劉敏

(藍(lán)光奧的斯電梯曳引機(jī)(天津)有限公司,天津 300457)

電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉敏

(藍(lán)光奧的斯電梯曳引機(jī)(天津)有限公司,天津 300457)

本文主要分析了電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作,探討了電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的具體流程和要點(diǎn),分析了設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題,以期可以提高電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的科學(xué)性。

電梯 曳引機(jī) 測(cè)試系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

1 引言

目前,在電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,存在很多問題,因此,為了提高電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試準(zhǔn)確性,有必要對(duì)電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行分析。

2 電梯曳引方式的確定及鋼絲繩的選擇

電梯曳引方式的確定包括曳引機(jī)安放位置的確定、曳引比及曳引繩纏繞方式的選取三方面內(nèi)容,其確定對(duì)曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的意義。

(1)曳引機(jī)的安放位置。根據(jù)曳引機(jī)的安放位置(井道的上部或下部),電梯的曳引型式可以分為上置式傳動(dòng)和下置式傳動(dòng)。上置式傳動(dòng)的特點(diǎn)是對(duì)建筑物施加的載荷量較小,對(duì)井道的建筑面積要求較小,這也是電梯曳引機(jī)最常見的一種放置方式。此時(shí):機(jī)房總載重量＝曳引機(jī)、控制屏等重量＋轎廂自重、載重重量＋對(duì)重重量。下置式傳動(dòng)對(duì)建筑物施加的載荷量比上置式大,對(duì)井道的建筑面積要求也大,一般用于船舶電梯。此時(shí):機(jī)房總載重量＝2(轎廂自重＋轎廂自重、載重重量＋對(duì)重重量)。(2)曳引比及曳引繩纏繞方式。曳引傳動(dòng)是指借助于鋼絲繩與曳引輪輪槽之間產(chǎn)生的摩擦力來驅(qū)動(dòng)電梯轎廂與對(duì)重垂直上下運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)。對(duì)于貨梯常用的曳引比為2:1、3:1及更大曳引比的傳動(dòng)方式;對(duì)于客梯,半繞式1:1傳動(dòng)和全繞式1:1傳動(dòng),其曳引比i12=1,曳引輪的圓周速度與轎廂運(yùn)行速度相等,曳引輪上鋼絲繩承受的拉力等于轎廂的總重量。由于全繞式1:1傳動(dòng)用于高速客梯(v≥2.5m/s),對(duì)于額定速度v=1.0m/s的客梯應(yīng)選用上置式曳引比為1:1的半繞式傳動(dòng)。

3 測(cè)試內(nèi)容及要求

(1)變頻電機(jī)試驗(yàn)。變頻電機(jī)是電梯用變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī),測(cè)試系統(tǒng)中,由30kW的富士變頻器供電,采用閉環(huán)無級(jí)調(diào)速控制。主要是通過變頻器的控制來控制電機(jī)的運(yùn)行。我們要求電機(jī)能夠正反方向運(yùn)行,運(yùn)行方式是:啟動(dòng)加速運(yùn)行額定速度運(yùn)行減速運(yùn)行停止。注意在電機(jī)運(yùn)行前須打開制動(dòng)器,停止后須保證制動(dòng)器復(fù)位。(2)雙速電機(jī)試驗(yàn)。雙速電機(jī)為三廂異步電動(dòng)機(jī),6/24極雙繞組結(jié)構(gòu)。它的測(cè)試要求是能夠正反轉(zhuǎn)運(yùn)行,運(yùn)行方式是:啟動(dòng)--24極低速--6極高速--24極低速--停止。電機(jī)運(yùn)行前須打開制動(dòng)器,電機(jī)停止后須保證制動(dòng)器復(fù)位。(3)制動(dòng)器測(cè)試。曳引機(jī)常用的制動(dòng)器有2種,即交流供電和直流供電。需要準(zhǔn)確測(cè)量這2種制動(dòng)器的最低啟動(dòng)電壓和最高停止電壓,并且發(fā)送到計(jì)算機(jī)保存和報(bào)表打印。

4 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

按照所完成的功能,系統(tǒng)可以大致分為3層。第1層為管理層,由計(jì)算機(jī)和打印機(jī)組成,計(jì)算機(jī)通過與PLC通訊,完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集,并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,根據(jù)用戶的需求,打印測(cè)試報(bào)告等。第2層為控制層,主要由PLC完成系統(tǒng)的核心控制工作。第3層為執(zhí)行層,包含繼電器、接觸器等電氣執(zhí)行元件,構(gòu)成電氣操作回路,完成各個(gè)線路之間的切換。

正常工作的時(shí)候,通過操作面板上的按鍵,發(fā)出相應(yīng)的試驗(yàn)操作指令,PLC接收到按鍵動(dòng)作指令之后,按照預(yù)定的流程切換線路,啟動(dòng)相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備,完成測(cè)試數(shù)據(jù)的采集,并把數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)。

5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)試驗(yàn)系統(tǒng)的需要及PLC的性能要求,采用三菱FX2N系列微型可編程控制器,包括一個(gè)基本單元,一個(gè)輸出擴(kuò)展模塊,一個(gè)FX2N2DA數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出模塊和一個(gè)FX2N4AD模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入模塊。這樣就具有8個(gè)輸入端子(用于開關(guān)觸點(diǎn)的輸入),16個(gè)輸出端子(用于控制觸點(diǎn)開關(guān),變頻器正反轉(zhuǎn)信號(hào)輸出),2個(gè)模擬量輸出口(利用其一輸出變頻器的速度輸入信號(hào))和4個(gè)模擬量輸入口(用于測(cè)量參數(shù),例如制動(dòng)器啟動(dòng)電壓,停止電壓等)。

6 電梯曳引機(jī)的扭振下位機(jī)測(cè)試設(shè)計(jì)

(1)硬件電路原理。本文應(yīng)用硬件電路的模塊化設(shè)計(jì),有信號(hào)預(yù)處理模塊、晶振時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、USB通信模塊等,各模塊電路都是通過單片機(jī)AT89C51的兩個(gè)外部中斷INT0和INT1來控制,同時(shí)單片機(jī)還進(jìn)行脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)。利用1塊8254作為數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)外部的插補(bǔ)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。單片機(jī)與上位機(jī)系統(tǒng)通過USB接口進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與傳送。(2)硬件電路的實(shí)現(xiàn)。傳感器輸出的信號(hào)需要經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理才能獲得良好的信號(hào)輸入源,這里采用過零比較的辦法將正弦波轉(zhuǎn)化為方波作為P1、P2信號(hào)。將P1、P2信號(hào)分別與單片機(jī)的INT1、INT0相連,單片機(jī)的中斷使用邊沿觸發(fā)方式,接入非門的目的是讓中斷發(fā)生在信號(hào)的上升沿。單片機(jī)的T0計(jì)數(shù),采用方式2,用來實(shí)現(xiàn)脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù),即是N+1。時(shí)鐘脈沖的插補(bǔ)計(jì)數(shù)都是由計(jì)數(shù)器8254完成,在INT1中斷中實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)ts1-ts0,在INT0中斷中實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)t11-t10和t11-ts1,并且依次按照ts1-ts0、N+1、t11-t10、t11-ts1傳送數(shù)據(jù),計(jì)數(shù)器8254的數(shù)據(jù)傳輸是先傳低8位再傳高8位。每來連續(xù)兩個(gè)有效采樣點(diǎn)得到兩組數(shù)據(jù),可計(jì)算得到一個(gè)速度值。這樣如此循環(huán)就可進(jìn)行曳引機(jī)的扭振角速度的有效值的測(cè)定,直至曳引機(jī)整個(gè)扭振測(cè)試過程結(jié)束。單片機(jī)AT89C51與PC機(jī)之間通過便攜式USB端口進(jìn)行通信并實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的傳送。下位機(jī)采集數(shù)據(jù)并不斷的存儲(chǔ)在FIFO緩存中,以數(shù)據(jù)包的形式一次性將緩存中的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)系統(tǒng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了電梯曳引機(jī)扭振測(cè)試下位機(jī)系統(tǒng)的硬件電路。(3)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)。單片機(jī)的主程序打開中斷,并一直等待中斷,直到INT1與INT0中斷的到來。執(zhí)行兩個(gè)中斷程序時(shí),INT1中斷實(shí)現(xiàn)軟件分頻,當(dāng)分頻數(shù)滿足條件時(shí)表示P1信號(hào)的有效采樣點(diǎn)來到,設(shè)置標(biāo)志位供INT0中斷查詢用,因而判斷有效采樣點(diǎn)的到來是兩個(gè)中斷程序的關(guān)鍵。

7 電梯曳引機(jī)的扭振上位機(jī)測(cè)試設(shè)計(jì)

上位機(jī)采用了雙線程執(zhí)行的體系結(jié)構(gòu),主界面線程用來獲取用戶的輸入信息,USB固件的下載,采集數(shù)據(jù)的保存;數(shù)據(jù)采集線程相當(dāng)于工作線程,完成采集數(shù)據(jù)的獲取,數(shù)據(jù)的處理,數(shù)據(jù)顯示的整個(gè)過程。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,電梯曳引機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否科學(xué)將會(huì)影響測(cè)試的效果,所以,在今后的測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,一定要更加重視測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性。

[1]程峰.東芝電梯曳引機(jī)故障分析及體會(huì)[J].科技資訊,2009(09).

[2]白麗艷.YJ240曳引機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算[J].科技傳播,2010(09).

[3]韋國(guó)安.電梯曳引機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器初裝角自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J].民營(yíng)科技,2010(05).