基于速度控制方式的电梯变频控制策略研究
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作者:崔晓钢 赵四化
摘 要：电梯的舒适安全与稳定很大程度上受运行速度的影响，本文简要概述了电梯变频控制对电梯运行稳定性的影响，并从三个方面解析变频控制技术在电梯运行中的常见应用，据此提出基于速度控制方式的电梯变频控制策略。通过电梯变频系统，能够实时监测电梯的运营状态，调节电梯运行的速度，提供一个安全舒适的环境。此外，电梯变频系统还可以收集和分析电梯运行中的数据，依据这些数据能够及时处理电梯出现的故障，确保电梯的安全性。
关键词：速度控制 电梯变频 控制策略
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）04（c）-0022-02
1 电梯变频控制对电梯稳定运行的积极作用
电梯的安全舒适度主要取决于电梯的控制系统和拖动系统，电梯的启动、加速和运行受拖动系统的指挥，拖动系统的好坏直接影响电梯的指标。随着科学技术的发展，传统的技术手段已经不能满足人们对电梯的需要，矩阵变频技术广泛应用在现代电梯控制系统中。电梯速度变频器的硬件和软件的不断优化，能够更好地控制和调整电梯的运行速度，提高乘梯人的舒适度。在控制电梯运行过程中，能够通过采集的数据进行分析，有针对性地处理电梯运行出现的问题。
2 常见的电梯变频控制技术方法
2.1 绝对剩余距离原则
通常情况下，常见的测量方式是检测轿厢位置，电梯变频系统通过测量轿厢实际距离来控制运行速度，测量工具一般采用绝对值编码器，以此降低外界影响引起的误差。测量完毕后，电梯变频系统结合电梯运行情况发出并传递指令，从而控制电梯运行速度。
2.2 相对距离控制原则
在相对距离控制原则下，控制电梯运行是通过旋转编码器来实现的。它利用旋转编码器取得电梯运行速度信息，并传递至电梯变频系统，系统接收到信息后确定脉冲数传给控制平台，从而实现电梯运行的相对距离控制。这种方式下同样适用于需要短时间内控制的紧急情形。但是如果电梯钢丝绳出现滑移，接收到的数据有误差，影响电梯运行的稳定舒适。
2.3 运行时间控制方式
这种控制方式下，需要预设电梯的理想运行时间，通过对电梯变频系统发出指令来把控电梯的运行状况。这种控制方式会降低电梯乘坐的舒适度。尤其在电梯停运时的缓冲，乘梯人会有些许眩晕感。另外，在对电梯运行速度进行检测时，结果需要与速度曲线进行对比，精确度不高，需要专业的技术人员确定控制点，相对浪费较多的人力和时间。
3 基于速度控制方式的电梯变频控制策略-硬件方面
3.1 优化RS485通信模块
电梯变频控制系统的重要组成部分是通信模块，它的运行状况是否稳定决定了电梯变频控制的效果，直接影响电梯的安全可靠性，因此在硬件上必须重视优化通信模块，原理如图1所示。
在优化RS485通信模块硬件设备整个过程中，要注意隔离内部电源和内部的用电，防止发生运行干扰，提高通信设备的可靠性。
3.2 优化接口系统
电梯变频系统的运行需要连接的设备很多，接口模块是电梯运行速度模块中重要组成部分，对其优化是不可忽视的。优化接口模块主要内容是完善命令通信接口、JTAG接口、DC/DC内部电源模块和控制通信接口等。命令通信接口主要用于控制电梯运行速度以及各控制器间的数据通信，JTAG接口的作用是连接仿真器，DC/DC内部电源模块提供内部电源，控制通信接口提供了信息之间传递的条件并能够科学控制，保证数据的准确。
3.3 优化光耦隔离模块
传统的电梯运行中，使用内部电源和外部电源互相产生干扰，极大影响了电梯运行的安全可靠。基于电梯速度控制方式的电梯变频控制，应当在光耦隔离模块做好优化。通过隔离内部电源和外部电源，避免电源干扰产生的问题。通常，发挥隔离作用的光耦有数据信号和控制信号两种，具体选用要根据电梯实际情况。
3.4 科学设计电梯控制系统
集选电梯控制系统运作原理如图2所示，该系统的主要组成部分有PLC、变频器和输入输出系统。电梯采用三相交流异步电动机，电梯运行速度通过变频器结合其运动曲线来控制，由PLC控制电梯运行并下达变频器的方向、速度的指令。如设计电梯开关门的控制程序，门电路是一个独立的控制单元，用于电梯门的开关。电梯门一般分为两种，一个是主动的轿厢门，通过主门电动机来开闭电梯门。另一个是被动的各层厅门，只能在轿厢门的作用下开关门，如果电梯未达该楼层，廳门只能闭合不能打开，提高电梯的安全性。
4 基于速度控制方式的电梯变频控制策略-软件方面
电梯运行速度的控制除了硬件外，还需要注重优化电梯运行系统的软件方面，系统的软件设计是电梯变频控制系统的核心，精确可靠的软件系统才能保障硬件运行的稳定。从整个电梯变频控制系统运行来看，控制软件设计的关键部分是速度曲线实时控制程序，直接决定了电梯的运行速度。在优化曲线实时控制程序时，要以电梯理想状态下的速度为依据，因为各个场合的电梯类型不同，这就使电梯的理想运行速度各不相同。另外，电梯额定速度和非额定速度的不同情况下，查表方式也不一样，会影响电梯的运行效果。设计和调整优化软件时只有与电梯实际情况相结合，并且要选用适用的公式和标准进行优化，才能充分发挥电梯变频控制系统的功效。
5 电梯运行速度控制方式
根据以上论述的电梯运行速度的各种控制方式，要充分了解不同方式下的优缺点。转码器将轿厢信号测量数据传至电梯变频系统，通过系统接受信息达到双闭环控制，利用剩余距离测算电梯运行速度，能够很好地把控电梯速度。如果通过绝对剩余距离来控制，需要利用控制模板来优化电梯速度，实现控制目标。通过电梯内部控制器和变频器的连接，能够控制电梯的运行速度，提高控制的准确度和及时性。在绝对剩余距离速度方式下，电梯内部主控器获取和采集数据主要通过RS485传输信号，来随时掌握电梯轿厢的实时状态，并将电梯的实际运行信息送至主控制器，测量轿厢距离位置时结合数据信息和轿厢情况，从而优化测量数据的计算;将RS485的通信方式与电梯变频协同数据连接起来，使优化速度传输到电梯变频系统，通过系统优化电梯的运行速度;如果想优化正在运转使用的电梯速度，可以选用PID技术方式，PID技术控制电梯运行主要通过比例常数和积分常数的作用来实现的。为了简化PID技术的使用，通常要利用模糊控制方式来监控PID信号，确保电梯的稳定安全运行。这种监控方式通过偏差与PID之间的参数模糊关系来实现的，在电梯正常运转的时候，实时监测偏差，然后利用模糊控制的原理修改在线参数，这种方式能够提供不同控制参数的实际需要，性能良好且操作简单，具有较好的应用性。
6 结语
科学技术的不断进步也推动了电梯技术的发展，本文从硬件和软件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
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