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基于速度控制方式的电梯变频控制策略探讨

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：李伟东

[导读] 摘要：首先对电梯变频控制对电梯运行稳定的积极作用进行阐述；然后，从绝对剩余距离原则控制、通过运行时间控制运行速度以及相对距离控制方式等方面，对电梯运行中几种常见的变频控制技术进行解析，并以此为依据，提出基于速度控制方式的电梯变频控制策略，希望能够为相关专业提供可以参考的理论依据。

        广东省特种设备检测研究院 510660
        摘要：首先对电梯变频控制对电梯运行稳定的积极作用进行阐述；然后，从绝对剩余距离原则控制、通过运行时间控制运行速度以及相对距离控制方式等方面，对电梯运行中几种常见的变频控制技术进行解析，并以此为依据，提出基于速度控制方式的电梯变频控制策略，希望能够为相关专业提供可以参考的理论依据。
        关键词：速度控制方式；电梯；变频控制策略
        1 电梯变频控制对电梯稳定运行的积极作用
        电梯作为我们日常工作、生活中重要部分，得到了人们的关注和应用。随着人们生活水平提高，对电梯运行安全性和稳定性提出严格标准。通过对之前电梯运行情况分析得知，在电梯运行中，因为速度设定不合理，时常给人一种不舒适感受，甚至出现各种电梯故障，严重威胁人们
        生命安全。而影响电梯运行速度的主要设备在于电梯速度变频器，电梯变频器自身采用速度控制方式运行，也就是从硬件和软件两个方面实现电梯运行速度优化；结合电梯实际应用状况，对其运行速度科学把控，实现电梯运行速度调整，提升电梯运行舒适性。
        2 电梯运行中几种常见的变频控制技术
        2.1　绝对剩余距离原则控制
        以绝对距离为基准的电梯运行速度控制方式采用的是绝对值编码器，在绝对值编码器的作用下能对电梯井道中的绝对位置开展连续性、实时性的监测，之后将监测数据信息反应到电梯主要控制器，电梯主要控制器将接收到的绝对距离检测数据进行分析，实现对电梯运行实时性的精准计算，将最终计算结果发送给变频器，形成最终指令，实现对电梯运行速度的把控。以绝对距离为基准的电梯运行速度控制方式使得数据信息分析更为精准，绝对值编码器在使用的时候还会受到钢丝绳的干扰。
        2.2　通过运行时间控制运行速度
        这种电梯运行速度控制方式通常是给定理想电梯运行时间值，同时对电梯变频系统进行远程指令，实现对电梯运行效率把控。但是，该控制方式也会存在一些问题，在电梯运行过程中，将给其舒适度带来影响。在电梯停止运行情况下，将会存在缓冲阶段，人们在乘坐电梯过程中，会感觉眩晕。此外，在电梯运行速度检测时，检测结果应该和E2PROM速度曲线情况进行比较。该方式不能确保实践控制结果精准性，需要由专业人员寻找对应控制点，消耗大量精力和时间。
        2.3　相对距离控制方式
        相对距离控制方式是通过旋转编码器实现电梯运行控制。该技术和时间控制模式存在一定相同之处，也就是通过旋转编码器获取电梯运行速度信息，同时把运行速度信息传递到电梯变频系统中，系统将会结合传递信息核算脉冲数，在结合脉冲数传递到控制平台中，实现相对距离控制。这种控制方式即便在短时间内控制更加合理，但是也会面临钢丝绳滑移状况，在绝对编码器作用下，将会造成接收数据偏差，所以在某种程度上会给电梯运行舒适性带来影响。
        3   速度控制方式的电梯变频控制策略
        在进行电梯变频控制的过程中，应该采取有效的控制策略，以下主要从硬件方面对对电梯运行速度进行控制；从软件方面对对电梯速度进行控制。以下就从这两大模块进行分析。
        3.1 以硬件为基础，对电梯运行速度进行控制
        在科学技术飞速发展之下，电梯技术的发展也极为迅速，再加上人们对电梯使用的要求越来越高，尤其是从安全性、舒适度等方面提出了更高的要求，相关研究部门应对电梯的运行速度进行不断的优化，以此来给人们创造更舒适的电梯运行条件。基于速度控制方式的电梯变频控制，应从硬件设计的角度对电梯的运行速度进行优化，具体实施的策略如下。
        3.1.1 电梯通信系统的优化
        电梯变频控制中涉及了诸多内容，通信系统就是其中重要部分，其运行平稳性和电梯变频控制运行状况，存在一定关联性，同时不能有效保障电梯运行安全和平稳。所以，要想确保电梯变频控制运行平稳，需要把硬件当作核心，对通信模板加以优化。通常来说，电梯变频控制一般采取HVD3082芯片，实现对差分传送数据；此外，在电梯运行中，需要通过应用内部低压电方式进行供电，对整个通信系统加以优化，能够确保内部电源和内部之间充分隔离，防止在运行中发生相互干扰现象，保证电梯通信系统处于安全运行状态。
        3.1.2 对接口系统的优化
        电梯变频设备运行的过程中，所需要连接的设备有很多，然而对接口系统的优化，是电梯变频控制中重要的内容。因此，在对接口系统优化的过程中，主要是对模块进行不断的完善，例如：命令通信接口、DC/DC内部电源模块、JTAG接口、控制通信接口等方面；同时不同的对接口模块，所拥有的功能也是不一样的，比如：命令通信接口，主要是对电梯速度控制和主控器之间的数据通信接口；DC/DC内部电源模块度主要为电梯对接口内部系统实施供电，保证对接口系统处于安全、稳定的运行状态；JTAG接口主要是与仿真器的连接，对电梯运行速度进行反控制模拟；控制通信接口为各项数据和信息的传输和接受，进行有效的控制，保证各项数据和信息的准确性。
        3.1.3光耦隔离模块的优化
        基于速度控制方式的电梯变频控制的策略实施，除了以上几种对硬件设备的优化之外，还需要对光耦隔离模块进行优化。在以往电梯运行的过程中，内部电源和外部电源之间会产生一定的干扰情况，给电梯运行的安全性、可靠性造成极大的影响，因此，在基于速度控制方式的电梯变频控制，应做好光耦隔离模块的优化。通过利用光耦来将内部电源和外部电源进行隔离，从而有效地避免内部和外部电源相互干扰的问题。一般情况下，隔离光耦主要分为数据信号、控制信号两组，具体选择的光耦型号应根据电梯的实际运行情况来定。
        3.1.4控制系统硬件设计
        集选控制电梯控制系统原理如图1所示。该控制系统主要由PCL、变频器以及输入输出系统组成。电梯主拖动采取三相交流异步电动机；在调速过程中，变频器结合电梯运行曲线情况进行控制。电梯运行一般是在PCL下进行控制，同时变频器方向和速度指令由PCL提供。以开关门的控制程序设计为例，门电路作为电梯控制系统中一个相对比较独立的单元，其作用在于实现电梯门闭合和开启。通常情况下，电梯门有两种，一个是轿厢门，一般是主动的，由主门电动机拖动，实现门的开启和闭合；另一个是厅门，也就是各层门厅的门，厅门通常是被动的，不能自动开关。只有在轿厢门带动下进行开关，电梯如果没有达到该层，厅门通常处于闭合状态，不能打开，这样可以保证电梯安全；各厅门和轿厢门的门锁限位开关常开触点串联后，作为门联信锁信号X6，开关门由门电机M1驱动，通过开关门继电器控制M1正反转。

        图 1　集选控制电梯的控制系统的原理
        3.2 以软件为基础，对电梯速度进行控制
        基于速度控制方式的电梯变频软件模块设计的重要内容是速度曲线实时性的控制程序，在具体的实时控制中将理想的速度曲线模型分为四段，这四段按照OA段、AB段、BC段和CD段进行，在具体编程操作中按照查看表格的方式给出速度实时数值。电梯在额定速度运行的时候应用以下查表公式进行计算：
        OA：v=list1；AB：v=1/4A+TN；BC：v =vn-1/2A+list2；CD：v =vn；DE：v =vn-1/2A+list3。
        在电梯运行到非额定速度的时候要应用以下查表公式：
        OA：v=list1；AB：v=1/4A+TN；BC：v =vt-1/2A+list2；CD：v =vt；DE：v =vt-1/2A+list3（v是各个时段上速度的实际测量值；T是查表的步长；N是各个段上的点数）。
        结束语
        科学技术的不断进步也推动了电梯技术的发展，本文从硬件和软两个方面设计优化电梯运行速度模块，希望能科学控制电梯运行速度，得到较好的运行效果和体验，有利于电梯行业的健康长远发展。
        参考文献：
        [1分析矩阵变频技术在电梯中的应用[J].陈棋梯. 设备管理与维修.2018（20）
        [2]浅谈基于变频技术的电梯PLC控制系统设计[J].陈镇宇. 现代制造技术与装备.2018（07）
        [3]PLC控制变频调速电梯电气控制系统分析[J].余国兆，熊瑛. 通信电源技术.2018（05）
        [4]PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用[J].左一凡，宋帆. 科技创新导报.2018（07）
        [5]电梯控制系统的优化控制研究[J].黄潇苹. 中国新技术新产品.2015（18）