نظام التحكم المتكامل في الرفع

يوفر الجمع بين وحدة التحكم وسائق المحرك في وحدة واحدة أكثر بكثير من مجرد البساطة.

تم تقديم هذه المقالة لأول مرة في ندوة 2018 الدولية للمصاعد والسلالم المتحركة في اسطنبول. لمزيد من المعلومات حول حدث نوفمبر 2019 في لاس فيغاس و شارك ، قم بزيارة www.elevatorsymposium.org.

يتكون نظام التحكم في المصعد المتكامل من جهاز تحكم في المصعد وسائق محرك مدمجين في جهاز واحد. للوهلة الأولى ، قد يبدو أن هذا الاتجاه الجديد يتعلق فقط بتبسيط أسلاك جهاز التحكم في الرفع ، ولكن هناك الكثير الذي تغير بسبب وجود وحدات التحكم في الرفع المدمجة. سنحاول في هذا المقال شرح هياكل أجهزة التحكم في الرفع المدمجة ، بالإضافة إلى التغييرات التي أدخلتها عليها. لفهم الانتقال إلى الأجهزة المدمجة ، يجب علينا أولاً إلقاء نظرة على اتصال وحدة التحكم في المصعد وسائق المحرك.

جهاز تحكم في الرفع الكهربائي

تتكون وحدة التحكم في الرفع من وحدتين رئيسيتين: اللوحة الإلكترونية لجهاز التحكم في الرفع وسائق المحرك. العناصر الأخرى في صندوق تحكم المصعد هي عناصر التبديل والأسلاك والحد. تجمع لوحة التحكم في الرفع جميع المعلومات الموجودة في العمود وترسل الأوامر وتدير سائق المحرك ، بالإضافة إلى الوحدات الأخرى في نظام الرفع. يتم تقييم أي طلب حركة بواسطة وحدة التحكم عن طريق إرسال الأوامر المناسبة إلى سائق المحرك. يتصرف سائق المحرك كعبد ، وتعمل وحدة التحكم في المصعد كمدير.

وظيفة سائق المحرك هي فقط إنجاز دوران المحرك وفقًا لأوامر جهاز التحكم. يتم عرض الأجزاء الأساسية لنظام التحكم في الرفع في الشكل 1.

جميع معلومات العمود ، بما في ذلك موضع السيارة ، تأتي إلى جهاز التحكم في المصعد. لا يعرف سائق المحرك شيئًا عن العمود. يحصل فقط على أوامر من جهاز التحكم ؛ يحصل على السرعة وموضع الدوار من المحرك. يولد محرك المحرك الجهد لتدوير المحرك بالسرعة المطلوبة.

التواصل بين جهاز التحكم وسائق المحرك

أبسط تدفق للمعلومات بين جهاز التحكم والسائق مبين في الشكل 2. يرسل جهاز التحكم سرعة السفر والاتجاه وإشارة التمكين إلى السائق ، ويرسل السائق السرعة الفعلية وحالة الجهاز إلى وحدة التحكم. قد يكون هناك الكثير من البيانات المتدفقة هناك ، ولكن هذه هي الأوامر والمعلومات الأساسية. يمكن أن يكون هذا الاتصال على التوازي أو في اتصال تسلسلي.

اتصال موازية

في الوضع المتوازي ، يتم توصيل مخرجات أحد الأجهزة بمدخلات الجهاز الآخر والعكس صحيح. في الوضع المتوازي ، يتطلب كل أمر أو معلومة إدخالًا واحدًا في الجهاز الأول ، ومخرجًا واحدًا في الجهاز الآخر وأسلاكًا بينهما. لذلك ، هناك حد مادي للقنوات التي يمكن تنفيذها بين هذين الجهازين ، والجهاز الذي يحتوي على أقل عدد من المحطات يحدد هذا الحد. علاوة على ذلك ، تختلف وظائف الإخراج والإدخال التي توفرها وحدة التحكم ومحرك المحرك وفقًا للعلامة التجارية أو طراز الجهاز المحدد. علاوة على ذلك ، لا يمكنك استخدام وظيفة ما لم يتم تنفيذها بالفعل في كلا الجهازين ، ولا يمكنك نقل البيانات الرقمية في اتصال متوازي ، حيث يمكن للطرف الواحد حمل بيانات بت واحد فقط. على سبيل المثال ، لا يمكن إرسال السرعة الفعلية إلى وحدة التحكم بتنسيق رقمي بالعكس. يمكن فقط إرسال المعلومات التي تقول "السرعة أعلى أو أقل من القيمة المحددة" ، ولكن ليس قيمة السرعة. من ناحية أخرى ، تدعم جميع أجهزة التحكم ومحركات المحركات الاتصال المتوازي ، وهو أبسط طريقة لتوصيل جهاز التحكم وسائق المحرك. لا يحتاج إلى بروتوكول أو إعداد قناة اتصال.

اتصال تسلسلي

في الاتصال التسلسلي ، يتم توصيل أطراف الاتصال التسلسلي فقط بين وحدة التحكم وسائق المحرك (الشكل 3). يتم إرسال جميع المعلومات والأوامر بين جهازين عبر الاتصال التسلسلي. يمكن نقل أي بيانات إلى الجهاز الآخر ، بشرط أن يتمكن الجهاز الآخر من استخدامها أو فهمها. من الناحية النظرية ، يبدو من السهل جدًا مشاركة المعلومات ؛ لكن من الناحية العملية ، ليس الأمر بهذه السهولة.

الرذائل ذات المعايير التسلسلية المتطابقة ، مثل CAN أو RS485 ، وهياكل البيانات المتطابقة. بينما تحتوي معظم وحدات التحكم وبرامج التشغيل على منافذ تسلسلية ، إلا أنها لا تدعم جميعها نفس المعيار. عندما يتم إعداد قناة الاتصال ، فإن المشكلة التالية هي البروتوكول. يجب أن يدعم جهازان نفس البروتوكول ؛ وهذا يعني التحدث بنفس اللغة. خلاف ذلك ، لا يمكنهم فهم بعضهم البعض.

بمجرد اتصال الجهازين ، يمكنهم مشاركة البيانات ، مما يزيد من سيطرتهم على المحرك والعمود. يمكن لوحدة التحكم في الرفع إدارة حركة المصعد بشكل أفضل بكثير من خلال الحصول على معلومات السرعة الفعلية ومسافة الكبح التي يوفرها العكس. يمكن للأجهزة مشاركة بياناتها عبر ناقل تسلسلي لتحسين سيطرتها على النظام.

يبدو أن الاتصال التسلسلي بين جهازين هو أفضل طريقة. ومع ذلك ، هناك بعض المشاكل هناك أيضًا. توجد بروتوكولات اتصال مختلفة ، لكن بعض الشركات المصنعة لسائق المحرك ووحدات التحكم لا تدعمها جميعًا. قد لا يتمكن جهازان من الاتصال ، ما لم يتم فحصهما بعناية قبل استخدامهما في أحد التطبيقات. لا يلزم إدخال أو إخراج آخر لنقل المزيد من البيانات. يمكن للبرنامج تحسين الاتصال بشكل كافٍ لنقل البيانات الجديدة.

التحكم في القيادة والموقع (DCP) والفتح

تم تطوير أنظمة DCP و CANopen Profile Position Mode خصيصًا لتطبيقات الرفع ، مما يسهل الاتصال بين جهاز التحكم وسائق المحرك. يستخدمون أيضًا أداة تشفير مطلقة للحصول على بيانات موقع السيارة. يسمح ذلك لوحدة التحكم والسائق بالحصول على السرعة ، وموضع السيارة الحالي ، وموضع السيارة المستهدف ومعلومات مسافة الكبح. كلاهما يستخدم هذه البيانات للتحكم في الحركة بشكل صحيح وتحقيق مستوى الدقة.

وحدات تحكم الرفع المتكاملة

ظهور الأجهزة المتكاملة

كانت أولى الأجهزة المتكاملة في السوق ، في الواقع ، عبارة عن جهازين معبأين في صندوق واحد ، كما هو موضح في الشكل 6. الطريقة الأسهل والأسرع للحصول على وحدة تحكم متكاملة هي ببساطة عن طريق تركيب لوحة تحكم في الرفع على سائق المحرك ، والأسلاك الأطراف بينهما ووضع جميع الأجزاء في صندوق. يمكن تنفيذ ذلك بسهولة باستخدام أي سائق محرك وأي لوحة تحكم في المصعد. ومع ذلك ، ستؤدي هذه الطريقة فقط إلى توفير بعض المساحة والأسلاك داخل صندوق التحكم. عادة ما يتم إنتاج لوحة التحكم ومحرك المحرك من قبل مصنعين مختلفين.

أجهزة متكاملة ومميزة

ظهرت الأجهزة المتكاملة التي تم إنتاجها في صندوق واحد وبواسطة مصنع أو مصنع واحد بعد أن بدأ بعض مصنعي أجهزة التحكم في إنتاج برامج تشغيل المحركات أيضًا. اكتسب هؤلاء المصنعون المعرفة لتصميم جهاز إلكتروني واحد قادر على قيادة المحرك ، وكذلك المصعد (الشكل 7). في هذا المثال ، يتحكم متحكم واحد في جميع وظائف الرفع ، بالإضافة إلى دوران المحرك.

الآن يمكننا التحدث عن جهاز جديد تمامًا. كما ترى بسهولة ، ليست هناك حاجة لمسار اتصال أو بروتوكول. متحكم واحد يعرف كل شيء ويفعل كل شيء. لا تحتاج إلى أي شيء آخر.

ومع ذلك ، يتم التحكم الدقيق في المحرك من خلال طريقة التحكم في النواقل. يرتبط أداء قيادة المحرك ارتباطًا وثيقًا بسرعة الحسابات لتقييم جهد المحرك. يجب إجراء العديد من تحويلات الفضاء والوظائف المثلثية بشكل دوري في فاصل زمني أقل من فترة تردد الموجة الحاملة. عادة ما تستخدم وحدة التحكم في الإشارة الرقمية (DSC) للتحكم في النواقل. تم تصميم DSC لتنفيذ العمليات الحسابية خلال إطار زمني أقصر بكثير من وحدة التحكم الدقيقة. يجب استخدام DSC مخصص لقسم التحكم في المحرك إذا كان تردد الموجة الحاملة مدعومًا عند 16 كيلو هرتز. خلاف ذلك ، يصل النظام بالكاد إلى 10 كيلو هرتز. يظهر في الشكل 8 وحدة تحكم رفع متكاملة مع متحكم دقيق وواحد DSC.

في هذا الجهاز ، يمكن لكل من المتحكمات الدقيقة الوصول إلى جميع المتغيرات في النظام ولكن لا يمكن مشاركة الوظائف. يتعامل DSC فقط مع حسابات التحكم في النواقل وردود الفعل الحركية ، بينما يتعامل المتحكم الدقيق مع وظائف الرفع. يرسلون الأوامر أو الإقرار لبعضهم البعض عبر الاتصال الداخلي بسرعة عالية جدًا.

في الشكل 9 ، يمكننا رؤية وحدة التحكم بجهاز مدمج. يمكن أن نرى بسهولة من النظرة الأولى أن النظام مبسط.

ومع ذلك ، هناك المزيد - الآن يمكننا سرد الفوائد:

• الأسلاك الكهربائية أبسط. هناك عدد أقل من الأجهزة والوصلات والأسلاك.
• متطلبات المساحة داخل صندوق التحكم أصغر.
• لا حاجة لواجهة للأجهزة أو بروتوكولات الاتصال أو الإعداد التسلسلي
• يعرف كل من جزء وحدة التحكم وسائق المحرك كل شيء ، حتى يتمكنوا من استخدام أي بيانات عند الحاجة.
• يمكن استخدام برنامج التشفير التزايدي بكفاءة عالية ، حيث يمكن لكلا الجهازين الحصول على المعلومات على الفور. تمكّن الأجهزة الطرفية المخصصة لمشفر DSC للجهاز من تقييم موضع السيارة بدقة شديدة.
• يتم تقليل عدد المعلمات وأكثر كفاءة.
• لا حاجة لوحتين للمراقبة ؛ واحد يكفي.