CN203173621U - 电梯一体化控制器 - Google Patents

Abstract

电梯一体化控制器，通过将电机控制电路、时钟电路、板载操作面板电路、操作面板接口电路、编码器接口电路、低压数字量输入电路、高压数字量输入电路、继电器输出电路及总线通讯电路集成于所述数字信号处理芯片上。从而实现将变频控制与电梯控制逻辑的高度集成，完成电梯的一体化控制。由于各功能模块之间集成于数字信号处理芯片上，因而在控制过程中所有的控制信号均由数字信号处理芯片处理，避免多个芯片处理时易出现逻辑问题且运行时间长的问题。采用直接集成各功能模块，避免了封装时的导线连接，从而实现无线连接。

Description

电梯一体化控制器

技术领域

本实用新型涉及电梯一体化控制器，特别是涉及一种无缝连接、运行效率高且可靠的电梯一体化控制器。

背景技术

电梯是现代生产和生活中常用的工具，电梯的应用大大提高了生产和生活效率。变频控制电梯已经占据几乎全部的电梯市场。从变频控制和电梯控制逻辑的关系来分，现代电梯可以分为分体式和一体化两种类型。分体式顾名思义即是变频控制和电梯逻辑控制是分开的，即变频器完成曳引机的变频调速。电梯控制系统完成电梯的逻辑控制，电梯控制系统通过数字量或者模拟量跟变频器发生联系，分体式电梯系统接线复杂、调试程序繁琐、故障排查困难。

近几年兴起了一体化电梯，将变频控制功能和电梯控制逻辑整合到一起，称为一体化变频器。一体化控制器，大大简化了电梯系统构成、简化了电梯调试和维保。但是这些一体化控制虽然将变频控制和电梯控制逻辑整合到了一个本体上，但仍然是由2块电路板来实现这些功能。这种控制方式由于不同控制芯片之间存在通讯延迟及匹配问题，导致系统构成复杂、容易出现故障且运行效率低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种无缝连接、运行效率高且可靠的电梯一体化控制器。

一种电梯一体化控制器，用于集成电梯控制逻辑与变频控制功能，包括用于采集电机控制所需的电参数及输出脉冲宽度调制控制信号的电机控制电路、时钟电路、用于显示电梯参数信息的板载操作面板电路、用于提供通讯接口的操作面板接口电路、用于连接编码器卡的编码器接口电路、用于接收电梯中传感器信号的低压数字量输入电路、用于输入高压安全回路信号及高压门锁回路信号的高压数字量输入电路、用于输出电梯中接触器控制信号的继电器输出电路及总线通讯电路，还包括数字信号处理芯片，所述电机控制电路、所述时钟电路、所述板载操作面板电路、所述操作面板接口电路、所述编码器接口电路、所述低压数字量输入电路、所述高压数字量输入电路、所述继电器输出电路及所述总线通讯电路集成于所述数字信号处理芯片上。

在其中一个实施例中，所述板载操作面板电路包括数码管和LED。

在其中一个实施例中，所述操作面板接口电路包括RS485通讯端口和RJ45通讯端口。

在其中一个实施例中，所述编码器接口电路用于连接所述编码器卡和所述数字信号处理芯片。

在其中一个实施例中，所述总线通讯电路包括CAN1通讯电路、CAN2通讯电路及MODBUS通讯电路；

所述CAN1通讯电路包括隔离的CAN通讯电路和接口，用于与轿顶板通讯；

所述CAN2通讯电路包括不隔离的CAN通讯电路和接口，用于连接多台电梯；

所述MODBUS通讯电路包括隔离的MODBUS通讯电路和接口，用于连接所述数字信号处理芯片和外召板。

上述电梯一体化控制器通过将电机控制电路、时钟电路、板载操作面板电路、操作面板接口电路、编码器接口电路、低压数字量输入电路、高压数字量输入电路、继电器输出电路及总线通讯电路集成于所述数字信号处理芯片上。从而实现将变频控制与电梯控制逻辑的高度集成，完成电梯的一体化控制。由于各功能模块之间集成于数字信号处理芯片上，因而在控制过程中所有的控制信号均由数字信号处理芯片处理，避免多个芯片处理时易出现逻辑问题且运行时间长的问题。采用直接集成各功能模块，避免了封装时的导线连接，从而实现无线连接。

附图说明

图1为电梯一体化控制器的模块图；

图2为电梯一体化控制系统通讯示意图。

具体实施方式

如图1所示，为电梯一体化控制器的模块图。

一种电梯一体化控制器，用于集成电梯控制逻辑与变频控制功能，包括用于采集电机控制所需的电参数及输出脉冲宽度调制控制信号的电机控制电路101、时钟电路102、用于显示电梯参数信息的板载操作面板电路103、用于提供通讯接口的操作面板接口电路104、用于连接编码器卡的编码器接口电路105、用于接收电梯中传感器信号的低压数字量输入电路106、用于输入高压安全回路信号及高压门锁回路信号的高压数字量输入电路107、用于输出电梯中接触器控制信号的继电器输出电路108及总线通讯电路109，还包括数字信号处理芯片10，所述电机控制电路101、所述时钟电路102、所述板载操作面板电路103、所述操作面板接口电路104、所述编码器接口电路105、所述低压数字量输入电路106、所述高压数字量输入电路107、所述继电器输出电路108及所述总线通讯电路109集成于所述数字信号处理芯片10上。

采用单一的数字信号处理芯片10作为整个电梯一体化控制器的控制核心，即将电梯的变频控制及控制逻辑均整合在一块芯片上。电梯一体化控制器包括主控板。主控板包括电机控制电路101、时钟电路102、板载操作面板电路103、操作面板接口电路104、编码器接口电路105、低压数字量输入电路106、高压数字量输入电路107、继电器输出电路108及总线通讯电路109。

电机控制电路101、时钟电路102、板载操作面板电路103、操作面板接口电路104、编码器接口电路105、低压数字量输入电路106、高压数字量输入电路107、继电器输出电路108及总线通讯电路109都直接和数字信号处理芯片（DSP，digital signal processing）连接进行信息交换，和数字信号处理芯片一起完成电梯逻辑控制和曳引机变频控制

电机控制电路101用于获取电机控制所需要的速度、电流、电压等信号，及输出PWM控制信号到电机驱动回路，并输出电机控制所需要的电压。电机控制电路101获得的信息送到数字信号处理芯片，数字信号处理芯片经过运算后输出PWM信号。

时钟电路102用于提供时钟信息。时钟电路102给数字信号处理芯片提供准确的时间，用以完成电梯和时间相关的功能控制，如电梯分时服务、故障时间记录等功能。

板载操作面板电路103由若干数码管和若干LED组成的简易操作和显示电路，可显示故障、楼层信息，进行故障复位、井道自学习和呼梯等操作，方便电梯调试和维保。板载操作面板电路103包括数码管和LED。优选地，数码管和LED均为3个。

操作面板接口电路104提供RS485通讯电路，并提供RJ45端子，可以外引操作面板，并进行参数设置、状态监控、井道自学习和扶梯等丰富的操作和直观的状态监控。操作面板接口电路104包括RS485通讯端口和RJ45通讯端口。

在电梯控制系统中关于操作面板的设计，大致有2个方案。一种是在主控板201上设计有完整的操作面板，可以完成完整的参数设置和状态监控，这种方案可以方便的操作和监控电梯，但是成本较高.另外一种方案是，主控板201上只有操作面板接口，只有插入外引的操作面板才可以进行参数设置和状态监控，这样可以不必每台电梯都配置操作面板，降低了系统成本，但不利于电梯日常的维保。

在本实施例中，兼顾了成本和维保的便利性两方面，板载操作面板电路103完全可以满足日常维保所需要的操作和显示，而操作面板接口电路104一般在电梯首次安装和调试时使用。这样既可以不必要每台电梯都配置外引操作面板，又可以满足日常维保的需要。

编码器接口电路105用于提供编码器接口。不同的编码器，只需要用不同的编码器卡，编码器卡将编码器信息处理后经过编码器接口电路105送到数字信号处理芯片，用于完成曳引机的速度控制和电梯的距离控制。

编码器接口电路105用于连接所述编码器卡和所述数字信号处理芯片10。

编码器接口电路105适配各种不同类型的编码器。编码器是曳引机变频控制和电梯距离控制中的关键部件。通过编码器可以获得曳引机的转速，用于曳引机的速度控制。通过编码器还可以获得电梯的位置信息，位置信息是整个电梯距离控制和逻辑控制的基础。实际应用中编码器的类型较多，如果将编码器处理电路固定在主控板201上，则不同的编码器需要配置不同的主控板201，这样降低了主控板201的通用性。不同的编码器卡将不同类型的编码器信号处理后，经过编码器卡接口电路105送到数字信号处理芯片10中，进行速度和距离控制，从而提高了主控板201的通用性。

低压数字量输入电路106用于接收平层、强迫减速开关和上下限位等电梯系统中传感器的信号，经过处理后送到数字信号处理芯片用于电梯逻辑控制。低压数字量输入电路106能够通过跳线来选择输入高电平有效或者输入低电平有效，并兼容不同类型的传感器。

高压数字量输入电路107用来输入高压安全回路、高压门锁回路等安全信号，这些安全信号经过处理后，送到数字信号处理芯片进行电梯安全保护、保障电梯运行安全。

高压数字量输入电路106用来接收高压安全回路信号和高压门锁信号。在电梯电气控制中，为了绝对保证电梯的运行安全，通常有安全回路和门锁回路来保证运行安全，当安全回路或者门锁回路断开时，电梯立即停止运行。安全回路和门锁回路是高压信号，通常是AC110V或者DC110V，电梯一体化控制系统中如果没有高压输入接口，那么一般的做法是用接触器将这些高压信号转化成低压的数字量信号输入到控制系统中。主控板201上有高压输入电路，高压安全回路和高压门锁回路可以直接送到主控板201，而不必要通过接触器转成低压信号。减少接触器，可以降低系统成本，减少了中间转接器件，可以提高安全保护的可靠性和及时性。

继电器输出电路108用于接收数字信号处理芯片输出控制继电器的吸合和断开的控制信号，从而用来输出电梯系统中运行接触器控制、抱闸接触器控制、抱闸强激接触器控制、封星接触器控制和照明、消防联动等信号。

总线通讯电路109包括CAN1通讯电路、CAN2通讯电路及MODBUS通讯电路。

CAN1通讯电路包括隔离的CAN通讯电路和接口，用于与轿顶板通讯。

CAN2通讯电路包括不隔离的CAN通讯电路和接口，用于连接多台电梯。具体的，CAN2通讯电路接收的通讯信息直接和数字信号处理芯片交换，实现两台电梯之间并联通讯或者3台以上电梯的群控通讯。

MODBUS通讯电路包括隔离的MODBUS通讯电路和接口，用于连接数字信号处理芯片10和外召板。实现主控板和外召板之间的数据传输和交互。

请结合图2。

主控板201和外召板202、内召板203、轿顶板204、指令板205之间用全通讯的方式进行数据传输和交换，其中，主控,201和轿顶板204直接进行通讯，主控板201和外召板202直接进行通讯，主控板201或者与群控板直接进行通讯，内召板203、指令板205都与轿顶板204直接进行通讯。这种通讯布局，有利于简化电梯系统的布线，并且具有良好的抗干扰能力。

上述电梯一体化控制器通过将电机控制电路101、时钟电路102、板载操作面板电路103、操作面板接口电路104、编码器接口电路105、低压数字量输入电路106、高压数字量输入电路107、继电器输出电路108及总线通讯电路109集成于所述数字信号处理芯片10上。从而实现将变频控制与电梯控制逻辑的高度集成，完成电梯的一体化控制。由于各功能模块之间集成于数字信号处理芯片10上，因而在控制过程中所有的控制信号均由数字信号处理芯片10处理，避免多个芯片处理时易出现逻辑问题且运行时间长的问题。采用直接集成各功能模块，避免了封装时的导线连接，从而实现无线连接。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种电梯一体化控制器，用于集成电梯控制逻辑与变频控制功能，包括用于采集电机控制所需的电参数及输出脉冲宽度调制控制信号的电机控制电路、时钟电路、用于显示电梯参数信息的板载操作面板电路、用于提供通讯接口的操作面板接口电路、用于连接编码器卡的编码器接口电路、用于接收电梯中传感器信号的低压数字量输入电路、用于输入高压安全回路信号及高压门锁回路信号的高压数字量输入电路、用于输出电梯中接触器控制信号的继电器输出电路及总线通讯电路，其特征在于，还包括数字信号处理芯片，所述电机控制电路、所述时钟电路、所述板载操作面板电路、所述操作面板接口电路、所述编码器接口电路、所述低压数字量输入电路、所述高压数字量输入电路、所述继电器输出电路及所述总线通讯电路集成于所述数字信号处理芯片上。

2.根据权利要求1所述的电梯一体化控制器，其特征在于，所述板载操作面板电路包括数码管和LED。

3.根据权利要求1所述的电梯一体化控制器，其特征在于，所述操作面板接口电路包括RS485通讯端口和RJ45通讯端口。

4.根据权利要求1所述的电梯一体化控制器，其特征在于，所述编码器接口电路用于连接所述编码器卡和所述数字信号处理芯片。

5.根据权利要求1所述的电梯一体化控制器，其特征在于，所述总线通讯电路包括CAN1通讯电路、CAN2通讯电路及MODBUS通讯电路；

所述CAN1通讯电路包括隔离的CAN通讯电路和接口，用于与轿顶板通讯；

所述CAN2通讯电路包括不隔离的CAN通讯电路和接口，用于连接多台电梯；

所述MODBUS通讯电路包括隔离的MODBUS通讯电路和接口，用于连接所述数字信号处理芯片和外召板。

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