多微机控制的中／高速VVVF电梯

作者： 上海大学自动化系（200072） 郭金玉 陈国呈 来 源：《电子技术应用》 多微机控制的中／高速ｖｖｖｆ电梯 摘 要： 系统地介绍了多微机控制vvvf电梯的各个部分的原理及其相关的硬件回路，叙述了各cpu间的协调控制。实践证明这种电梯具有速度快、效率高、舒适性好、可靠性高、节约电能的显著特点。 关键词： 多微机控制vvvf电梯 电梯是为高层建筑交通运输服务的比较复杂的机电一体化设备。随着高层建筑的发展，对电梯的数量和运行速度、控制性能的要求愈来愈高。同时，随着功率电子技术、微电子技术和计算机控制技术的发展，使微机控制的交流调速电梯得到迅速发展。但是在电梯控制中，仅仅采用一个cpu已远远不能满足要求。本系统中就采用了五个cpu，它们分别为nb-cpu、bh-cpu、kz-cpu、gl-cpu、cs-cpu。相应的整个系统也分为五个部分：以nb-cpu为核心的变频器逆变部分；以bh-cpu为核心的变频器变换部分；以kz-cpu为核心的控制部分；以gl-cpu为核心的管理部分，以cs-cpu为核心的串行传输部分。系统总的结构框图如图1所示。下面对各个部分进行详述。 １ 系统的电力拖动部分 1.1 速度图形 电梯是垂直方向运行的交通工具，其运行的平稳性极为重要。为了使电梯运行平稳，必须对电梯电机进行精确的调节控制，而精确调节控制的必要条件之一就是要有一个较理想的运行速度图形。高速vvvf电梯的速度图形是根据人体生理适应要求设计，并通过实验而确定的，它能很好地与矢量变换控制的拖动系统进行配合，使高速vvvf电梯运行平稳性达到较高的水平。 高速vvvf电梯的速度图形如图２所示。从速度图形形式上看，高速vvvf电梯将速度图形划分为8个状态进行处理，由kz-cpu控制部分完成。控制部分的s/w每周期都计算出当时的电梯运行速度指令数据，并传输给速度电流控制nb-cpu，使其控制电梯按照这个速度图形曲线运行。下面对各个状态具体说明： （１）停机状态（状态１） 在电梯停机时，速度图形值为零。此时实际上并没有对速度图形进行运算，仅是在kz-cpu的每个运算周期中对速度图形赋零，并设置加速状态和平层状态时间指针。 （２）加加速状态（状态２） 电梯在起动开始时，首先作加加速运行。这个过程中，速度图形在每个运算周期的增量不是常数，而是随时间变化的数据。因此，在实际处理时，为了便于运算，预先用数据表把不同运算周期的速度增量设置在eprom中，s/w在每个运算周期中，根据数据表内的速度增量进行运算。当时间指针小于零时，加加速运行状态运算结束，s/w转入状态3运算。 （３）匀加速状态（状态３） 电梯在加加速结束后，即进行匀加速运动。在匀加速运行过程中，速度图形的增量是常数。实际运算时，cpu进行常数增量运算。 （４）加速圆角运行状态（状态４） 加速圆角是指电梯从匀加速转换到匀速运行的过渡过程。在这个过程中，每一运算周期的速度增量不是常数，所以也采用了数据表的方式。s/w在每个运算周期中进行查表运算，直到运算时间指针小于零时，加速圆角状态运算结束，s/w转入状态５运算。 （５）匀速运行状态（状态５） 在这个状态中，电梯匀速运行。速度图形增量为零，即加速度为零。 （６）减速圆角运行状态（状态６） 在这个状态中，电梯从匀速运行过渡到减速运行。因此，每个s/w周期的电梯速度变化量比较复杂。为了精确、快速运算，处理方法与状态4一样，在eprom中预先设置各周期中速度变化量数据表。s/w在每个运算周期中进行查表运算。s/w一直运算到当速度图形值小于剩距离速度图形值时，即转入状态7运算。 （７）剩距离减速运行状态（状态７） 以上所述的６个状态中，电梯的速度图形都是时间的函数，从状态７开始，即电梯进行正常减速运行时，速度图形是剩距离的函数，其函数关系比较复杂，不能用简单的计算式来表示。所以，又采用了数据表的方法，即预先在eprom中设置一对应剩距离的速度图形