WDT-VF变频调速电梯控制系统使用说明书

WDT-VF 变频调速电梯控制系统 使 用 说 明 书
(Varispeed 616G5 型变频器)
沈阳维多自控技术有限公司
WDT-VF方法主要有三种：变极调速（双速） 、交流调压调速（ＡＣＶＶ） 和变频变压调速 （ＶＶＶＦ） ， 其中ＶＶＶＦ被认为是一种最理想的交流电梯调速方法， 代表了现代电梯控制技术发展方向。随着现代电子技术和微电子技术的发展，近年来 ＶＶＶＦ电梯调速系统在工业发达国家已经得到普遍应用，正在逐步取代ＡＣＶＶ调 速和直流调速电梯。ＶＶＶＦ调速电梯的主要优点有如下两个方面： １、优越的调速性能。ＶＶＶＦ调速电梯在起动和制动过程中，通过变频器均匀 改变电机供电的频率和电压，达到平滑调节电梯的目的，以获得良好的乘座舒适感。 ＶＶＶＦ系统的调速性能明显优于ＡＣＶＶ系统，与直流调速系统相近。 ２、 明显的节能效果。 由于ＶＶＶＦ电梯调速系统在电梯起动时采用降频软起动， 电机起动电流很小，不超过额定电流。而同样的ＡＣＶＶ电梯在工频（５０ＨＺ）下 起动，电梯起动电流可达额定电流的３~５倍。在电梯的制动段，ＶＶＶＦ电梯调速系 统工作于发电制动状态，不从电网中取得电能，而ＡＣＶＶ电梯调速系统则需从电网 中取得能耗制动电流，不仅浪费电能，而且引起电机发热。此外，ＶＶＶＦ系统的功 率因数较高（≈１） 。 ，ＶＶＶＦ电梯调速系统比ＡＣＶＶ系统节能约４０％~５０％， 同传统的机组式直流电梯相比可节能７０％左右。 ＷＤＴ－ＶＦ变频调速电梯控制系统正是基于先进的ＶＶＶＦ变频调速技术和Ｐ ＬＣ可编程控制器技术设计的。除上述两方面优点外，系统还具有结构简单、无测速 发电机、无选层器、系统组成元件少、集成度高、可靠性好等特点。可适用于速度为 2.0m/s 以下的各种交流调速电梯。 二、系统的组成 系统主要由以下两大部分组成。 １、逻辑控制部分。该部分以高可靠性的可编程控制器（ＰＬＣ机）为核心，实 现电梯逻辑控制的全部功能，主要包括：呼梯信号、内指令信号及其它应答信号的管 理；有／无司机及消防运行状态的转换；层站的记忆和显示，自动开、关门控制，自 动定向、判停及电梯运行规律的控制和部分故障的自诊断、保护功能。上述功能是通 过设计的ＰＬＣ软件实现的。ＰＬＣ机通过它的输入信号端子输入电梯系统和各个呼 梯信号、内指令信号和各有关电梯运行状态的信号，经过软件的运算处理，通过它的 输出信号端子输出相应的应答信号、层站指示信号和各种命令信号。关于ＰＬＣ机输 入的几个主要状态信号做如下说明： （１） 、门联锁信号。无论电梯处在何种运行状态，只有当门联锁信号到来后才允 许电梯运行。为了确保门系统的安全，将所有的厅门开关和轿门开关串联，接门联锁 继电器ＫＭＢ线圈。用ＫＭＢ的一个常开点给ＰＬＣ机输入一个门联锁信号，同时将 该继电器的另两个常开点串在方向接触器ＫＳ和ＫＸ的线圈回路，以确保ＫＭＢ没有 吸合时不能产生开闸命令。 （２） 、司机（９７）和检修（９８）信号。这两个信号由轿内操纵盘上的方式电 锁（或开关）控制。当检修信号有效时，电梯按检修运行。当检修信号无效时，如司 机信号有效，则按有司机状态运行，否则按自动状态运行。轿顶检修转换开关ＳＺＨ
1
强迫系统进入检修状态。 （３） 、门区信号（１５） 。门区开关ＳＭＱ是安装在轿顶的感应开关。在井道中 每层安装一个桥板与ＳＭＱ对应，桥板长度为 0.3m。当轿厢停止在某层平层位置时， ＳＭＱ应位于该层门区桥板的中间。门区信号是ＰＬＣ机对位置控制的基准信号。 （４） 、上端站信号（１８）和下端站信号（１９） 。由安装在井道中上、下端站 换速点位置的端站开关产生此信号，在轿厢上安装一块 0.2m 长的桥板与之对应，上、 下端站信号的作用是强迫系统进入换速状态，同时如果层站记忆出错可进行层站数校 正。 （５） 、消防信号。当系统要进入消防状态时，由消防开关ＳＸＦ控制消防继电器 ＫＸＦ吸合，ＫＸＦ的一个常开点给ＰＬＣ机输入此信号。ＰＬＣ收到此信号的后， 首先控制电梯无条件返回一楼，然后按消防规律调度电梯运行。 ２、速度控制部分。速度控制部分主要包括变频调速器、速度调节单元和制动单 元三个组件。变频调速器作为电梯调速系统中的主驱动元件，可产生三相频率、相序 可变和电压可调的交流电驱动主电机。 本电梯系统中的拖动部分是采用日本安川（ＹＡＳＫＡＷＡ）公司生产的多功能 全数字化低噪声通用变频器 Varispeed-676G5（简称ＶＳ－676G5） ，并在该变频器中配 有该公司生产的速度控制卡（ＰＧ－Ｃ卡） 。ＶＳ－676G5 变频器是采用正弦波ＰＷＭ 控制方式，其主要工作原理是：该变频器的主回路采用交－直－交方式。由电网输入 给变频器的三相频率和电压固定的交流电经整流电路转变成直流电，在控制电路控制 下，再经逆变电路的大功率晶体管ＩＧＢＴ转变成频率和电压均可变的三相交流电， 以达到通过改变供给电机的供电频率和电压的方法来调节电机速度的目的。当电动机 的转子转速高于由变频器供给电动机定子三相交流电所形成的旋转磁场的速度时，电 动机进入发电制动状态。这时，电动机将发出的电能，通过变频器逆变电路中反并联 在大功率晶体上的续流二级管向变频器的直流侧电容充电。当变频器直流侧电压超过 直流侧的上限值时，变频器中的制动单元电路工作，将变频器直流侧多余的能量，通 过变频器制动中的大功率晶体管释放到连在制动单元上的制动电阻上，以达到稳定变 频器直流侧电压和制动电机的目的。 三、日本安川ＶＳ－Ｇ7 变频器在电梯控制系统中所用控制端子说明 （一）变频器逻辑输入信号：电压等级为ＤＣ ２４Ｖ １、正转运行ＦＷＤ。变频器端子①，低电平有效。当该输入端为低电平时，变 频器将正转运行；当输入端为高电平时（或悬浮时） ，变频器将停止运行。在这里规定， 电梯为上行运行。 ２、反转运行ＲＥＶ。变频器端子②，低电平有效。当该输入端为低电平时，变 频器将反转运行；当该输入端为高电平时（或悬浮时） ，变频器将停止运行。在这里规 定，该端口有效时，电梯为下行运行。 ３、变频器复位输入端ＲＥＳＥＴ。变频器端子④，低电平有效。当变频器由于 某种原因出现过流、过压、欠压等故障时，可由该输入端对变频器进行复位，以解除 变频器的故障，使变频器恢复到正常状态。 ４、点动输入端ＪＯＧ。变频器端子⑦，低电平有效。当该输入端有效时，变频 器将根据端子①或端子②给出的运行方向以Ａn－０９参数所设定的速度来运行。当该 输入端有效时，变频器将不予理采主速指令端口，也就是说，该输入端的优先级高于 主速指令输入端。在电梯系统中，将以此信号作为电梯检修运行的控制端。 ５、加减速时间选择端。变频器端子⑧。该输入端子为可编输入端，在这里我们 将它设置加减速时间选择端。当该输入端断开时，变频器采用Ｃ１－０１、Ｃ１－０
3
个脉冲，在这里我们不用。在这里需要说明的是，旋转编码器与同轴相连时（或与曳 引机相连时）一定要保证其同心度，否则，将会影响系统的稳定性。 四、曲线卡的组成及输入、输出接口信号 曲线卡是由一片８７５１单片机、逻辑输入、逻辑输出、模拟输出、拔码开关、 电源等部分组成。其主要功能是实现电梯速度和位置的闭环调节及各种保护。下面介 绍其接口。 电源输入端子Ｊ１： １、２、３：交流电源输入端，该端口要求提供双１３～１５Ｖ交流电源，电流 为２００mＡ，２接变压器的中心点。 逻辑输入、输出端子Ｊ２： １、起动信号ＪＱ。输入信号，低电平有效，当电梯需要正常运行时，该信号有 效。在电梯运行过程中，将始终保持有效，直至ＪＬ撤消后，该信号才撤消。如果在 电梯运行过程中，ＪＱ信号早于ＪＬ信号撤消，曲线卡将进入保护状态。 ２、运行输出信号ＪＬ。该输出为晶体管输出，当曲线卡收到ＪＱ起动信号，立 即ＪＬ输出口变为低电平，通知控制系统表示收到了ＪＱ起动信号，在电梯运行过程 中，此信号始终保持低电平。当电梯减速后，曲线卡如收到由变频器给到ＬＳ端的零 速信号时，曲线卡立即将ＪＬ信号撤消。另外，当减速后，如果曲线卡所计的电梯位 置距离到了，也将ＪＬ信号撤消。 ３、ＪＴ换速信号。输入信号，低电平有效。当电梯运行至需要停车的某层换速 点时，由井道中的感应开关与ＰＬＣ配合产生此信号。该信号是曲线卡进行位置控制 的基准，因此，要求换速信号的响应时间准确，即从电梯到达换速点至速度调节单元 收到换速信号的滞后时间必须足够短，特别要求换速信号重复性好（误差小于１ms） ， 否则将直接影响电梯的平层精度。换速信号可以是脉冲也可以是电平信号。应在电梯 停车前撤消。当电梯为 1.6m/s 时，单程与多层运行均采用同一换速方式产生换速信号， 即ＰＬＣ在电梯需要停车的层站换速点之前输出预换速信号，但此时曲线卡并未收到 此信号，当电梯到达了换速点时，换速开关动作曲线卡立即收到换速信号，从而避免 因ＰＬＣ程序扫描周期长引起的换速信号滞后，达到了换速点信号的一致性。接线图 请参照附录一中的典型线路图。 ４、ＲＴ制动应答信号。晶体管输出信号到ＰＬＣ机输入端。曲线卡收到ＪＴ信 号后，应立即给出制动应答信号ＲＴ，使ＲＴ输出为低电平。如外部控制电路发出换 速信号后，不能在规定的时间内（0.3s）收到速度调节单元给出的制动应答信号ＲＴ， 则说明速度调节单元没有收到换速信号或速度调节单元存在故障，此时控制系统中的 逻辑控制部分应立即控制电梯下闸停车，以防发生事故。由以上说明可以看出，速度 调节单元中的ＪＱ输入信号与ＪＬ输出信号和ＪＴ输入信号与ＲＴ输出信号形成了两 对“握手”关系。外部控制电路应时时监视这种“握手”关系，确认速度调节单元工 作是否正常，一旦发现“握手”关系失败，应立即控制电梯下闸停车，以保证安全。 ５、ＲＳ曲线卡总控信号。晶体管输出信号到ＰＣ机输入端。当此信号输出为低 电平时，表示速度调节单元工作正常。外部电路只有收到此信号时，才能允许快车运 行。当速度调节单元进入保护后，此信号撤消，输出高电平。当ＲＳ信号撤消后，如 电梯正在正常运行时，控制电路应立即控制电梯下闸停车。在ＲＳ信号撤消后，如电 梯还需运行，则控制系统应控制电梯以检修方式运行。在检修方式运行时，曲线卡不 参与控制。 ６、ＦＣ位置校正信号。输入信号，低电平有效，此信号是由井道两端的位置校 正开关和控制系统中的方向继电器的触点共同给出。位置校正开关在井道中的位置是
2
２参数所设定的加减速时间；当该输入端闭合时，变频器采用Ｃ１－０３、Ｃ１－０ ４参数所设定的加减速时间。在电梯控制系统中，将该输入端与端子⑦相连。在正常 运行时，变频器采用Ｃ１－０３、Ｃ１－０４参数所设定的加减速时间。 ６、变频器端子１１端子。它是逻辑输入端子①－⑧公共端。它与控制系统中的 ＰＬＣ输出给变频器逻辑端的输出点的ＣＯＭ相连。 （二）变频器模拟输入信号 １、变频器主速速度给定指令。变频器端子１３，模拟输入，０～＋１０Ｖ。它 由速度调节单元的速度给定端口提供。在变频器运行端口有效时，变频器将根据该端 口模拟指令的大小，来确定变频器输出的频率。 ２、变频器模拟输入公共端。变频器端子１７，它与速度调节的模拟的地相连。 （三）变频器逻辑输出信号 １、变频器零速输出。变频器端子⑨、⑩，此输出为继电器输出，触头容量为Ｄ Ｃ３０Ｖ、１Ａ、ＡＣ２５０Ｖ、１Ａ。当变频器输出频率达到规定的零频率以下时， 此触点为ＯＮ，否则为ＯＦＦ。 ２、频率检测输出端。变频器端子２５，晶体管ＯＣ输出，当变频器检到变频器 的输出频率小于等于规定的检测频率时，此端为ＯＮ，否则为ＯＦＦ。 ３、晶体管ＯＣ输出的公共端。变频器端子２７，它与控制系统的２４Ｖ－端相 连。 ４、变频器故障输出端。变频器端子１９、２０。此端为继电器输出，触头容量 为ＤＣ３０Ｖ.１Ａ ＡＣ２５０Ｖ １Ａ，当变频器出现故障时，此触点为ＯＦＦ， 否则为ＯＮ。 （四） 、ＰＧ速度控制卡（ＰＧ－Ｂ２）端口的说明： ＰＧ速度控制卡（ＰＧ－Ｂ２） ，根据安装在电机同轴上的旋转编码器的Ａ、Ｂ输 出脉冲，进行速度反馈控制，补偿由滑差造成的速度波动。根据Ａ、Ｂ二相输入脉冲， 判断电机旋转的方向。当变频器控制方式设置成带ＰＧ的矢量控制时，使用此卡。此 卡有３组端子，下面分别介绍。 １、ＴＡ１ 此组为旋转编码器输入器。 ＴＡ１－１端 此端为＋１２Ｖ端，它为旋转编码器提供工作电源。 ＴＡ１－２端 此端为ＯＶ端，与旋转编码器的地相连。 ＴＡ１－３端 ＋Ａ端，它与旋转编码器的Ａ相输出相连。 ＴＡ１－４端 －Ａ端，它与ＯＶ相连。 ＴＡ１－５端 ＋Ｂ端，它与旋转编码器的Ｂ相输出相连。 ＴＡ１－６端 －Ｂ端，它与ＯＶ相连。 ２、ＴＡ２ 此组为脉冲输出端。它输入给ＰＧ卡的脉冲，经分频电路，以ＯＣ 输出形式输出。 ＴＡ２－１ Ａ相输出端 ＴＡ２－２ Ａ相输出的地端 ＴＡ２－３ Ｂ相输出端 ＴＡ２－４ Ｂ相输出的地端 ３、ＴＡ３ 接地端。将旋转编码器输出电缆的屏蔽层与此端相连。 ４、旋转编码器。本系统采有用日本光洋（ＫＯＹＯ）电子公司生产的ＴＲＤ－ Ｊ1024－ＲＺ增量型旋转编码器。此旋转编码器为Ａ、Ｂ、Ｚ三相输出。Ａ、Ｂ两相 。 每转输出 1024 脉冲，相位相差９０ ，其输出形式为电压型输出。Ｚ相每转输出一