一種多曳引機(jī)同步控制系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電梯控制系統(tǒng)及其工作方法，尤其涉及一種多曳引機(jī)同步控制系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑不斷涌現(xiàn)，這就帶動(dòng)了電梯行業(yè)的快速發(fā)展，隨著高層建筑的樓層越來(lái)越高，人們對(duì)電梯速度的要求越來(lái)越快，作為電梯牽引裝置的曳引機(jī)也朝著高速度的方向發(fā)展?，F(xiàn)有的電梯驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)多采用單曳引機(jī)結(jié)構(gòu)，在曳引機(jī)發(fā)生故障時(shí)應(yīng)急能力不足，安全性能較低，且單個(gè)曳引機(jī)動(dòng)能不足，其速度不能滿足人們生活的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上問題，提供了一種應(yīng)急能力強(qiáng)、安全性能高，速度快的多曳引機(jī)同步控制系統(tǒng)及其工作方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括電源模塊、傳感器模塊一、監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、若干曳引機(jī)模塊和轎廂；
所述電源模塊和監(jiān)控系統(tǒng)分別與所述控制系統(tǒng)連接，所述曳引機(jī)模塊與所述控制系統(tǒng)和所述轎廂分別連接；
所述傳感器模塊一設(shè)于所述電源模塊上，且與所述控制系統(tǒng)連接。
[0005]所述電源模塊包括交流電源和整流模塊，所述交流電源和所述整流模塊相連，所述整流模塊連接所述控制系統(tǒng)。
[0006]所述傳感器模塊一包括電流傳感器一和電壓傳感器一；
所述電流傳感器一置于所述整流模塊的輸出端上，且與所述控制系統(tǒng)連接；
所述電壓傳感器一置于所述整流模塊的輸出端上，且與所述控制系統(tǒng)連接。
[0007]所述控制系統(tǒng)包括DSP芯片、總線模塊、信號(hào)采集與調(diào)理模塊和信號(hào)隔離輸出模塊；
所述總線模塊與所述DSP芯片相連，所述監(jiān)控系統(tǒng)通過總線模塊與所述DSP芯片互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向通信；
所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊與所述DSP芯片相連，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與變換；
所述信號(hào)輸出模塊與所述DSP芯片相連，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出。
[0008]所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊包括順次相連的穩(wěn)壓濾波電路、偏置電壓電路和比例調(diào)整電路，
每一個(gè)所述曳弓I機(jī)模塊包括曳引機(jī)、傳感器模塊二和曳弓I機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，
所述曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別連接所述信號(hào)隔離輸出模塊和曳引機(jī)；
所述傳感器模塊二包括電流傳感器二和速度傳感器一，所述電流傳感器二置于所述曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊上且與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊連接， 所述速度傳感器一置于所述曳引機(jī)的轉(zhuǎn)軸上且與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊連接。
[0009]所述轎廂上設(shè)有速度傳感器二，所述速度傳感器二與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊相連。
[0010]按如下步驟工作:
1)控制系統(tǒng)初始化，同時(shí)建立DSP芯片與上位機(jī)之間的通訊連接；
2)DSP芯片將自帶的存儲(chǔ)器預(yù)分為速度曲線計(jì)算模塊、速度控制模塊和電流控制模塊三個(gè)區(qū)；
3)獲得給定速度曲線；
3.1)上位機(jī)通過總線模塊發(fā)送給定速度值給DSP芯片；
3.1)DSP芯片中信號(hào)采集與調(diào)理模塊采集速度傳感器二傳遞的速度信息并將其傳遞給速度曲線計(jì)算模塊；
3.2)速度曲線計(jì)算模塊依據(jù)速度信息和給定速度值計(jì)算出給定速度曲線；
4)將給定速度曲線發(fā)動(dòng)到速度控制模塊；
5)獲得電流控制信號(hào)；
6)電流控制模塊綜合電流控制信號(hào)和電流傳感器二的電流信號(hào)，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，拖動(dòng)曳引機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
7)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)補(bǔ)償；
7.1)讀取每個(gè)速度傳感器一傳遞的速度值，計(jì)算每個(gè)速度值之間的速度差
7.2)將速度差傳送給電流控制模塊
7.1)讀取電流傳感器二傳遞的電流值信息；
7.2)電流控制模塊根據(jù)讀取的電流值和速度差以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)，計(jì)算新的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
7.3)判斷電流電壓是否出界，若出界則向上位機(jī)報(bào)錯(cuò)并請(qǐng)求新的給定速度值，若不出界則返回步驟7.1)，完畢。
[0011]本發(fā)明中采用多曳引機(jī)拖動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過增加曳引機(jī)的數(shù)量來(lái)增加電梯系統(tǒng)的總體容量，降低了曳引機(jī)研發(fā)成本，且能夠在單個(gè)曳引機(jī)發(fā)生故障時(shí)，其他曳引機(jī)可繼續(xù)工作，降低了單個(gè)曳引機(jī)發(fā)生故障時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電梯的應(yīng)急能力，從而提高了整個(gè)電梯系統(tǒng)的安全性和可靠性。多個(gè)曳引機(jī)同時(shí)作用于同一轎廂，能夠有效提高轎廂運(yùn)行速度，節(jié)約等待時(shí)間。
[0012]利用閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)造出各種數(shù)字化控制模塊，對(duì)驅(qū)動(dòng)控制實(shí)施數(shù)字化控制，從而獲得高精度的伺服控制，從而實(shí)現(xiàn)多曳引機(jī)之間的速度同步。構(gòu)造出速度控制環(huán)、電流控制環(huán)，加入實(shí)時(shí)速度監(jiān)控和補(bǔ)償環(huán)節(jié)，提升了多曳引機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性?？梢噪S時(shí)依據(jù)負(fù)載情況增減曳引機(jī)支路，尚效節(jié)能。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本發(fā)明控制原理示意圖，
圖3是本發(fā)明控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明如圖1-3所示包括電源模塊、傳感器模塊一、監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、若干曳引機(jī)模塊和轎廂。所述電源模塊和監(jiān)控系統(tǒng)分別與所述控制系統(tǒng)連接，所述曳引機(jī)模塊與所述控制系統(tǒng)和所述轎廂分別連接;所述傳感器模塊一設(shè)于所述電源模塊上，且與所述控制系統(tǒng)連接。
[0015]所述電源模塊包括交流電源和整流模塊，整流模塊所述交流電源和所述整流模塊相連，所述整流模塊連接所述控制系統(tǒng)。整流模塊將交流電源提供的交流電整流為系統(tǒng)可以使用的直流電，為系統(tǒng)供電。
[0016]所述傳感器模塊一包括電流傳感器一和電壓傳感器一;所述電流傳感器一置于所述整流模塊的輸出端上，且與所述控制系統(tǒng)連接。用于檢測(cè)整流模塊的輸出電流。所述電壓傳感器一置于所述整流模塊的輸出端上，且與所述控制系統(tǒng)連接。用于檢測(cè)整流模塊的輸出電壓。
[0017]所述控制系統(tǒng)包括DSP芯片、總線模塊、信號(hào)采集與調(diào)理模塊和信號(hào)隔離輸出模塊。所述總線模塊與所述DSP芯片相連，所述監(jiān)控系統(tǒng)通過總線模塊與所述DSP芯片互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向通信。
[0018]所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊與所述DSP芯片相連，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與變換;所述信號(hào)輸出模塊與所述DSP芯片相連，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出。
[0019]所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊包括順次相連的穩(wěn)壓濾波電路、偏置電壓電路和比例調(diào)整電路。穩(wěn)壓濾波電路穩(wěn)定傳感器的輸出信號(hào)，偏置電壓電路將傳感器的輸出信號(hào)值轉(zhuǎn)換為比例調(diào)整電路能夠處理的范圍，比例調(diào)整電路將信號(hào)值調(diào)整為DSP芯片的接收范圍。使得各個(gè)傳感器的信號(hào)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的傳送給DSP芯片進(jìn)行處理。
[0020]每一個(gè)所述曳引機(jī)模塊包括曳引機(jī)、傳感器模塊二和曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。所述曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別連接所述信號(hào)隔離輸出模塊和曳引機(jī)。所述曳引機(jī)用于拖動(dòng)轎廂運(yùn)行，采用多曳引機(jī)拖動(dòng)同一轎廂，提升轎廂的運(yùn)行速度，且在一臺(tái)曳引機(jī)故障停車時(shí)，剩余曳引機(jī)也能夠拖動(dòng)轎廂運(yùn)行，降低了單個(gè)曳引機(jī)發(fā)生故障時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，提升了電梯的應(yīng)急能力，從而提高了整個(gè)電梯系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0021 ] 所述傳感器模塊二包括電流傳感器二和速度傳感器一，所述電流傳感器二置于所述曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊上且與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊連接，采集曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流值信號(hào)，并傳送給DSP芯片進(jìn)行信號(hào)處理。所述速度傳感器一置于所述曳引機(jī)的轉(zhuǎn)軸上且與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊連接，采集曳引機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)并發(fā)送給DSP模塊進(jìn)行處理。所述轎廂上設(shè)有速度傳感器二，所述速度傳感器二與所述信號(hào)采集與調(diào)理模塊相連，采集轎廂的運(yùn)行速度信號(hào)，并發(fā)送給DSP模塊進(jìn)行處理。
[0022]按如下步驟工作:
I)控制系統(tǒng)初始化，同時(shí)建立DSP芯片與上位機(jī)之間的通訊連接；即進(jìn)行控制系的自檢，進(jìn)行試通訊。
[0023]2)DSP芯片將自帶的存儲(chǔ)器預(yù)分為速度曲線計(jì)算模塊、速度控制模塊和電流控制模塊三個(gè)區(qū)；即進(jìn)行軟件分區(qū)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能運(yùn)算之間互不干擾，增加運(yùn)算速度減少反應(yīng)時(shí)間。
[0024]3)獲得給定速度曲線；
3.1)上位機(jī)通過總線模塊發(fā)送給定速度值給DSP芯片； 3.1)DSP芯片中信號(hào)采集與調(diào)理模塊采集速度傳感器二傳遞的速度信息并將其傳遞給速度曲線計(jì)算模塊；
3.2)速度曲線計(jì)算模塊依據(jù)速度信息和給定速度值計(jì)算出給定速度曲線；
4)將給定速度曲線發(fā)動(dòng)到速度控制模塊；
5)獲得電流控制信號(hào);速度控制模塊從速度傳感器一獲得的曳引機(jī)速度信號(hào)，并根據(jù)步驟3得到的速度曲線，得到速度控制模塊對(duì)電流控制模塊的電流控制信號(hào)。
[0025]6)電流控制模塊綜合電流控制信號(hào)和電流傳感器二的電流信號(hào)，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，拖動(dòng)曳引機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn);從而帶動(dòng)轎廂運(yùn)行。
[0026]7)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)補(bǔ)償;即對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，提高控制精度。
[0027]7.1)讀取每個(gè)速度傳感器一傳遞的速度值，計(jì)算每個(gè)速度值之間的速度差；
7.2)將速度差傳送給電流控制模塊；
7.1)讀取電流傳感器二傳遞的電流值信息；
7.2)電流控制模塊根據(jù)讀取的電流值和速度差以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)，計(jì)算新的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
7.3)判斷電流電壓是否出界，若出界則向上位機(jī)報(bào)錯(cuò)并請(qǐng)求新的給定速度值，若不出界則返回步驟7.1)，完畢。
[0028]下面以雙曳引機(jī)為例進(jìn)行具體說明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明包