CN204079134U - 电梯节能型控制与驱动一体化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电梯节能型控制与驱动一体化控制系统。主要包括一体化控制器、人机操作界面单元、功率驱动单元、能量回馈单元、模拟检测单元、高压检测单元、电源电路、旋转编码器输入单元、CANBUS通讯单元、外部输入单元和输出单元，由于将电梯智能逻辑控制与高性能变频驱动控制集成为一体，使控制系统结构紧凑，布线简单，减小了控制柜体积；降低控制部件的成本；运行效率更高，可靠性更好；有效解决电梯运行中逻辑控制与驱动控制时序的统一，方便现场调试；系统采用能量回馈单元，电梯更加节能环保；有效地解决了小机房和无机房电梯的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电梯节能型控制与驱动一体化控制系统。
背景技术
目前电梯控制系统多采用逻辑控制器+变频驱动控制分体式控制系统。这种控制系统控制器与变频器之间信号通过端子接线方式连接，采取多段速驱动控制方式。
这种控制系统的缺点是：结构松散，接线复杂，控制柜体积较大；控制板和变频器之间的运行时序配合很难调试，加大现场调试难度，造成电梯启动段和停止段的舒适感性能难以满足要求；传统控制系统采用的并行通讯方式，布线复杂，可靠性差，运行效率低；人机操作界面复杂，变频器和控制器各有一套，操作不方便。
传统电梯工作在发电状态时（比如，电梯轻载上行或重载下行）生产的能量以外接制动电阻发热的形式消耗掉，消耗能源，污染环境。
另外，小机房或无机房电梯需求量的增加，要求电梯控制柜体积减小；布线简洁，现场调试便捷；运行性能优良和效率高；实现节能控制。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述电梯控制系统存在的问题，提供一种电梯节能型控制与驱动一体化控制系统。
本实用新型，主要包括一体化控制器、人机操作界面单元、功率驱动单元、能量回馈单元、模拟检测单元、高压检测单元、电源电路、旋转编码器输入单元、CAN BUS通讯单元、外部输入单元和输出单元，其中，一体化控制器包括双CPU结构+存储单元+可编程逻辑器件FPGA结构，双CPU结构由ARM 控制处理单元与DSP 功率驱动处理单元通过总线连接构成；输入单元经数字量输入接口与一体化控制器连接；输出单元经输出接口输出电梯相关控制信号；人机操作界面单元通过操作器接口连接操作器、上位机、板载操作单元、监控电梯相关运行信息、输入修改电梯运行参数；旋转编码器输入单元通过编码器接口，接收处理编码器反馈信号，得到电梯速度反馈和轿厢位置脉冲计数；CAN BUS通讯单元通过CAN接口连接层门呼梯通讯信号、轿厢控制板通过CAN BUS串行通讯连接到系统，控制电梯运行；功率模块驱动单元连接电机，根据系统处理信息，变频驱动电机按照给定的运行曲线运行；能量回馈单元将电梯发电状态产生的能量回馈电网；模拟检测单元检测负载称重装置信号，确定电梯负载状况；高压检测单元连接安全回路、门锁回路信号，确保电梯安全性能。
本实用新型，由输入单元输入的相关数字信息经过光电耦合输入系统；输出单元采用继电器隔离输出电梯相关控制信号。
本实用新型，系统采用一块主板，双CPU结构（ARM 控制处理单元与DSP 电机驱动单元通过总线连接）+可编程逻辑器件FPGA结构，实现电梯逻辑控制与驱动控制功能；功率模块驱动单元连接电机接收DSP指令，实现电机变频驱动运行。
本实用新型，所述外部输入输出单元包括外部信号采集输入单元和系统处理后控制信号继电器输出单元；编码器输入单元内置编码器分频单元，连接编码器反馈信号输入。
本实用新型，所述人机操作界面单元提供上位机、板载操作单元和手持操作器连接接口，通过总线接口与ARM 控制处理单元连接进行数据的传输和交换，实现现场监控系统运行状态、故障报警信息及电梯参数调试功能。
本实用新型，所述CAN BUS通讯单元，工业现场总线CAN BUS通讯协议，采用4芯屏蔽双绞电缆与轿厢通讯信号、层门呼梯通讯信号和群控及远程监控连接，实现串行通讯。
本实用新型，所述能量回馈单元与功率驱动单元的直流储能环节C1连接，实现电梯在发电状态下产生的能量回馈电网，达到节能环保效果。
本实用新型，其基本工作原理是：系统通过信号输入单元采集电梯需要的开关数字量信号（如，检修信号、平层信号、换速信号、接触器检测信号、消防信号、安全保护信号等），经过光电耦合接口隔离耦合接入系统，输出单元采用继电器隔离输出运行相关信号(运行接触器、抱闸接触器等)控制电梯运行；模拟检测单元检测负载称重装置信号，确定电梯负载状况；高压检测单元连接安全回路、门锁回路信号，确保电梯安全性能；编码器输入单元连接编码器，接收处理编码器反馈信号，得到电梯速度反馈和轿厢位置脉冲计数；功率模块驱动单元连接电机，根据系统处理信息，变频驱动电机按照给定的运行曲线运行；能量回馈单元将电梯发电状态产生的能量回馈电网；人机操作界面单元可以连接操作器、上位机，板载操作单元，监控电梯相关运行信息、输入修改电梯运行参数；层门呼梯通讯信号、轿厢控制板通过CAN BUS串行通讯连接到系统，控制电梯运行。
本实用新型，其有益效果是：将电梯智能逻辑控制与高性能变频驱动控制集成为一体，使控制系统结构紧凑，布线简单，减小了控制柜体积；降低控制部件的成本；运行效率更高，可靠性更好；有效解决电梯运行中逻辑控制与驱动控制时序的统一，方便现场调试；系统采用能量回馈单元，电梯更加节能环保；有效地解决了小机房和无机房电梯的需求。
附图说明
图1为本实用新型电梯一体化控制系统的电路框图。图2本实用新型电梯驱动回路框图。图3为实施例一体化系统接线图。
图中：M、曳引电机；IGBT1、变频装置逆变单元；IGBT2、回馈装置逆变单元；DT、桥式整流单元；C1、变频器直流环节储能电容；C2、回馈装置电容器；FC、滤波器；KM1、回馈装置工作接触器，回馈装置工作时闭合；D1、D2、回馈装置隔离二极管；PFR、相序继电器；SC、安全接触器；SW、运行接触器；FX、封星接触器。
具体实施方式
参照图1，一种电梯节能型控制与驱动一体化控制系统主要包括一体化控制器、人机操作界面单元、功率驱动单元、能量回馈单元、电源电路、旋转编码器输入单元、CAN BUS通讯单元、外部输入输出单元。
其中，一体化控制器包括双CPU结构+存储单元+可编程逻辑器件FPGA结构，双CPU结构由ARM 控制处理单元与DSP 功率驱动处理单元通过总线连接构成；输入单元经数字量输入接口与一体化控制器连接；输出单元经输出接口输出电梯相关控制信号；人机操作界面单元通过操作器接口连接操作器、上位机、板载操作单元、监控电梯相关运行信息、输入修改电梯运行参数；旋转编码器输入单元通过编码器接口，接收处理编码器反馈信号，得到电梯速度反馈和轿厢位置脉冲计数；CAN BUS通讯单元通过CAN接口连接层门呼梯通讯信号、轿厢控制板通过CAN BUS串行通讯连接到系统，控制电梯运行；功率模块驱动单元连接电机，根据系统处理信息，变频驱动电机按照给定的运行曲线运行；能量回馈单元将电梯发电状态产生的能量回馈电网；模拟检测单元检测负载称重装置信号，确定电梯负载状况；高压检测单元连接安全回路、门锁回路信号，确保电梯安全性能。
参照图2，图2为系统主回路连接原理图：供电三相电源接功率驱动单元的DT桥式整流单元(R/S/T无相序要求)，整流为直流，再经IGBT1变频装置逆变单元逆变为频率可控的三相交流输出（U/V/W有相序要求)驱动电机运行；当电机工作在发电状态时（电梯轻载上行或重载下行），电机发电通过逆变单元IGBT1向变频器直流环节储能电容C1充电；回馈装置逆变单元IGBT2检测到C1电压超过设定的阀值时，启动能量回馈单元工作，将发电产生的多余能量逆变为同相位的三相交流电源回馈电网，达到节能效果。
参照图3，图3为实施例应用接线原理图：系统采用开关电源提供DC24V电源；外部输入输出单元的每一位接口都可以自由编程设定功能；X1-X24提供系统外部开关量数字信号输入接口；Y1-Y6提供相关的继电器驱动输出信号（运行接触器、抱闸接触器等），电源等级可以自定义；旋转编码器输入单元接受处理编码器信号，提供系统速度反馈控制电机、同时以脉冲方式记录井道开关位置信息，实现准确平层，直接停靠；CAN BUS通讯单元(CAN1/CAN2/CAN3)分别与轿厢通讯信号、层门呼梯通讯信号和群控及远程监控信息实现串行通讯。人机操作界面单元提供手持操作器和上位机监控接口，方便调试人员进行参数设置、修改，调试电梯运行，显示电梯当前运行位置和状态。
Claims (2)
1.一种电梯节能型控制与驱动一体化控制系统，其特征在于：主要包括一体化控制器、人机操作界面单元、功率驱动单元、能量回馈单元、模拟检测单元、高压检测单元、电源电路、旋转编码器输入单元、CAN BUS通讯单元、外部输入单元和输出单元，其中，一体化控制器包括双CPU结构+存储单元+可编程逻辑器件FPGA结构，双CPU结构由ARM 控制处理单元与DSP 功率驱动处理单元通过总线连接构成；输入单元经数字量输入接口与一体化控制器连接；输出单元经输出接口输出电梯相关控制信号；人机操作界面单元通过操作器接口连接操作器、上位机、板载操作单元、监控电梯相关运行信息、输入修改电梯运行参数；旋转编码器输入单元通过编码器接口，接收处理编码器反馈信号，得到电梯速度反馈和轿厢位置脉冲计数；CAN BUS通讯单元通过CAN接口连接层门呼梯通讯信号、轿厢控制板通过CAN BUS串行通讯连接到系统，控制电梯运行；功率模块驱动单元连接电机，根据系统处理信息，变频驱动电机按照给定的运行曲线运行；能量回馈单元将电梯发电状态产生的能量回馈电网；模拟检测单元检测负载称重装置信号，确定电梯负载状况；高压检测单元连接安全回路、门锁回路信号。
2.根据权利要求1所述的电梯节能型控制与驱动一体化控制系统，其特征在于：由输入单元输入的相关数字信息经过光电耦合输入系统；输出单元采用继电器隔离输出电梯相关控制信号。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104803241A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-07-29 | 江苏威尔曼科技股份有限公司 | 新型电梯控制系统 |
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2014
- 2014-09-10 CN CN201420519340.0U patent/CN204079134U/zh not_active Expired - Lifetime
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