CN1436713A - 直接停靠的电梯系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种直接停靠的电梯系统及其控制方法，电梯系统包括可编程序逻辑控制器(即PLC)、变频器、电动机、编码器、轿厢、井道及各种开关信号，变频器控制的电动机驱动电梯轿厢的上下移动，PLC通过对井道、层站及轿厢各信号的检测，实现电梯的控制、管理；PLC通过与变频器的输入输出线控制变频器的启动与停止，并使变频器获得准确的剩余距离信息，实时修正电梯的减速度曲线，使电梯的实际减速距离与剩余距离一致，电梯从减速点开始直接减速到零且能准确平层，提高了电梯运行效率及舒适性。

Description

直接停靠的电梯系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电梯系统，尤其涉及一种直接停靠的电梯系统及其控制方法。

背景技术

目前已有的电梯中，是采用可编程序逻辑控制器(即PLC)和变频器作为控制系统。该系统由PLC通过对井道及轿厢上各状态的检测实现电梯的控制、管理，并根据这些检测信号控制变频器的启动与停止。而变频器产生速度曲线，驱动电动机使电梯轿厢按预定运行曲线上下移动。

该系统中，PLC可进行诸如电梯的安全监测、井道信号检测、对轿厢指令、层站召唤信号检测、检修、自动运行状态的确认。并将各种信号处理后，通过与变频器连接的输入输出信号使变频器启动或停止，并使变频器获得电动机的运行方向及目标运行速度。例如电梯停止在1楼，此时有指令信号需使电梯运行到3楼，则首先由PLC判断，如果系统正常，电梯松开抱闸给出电梯向上运行信号的同时并使变频器目标运行速度为高速自动运行，电梯轿厢向上运行，当电梯轿厢到达离3楼还有一定距离时，PLC发出减速信号通知变频器使电梯按预定曲线减速并最终停止。

在这里管理程序主要是由PLC完成。这是因为变频器的输入输出点数少，只靠它本身是不能知道电梯该何时启动、减速或停止的。也就是说变频器内部缺少电梯的管理程序，电梯运行的减速点由PLC发出，但速度曲线却必须由变频器实现。由于PLC运行周期、PLC触点输出延时、变频器输入延时等多种因素的影响，当变频器获得PLC发出的减速点信号时，电梯离目标层楼平层位置的实际剩余距离可能超前或推迟，即剩余距离为不定的，但变频器却是按特定运行曲线减速，即减速距离是相对固定的。因此如果电梯从减速点由高速直接减速到零速并停止，则电梯很难做到准确平层。

基于以上的原因，以往的由PLC及变频器组成的电梯控制系统不是采用直接停靠的方法，而是在变频器收到减速信号后，先使电梯从高速减速到一很低的爬行速度，如减速完成时电梯还未到平层位置，就维持该爬行速度，电梯继续向前运行，指到运行到平层位置，电梯停止。

如图4所示，其为常规非直接停靠电梯采用的速度及加速度运行曲线图。图4中，PLC在T1时刻发出减速点信号并被变频器接收，电梯开始减速，由于前面说明的原因，变频器获得减速点信号可能超前或推迟，即电梯剩余距离S(即图中阴影部分面积)为不定的，但是由于变频器内不包括管理程序，它并不知道这种情况，只能按照预定的加速度曲线减速，因此如果采用直接减速到零速的方法，必然使减速距离固定，则与实际剩余距离不一致，平层不准。为了使电梯平层准确，如图4所示，在变频器收到减速信号后，先使是电梯从高速V0减速到一较低的爬行速度V1，减速距离为S0，然后维持该爬行速度，使电梯爬行速度为S1，当电梯运行到平层位置(隔磁板9使平层开关7、8均动作)，电梯由爬行速度V1减速到零并停止，电梯停止距离为S2。由此可知，电梯总的减速距离S＝S0+S1+S2，其中，S0和S2由于加速度曲线的设置而固定，而爬行速度维持的时间是可变的，即从T2时刻起到平层开关7、8均动作的T3时刻为止，因此爬行距离S1是根据实际的平层位置而变化的，最终使总减速距离S与实际剩余距离一致，实现准确平层。

但是由此却对电梯产生另外一些问题。因为在图4中的T3时刻使平层开关7、8均动作的情况，为使平层准确且使抱闸加速度不过大，停止距离S2不能太大，一般在5-8mm之间，因此爬行速度V1的设置不能太高。这样会因为电机的低速特征不好使电梯爬行时有一定的振动，造成乘客不舒适的感觉。另外，因PLC执行周期造成检测轿厢位置的度量误差，使得PLC发出减速点是实际剩余距离比需要的减速距离小，则电梯可能超出平层位置而反向平层，因此必须迫使PLC提前发出减速点，使变频器驱动电动机提前减速而不至于使电梯运行过头，这样又会使爬行距离变长，爬行时间增加，降低了电梯运行效率。

发明内容

鉴于现有电梯系统存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种消除系统中的爬行速度、使电梯能从减速点直接减速到零速停止、并能够准确平层，提高电梯的运行效率及舒适性的直接停靠的电梯系统及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：本发明通过电梯系统中的可编程序逻辑控制器接收到信息进行逻辑组合，在不增加变频器的输入输出点数目的情况下增加其能够获得信息量，使变频器能够获得准确的层楼位置信息，通过该信息实时修正电梯的运行速度及加速度曲线，实现电梯的直接停靠并准确平层。

附图说明

参照下列附图可更好的了解本发明的技术内容及目的功效：

图1为本发明的电梯系统及其控制方法的示意图；

图2为本发明用单点剩余距离修正方法实现直接停靠的电梯速度及加速度运行曲线图；

图3为本发明用全程剩余距离修正方法实现直接停靠的电梯速度及加速度运行曲线图；

图4为常规非直接停靠电梯采用的速度及加速度运行曲线图。

图中元件名称与符号对照：

1             编程逻辑控制器

2             变频器

3             电动机

4             编码器

5             轿厢

6             井道

7             平层开关

8             平层开关

9             隔磁板

10            输入输出信号

11            安全检查信号

12            轿厢指令及层站按钮信号

具体实施方式

如图1所示的本发明采用的电梯系统及其控制方法，该电梯系统包括电梯轿厢5及安装在电梯轿厢5侧壁的上平层开关7和下平层开关8，电梯井道6及安装在井道6侧壁上各层楼位置处固定隔磁板9，隔磁板9与上平层开关7和下平层开关8关联，上述诸信号随同电梯的其他安全信号11、轿厢指令及各层站按钮信号12等一起送入电梯的进行管理和控制的可编程序逻辑控制器(即PLC1)，通过信号线10，变频器2可以获得PLC1检测到并处理后的逻辑信号，诸如电梯的自动、检修或写层等运行状态，以及电梯运行方向及前方停止层站等，并使变频器2启动或停止，编码器4的脉冲信号分别送入PLC1及变频器2中，使电梯轿厢5的绝对位置能够被PLC1监控，同时电梯的驱动部分变频器2与旋转编码器4构成速度闭环系统，变频器2驱动电动机3，使电梯轿厢5按照预定的速度及加速度曲线运行。

直接停靠就是使电梯由高速直接减速到零速直接停止，并且能够准确平层，它取消了爬行段，电梯运行效率和舒适性均有较大程度的提高。图2为本发明用单点剩余距离修正方法实现直接停靠的电梯速度及加速度运行曲线图。如前所述，以往的PLC加变频器组成的电梯系统不能采用直接停靠的原因是变频器不能获得准确的剩余距离信息，因此无法调节加速度曲线，而只能采取增加爬行段的措施来解决准确平层的问题。如果能够使变频器获得电梯离平层位置的剩余距离的准确信息，然后调整加速度曲线，使得减速距离与剩余距离一致，即可实现直接停靠。考虑到当隔磁板9使一个平层开关7或8动作的瞬间，电梯离平层位置的距离L0是精确且确定的，可以以此信号来修正电梯的剩余距离。参照图2，在电梯减速的过程中，当隔磁板9使上平层开关7(上行时)或下平层开关(下行时)动作时(图3中T2时)发出信号给变频器2使其改变加速度曲线，并使由T2到T3的速度曲线所包含的阴影部分面积为L0，电梯实现直接停靠并准确平层。在这个过程中，由于PLC发出的减速点信号可能提高或推迟，各种情况的加速度曲线形状会有所不同，对各种情况进行分析，在保证加速度曲线不出现跳变为前提实现直接停靠。

如图3所示的本发明用全程剩余距离修正方法实现直接停靠的电梯速度及加速度运行曲线图。参照图3，PLC在T1时刻发出减速点信号并被变频器就收，电梯开始减速，如果此时变频器知道电梯离平层位置的实际剩余距离，则可根据该剩余距离计算出电梯所需的最大减速度及减速度变化率，并在整个减速期间，不断修正电梯的加速度曲线，使得减速距离与实际剩余距离一致，实现直接停靠并准确平层。在电梯加速度曲线的修正过程中由于是全程随时修正，加速度曲线不会出现跳变，舒适性良好，同时也增加了平层的准确性。本发明的关键就是在电梯整个运行期间如何使变频器得到准确的剩余距离。将层楼位置信号写入到变频器内部，同时通过PLC发出的减速点信号得到停止层楼信号，并在有一个平层开关动作时和两个平层开关均动作时修正层楼位置信号，变频器可以全程监控剩余距离，并随时根据当前速度及加速度改变运行过程中的加速度曲线。为了实现本发明，必须增加变频器与PLC之间的信息量，变频器需从PLC中获得写层、检修、自动等多种电梯运行类型信号，电梯减速点信号、端站强迫减速信号、1个平层开关动作信号、2个平层开关均动作信号、电梯运行方向信号、变频器使能信号等多种运行状态信号，同时变频器向PLC传送电机零速信号、电机低速信号等供PLC作安全判断使用。本发明在不影响电梯安全性的前提下，通过适当的逻辑组合，仅用了变频器2个输出点、4个输入点完成以上多种信号的传送，这是几乎所有的通用或专用变频器都能够提供的输入输出点数量。完成以上的信号传输后，即可将电梯层楼位置信号写入变频器中，实现全程剩余距离修正的直接停靠。结果表明，电梯能够直接停止，提高了运行效率，平层准确且加速度曲线平滑，没有不适的振动。

Claims (3)

1、一种直接停靠的电梯系统，该系统包括可编程逻辑控制器PLC(1)、变频器(2)、电动机(3)、编码器(4)、轿厢(5)、井道(6)、平层开关(7、8)、隔磁板(9)以及连接可编程逻辑控制器PLC(1)的变频器(2)中一组输入输出信号(10)；电梯轿厢(5)侧壁安装有上平开关(7)和下平开关(8)，电梯井道(6)侧壁上各层楼位置处固定隔磁板(9)，隔磁板(9)与平层开关(7、8)关联，上述诸信号随同电梯的安全信号(11)、轿厢(6)指令及各层站按钮信号(12)一起送入电梯的可编程逻辑控制器(1)；其特征在于：通过信号线(10)与变频器(2)关联的所述可编程序逻辑控制器(1)检测到并处理后的诸如电梯自动、检修、写层、电梯运行方向及前方停止等逻辑信号输入变频器(2)，使变频器(2)启动或停止，编码器(4)的脉冲信号则分别送入可编程逻辑控制器(1)和变频器(2)中，使可编程序逻辑控制器(1)能监控电梯轿厢(5)的绝对位置，同时电梯的驱动部分变频器(2)和旋转编码器(4)构成速度闭环系统，由变频器(2)驱动电动机(3)，使电梯直接停靠且准确平层。

2、如权利要求1所述的直接停靠的电梯系统及其控制方法，其特征在于：其中可根据隔磁板(9)使平层开关(7)或(8)动作时轿厢(5)离平层位置的距离所产生的信号，修正所述轿厢(5)的剩余距离，使其与减速距离一致。

3、如权利要求1所述的直接停靠的电梯系统及其控制方法，其特征在于：其中变频器(2)从可编程序逻辑控制器(1)获得多种运行状态信号，并对可编程序逻辑控制器(1)传送安全判断信号，从而将电梯层楼位置信号写入变频器(2)中，全程随时修正实际剩余距离，使其与减速距离一致。

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