CN110482349B - 一种基于智能制动电梯的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于智能制动电梯的控制方法,其中:所述的智能制动电梯包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4、制动控制板、能量回馈装置、制动电阻、UPS应急电源、能量回馈控制继电器K1、制动电阻控制继电器K2;基于智能制动电梯的控制方法包括如下:A、市电正常,电梯以正常电源运行;A1、电网正常且电梯上行,电梯主控板监测:A1‑1、电梯主控板通过其J2.1接脚输出上行信号至变频器INV的电梯上行信号输入端J1.1接脚。
Description
技术领域
本发明涉及电梯控制技术领域,尤其涉及一种基于智能制动电梯的控制方法。
背景技术
电梯马达在电梯不同的运行及在载重情况下,其状态在发电机/电动机之间切换,只有在轻载上行、重载下行时,需要消耗发电机产生的电流;
当前一般有两种方式来消耗马达作为电动机时产生的电能:
一、制动电阻:制动电阻原理是通过制动电阻发热的原理将产生的电能消耗掉;如图1所示,电梯部件包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4,变频器的电源输入端的R相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第一常开接点K3-1连接大楼电梯总供电电源的R相供电接脚,变频器的电源输入端的S相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第二常开接点K3-2连接大楼电梯总供电电源的S相供电接脚,变频器的电源输入端的T相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第三常开接点K3-3连接大楼电梯总供电电源的T相供电接脚;变频器的供电输出端的U相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第一常开接点K4-1连接电梯马达的U相供电接脚,变频器的供电输出端的V相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第二常开接点K4-2连接电梯马达的V相供电接脚,变频器的供电输出端的W相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第三常开接点K4-3连接电梯马达的W相供电接脚;变频器的电梯上行信号输入端连接电梯主控板的电梯上行信号输出端,变频器的电梯下行信号输入端连接电梯主控板的电梯下行信号输出端;电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端连接变频器电源输入控制继电器K3线圈的一端,变频器电源输入控制继电器K3线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的电梯马达输入控制信号输出端连接电梯马达输入控制继电器K4线圈的一端,电梯马达输入控制继电器K4线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的市电火线接脚连接市电两相电源的火线。
制动电阻的第一端连接变频器直流母线的P(+)接脚,制动电阻的第二端连接变频器直流母线的PB接脚。
由于本技术方案只涉及到电梯马达电机处于发电状态的情况,所以只涉及到电梯轻载上行/电梯重载下行的状况;
1-1)、电梯轻载上行时,过程具体如下:
1-1-1)、电梯主控板的电梯上行信号输出端J2.1输出上行信号至变频器的电梯上行信号输入端J1.1;
1-1-2)、电梯主控板de 变频器电源输入控制信号输出端J5.1、电梯马达输入控制信号输出端J5.2输出相应控制信号,使得变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4的线圈得电,变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3吸合,电梯马达输入控制继电器K4的常开接点K4-1、K4-2、K4-3吸合;
1-1-3)、大楼电梯总供电电源经变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3至变频器;
1-1-4)、变频器J1.1接脚得到电梯主控板的上行信号后,开始输出电压经电梯马达输入控制继电器K4的常开接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达;
1-1-5)、此时变频器直流母线产生的电流经其P(+)接脚、 PB接脚流经制动电阻,制动电阻发热将电能消耗。
1-2)、电梯重载下行时:
1-2-1)、电梯主控板的J2.2接脚输出下行信号至变频器的J1.2接脚;
1-2-2)、电梯主控板的J5.1,J5.2 接脚输出信号使得变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4的线圈得电,变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3吸合,电梯马达输入控制继电器K4的常开接点K4-1、K4-2、K4-3吸合;
1-2-3)、大楼电梯总供电电源经变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3至变频器;
1-2-4)、变频器J1.2接脚得到下行信号后,开始输出电压经电梯马达输入控制继电器K4的常开接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达;
1-2-5)、此时变频器直流母线产生的电流经P(+)接脚、PB接脚流经制动电阻, 制动电阻发热将电能消耗。
综上可见制动电阻的优势:可以在任何状态将电能消耗掉;但劣势:电能浪费,产生的热能还需要额外的散热设施去散热。
二:能量回馈装置
如图2所示,电梯部件包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4,变频器的电源输入端的R相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第一常开接点K3-1连接大楼电梯总供电电源的R相供电接脚,变频器的电源输入端的S相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第二常开接点K3-2连接大楼电梯总供电电源的S相供电接脚,变频器的电源输入端的T相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第三常开接点K3-3连接大楼电梯总供电电源的T相供电接脚;变频器的供电输出端的U相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第一常开接点K4-1连接电梯马达的U相供电接脚,变频器的供电输出端的V相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第二常开接点K4-2连接电梯马达的V相供电接脚,变频器的供电输出端的W相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第三常开接点K4-3连接电梯马达的W相供电接脚;变频器的电梯上行信号输入端连接电梯主控板的电梯上行信号输出端,变频器的电梯下行信号输入端连接电梯主控板的电梯下行信号输出端;电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端连接变频器电源输入控制继电器K3线圈的一端,变频器电源输入控制继电器K3线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的电梯马达输入控制信号输出端连接电梯马达输入控制继电器K4线圈的一端,电梯马达输入控制继电器K4线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的市电火线接脚连接市电两相电源的火线。
能量回馈装置的输入端的D1接脚连接变频器直流母线的P(+)接脚,能量回馈装置的输入端的D2接脚连接变频器直流母线的PB接脚;能量回馈装置的输出端的R、S、T接脚一一对应连接大楼电梯总供电电源的R、S、T相线。
2-1)、电梯轻载上行时:
2-1-1)、电梯主控板J2.1接脚输出上行信号至变频器的J1.1接脚;
2-1-2)、电梯主控板J5.1、J5.2接脚输出使得继电器K3、K4线圈得电,则常开接点K3-1、K3-2、K3-3、K4-1、K4-2、K4-3吸合;
2-1-3)、大楼电源经吸合的常开接点K3-1、K3-2、K3-3至变频器;
2-1-4)、变频器J1.1接脚得到电梯主控板J2.1接脚发来的上行信号后,开始输出电压经吸合的常开接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达;
2-1-5)、此时变频器直流母线产生的电流经其P(+)接脚、 PB接脚流至能量回馈的D1、D2接脚,由能量回馈装置处理后经其R/S/T接脚将电流传至常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧。
2-2)、电梯重载下行时
2-2-1)、电梯主控板J2.2接脚输出下行信号至变频器的J1.2接脚;
2-2-2)、电梯主控板J5.1,J5.2接脚输出信号使得继电器K3、K4线圈得电,则常开接点K3-1、K3-2、K3-3、K4-1、K4-2、K4-3吸合;
2-2-3)、大楼电源经吸合的常开接点K3-1、K3-2、K3-3至变频器;
2-2-4)、变频器J1.1接脚得到电梯主控板J2.1接脚发来的下行信号后,开始输出电压经吸合的常开接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达;
2-2-5)、此时变频器直流母线产生的电流经其P(+)接脚、 PB接脚流至能量回馈的D1、D2接脚,由能量回馈装置处理后经其R/S/T接脚将电流传至常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧。
电梯能量回馈装置把电机调速等过程中所产生的再生电能回馈到电网,避免了采用常规能耗式制动单元因电阻发热而造成的能量损耗,电梯能量回馈接收电动机和变频器转化成的直流电能,并反馈给变频器电源进线端。通常电梯在轻载上行,重载下行中多余的机械能(含势能、动能),在使用电梯能量回馈装置节能后,能有效的将变频器的直流电能转换为交流电能并回送到电网。;
电梯能量回馈装置的优势:节能;电梯能量回馈装置的劣势:电梯配置UPS停电应急电源时,电梯停电且UPS停电应急电源启动时,此时能量回馈装置的电能不能及时的并入电网被消耗,变频器会报故障。
UPS停电应急电源简介如下:在市电正常时,UPS停电应急电源处于自动充电及电源检测状态,电梯正常运行;当市电突然停电或发生缺相的情况,UPS停电应急电源可以立即检出,并在一个可调的延迟时间后启动后备应急电源,与此同时,电梯主控板断开输入接触器,确保电源安全;UPS停电应急电源根据配套电梯的控制方式及主机型来选择不同的驱动方式,将电梯运行至平层位置,打开轿厢门及厅门,保证乘客安全走出电梯。
如图3所示:在图2的基础上,增加了UPS应急电源,UPS应急电源的充电及电源检测端的两个接脚J2.1、J2.2一一对应连接变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-3的二次侧,UPS应急电源的启动信号输出端J1.1接脚连接电梯主控板的UPS应急电源启动信号输入端J1.1接脚,UPS应急电源的故障信号输出端连接电梯主控板的UPS应急电源故障信号输入端J1.2接脚,UPS应急电源的公共端J1.3接脚连接电梯主控板的公共端J1.3接脚。
当电网停电后且UPS停电应急电源启动时,电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端J5.1接脚信号断开,使得变频器电源输入控制继电器K3线圈失电,变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3断开;UPS应急电源连接的是常开接点K3-1、K3-2、K3-3的二次侧;而能量回馈输出侧连接在变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧,能量回馈装置产生的电就不能被变频器消耗,由于能量回馈装置只是一个转换装置,不能消耗发电状态产生的电能,则这个情况下能量回馈装置就失去了用途。
发明内容
为解决现有技术中上述两种技术的不足,本发明提供了一种基于智能制动电梯的控制方法。
一种基于智能制动电梯的控制方法,其中:所述的智能制动电梯包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4、制动控制板、能量回馈装置、制动电阻、UPS应急电源、能量回馈控制继电器K1、制动电阻控制继电器K2;
变频器电源输入端的R相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第一常开接点K3-1连接大楼电梯总供电电源的R相供电接脚,变频器的电源输入端的S相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第二常开接点K3-2连接大楼电梯总供电电源的S相供电接脚,变频器的电源输入端的T相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第三常开接点K3-3连接大楼电梯总供电电源的T相供电接脚;变频器的供电输出端的U相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第一常开接点K4-1连接电梯马达的U相供电接脚,变频器的供电输出端的V相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第二常开接点K4-2连接电梯马达的V相供电接脚,变频器的供电输出端的W相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第三常开接点K4-3连接电梯马达的W相供电接脚;变频器的电梯上行信号输入端J1.1接脚连接电梯主控板的电梯上行信号输出端J2.1接脚,变频器的电梯下行信号输入端J1.2接脚连接电梯主控板的电梯下行信号输出端J2.2接脚;
电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端J5.1接脚连接变频器电源输入控制继电器K3线圈的一端,变频器电源输入控制继电器K3线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的电梯马达输入控制信号输出端J5.2接脚连接电梯马达输入控制继电器K4线圈的一端,电梯马达输入控制继电器K4线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的市电火线接脚连接市电两相电源的火线;
制动控制板的市电状态输入端接脚J1.1连接UPS应急电源的市电状态输出端接脚J1.4,制动控制板的UPS运行状态输入端接脚J1.2连接UPS应急电源的UPS运行状态输出端接脚J1.5;
制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚连接能量回馈装置的故障信号输出端,制动控制板的公共端J1.4接脚连接能量回馈装置的公共端J1.4接脚;
制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚连接电梯主控板的制定控制板故障信号输入端J1.4接脚;
制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚连接能量回馈控制继电器K1线圈的第一端,能量回馈控制继电器K1线圈的第二端连接市电电源的零线;制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚连接制动电阻控制继电器K2线圈的第一端,制动电阻控制继电器K2线圈的第二端,连接市电电源的零线;制动控制板的火线连接端J3.3接脚连接市电电源的火线;
制动电阻的第一端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的P(+)接脚,制动电阻的第二端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的PB接脚;
能量回馈装置的输入端的直流母线负极D1接脚通过制动电阻控制继电器K2的第一常闭接点K2-1连接变频器直流母线的P(+)接脚,能量回馈装置的输入端的直流母线正极D2接脚通过制动电阻控制继电器K2的第二常闭接点K2-2连接变频器直流母线的PB接脚;能量回馈装置的输出端的R、S、T接脚一一对应连接大楼电梯总供电电源的R、S、T相线上相应常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧即电源进线端侧;
UPS应急电源的市电检测输入端的两个接脚J2.1、J2.2一一对应连接变频器电源输入控制继电器K3的相应常开接点K3-1、K3-3的二次侧,UPS应急电源的启动信号输出端J1.1接脚连接电梯主控板的UPS应急电源启动信号输入端J1.1接脚,UPS应急电源的故障信号输出端连接电梯主控板的UPS应急电源故障信号输入端J1.2接脚,UPS应急电源的公共端J1.3接脚连接电梯主控板的公共端J1.3接脚;
所述的制动控制板包括单片机ARM-STM32F、第一光耦B1、第二光耦B2、第三光耦B3、第十一继电器K11、第十二继电器K12、第十三继电器K13;
第一光耦B1的光电二极管侧正极连接电源,第一光耦B1的光电二极管侧负极为制动控制板的市电状态输入端接脚J1.1;第一光耦B1的输出端连接单片机ARM-STM32F的29管脚;
第二光耦B2的光电二极管侧正极连接电源,第二光耦B2的光电二极管侧负极为制动控制板的UPS运行状态输入端接脚J1.2;第二光耦B2的输出端连接单片机ARM-STM32F的31管脚;
第三光耦B3的光电二极管侧正极连接电源,第三光耦B3的光电二极管侧负极为制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚;第三光耦B3的输出端连接单片机ARM-STM32F的32管脚;制动控制板的公共端J1.4接脚连接单片机ARM-STM32F的47管脚;ARM-STM32F的48管脚连接3.3V电源;
单片机ARM-STM32F的21管脚连接第十三继电器K13的线圈的一端,第十三继电器K13的线圈的另一端接地;第十三继电器K13的常开接点一端接地、另一端为制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚;
单片机ARM-STM32F的20管脚连接第十一继电器K11的线圈的一端,第十一继电器K11的线圈的另一端接地;第十一继电器K11的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚;
单片机ARM-STM32F的22管脚连接第十二继电器K12的线圈的一端,第十二继电器K12的线圈的另一端接地;第十二继电器K12的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚;
基于智能制动电梯的控制方法轻载上行时包括如下:
A、市电正常,电梯以正常电源运行;
A1、电网正常且电梯上行,电梯主控板监测:
A1-1、电梯主控板通过其J2.1接脚输出上行信号至变频器INV的电梯上行信号输入端J1.1接脚;
A1-2、电梯主控板的J5.1、J5.2接脚输出信号,控制继电器K3、K4线圈得电,则对应的常开接点K3-1、K3-2、K3-3、K4-1、K4-2、K4-3吸合,大楼电梯总供电电源的三相电通过闭合的常开接点K3-1、K3-2、K3-3到达变频器INV,变频器INV输出的电能再通过闭合的常开接点K4-1、K4-2、K4-3到达马达,电梯马达得电运行;
A2、此时制动控制板监测:
A2-1、制动控制板监控其J1.1 接脚输入的市电状态信号,该市电状态信号来自UPS应急电源的J1.4接脚 输出的市电状态信号;
A2-2、制动控制板监控其 J1.2接脚输入的UPS运行监控信号,该UPS运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚输出的UPS运行信号;
A2-3、制动控制板监控其 J1.3接脚的能量回馈装置故障信号,该能量回馈装置故障信号来自于能量回馈装置的能量回馈故障信号输出接脚;
A2-3-1、若能量回馈正常无故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其 J1.1接脚 市电正常、 J1.2接脚 UPS应急电源运行正常、J1.3接脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈的环境,制动控制板的 J3.1接脚 输出电信号,使继电器K1线圈得电,同时制动控制板的 J3.2接脚不输出电信号,使得继电器K2线圈不得电,处于释放状态;
此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3闭合,继电器K2的常闭接点K2-1、K2-2为闭合状态,继电器K2的常闭接点K2-3、K2-4为断开状态, 变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至能量回馈装置,能量回馈装置将输入的电能处理后通过三相线上闭合的常开接点K1-1、K1-2、K1-3反馈给大楼电梯总供电电源的供电回路,供变频器使用,循环从大楼三相电到变频器INV到马达的过程,电梯马达得电运行;
A2-3-2、若能量回馈装置的故障信号输出端有故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其J1.1接脚市电正常、J1.2接脚UPS应急电源运行正常、J1.3接脚有能量回馈故障信号输入,即满足使用制动电阻的环境:
制动控制板的 J3.1接脚 断开电信号,使继电器K1线圈失电,处于释放状态,同时制动控制板的 J3.2接脚 输出电信号,使得继电器K2线圈得电,此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3断开,继电器K2的常闭接点 K2-1 、 K2-2 断开,继电器K2的常闭接点 K2-3 、K2-4吸合, 变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,由制动电阻发热消耗掉;
B、市电断电,电梯用UPS电源运行的状况:
B1、大楼电梯总供电电源断电后,UPS应急电源的 J2.1接脚 、J2.2接脚检测不到正常市电信号,UPS应急电源启动运行,此时UPS应急电源的 J1.1接脚 输出UPS启动信号至电梯主控板的 J1.1接脚 ,UPS应急电源的 J1.4接脚 输出市电状态信号至制动单元控制板的 J1.1接脚 ,UPS应急电源的J1.5接脚输出UPS运行信号至制动单元控制板的 J1.2接脚 ;
B2、UPS应急电源工作且电梯上行,电梯主控板监测:
B2-1、电梯主控板 J1.1接脚 监测到UPS应急电源输送来的UPS启动信号,且电梯主控板的J1.2接脚 监测到UPS应急电源无故障在正常运行的信号,电梯主控板判断电梯运行,如果电梯主控板监测到其 J1.2接脚 是UPS应急电源故障信号,电梯主控板判断电梯不能运行;
B2-2-1、电梯主控板判断电梯运行时:电梯主控板通过其 J2.1接脚 输出上行信号至变频器INV的 J1.1接脚 ,变频器INV驱动电梯马达上行运行:电梯主控板的J5.2接脚输出电信号控制继电器K4线圈上电,同时电梯主控板的J5.1接脚断开电信号,使得继电器K3释放;UPS应急电源的电能经其 J2.1接脚 、J2.2接脚输出至变频器INV,变频器输出的电能经闭合的接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达,电梯马达得电运行;
B3、此时制动控制板监测:
B3-1、制动控制板 J1.1接脚 的市电状态,该市电状态信号来自UPS应急电源应急电源的 J1.4接脚 ;
B3-2、制动控制板J1.2接脚 的UPS应急电源运行监控信号,该UPS应急电源运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚;
B3-3、制动控制板 J1.3接脚 的能量回馈装置故障信号, 如果能量回馈装置故障,能量回馈装置会输出一个故障信号给制动控制板的 J1.3接脚 告知其能量回馈装置处于故障状态不能使用,此时制动控制板需要切换至制动电阻模式;
B3-4、切换至制动电阻模式:
由于此时市电断电,UPS应急电源启动;制动控制板监测其 J1.1接脚 无市电信号,制动控制板监测其 J1.2接脚 有UPS应急电源运行信号,制动控制板监测其 J1.3接脚有能量回馈装置故障信号,不满足使用能量回馈的环境,制动控制板的 J3.1接脚 不输出电信号,使继电器K1释放,制动控制板的 J3.2接脚 输出电信号,使得继电器K2得电:此时常开接点K1-1、K1-2、K1-3、断开,常闭接点 K2-1 、 K2-2 断开,常开接点 K2-3 、K2-4闭合,变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,制动电阻将直流母线电流转化为热能消耗掉;
制动控制板的具体工作如下:
UPS应急电源送来市电状态信号,该市电信号经制动控制板 J1.1接脚 送至第一光耦B1的输入侧,第一光耦B1动作,第一光耦B1的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚29;
②若UPS应急电源送来UPS运行信号,该UPS运行信号经制动控制板 J1.2接脚 送至第二光耦B2的输入侧,第二光耦B2动作,第二光耦B2的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚31;
③若能量回馈装置送来能量回馈故障信号,该能量回馈故障信号经制动控制板J1.3接脚送至第三光耦B3的输入侧,第三光耦B3动作,第三光耦B3的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚32;
单片机ARM-STM32F输出管脚20、22、21分别控制制动控制板内的继电器K11、K12、K13:
满足使用能量回馈装置的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚市电正常、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
满足使用能量回馈装置的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚输出电信号,使继电器K11线圈得电,同时单片机ARM-STM32F的22管脚不输出电信号,使得继电器K12线圈不得电,处于释放状态;
继电器K11线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的 J3.3接脚 所连接的市电火线与制动控制板的 J3.1接脚 连通,继电器K1线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K1线圈得电动作;
满足使用制动电阻的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚有市电信号、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
满足使用制动电阻的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚不输出电信号,继电器K11线圈释放,同时单片机ARM-STM32F的22管脚输出电信号,使得继电器K12线圈得电动作;
继电器K12线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的 J3.3接脚 所连接的市电火线与制动控制板的 J3.2接脚 连通,继电器K2线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K2线圈得电动作。
本发明提供的一种基于智能制动电梯的控制方法,实施中将制动电阻与能量回馈装置二者相结合,通过逻辑控制使得在能量回馈装置和制动电阻之间切换,即实现节能环保又不影响在停电UPS装置下电梯正常运行。
附图说明
图1为现有技术中制动电阻在电梯控制电路环境中的电路原理图;
图2为能量回馈装置在电梯控制电路环境中的电路原理图;
图3为能量回馈装置、UPS停电应急电源在电梯控制电路环境中的电路原理图;
图4、图5为本发明电梯智能制动单元在电梯控制电路环境中的电路原理图/智能制动电梯的电路原理图;
图6为制动控制板的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供了一种智能制动电梯,包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4、制动控制板、能量回馈装置、制动电阻、UPS应急电源、能量回馈控制继电器K1、制动电阻控制继电器K2;
变频器电源输入端的R相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第一常开接点K3-1连接大楼电梯总供电电源的R相供电接脚,变频器的电源输入端的S相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第二常开接点K3-2连接大楼电梯总供电电源的S相供电接脚,变频器的电源输入端的T相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第三常开接点K3-3连接大楼电梯总供电电源的T相供电接脚;变频器的供电输出端的U相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第一常开接点K4-1连接电梯马达的U相供电接脚,变频器的供电输出端的V相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第二常开接点K4-2连接电梯马达的V相供电接脚,变频器的供电输出端的W相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第三常开接点K4-3连接电梯马达的W相供电接脚;变频器的电梯上行信号输入端连接电梯主控板的电梯上行信号输出端,变频器的电梯下行信号输入端连接电梯主控板的电梯下行信号输出端;
电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端J5.1接脚连接变频器电源输入控制继电器K3线圈的一端,变频器电源输入控制继电器K3线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的电梯马达输入控制信号输出端J5.2接脚连接电梯马达输入控制继电器K4线圈的一端,电梯马达输入控制继电器K4线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的市电火线接脚连接市电两相电源的火线;
制动控制板的市电状态输入接脚J1.1连接UPS应急电源的市电状态输出接脚J1.4,制动控制板的UPS运行状态输入接脚J1.2连接UPS应急电源的UPS运行状态输出接脚J1.5;
制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚连接能量回馈装置的故障信号输出端,制动控制板的公共端J1.4接脚连接能量回馈装置的公共端J1.4接脚;;
制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚连接电梯主控板的制定控制板故障信号输入端J1.4;
制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚连接能量回馈控制继电器K1线圈的第一端,能量回馈控制继电器K1线圈的第二端连接市电电源的零线;制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚连接制动电阻控制继电器K2线圈的第一端,制动电阻控制继电器K2线圈的第二端,连接市电电源的零线;制动控制板的火线连接端J3.3接脚连接市电电源的火线;
制动电阻的第一端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的P(+)接脚,制动电阻的第二端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的PB接脚;
能量回馈装置的输入端的直流母线负极D1接脚通过制动电阻控制继电器K2的第一常闭接点K2-1连接变频器直流母线的P(+)接脚,能量回馈装置的输入端的直流母线正极D2接脚通过制动电阻控制继电器K2的第二常闭接点K2-2连接变频器直流母线的PB接脚;能量回馈装置的输出端的R、S、T接脚一一对应连接大楼电梯总供电电源的R、S、T相线上常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧即电源进线端侧;
UPS应急电源的市电检测输入端的两个接脚J2.1、J2.2一一对应连接变频器电源输入控制继电器K3的常开接点K3-1、K3-3的二次侧,UPS应急电源的启动信号输出端J1.1接脚连接电梯主控板的UPS应急电源启动信号输入端J1.1接脚,UPS应急电源的故障信号输出端连接电梯主控板的UPS应急电源故障信号输入端J1.2接脚,UPS应急电源的公共端J1.3接脚连接电梯主控板的公共端J1.3接脚。
所述的制动控制板包括单片机ARM-STM32F、第一光耦B1、第二光耦B2、第三光耦B3、第十一继电器K11、第十二继电器K12、第十三继电器K13;
第一光耦B1的光电二极管侧正极连接电源,第一光耦B1的光电二极管侧负极为制动控制板的市电状态输入接脚J1.1;第一光耦B1的输出端连接单片机ARM-STM32F的29管脚;
第二光耦B2的光电二极管侧正极连接电源,第二光耦B2的光电二极管侧负极为制动控制板的UPS运行状态输入接脚J1.2;第二光耦B2的输出端连接单片机ARM-STM32F的31管脚;
第三光耦B3的光电二极管侧正极连接电源,第三光耦B3的光电二极管侧负极为制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚;第三光耦B3的输出端连接单片机ARM-STM32F的32管脚;制动控制板的公共端J1.4接脚连接单片机ARM-STM32F的47管脚;ARM-STM32F的48管脚连接3.3V电源;
单片机ARM-STM32F的21管脚连接第十三继电器K13的线圈的一端,第十三继电器K13的线圈的另一端接地;第十三继电器K13的常开接点一端接地、另一端为制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚;
单片机ARM-STM32F的20管脚连接第十一继电器K11的线圈的一端,第十一继电器K11的线圈的另一端接地;第十一继电器K11的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚;
单片机ARM-STM32F的22管脚连接第十二继电器K12的线圈的一端,第十二继电器K12的线圈的另一端接地;第十二继电器K12的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚。
本发明还提供了一种电梯智能制动单元,包括制动控制板、能量回馈装置、制动电阻、UPS应急电源、能量回馈控制继电器K1、制动电阻控制继电器K2;
制动控制板的市电状态输入接脚J1.1连接UPS应急电源的市电状态输出接脚J1.4,制动控制板的UPS运行状态输入接脚J1.2连接UPS应急电源的UPS运行状态输出接脚J1.5;
制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚连接能量回馈装置的故障信号输出端,制动控制板的公共端J1.4接脚连接能量回馈装置的公共端J1.4接脚;;
制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚连接电梯主控板的制定控制板故障信号输入端J1.4;
制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚连接能量回馈控制继电器K1线圈的第一端,能量回馈控制继电器K1线圈的第二端连接市电电源的零线;制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚连接制动电阻控制继电器K2线圈的第一端,制动电阻控制继电器K2线圈的第二端,连接市电电源的零线;制动控制板的火线连接端J3.3接脚连接市电电源的火线;
制动电阻的第一端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的P(+)接脚,制动电阻的第二端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的PB接脚;
能量回馈装置的输入端的直流母线负极D1接脚通过制动电阻控制继电器K2的第一常闭接点K2-1连接变频器直流母线的P(+)接脚,能量回馈装置的输入端的直流母线正极D2接脚通过制动电阻控制继电器K2的第二常闭接点K2-2连接变频器直流母线的PB接脚;能量回馈装置的输出端的R、S、T接脚一一对应连接大楼电梯总供电电源的R、S、T相线上常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧即电源进线端侧;
UPS应急电源的市电检测输入端的两个接脚J2.1、J2.2一一对应连接变频器电源输入侧R相线、T相线,UPS应急电源的启动信号输出端J1.1接脚用于连接电梯主控板的UPS应急电源启动信号输入端J1.1接脚,UPS应急电源的故障信号输出端用于连接电梯主控板的UPS应急电源故障信号输入端J1.2接脚,UPS应急电源的公共端J1.3接脚用于连接电梯主控板的公共端J1.3接脚。
所述的制动控制板包括单片机ARM-STM32F、第一光耦B1、第二光耦B2、第三光耦B3、第十一继电器K11、第十二继电器K12、第十三继电器K13;
第一光耦B1的光电二极管侧正极连接电源,第一光耦B1的光电二极管侧负极为制动控制板的市电状态输入接脚J1.1;第一光耦B1的输出端连接单片机ARM-STM32F的29管脚;
第二光耦B2的光电二极管侧正极连接电源,第二光耦B2的光电二极管侧负极为制动控制板的UPS运行状态输入接脚J1.2;第二光耦B2的输出端连接单片机ARM-STM32F的31管脚;
第三光耦B3的光电二极管侧正极连接电源,第三光耦B3的光电二极管侧负极为制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚;第三光耦B3的输出端连接单片机ARM-STM32F的32管脚;制动控制板的公共端J1.4接脚连接单片机ARM-STM32F的47管脚;ARM-STM32F的48管脚连接3.3V电源;
单片机ARM-STM32F的21管脚连接第十三继电器K13的线圈的一端,第十三继电器K13的线圈的另一端接地;第十三继电器K13的常开接点一端接地、另一端为制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚;
单片机ARM-STM32F的20管脚连接第十一继电器K11的线圈的一端,第十一继电器K11的线圈的另一端接地;第十一继电器K11的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚;
单片机ARM-STM32F的22管脚连接第十二继电器K12的线圈的一端,第十二继电器K12的线圈的另一端接地;第十二继电器K12的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚。
见图4、图5所示,为本发明电梯智能制动单元在电梯控制电路环境中的电路原理图或本发明智能制动电梯的电路原理图;
只有电梯轻载上行时,重载下行时才会有马达生成的电流需要消耗,轻载上行和重载下行只有电梯主控板输出的上/下行信号不同,所以下面以轻载上行时智能制动电梯为例描述其工作时序。
轻载上行时,本发明基于智能制动电梯的控制方法包括如下:
A、市电正常,电梯以正常电源运行;
A1)、电网正常且电梯上行,电梯主控板监测:
A1-1)、电梯主控板通过其J2.1接脚输出上行信号至变频器(INV)的J1.1接脚;
A1-2)、电梯主控板的J5.1、J5.2接脚输出信号,控制继电器K3、K4线圈得电,则对应的常开接点K3-1、K3-2、K3-3、K4-1、K4-2、K4-3吸合,大楼电梯总供电电源的三相电通过闭合的常开接点K3-1、K3-2、K3-3到达变频器INV,变频器INV输出的电能再通过闭合的常开接点K4-1、K4-2、K4-3到达马达,电梯马达得电运行;
A2)、此时制动控制板监测:
A2-1)、制动控制板监控其J1.1 接脚输入的市电状态信号,该市电状态信号来自UPS应急电源的J1.4接脚输出的市电状态信号;
A2-2)、制动控制板监控其J1.2接脚输入的UPS运行监控信号,该UPS运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚输出的UPS运行信号;
A2-3)、制动控制板监控其J1.3接脚的能量回馈装置故障信号,该能量回馈装置故障信号来自于能量回馈装置的能量回馈故障信号输出接脚;
A2-3-1)、若能量回馈正常无故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其J1.1接脚市电正常、J1.2接脚UPS应急电源运行正常、J1.3接脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈的环境,制动控制板的J3.1接脚输出电信号,使继电器K1线圈得电,同时制动控制板的J3.2接脚不输出电信号,使得继电器K2线圈不得电,处于释放状态;
此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3闭合,继电器K2的常闭接点K2-1/K2-2为闭合状态,继电器K2的常闭接点K2-3、K2-4为断开状态, 变频器INV可以通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至能量回馈装置,能量回馈装置将输入的电能处理后通过三相线上闭合的常开接点K1-1、K1-2、K1-3反馈给大楼电梯总供电电源的供电回路,供变频器使用,循环从大楼三相电到变频器INV到马达的过程,电梯马达得电运行。
A2-3-2)、若能量回馈装置的故障信号输出端有故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其J1.1接脚市电正常、J1.2接脚UPS应急电源运行正常、J1.3接脚有能量回馈故障信号输入,即满足使用制动电阻的环境:
制动控制板的J3.1接脚断开电信号,使继电器K1线圈失电,处于释放状态,同时制动控制板的J3.2接脚输出电信号,使得继电器K2线圈得电,此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3断开,继电器K2的常闭接点K2-1/K2-2断开,继电器K2的常闭接点K2-3、K2-4吸合, 变频器INV可以通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,由制动电阻发热消耗掉。
B、市电断电,电梯用UPS电源运行的状况:
B1)、大楼电梯总供电电源断电后,UPS应急电源的J2.1接脚、J2.2接脚检测不到正常市电信号,UPS应急电源启动运行,此时UPS应急电源的J1.1接脚输出UPS启动信号至电梯主控板的J1.1接脚,UPS应急电源的J1.4接脚输出市电状态信号至制动单元控制板的J1.1接脚,UPS应急电源的J1.5接脚输出UPS运行信号至制动单元控制板的J1.2接脚;
B2)、UPS应急电源工作且电梯上行,电梯主控板监测:
B2-1)、电梯主控板J1.1接脚监测到UPS应急电源输送来的UPS启动信号,且电梯主控板J1.2接脚监测到UPS应急电源无故障在正常运行的信号,电梯主控板判断电梯可以运行,如果电梯主控板监测到其J1.2接脚是UPS应急电源故障信号,电梯主控板判断电梯不能运行;
B2-2-1)、电梯主控板判断电梯可以运行时:电梯主控板通过其J2.1接脚输出上行信号至变频器(INV)的J1.1接脚,变频器(INV)驱动电梯马达上行运行:电梯主控板的J5.2接脚输出电信号控制继电器K4线圈上电,同时电梯主控板的J5.1接脚断开电信号,使得继电器K3释放;UPS应急电源的电能经其J2.1接脚、J2.2接脚输出至变频器INV,变频器输出的电能经闭合的接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达,电梯马达得电运行;
B3)、此时制动控制板监测:
B3-1)、制动控制板J1.1接脚的市电状态,该市电状态信号来自UPS应急电源应急电源的J1.4接脚;
B3-2)、制动控制板J1.2接脚的UPS应急电源运行监控信号,该UPS应急电源运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚;
B3-3)、制动控制板J1.3接脚的能量回馈装置故障信号, 如果能量回馈装置故障,能量回馈装置会输出一个故障信号给制动控制板的J1.3接脚告知其能量回馈装置处于故障状态不能使用,此时制动控制板需要切换至制动电阻模式;
B3-4)、切换至制动电阻模式:
由于此时市电断电,UPS应急电源启动;制动控制板监测其J1.1接脚无市电信号,制动控制板监测其J1.2接脚有UPS应急电源运行信号,制动控制板监测其J1.3接脚有能量回馈装置故障信号,不满足使用能量回馈的环境,制动控制板的J3.1接脚不输出电信号,使继电器K1释放,制动控制板的J3.2接脚输出电信号,使得继电器K2得电:此时常开接点K1-1、K1-2、K1-3、断开,常闭接点K2-1、K2-2断开,常开接点K2-3、K2-4闭合,变频器INV可以通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,制动电阻将直流母线电流转化为热能消耗掉。
如图6所示为制动控制板的电路原理图,制动控制板内部的具体工作如下:
①若UPS应急电源送来市电状态信号,该市电信号经制动控制板J1.1接脚送至第一光耦B1的输入侧,第一光耦B1动作,第一光耦B1的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚29;
②若UPS应急电源送来UPS运行信号,该UPS运行信号经制动控制板J1.2接脚送至第二光耦B2的输入侧,第二光耦B2动作,第二光耦B2的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚31;
③若能量回馈装置送来能量回馈故障信号,该能量回馈故障信号经制动控制板J1.3接脚送至第三光耦B3的输入侧,第三光耦B3动作,第三光耦B3的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚32;
单片机ARM-STM32F输出管脚20、22、21分别来控制制动控制板内的继电器K11、K12、K13:
满足使用能量回馈装置的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚市电正常、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
满足使用能量回馈装置的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚输出电信号,使继电器K11线圈得电,同时单片机ARM-STM32F的22管脚不输出电信号,使得继电器K12线圈不得电,处于释放状态;
继电器K11线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的J3.3接脚所连接的市电火线与制动控制板的J3.1接脚连通,继电器K1线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K1线圈得电动作;
满足使用制动电阻的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚有市电信号、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
满足使用制动电阻的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚不输出电信号,继电器K11线圈释放,同时单片机ARM-STM32F的22管脚输出电信号,使得继电器K12线圈得电动作;
继电器K12线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的J3.3接脚所连接的市电火线与制动控制板的J3.2接脚连通,继电器K2线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K2线圈得电动作。
综上可见,本技术方案可在能量回馈装置与制动电阻之间智能切换。
Claims (1)
1.一种基于智能制动电梯的控制方法,其特征在于:所述的智能制动电梯包括电梯主控板、变频器INV、电梯马达、变频器电源输入控制继电器K3、电梯马达输入控制继电器K4、制动控制板、能量回馈装置、制动电阻、UPS应急电源、能量回馈控制继电器K1、制动电阻控制继电器K2;
变频器电源输入端的R相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第一常开接点K3-1连接大楼电梯总供电电源的R相供电接脚,变频器的电源输入端的S相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第二常开接点K3-2连接大楼电梯总供电电源的S相供电接脚,变频器的电源输入端的T相电源进线端子通过变频器电源输入控制继电器K3的第三常开接点K3-3连接大楼电梯总供电电源的T相供电接脚;变频器的供电输出端的U相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第一常开接点K4-1连接电梯马达的U相供电接脚,变频器的供电输出端的V相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第二常开接点K4-2连接电梯马达的V相供电接脚,变频器的供电输出端的W相供电端子通过电梯马达输入控制继电器K4的第三常开接点K4-3连接电梯马达的W相供电接脚;变频器的电梯上行信号输入端J1.1接脚连接电梯主控板的电梯上行信号输出端J2.1接脚,变频器的电梯下行信号输入端J1.2接脚连接电梯主控板的电梯下行信号输出端J2.2接脚;
电梯主控板的变频器电源输入控制信号输出端J5.1接脚连接变频器电源输入控制继电器K3线圈的一端,变频器电源输入控制继电器K3线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的电梯马达输入控制信号输出端J5.2接脚连接电梯马达输入控制继电器K4线圈的一端,电梯马达输入控制继电器K4线圈的另一端连接市电两相电源的零线;电梯主控板的市电火线接脚连接市电两相电源的火线;
制动控制板的市电状态输入端接脚J1.1连接UPS应急电源的市电状态输出端接脚J1.4,制动控制板的UPS运行状态输入端接脚J1.2连接UPS应急电源的UPS运行状态输出端接脚J1.5;
制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚连接能量回馈装置的故障信号输出端,制动控制板的公共端J1.4接脚连接能量回馈装置的公共端J1.4接脚;
制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚连接电梯主控板的制定控制板故障信号输入端J1.4接脚;
制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚连接能量回馈控制继电器K1线圈的第一端,能量回馈控制继电器K1线圈的第二端连接市电电源的零线;制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚连接制动电阻控制继电器K2线圈的第一端,制动电阻控制继电器K2线圈的第二端,连接市电电源的零线;制动控制板的火线连接端J3.3接脚连接市电电源的火线;
制动电阻的第一端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的P(+)接脚,制动电阻的第二端通过制动电阻控制继电器K2的第三常开接点K2-3连接变频器直流母线的PB接脚;
能量回馈装置的输入端的直流母线负极D1接脚通过制动电阻控制继电器K2的第一常闭接点K2-1连接变频器直流母线的P(+)接脚,能量回馈装置的输入端的直流母线正极D2接脚通过制动电阻控制继电器K2的第二常闭接点K2-2连接变频器直流母线的PB接脚;能量回馈装置的输出端的R、S、T接脚一一对应连接大楼电梯总供电电源的R、S、T相线上相应常开接点K3-1、K3-2、K3-3的一次侧即电源进线端侧;
UPS应急电源的市电检测输入端的两个接脚J2.1、J2.2一一对应连接变频器电源输入控制继电器K3的相应常开接点K3-1、K3-3的二次侧,UPS应急电源的启动信号输出端J1.1接脚连接电梯主控板的UPS应急电源启动信号输入端J1.1接脚,UPS应急电源的故障信号输出端连接电梯主控板的UPS应急电源故障信号输入端J1.2接脚,UPS应急电源的公共端J1.3接脚连接电梯主控板的公共端J1.3接脚;
所述的制动控制板包括单片机ARM-STM32F、第一光耦B1、第二光耦B2、第三光耦B3、第十一继电器K11、第十二继电器K12、第十三继电器K13;
第一光耦B1的光电二极管侧正极连接电源,第一光耦B1的光电二极管侧负极为制动控制板的市电状态输入端接脚J1.1;第一光耦B1的输出端连接单片机ARM-STM32F的29管脚;
第二光耦B2的光电二极管侧正极连接电源,第二光耦B2的光电二极管侧负极为制动控制板的UPS运行状态输入端接脚J1.2;第二光耦B2的输出端连接单片机ARM-STM32F的31管脚;
第三光耦B3的光电二极管侧正极连接电源,第三光耦B3的光电二极管侧负极为制动控制板的能量回馈故障信号输入端J1.3接脚;第三光耦B3的输出端连接单片机ARM-STM32F的32管脚;制动控制板的公共端J1.4接脚连接单片机ARM-STM32F的47管脚;ARM-STM32F的48管脚连接3.3V电源;
单片机ARM-STM32F的21管脚连接第十三继电器K13的线圈的一端,第十三继电器K13的线圈的另一端接地;第十三继电器K13的常开接点一端接地、另一端为制动控制板的故障信号输出端J2.1接脚;
单片机ARM-STM32F的20管脚连接第十一继电器K11的线圈的一端,第十一继电器K11的线圈的另一端接地;第十一继电器K11的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的能量回馈控制端J3.1接脚;
单片机ARM-STM32F的22管脚连接第十二继电器K12的线圈的一端,第十二继电器K12的线圈的另一端接地;第十二继电器K12的常开接点一端连接制动控制板的火线连接端J3.3接脚、另一端为制动控制板的制动电阻控制端J3.2接脚;
基于智能制动电梯的控制方法轻载上行时包括如下:
A、市电正常,电梯以正常电源运行;
A1、电网正常且电梯上行,电梯主控板监测:
A1-1、电梯主控板通过其J2.1接脚输出上行信号至变频器INV的电梯上行信号输入端J1.1接脚;
A1-2、电梯主控板的J5.1、J5.2接脚输出信号,控制继电器K3、K4线圈得电,则对应的常开接点K3-1、K3-2、K3-3、K4-1、K4-2、K4-3吸合,大楼电梯总供电电源的三相电通过闭合的常开接点K3-1、K3-2、K3-3到达变频器INV,变频器INV输出的电能再通过闭合的常开接点K4-1、K4-2、K4-3到达马达,电梯马达得电运行;
A2、此时制动控制板监测:
A2-1、制动控制板监控其J1.1 接脚输入的市电状态信号,该市电状态信号来自UPS应急电源的J1.4接脚 输出的市电状态信号;
A2-2、制动控制板监控其 J1.2接脚 输入的UPS运行监控信号,该UPS运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚输出的UPS运行信号;
A2-3、制动控制板监控其 J1.3接脚 的能量回馈装置故障信号,该能量回馈装置故障信号来自于能量回馈装置的能量回馈故障信号输出接脚;
A2-3-1、若能量回馈正常无故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其 J1.1接脚 市电正常、 J1.2接脚 UPS应急电源运行正常、 J1.3接脚 无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈的环境,制动控制板的 J3.1接脚 输出电信号,使继电器K1线圈得电,同时制动控制板的 J3.2接脚 不输出电信号,使得继电器K2线圈不得电,处于释放状态;
此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3闭合,继电器K2的常闭接点K2-1、K2-2为闭合状态,继电器K2的常闭接点K2-3、K2-4为断开状态, 变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至能量回馈装置,能量回馈装置将输入的电能处理后通过三相线上闭合的常开接点K1-1、K1-2、K1-3反馈给大楼电梯总供电电源的供电回路,供变频器使用,循环从大楼三相电到变频器INV到马达的过程,电梯马达得电运行;
A2-3-2、若能量回馈装置的故障信号输出端有故障信号输出,由于市电电网正常,UPS未启动:
制动控制板监测其J1.1接脚市电正常、J1.2接脚UPS应急电源运行正常、J1.3接脚 有能量回馈故障信号输入,即满足使用制动电阻的环境:
制动控制板的 J3.1接脚 断开电信号,使继电器K1线圈失电,处于释放状态,同时制动控制板的 J3.2接脚 输出电信号,使得继电器K2线圈得电,此时继电器K1的常开接点K1-1、K1-2、K1-3断开,继电器K2的常闭接点 K2-1 、 K2-2 断开,继电器K2的常闭接点 K2-3 、K2-4吸合, 变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,由制动电阻发热消耗掉;
B、市电断电,电梯用UPS电源运行的状况:
B1、大楼电梯总供电电源断电后,UPS应急电源的 J2.1接脚 、J2.2接脚检测不到正常市电信号,UPS应急电源启动运行,此时UPS应急电源的 J1.1接脚 输出UPS启动信号至电梯主控板的 J1.1接脚 ,UPS应急电源的 J1.4接脚 输出市电状态信号至制动单元控制板的J1.1接脚 ,UPS应急电源的J1.5接脚输出UPS运行信号至制动单元控制板的 J1.2接脚 ;
B2、UPS应急电源工作且电梯上行,电梯主控板监测:
B2-1、电梯主控板 J1.1接脚 监测到UPS应急电源输送来的UPS启动信号,且电梯主控板的J1.2接脚 监测到UPS应急电源无故障在正常运行的信号,电梯主控板判断电梯运行,如果电梯主控板监测到其 J1.2接脚 是UPS应急电源故障信号,电梯主控板判断电梯不能运行;
B2-2-1、电梯主控板判断电梯运行时:电梯主控板通过其 J2.1接脚 输出上行信号至变频器INV的 J1.1接脚 ,变频器INV驱动电梯马达上行运行:电梯主控板的J5.2接脚输出电信号控制继电器K4线圈上电,同时电梯主控板的J5.1接脚断开电信号,使得继电器K3释放;UPS应急电源的电能经其 J2.1接脚 、J2.2接脚输出至变频器INV,变频器输出的电能经闭合的接点K4-1、K4-2、K4-3至电梯马达,电梯马达得电运行;
B3、此时制动控制板监测:
B3-1、制动控制板 J1.1接脚 的市电状态,该市电状态信号来自UPS应急电源应急电源的 J1.4接脚 ;
B3-2、制动控制板J1.2接脚 的UPS应急电源运行监控信号,该UPS应急电源运行监控信号来自UPS应急电源的J1.5接脚;
B3-3、制动控制板 J1.3接脚 的能量回馈装置故障信号, 如果能量回馈装置故障,能量回馈装置会输出一个故障信号给制动控制板的 J1.3接脚 告知其能量回馈装置处于故障状态不能使用,此时制动控制板需要切换至制动电阻模式;
B3-4、切换至制动电阻模式:
由于此时市电断电,UPS应急电源启动;制动控制板监测其 J1.1接脚 无市电信号,制动控制板监测其 J1.2接脚 有UPS应急电源运行信号,制动控制板监测其 J1.3接脚 有能量回馈装置故障信号,不满足使用能量回馈的环境,制动控制板的 J3.1接脚 不输出电信号,使继电器K1释放,制动控制板的 J3.2接脚 输出电信号,使得继电器K2得电:此时常开接点K1-1、K1-2、K1-3、断开,常闭接点 K2-1 、 K2-2 断开,常开接点 K2-3 、K2-4闭合,变频器INV通过其P(+)接脚、PB接脚将直流母线电流输入至制动电阻,制动电阻将直流母线电流转化为热能消耗掉;
制动控制板的具体工作如下:
UPS应急电源送来市电状态信号,该市电信号经制动控制板 J1.1接脚 送至第一光耦B1的输入侧,第一光耦B1动作,第一光耦B1的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚29;
②若UPS应急电源送来UPS运行信号,该UPS运行信号经制动控制板 J1.2接脚 送至第二光耦B2的输入侧,第二光耦B2动作,第二光耦B2的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚31;
③若能量回馈装置送来能量回馈故障信号,该能量回馈故障信号经制动控制板J1.3接脚送至第三光耦B3的输入侧,第三光耦B3动作,第三光耦B3的输出侧输出信号至单片机ARM-STM32F的管脚32;
单片机ARM-STM32F输出管脚20、22、21分别控制制动控制板内的继电器K11、K12、K13:
满足使用能量回馈装置的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚市电正常、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚无能量回馈故障信号,即满足使用能量回馈装置的环境;
满足使用能量回馈装置的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚输出电信号,使继电器K11线圈得电,同时单片机ARM-STM32F的22管脚不输出电信号,使得继电器K12线圈不得电,处于释放状态;
继电器K11线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的 J3.3接脚 所连接的市电火线与制动控制板的 J3.1接脚 连通,继电器K1线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K1线圈得电动作;
满足使用制动电阻的环境:
①单片机ARM-STM32F监测其29管脚有市电信号、31管脚无UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
②单片机ARM-STM32F监测其29管脚无市电信号、31管脚有UPS应急电源运行信号、32管脚有能量回馈故障信号,即不满足使用能量回馈的环境,而满足使用制动电阻的环境;
满足使用制动电阻的环境时,单片机ARM-STM32F的20管脚不输出电信号,继电器K11线圈释放,同时单片机ARM-STM32F的22管脚输出电信号,使得继电器K12线圈得电动作;
继电器K12线圈得电后,其常开接点闭合,制动控制板的 J3.3接脚 所连接的市电火线与制动控制板的 J3.2接脚 连通,继电器K2线圈两端分别加载市电的火线、零线,则继电器K2线圈得电动作。
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