部分，将脉冲峰值设置为+/-1.0kV。
7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述步骤三中，在对电梯运行过程中的每一个信号进行监测过程中，编码器信号接收模块接收编码器的信号，用于监测电梯运行速度和轿厢位置，开关量信号接收模块实时接收上限位开关、上极限开关、下限位开关、下极限开关、开门开关、关门开关、光电平层感应器的信号；ADC模块用于监测称重传感器信号。
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