電梯控制系統(tǒng)中靜磁柵位移傳感器的應用 - 全文

　　1 電梯控制簡介

　　目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成;第二種控制方式用可編程控制器(PLC)取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區(qū)別。國內廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產規(guī)模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高;而PLC可靠性高，程序設計方便靈活。本設計在用三菱 FX2系列PLC控制靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控制。

　　靜磁柵位移傳感器在電梯控制系統(tǒng)中的作用為電梯平層控制的調整，電控系統(tǒng)是電梯的“中樞神經”，其質量的好與壞直接影響電梯質量。客梯和醫(yī)用梯都講究乘坐舒適，而舒適感與運行時間有關。要想乘坐舒適，就要延長加、減速時間，因而使運行時間隨之延長，電梯運行效率降低。所以，為了使電梯具有較高的運行效率，加減速度應該有一個合適的限度，而且變化要平穩(wěn)，這就對電控系統(tǒng)提出了如下要求：

　　安全可靠，排除故障方便，在滿足使用要求前提下，線路越簡單越好。

　　噪聲和振動小，選擇元件要合理，電磁聲不能大，安裝零件的結構件要有足夠剛度，且有防松措施。

　　能適應頻繁起動、停止、調整及換向的工作要求，調速性能好，工作方式易于轉換。加、減速和等速要平穩(wěn)，速度曲線平滑，到站前無微動。

　　能實現自動平層，且平層必須準確。

　　能適應在較大范圍內變動地提升載荷，能重載起動。

　　根據電梯運行的特點及以上要求，電梯的運行速度應當符合圖1所示曲線。平層誤差應符合表1規(guī)定。

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　　2 靜磁柵位移傳感器簡介

　　靜磁柵位移傳感器由“靜磁柵源”和“靜磁柵尺”兩部分結合使用。“靜磁柵源”使用鋁合金壓封無源釹鐵硼磁柵組成磁柵編碼陣列;“靜磁柵尺”用內藏嵌入式微處理器系統(tǒng)的特制高強度鋁合金管材封裝，使用開關型霍爾傳感器件組成霍爾編碼陣列，鋁合金管材外部使用防氧化鍍塑處理?！办o磁柵源”沿“靜磁柵尺”軸線作無接觸(相對間隙寬容度和相對姿態(tài)寬容度達50mm)相對運動時，由“靜磁柵尺”解析出數字化位移信息，直接產生高于毫米數量級的位移量數字信號。充分發(fā)掘嵌入式微處理器的資源，將數據更新速度提高到毫秒數量級，以便能適應5m/S以下運動速度的位移響應。

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　　3 產品綜合特點

　　使用壽命長:無接觸檢測位置及角度，避免了機械損傷，理論上無壽命極限;

　　抗惡劣環(huán)境:-40℃至+100℃工作溫度范圍，連續(xù)高粉塵、泥漿、水下及高撞擊、 強振動工作環(huán)境;

　　直接絕對型測量:直接指示位移毫米數或旋轉角度數，無需換算，不怕掉電，任意定位控制;

　　量程極長，分辨率適中:260毫米-2000米長度量程，分辨率0.2mm-1mm;

　　極豐富的數據接口:4-20mA、1-5V等模擬量輸出，各類串并行數據接口以及 PROFIBUS等各種現場總線;

　　安裝維護方便:在保持適度間隙的條件下，無約束安裝運行。

　　4 PLC控制靜磁柵位移傳感器實現電梯平層控制

　　要使電梯到達平層區(qū)域后能自動平層，必須有一套自動控制系統(tǒng)，即電梯的自動控制裝置。該裝置的控制部分是靜磁柵位移傳感器，以30層電梯為例，安裝圖如下圖所示。

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　　上圖所示轎廂處于地下層上面的第一層，靜磁柵源安裝于電梯井道和室外層平行，每層一個，靜磁柵尺安裝于轎廂上，長度為1.2米，地下層安裝兩個靜磁柵源，用于檢測轎廂是否到底位和運動方向。

　　由于電梯的運行是根據樓層和轎廂的呼叫信號、行程信號進行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機邏輯控制。即在以順序邏輯控制實現電梯的基本控制要求的基礎上，根據隨機的輸入信號，以及電梯的相應狀態(tài)適時的控制電梯的運行。另外，轎廂的位置是由靜磁柵位移傳感器確定，并送 PLC的計數器來進行控制。同時，每層樓設置一個靜磁柵源用于檢測系統(tǒng)的樓層信號。

　　a. 當電梯定向上行時，靜磁柵尺上行方向檢測到靜磁柵源，抱閘打開，電梯上行。當轎廂碰到上強迫換速開關時，PLC內部鎖存繼電器得電吸合，定時器Tim10、Tim11開始定時，其定時的時間長短可視端站層距和梯速設定。上強迫換速開關動作后，電梯由快車運行轉為慢車運行，正常情況下，上行平層時電梯應停車。如果轎廂未停而繼續(xù)上行，當Tim10設定值減到零時，其常閉點斷開，慢車接觸器和上行接觸器失電，電梯停止運行。在驕廂碰到上強迫換速開關后，由于某些原因電梯未能轉為慢車運行，及快車運行接觸器未能釋放，當Tim11　設定值減到零時，其常閉點斷開，快車運行接觸器和上行接觸器均失電，電梯停止運行。因此，不管是慢車運行還是快車運行，只要上強迫換速開關發(fā)出信號，不論端站其他保護開關是否動作，借助Tim10和Tim11均能使電梯停止運行，從而使電梯端站保護更加可靠。