45C-68 RELIANCE
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摘要：以臺達電梯一體機IED電梯一體化控制系統(tǒng)為例，介紹控制系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合電梯的基本原理，進行了一體化控制系統(tǒng)的功能規(guī)劃和硬件電路設(shè)計。
1引言
中國房地產(chǎn)行業(yè)的高速發(fā)展，包括普通住宅在內(nèi)的各類樓宇普遍都安裝了電梯，這也促使中國電梯行業(yè)在近幾年得到了快速發(fā)展壯大。隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的提高，大家對電梯的安全性和舒適性也有了更高的要求，以往的電梯都是以主控制器為核心采集周邊元件的狀態(tài)信號，再控制驅(qū)動器驅(qū)動曳引機拖動電梯，配線復(fù)雜，出現(xiàn)問題后排查困難，后續(xù)服務(wù)的技術(shù)支持和需求量也大。人們在注重生活品質(zhì)提高的同時，也渴望得到更加便捷、安全的垂直交通設(shè)施服務(wù)，使得一體化控制系統(tǒng)的電梯越來越走俏。
2一體化控制系統(tǒng)的基本特點
一體化控制系統(tǒng)具有以下特點：控制和驅(qū)動一體化的技術(shù)，不僅從根本上提高了電梯的運行性能和可靠性，更在占地空間、外圍配置、安裝調(diào)試和制造成本上給客戶帶來無可比擬的實惠。N條曲線、直接?？俊怯钪悄?、遠程監(jiān)控、短消息報修、PDA調(diào)試、蓄電池運行等全套最新技術(shù)的應(yīng)用，給電梯控制提供了新的發(fā)展方向。
3控制系統(tǒng)規(guī)劃
3.1一體化控制系統(tǒng)的概念
傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)大多采用微機板(或PLC)與變頻器的模式；而電梯一體化控制系統(tǒng)是將電梯的邏輯控制與變頻驅(qū)動控制的有機結(jié)合和高度集成。將電梯專有微機控制板的功能集成到變頻器控制功能當中，在此基礎(chǔ)上，將變頻器驅(qū)動電梯的功能充分優(yōu)化。
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電梯一體化控制系統(tǒng)主要由主控制器、層站召喚、樓層顯示等組成。主控制器高度集成了電梯的邏輯控制與驅(qū)動控制功能，接收并處理平層、減速等井道信息以及其它外部信號，輸出控制運行接觸器、抱閘接觸器。系統(tǒng)各部件之間的組成框圖如圖1所示。
3.2 IED系列電梯一體化的規(guī)劃
臺達電梯一體機IED系列電梯一體機是通過單一MCU高度整合，真正實現(xiàn)了一體化主控制器和驅(qū)動控制器，而不是以往很多一體機采用兩顆MCU分別實現(xiàn)邏輯控制和驅(qū)動控制。采用單一MCU進行邏輯控制和驅(qū)動控制有許多的優(yōu)勢：單一MCU可實現(xiàn)直接?？浚凰袛?shù)字信號一起處理，速度快；一顆MCU單獨運算，故障率低，由于不存在MCU之間的通訊問題，運算無延遲；沒有MCU之間互相傳遞數(shù)據(jù)，不存在干擾問題；一顆芯，不占空間，體積小。另外IED系列電梯一體機規(guī)劃了免脫負載直接調(diào)試，無需稱重補償即可實現(xiàn)完美啟動與停車等技術(shù)。3.3主控板輸入輸出口規(guī)劃
主控板輸入口采用光耦隔離的方案，考慮輸出口的不同功用，采用繼電器輸出。對應(yīng)的通訊信號采用了Canbus、Modus的通訊方式。附表示出主控板輸入、輸出口的定義。
附表 主控板輸入、輸出口的定義
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3.4顯示板的規(guī)劃
通訊信號采用了Modus的通訊方式。顯示板上采用4位的XH-4接口進行上召喚、下召喚、鎖梯、消防按鈕的輸入，如圖2所示。
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3.5指令板的規(guī)劃
通訊信號采用了Canbus的通訊方式。單塊指令板上采用4位的XH-4接口進行轎內(nèi)1~16樓層按鈕的輸入，通過指令板級聯(lián)的方式，可相應(yīng)的擴展為64層。同時還集成了轎內(nèi)的開、關(guān)門按鈕的輸入，消防員、司機、換向、直達等開關(guān)的接口，如圖3所示。
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3.6轎頂板的規(guī)劃
轎頂板上集成了系統(tǒng)開、關(guān)門信號輸出給門機控制器，門機控制器輸出開、關(guān)門到位信號反饋給系統(tǒng)。同時還集成了模擬量的稱重信號，轎廂到站鐘信號，轎內(nèi)通訊信號、轎廂風(fēng)扇照明節(jié)能控制信號，如圖4所示。另外，其端子設(shè)計成多功能輸入功能，可通過參數(shù)靈活的定義，調(diào)整各端子的功能。
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4控制系統(tǒng)設(shè)計
4.1主電路
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圖5的主回路主要由一體化控制器、安全接觸器KAD、運行接觸器KMY、曳引電動機MO等組成。
4.2輸入口設(shè)計
低壓輸入端口的回路(如圖6所示)完全借鑒一般PLC的光耦輸入回路，有效的控制信號的干擾
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4.3啟動時無稱重自動補償設(shè)計
傳統(tǒng)的變頻驅(qū)動器為了解決啟動時的舒適感，往往需要啟動補償功能。其目的應(yīng)該是在未知電梯載荷大小的情況下，根據(jù)電梯將要運行的方向，給電機施加以合適的轉(zhuǎn)矩，使其平滑啟動，使啟動瞬間溜車降低到最小，增加電梯的啟動舒適感。IED系列一體機在程序設(shè)計中，預(yù)先產(chǎn)生一個基本的補償控制量，變頻器輸出之后，通過在啟動瞬間連續(xù)檢測編碼器輸出的變化情況，快速判斷電機的實際運行狀況，在此預(yù)先產(chǎn)生的基本補償控制量基礎(chǔ)之上，連續(xù)對變頻器輸出進行快速的動態(tài)調(diào)節(jié)，從而使啟動過程更平穩(wěn)。
5應(yīng)用
IED系列一體機，在江蘇常熟某公司辦公樓進行了完整的測試?，F(xiàn)場為一臺3層3站的玻璃轎廂的無機房，使用通潤GTW2-81P0主機，載重800kg，額定梯速1.0m/s，曳引機額定功率5.5kW，額定電壓380V，額定電流12.8A，額定頻率16Hz，額定轉(zhuǎn)速96r/min，曳引機標配海德漢1387(sin/cos型)編碼器。在測試過程中，IED系列一體機成功實現(xiàn)永磁同步無機房電梯的控制，如圖7所示。
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與油壓式注塑機相比，具有以下優(yōu)點：
⑴ 速度控制范圍寬、力矩響應(yīng)極快
⑵ 控制精度高、重復(fù)性高
⑶ 節(jié)約能源
⑷ 清潔、噪音低
⑸ 成型效率高和使用成本低
多軸套色印刷系統(tǒng)
該項目配置25套（5色滾、20工件）伺服驅(qū)動系統(tǒng)，使用了SDB系列內(nèi)部位置段插補功能，通過網(wǎng)絡(luò)同步控制，以一種非常實用且低成本的方案，實現(xiàn)了圓桶類包裝材料的五色真彩套印，免卻了昂貴的常規(guī)套色印刷系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備以下特點：
⑴ 插補功能下放至伺服自動實現(xiàn)，無需昂貴的套色印刷系統(tǒng)
⑵ 所有軸網(wǎng)絡(luò)同步啟動保證了插補時序誤差小于20μs
⑶ 伺服驅(qū)動系統(tǒng)中斷方式檢測主軸位置，自動產(chǎn)生重復(fù)的印刷動作
⑷ 開機自動循跡色滾軸原點位置，保證了印刷精度
機械手臂系統(tǒng)
該項目屬于典型的多軸定位系統(tǒng)，加工工序和軌跡可預(yù)先編程設(shè)定，對重復(fù)定位精度要求高，系統(tǒng)使用了5套伺服驅(qū)動，采用網(wǎng)絡(luò)同步控制，高效靈活實現(xiàn)了機械手臂的位置控制和狀態(tài)采集。它具備以下特點：
⑴ 每個軸采用網(wǎng)絡(luò)控制，無需為每個軸產(chǎn)生時序脈沖
⑵ 可以雙向進行控制指令、運行狀態(tài)的交互
⑶ 系統(tǒng)安裝布線、擴充都非常簡便
太陽能發(fā)電系統(tǒng)
該項目采用伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制太陽光能反射鏡的角度，發(fā)電系統(tǒng)需要不間斷的調(diào)節(jié)多達上百個發(fā)射鏡面的位置，最大限度的保證太陽能接收效率，該項目具備以下特點：
⑴ 系統(tǒng)控制軸數(shù)多，必須采用組網(wǎng)控制
⑵ 每個軸因季節(jié)、地理、安裝位置而具有不同的運行軌跡
⑶ 需要實時查詢每個軸的運行狀態(tài)
⑷ 采用了工控標準OPC控制，簡化了系統(tǒng)集成難度
⑸ 安全防護等級很高
REXROTH 0608720040 1
REXROTH 0608820103 1
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