引 言 目前，國內(nèi)大多數(shù)電梯都是采用以時間方式或者基于增量編碼器的相對距離方式來控制電梯運(yùn)行的。這種傳統(tǒng)的速度控制方式不可避免的存在以相對極低爬行速度運(yùn)行的過程，這就極大的影響了電梯運(yùn)行的性能。為了提高電梯運(yùn)行的舒適性和快速性，應(yīng)該盡量消除電梯平層時的爬行�？俊１疚慕榻B了基于絕對剩余距離原則的速度控制方法,該方法以正弦曲線作為理想速度曲線,消除了電梯制停時的爬行�？浚^好地解決了快速性與舒適性問題。 傳統(tǒng)的電梯速度控制方式 以時間為原則的運(yùn)行方式依據(jù)理想給定曲線利用多段速指令對變頻器控制。給定速度曲線是由存儲在E2PROM中的速度控制點(diǎn)和存儲在變頻器中的速度頻率值及加減速時間和S字特性時間構(gòu)成。以時間為原則的運(yùn)行方式，其實(shí)并不能算是一個閉環(huán)控制，它根據(jù)電梯的特點(diǎn)控制的輸入來確定電梯的運(yùn)行階段， 并在確定運(yùn)行階段之后對照存儲在E2PROM中的速度曲線以一種開環(huán)的方式運(yùn)行。因此，它的運(yùn)行時間是一個估計值，這導(dǎo)致了該運(yùn)行方式的平層精度不高，舒適性也不好。而且，為了找到適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)位置，電梯調(diào)試人員要做大量的工作。 基于旋轉(zhuǎn)編碼器的以相對距離為原則運(yùn)行方式 這種方式的理想曲線是按照時間原則設(shè)計的，但電梯運(yùn)行的速度曲線與位移曲線是相互對應(yīng)的。由于電梯需要�？康奈恢靡呀�(jīng)知道了，并且可以通過增量編碼器較為精確地測量出轎廂的位置，所以可以按照相對距離為原則對電梯進(jìn)行較為精確的控制。相對以時間為原則的運(yùn)行方式來說，該方式有了很大的改進(jìn)，有較高的平層精度和較好的乘坐舒適性。 圖1為此種速度控制方式的原理圖。這種方式是通過安裝在電動機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器計算轉(zhuǎn)速間接獲得轎廂位置，由于實(shí)際必然存在的曳引輪槽與鋼絲繩之間的打滑，控制器極易失去轎廂當(dāng)前的準(zhǔn)確位置，因此它不得不通過井道磁開關(guān)給出電梯減速點(diǎn)位置，以此來不斷校正電梯轎廂的位置。所以此種方式的減速距離是固定的，由于旋轉(zhuǎn)編碼器獲得實(shí)時位置是有誤差的，造成了電梯在進(jìn)入減速點(diǎn)時，系統(tǒng)計算的速度不盡相同，從而產(chǎn)生了平層時的爬行�？俊Ｈ绻摻z繩打滑嚴(yán)重的話，還會形成嚴(yán)重的電梯事故。同時，由于干擾的存在，增量編碼器的丟失脈沖也可使電梯失去自身正確的位置。另一方面，從圖1 中可以了解，這種控制方式其實(shí)只是單閉環(huán)系統(tǒng)，它的絕對位置反饋只有減速、門區(qū)位置等幾個點(diǎn)，系統(tǒng)速度控制的實(shí)時性和精確性有待提高。 [align=center] 圖1 相對距離速度控制原理圖[/align] 以絕對剩余距離為原則的電梯運(yùn)行方式 ADCM絕對剩余距離的速度控制基本原理 ADCM絕對剩余距離控制原則，是以絕對值編碼器作為電梯轎廂絕對位置反饋的控制方法。絕對位置就是轎廂的位置是連續(xù)實(shí)時測得的實(shí)際位置，絕對剩余距離是實(shí)時的電梯轎廂至欲平層位置的距離。這是一種較為理想的電梯的速度給定方式，它根據(jù)測得的絕對剩余距離實(shí)時計算電梯運(yùn)行速度， 給變頻器發(fā)出速度控制指令，控制電梯的運(yùn)行。圖2是絕對剩余距離ADCM絕對剩余距離控制原則，是以絕對值編碼器作為電梯轎廂絕對位置反饋的控制方法。絕對位置就是轎廂的位置是連續(xù)實(shí)時測得的實(shí)際位置，絕對剩余距離是實(shí)時的電梯轎廂至欲平層位置的距離。這是一種較為理想的電梯的速度給定方式，它根據(jù)測得的絕對剩余距離實(shí)時計算電梯運(yùn)行速度， 給變頻器發(fā)出速度控制指令，控制電梯的運(yùn)行。圖2是絕對剩余距離為原則的電梯系統(tǒng)原理圖。在電梯平層時，系統(tǒng)根據(jù)電梯的實(shí)時位置值計算出剩余距離，在足夠短的距離內(nèi)給出減速信號，并給出相應(yīng)的速度，達(dá)到減速點(diǎn)到平層位置速度的平滑過渡。系統(tǒng)依據(jù)絕對值編碼器直接獲得的轎廂位置反饋給電梯主控制器的同時，又把電梯速度反饋給變頻器，以便系統(tǒng)依據(jù)電梯的實(shí)時速度來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給出速度，提高電梯速度控制的實(shí)時性。通過以上措施，系統(tǒng)形成了電梯速度雙閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)依據(jù)電梯的準(zhǔn)確位置控制電梯的運(yùn)行速度，消除電梯的制停停靠時的爬行�？�。它較好的解決了電梯平層�？繒r的爬行�？繂栴}，同時實(shí)現(xiàn)了電梯的直接平層，提高了平層精度。 [align=center] 圖2 絕對剩余距離速度控制原理圖[/align] [align=center] 圖3 基于剩余距離模式的電梯運(yùn)行示意圖[/align] 基于ADCM的電梯直接平層控制過程 ＊ 加速段 微機(jī)控制電梯起動時，由增量編碼器產(chǎn)生的轎廂位置脈沖反饋至微機(jī)，微機(jī)內(nèi)部的位移計數(shù)器對脈沖數(shù)累加，形成電梯已運(yùn)行的距離S。在微機(jī)內(nèi)的E2PROM中存儲了不同額定速度的2條電梯運(yùn)行曲線，即多層運(yùn)行和單層運(yùn)行時的曲線。微處理器先判別電梯是否單層運(yùn)行，選擇一條速度曲線，再以已運(yùn)行的距離S作為E2PROM中運(yùn)行的地址，查表得到相應(yīng)的曲線值，再轉(zhuǎn)化成頻率值送給變頻器。 ＊ 勻速段 在電梯的勻速段，微處理器始終發(fā)送恒定速度ν對應(yīng)的頻率值給變頻器，并始終監(jiān)控轎廂的位置，看是否達(dá)到減速點(diǎn)。 ＊ 減速段 當(dāng)轎廂運(yùn)行到減速點(diǎn)時，微處理器以電梯轎廂距運(yùn)行終點(diǎn)的脈沖數(shù)為基準(zhǔn)，形成電梯距運(yùn)行終點(diǎn)的距離L。微處理器以待運(yùn)行的距離L作為E2PROM中運(yùn)行曲線的地址，再查表得到相應(yīng)的曲線值，再轉(zhuǎn)化成頻率值送給變頻器。 ＊ 平層結(jié)束段 當(dāng)L=0時，制動器及時動作抱閘吸合，以實(shí)現(xiàn)減速無爬行段準(zhǔn)確�？�。電梯單層運(yùn)行和多層運(yùn)行時的控制模式 ＊ 電梯單層運(yùn)行控制模式 當(dāng)控制板收到呼梯信號時，將收到的絕對值編碼器的位置值與下一樓層的絕對位置值相減，得到電梯轎廂與目標(biāo)樓層的距離值。隨著電梯的運(yùn)行，電梯轎廂與目標(biāo)樓層的距離在不斷地接近。同時，主控制器也不斷地通過絕對值編碼器不斷地采樣電梯轎廂的實(shí)時位置，并計算出電梯運(yùn)行所需的“剩余距離”值。 ＊ 電梯多層運(yùn)行控制模式 電梯運(yùn)行多層時，“剩余距離”分段給出。首先，控制器給出到下一樓層的“剩余距離”，隨著電梯的運(yùn)行，“剩余距離”的值不斷減小，如“剩余距離”值減至“減速距離”值時，還沒有該層的外召出現(xiàn)，則“剩余距離”為該層的“減速距離”與下一樓層的“樓層間距”之和：“剩余距離”在此時有一個階躍。但是“剩余距離”的遞減隨電梯的運(yùn)行是連續(xù)的。如上圖3所示。 實(shí)驗(yàn)仿真 實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括：電梯主控制器－德國Infineon公司仿真器C167CS，THPLC-3型電梯模型，嵌入式絕對剩余距離速度控制模塊，絕對值編碼器一個，旋轉(zhuǎn)編碼器一個及其它設(shè)備。測得在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下電梯的速度運(yùn)行曲線如圖4。由圖4可以看出，實(shí)際曲線與理想曲線較為吻合，改善了電梯的速度控制特性。 [align=center] 圖4 理論與實(shí)際速度運(yùn)行曲線比較[/align] 結(jié) 語 本文在對現(xiàn)有電梯速度控制系統(tǒng)的研究分析的基礎(chǔ)上，引入絕對值編碼器作為新的位置反饋裝置，提出了一種全新的ADCM電梯速度控制系統(tǒng)構(gòu)架。該構(gòu)架采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，較好的滿足了舒適性與快速性要求。 參考文獻(xiàn)： 1. 李秧耕、何喬治、何峰峰，電梯基本原理及安裝維修全書，機(jī)械工業(yè)出版社