AB 1791-IOBW I/O模块

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电梯一体机IED电梯一体化控制系统为例，介绍控制系统的设计。结合电梯的基本原理，进行了一体化控制系统的功能规划和硬件电路设计。
1引言 
中国房地产行业的高速发展，包括普通住宅在内的各类楼宇普遍都安装了电梯，这也促使中国电梯行业在近几年得到了快速发展壮大。随着人们生活水平和生活质量的提高，大家对电梯的安全性和舒适性也有了更高的要求，以往的电梯都是以主控制器为核心采集周边元件的状态信号，再控制驱动器驱动曳引机拖动电梯，配线复杂，出现问题后排查困难，后续服务的和需求量也大。人们在注重生活品质提高的同时，也渴望得到更加便捷、安全的垂直交通设施服务，使得一体化控制系统的电梯越来越走俏。 
2一体化控制系统的基本特点 
一体化控制系统具有以下特点：控制和驱动一体化的技术，不仅从根本上提高了电梯的运行性能和可靠性，更在占地空间、外围配置、安装调试和制造成本上给客户带来*的实惠。N条曲线、直接停靠、楼宇智能、远程监控、短消息报修、PDA调试、蓄电池运行等全套技术的应用，给电梯控制提供了新的发展方向。 
3控制系统规划 
3.1一体化控制系统的概念 
传统的电梯控制系统大多采用微机板(或PLC)与变频器的模式；而电梯一体化控制系统是将电梯的逻辑控制与变频驱动控制的有机结合和高度集成。将电梯专有微机控制板的功能集成到变频器控制功能当中，在此基础上，将变频器驱动电梯的功能充分优化。 
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电梯一体化控制系统主要由主控制器、层站召唤、楼层显示等组成。主控制器高度集成了电梯的逻辑控制与驱动控制功能，接收并处理平层、减速等井道信息以及其它外部信号，输出控制运行接触器、抱闸接触器。系统各部件之间的组成框图如图1所示。 
3.2 IED系列电梯一体化的规划 
台达电梯一体机IED系列电梯一体机是通过单一MCU高度整合，真正实现了一体化主控制器和驱动控制器，而不是以往很多一体机采用两颗MCU分别实现逻辑控制和驱动控制。采用单一MCU进行逻辑控制和驱动控制有许多的优势：单一MCU可实现直接停靠；所有数字信号一起处理，速度快；一颗MCU单独运算，故障率低，由于不存在MCU之间的通讯问题，运算无延迟；没有MCU之间互相传递数据，不存在干扰问题；一颗芯，不占空间，体积小。另外IED系列电梯一体机规划了免脱负载直接调试，无需称重补偿即可实现*启动与停车等技术。3.3主控板输入输出口规划 
主控板输入口采用光耦隔离的方案，考虑输出口的不同功用，采用继电器输出。对应的通讯信号采用了Canbus、Modus的通讯方式。附表示出主控板输入、输出口的定义。 
附表 主控板输入、输出口的定义
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3.4显示板的规划 
通讯信号采用了Modus的通讯方式。显示板上采用4位的XH-4接口进行上召唤、下召唤、锁梯、消防按钮的输入，如图2所示。
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3.5指令板的规划
通讯信号采用了Canbus的通讯方式。单块指令板上采用4位的XH-4接口进行轿内1~16楼层按钮的输入，通过指令板级联的方式，可相应的扩展为64层。同时还集成了轿内的开、关门按钮的输入，消防员、司机、换向、直达等开关的接口，如图3所示。
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3.6轿顶板的规划
轿顶板上集成了系统开、关门信号输出给门机控制器，门机控制器输出开、关门到位信号反馈给系统。同时还集成了模拟量的称重信号，轿厢到站钟信号，轿内通讯信号、轿厢风扇照明节能控制信号，如图4所示。另外，其端子设计成多功能输入功能，可通过参数灵活的定义，调整各端子的功能。
 
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4控制系统设计 
4.1主电路
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图5的主回路主要由一体化控制器、安全接触器KAD、运行接触器KMY、曳引电动机MO等组成。 
4.2输入口设计 
低压输入端口的回路(如图6所示)*借鉴一般PLC的光耦输入回路，有效的控制信号的干扰
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4.3启动时无称重自动补偿设计 
传统的变频驱动器为了解决启动时的舒适感，往往需要启动补偿功能。其目的应该是在未知电梯载荷大小的情况下，根据电梯将要运行的方向，给电机施加以合适的转矩，使其平滑启动，使启动瞬间溜车降低到zui小，增加电梯的启动舒适感。IED系列一体机在程序设计中，预先产生一个基本的补偿控制量，变频器输出之后，通过在启动瞬间连续检测编码器输出的变化情况，快速判断电机的实际运行状况，在此预先产生的基本补偿控制量基础之上，连续对变频器输出进行快速的动态调节，从而使启动过程更平稳。 
5应用 
IED系列一体机，在江苏常熟某公司办公楼进行了完整的测试。现场为一台3层3站的玻璃轿厢的无机房，使用通润GTW2-81P0主机，载重800kg，额定梯速1.0m/s，曳引机额定功率5.5kW，额定电压380V，额定电流12.8A，额定频率16Hz，额定转速96r/min，曳引机标配海德汉1387(sin/cos型)编码器。在测试过程中，IED系列一体机成功实现永磁同步无机房电梯的控制，如图7所示。
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与油压式注塑机相比，具有以下优点：
⑴ 速度控制范围宽、力矩响应极快
⑵ 控制精度高、重复性高
⑶ 节约能源
⑷ 清洁、噪音低
⑸ 成型效率高和使用成本低
多轴套色印刷系统
该项目配置25套（5色滚、20工件）伺服驱动系统，使用了SDB系列内部位置段插补功能，通过网络同步控制，以一种非常实用且低成本的方案，实现了圆桶类包装材料的五色真彩套印，免却了昂贵的常规套色印刷系统，该系统具备以下特点：
⑴ 插补功能下放至伺服自动实现，无需昂贵的套色印刷系统
⑵ 所有轴网络同步启动保证了插补时序误差小于20μs
⑶ 伺服驱动系统中断方式检测主轴位置，自动产生重复的印刷动作
⑷ 开机自动循迹色滚轴原点位置，保证了印刷精度
机械手臂系统
该项目属于典型的多轴定位系统，加工工序和轨迹可预先编程设定，对重复定位精度要求高，系统使用了5套伺服驱动，采用网络同步控制，高效灵活实现了机械手臂的位置控制和状态采集。它具备以下特点：
⑴ 每个轴采用网络控制，无需为每个轴产生时序脉冲
⑵ 可以双向进行控制指令、运行状态的交互
⑶ 系统安装布线、扩充都非常简便
太阳能发电系统
该项目采用伺服驱动系统控制太阳光能反射镜的角度，发电系统需要不间断的调节多达上百个发射镜面的位置，zui大限度的保证太阳能接收效率，该项目具备以下特点：
⑴ 系统控制轴数多，必须采用组网控制
⑵ 每个轴因季节、地理、安装位置而具有不同的运行轨迹
⑶ 需要实时查询每个轴的运行状态
⑷ 采用了工控标准OPC控制，简化了系统集成难度
⑸ 安全防护等级很高