多微機(jī)控制的中／高速VVVF電梯

作者： 上海大學(xué)自動化系（200072） 郭金玉 陳國呈 來 源：《電子技術(shù)應(yīng)用》 多微機(jī)控制的中／高速ｖｖｖｆ電梯 摘 要： 系統(tǒng)地介紹了多微機(jī)控制vvvf電梯的各個(gè)部分的原理及其相關(guān)的硬件回路，敘述了各cpu間的協(xié)調(diào)控制。實(shí)踐證明這種電梯具有速度快、效率高、舒適性好、可靠性高、節(jié)約電能的顯著特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 多微機(jī)控制vvvf電梯 電梯是為高層建筑交通運(yùn)輸服務(wù)的比較復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備。隨著高層建筑的發(fā)展，對電梯的數(shù)量和運(yùn)行速度、控制性能的要求愈來愈高。同時(shí)，隨著功率電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，使微機(jī)控制的交流調(diào)速電梯得到迅速發(fā)展。但是在電梯控制中，僅僅采用一個(gè)cpu已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。本系統(tǒng)中就采用了五個(gè)cpu，它們分別為nb-cpu、bh-cpu、kz-cpu、gl-cpu、cs-cpu。相應(yīng)的整個(gè)系統(tǒng)也分為五個(gè)部分：以nb-cpu為核心的變頻器逆變部分；以bh-cpu為核心的變頻器變換部分；以kz-cpu為核心的控制部分；以gl-cpu為核心的管理部分，以cs-cpu為核心的串行傳輸部分。系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。下面對各個(gè)部分進(jìn)行詳述。 １ 系統(tǒng)的電力拖動部分 1.1 速度圖形 電梯是垂直方向運(yùn)行的交通工具，其運(yùn)行的平穩(wěn)性極為重要。為了使電梯運(yùn)行平穩(wěn)，必須對電梯電機(jī)進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)控制，而精確調(diào)節(jié)控制的必要條件之一就是要有一個(gè)較理想的運(yùn)行速度圖形。高速vvvf電梯的速度圖形是根據(jù)人體生理適應(yīng)要求設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)而確定的，它能很好地與矢量變換控制的拖動系統(tǒng)進(jìn)行配合，使高速vvvf電梯運(yùn)行平穩(wěn)性達(dá)到較高的水平。 高速vvvf電梯的速度圖形如圖２所示。從速度圖形形式上看，高速vvvf電梯將速度圖形劃分為8個(gè)狀態(tài)進(jìn)行處理，由kz-cpu控制部分完成?？刂撇糠值膕/w每周期都計(jì)算出當(dāng)時(shí)的電梯運(yùn)行速度指令數(shù)據(jù)，并傳輸給速度電流控制nb-cpu，使其控制電梯按照這個(gè)速度圖形曲線運(yùn)行。下面對各個(gè)狀態(tài)具體說明： （１）停機(jī)狀態(tài)（狀態(tài)１） 在電梯停機(jī)時(shí)，速度圖形值為零。此時(shí)實(shí)際上并沒有對速度圖形進(jìn)行運(yùn)算，僅是在kz-cpu的每個(gè)運(yùn)算周期中對速度圖形賦零，并設(shè)置加速狀態(tài)和平層狀態(tài)時(shí)間指針。 （２）加加速狀態(tài)（狀態(tài)２） 電梯在起動開始時(shí)，首先作加加速運(yùn)行。這個(gè)過程中，速度圖形在每個(gè)運(yùn)算周期的增量不是常數(shù)，而是隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)際處理時(shí)，為了便于運(yùn)算，預(yù)先用數(shù)據(jù)表把不同運(yùn)算周期的速度增量設(shè)置在eprom中，s/w在每個(gè)運(yùn)算周期中，根據(jù)數(shù)據(jù)表內(nèi)的速度增量進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)時(shí)間指針小于零時(shí)，加加速運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)算結(jié)束，s/w轉(zhuǎn)入狀態(tài)3運(yùn)算。 （３）勻加速狀態(tài)（狀態(tài)３） 電梯在加加速結(jié)束后，即進(jìn)行勻加速運(yùn)動。在勻加速運(yùn)行過程中，速度圖形的增量是常數(shù)。實(shí)際運(yùn)算時(shí)，cpu進(jìn)行常數(shù)增量運(yùn)算。 （４）加速圓角運(yùn)行狀態(tài)（狀態(tài)４） 加速圓角是指電梯從勻加速轉(zhuǎn)換到勻速運(yùn)行的過渡過程。在這個(gè)過程中，每一運(yùn)算周期的速度增量不是常數(shù)，所以也采用了數(shù)據(jù)表的方式。s/w在每個(gè)運(yùn)算周期中進(jìn)行查表運(yùn)算，直到運(yùn)算時(shí)間指針小于零時(shí)，加速圓角狀態(tài)運(yùn)算結(jié)束，s/w轉(zhuǎn)入狀態(tài)５運(yùn)算。 （５）勻速運(yùn)行狀態(tài)（狀態(tài)５） 在這個(gè)狀態(tài)中，電梯勻速運(yùn)行。速度圖形增量為零，即加速度為零。 （６）減速圓角運(yùn)行狀態(tài)（狀態(tài)６） 在這個(gè)狀態(tài)中，電梯從勻速運(yùn)行過渡到減速運(yùn)行。因此，每個(gè)s/w周期的電梯速度變化量比較復(fù)雜。為了精確、快速運(yùn)算，處理方法與狀態(tài)4一樣，在eprom中預(yù)先設(shè)置各周期中速度變化量數(shù)據(jù)表。s/w在每個(gè)運(yùn)算周期中進(jìn)行查表運(yùn)算。s/w一直運(yùn)算到當(dāng)速度圖形值小于剩距離速度圖形值時(shí)，即轉(zhuǎn)入狀態(tài)7運(yùn)算。 （７）剩距離減速運(yùn)行狀態(tài)（狀態(tài)７） 以上所述的６個(gè)狀態(tài)中，電梯的速度圖形都是時(shí)間的函數(shù)，從狀態(tài)７開始，即電梯進(jìn)行正常減速運(yùn)行時(shí)，速度圖形是剩距離的函數(shù)，其函數(shù)關(guān)系比較復(fù)雜，不能用簡單的計(jì)算式來表示。所以，又采用了數(shù)據(jù)表的方法，即預(yù)先在eprom中設(shè)置一對應(yīng)剩距離的速度圖形