Entegre Asansör Kontrol Sistemi

Denetleyiciyi motor sürücüsüyle tek bir ünitede birleştirmek, basitlikten çok daha fazlasını sunar.

Bu makale ilk olarak İstanbul'da düzenlenen 2018 Uluslararası Asansör ve Yürüyen Merdiven Sempozyumu'nda sunulmuştur. Kasım 2019'un Las Vegas'taki etkinliği hakkında daha fazla bilgi ve katılmak, ziyaret etmek www.elevatorssymposium.org.

Entegre bir asansör kontrol sistemi, tek bir cihazda birleştirilmiş bir asansör kontrolörü ve bir motor sürücüsünden oluşur. İlk bakışta, bu yeni trend sadece asansör kontrolör kablolarının basitleştirilmesi meselesi gibi görünebilir, ancak entegre asansör kontrolörlerinin varlığı ile çok daha fazla değişiklik var. Bu yazımızda entegre asansör kontrolörlerinin yapılarını ve bunların getirdiği değişiklikleri açıklamaya çalışacağız. Entegre cihazlara geçişi anlamak için öncelikle asansör kontrolörü ve motor sürücüsünün haberleşmesine bir göz atmalıyız.

Elektrikli Asansör Kontrolörü

Bir asansör kumandasının iki ana birimi vardır: asansör kumandası elektronik kartı ve motor sürücüsü. Bir asansör kontrol kutusundaki diğer elemanlar, anahtarlama, kablolama ve sınırlama elemanlarıdır. Asansör kumanda panosu, kuyudaki tüm bilgileri toplar ve komutlar gönderir ve motor sürücüsünün yanı sıra asansör sistemindeki diğer birimleri yönetir. Herhangi bir hareket talebi, motor sürücüsüne uygun komutlar gönderilerek kontrolör tarafından değerlendirilir. Motor sürücüsü bir köle gibi davranır ve asansör kontrolörü bir yönetici olarak hareket eder.

Motor sürücüsünün görevi sadece kontrolörün komutlarına göre motor dönüşünü gerçekleştirmektir. Asansör kontrol sisteminin temel parçaları Şekil 1'de gösterilmiştir.

Kabin konumu dahil tüm kuyu bilgileri asansör kumandasına gelir. Motor sürücüsü mil hakkında hiçbir şey bilmiyor. Yalnızca denetleyiciden komutları alır; motordan hız ve rotor konumunu alır. Motor sürücüsü, motoru istenen hızda döndürmek için voltaj üretir.

Kontrolör ve Motor Sürücü Arasındaki İletişim

Kontrolör ve sürücü arasındaki en basit bilgi akışı Şekil 2'de gösterilmiştir. Kontrolör sürücüye sürüş hızı, yönü ve etkinleştirme sinyali gönderir ve sürücü gerçek hızı ve cihaz durumunu kontrolöre gönderir. Orada akan çok daha fazla veri olabilir, ancak bunlar temel komutlar ve bilgilerdir. Bu iletişim paralel veya seri bağlantı şeklinde olabilir.

Paralel Bağlantı

Paralel modda, bir cihazın çıkışları diğer cihazın girişlerine bağlanır ve bunun tersi de geçerlidir. Paralel modda, her komut veya bilgi, ilk cihazda bir giriş, diğer cihazda bir çıkış ve bunlar arasında kablo bağlantısı gerektirir. Bu nedenle, bu iki cihaz arasında uygulanabilecek kanalların fiziksel bir sınırı vardır ve en az terminale sahip cihaz bu sınırı ayarlar. Ayrıca, kontrolör ve motor sürücüsü tarafından sağlanan çıkış ve giriş fonksiyonları, seçilen cihazın marka veya modeline göre değişiklik göstermektedir. Ayrıca, her iki cihazda da uygulanmadığı sürece bir işlevi kullanamazsınız ve bir terminal yalnızca bir bitlik veri taşıyabileceğinden, paralel bir bağlantıda sayısal verileri aktaramazsınız. Örneğin, gerçek hız, kontrolöre tersten sayısal biçimde gönderilemez. Yalnızca “hız ayarlanan bir değerin üstünde veya altında” bilgisi gönderilebilir, ancak hızın değeri gönderilemez. Öte yandan, tüm kontrolörler ve motor sürücüleri, bir kontrolör ve motor sürücüsünü bağlamanın en basit yolu olan paralel bağlantıyı destekler. Ne bir protokole ne de iletişim kanalı kurulumuna ihtiyaç duyar.

Seri Bağlantı

Seri bağlantıda, kontrolör ile motor sürücüsü arasına sadece seri iletişim terminalleri bağlanır (Şekil 3). İki cihaz arasındaki tüm bilgi ve komutlar seri bağlantı üzerinden iletilir. Diğer cihazın kullanabilmesi veya anlayabilmesi koşuluyla herhangi bir veri diğer cihaza aktarılabilir. Teoride bilgiyi paylaşmak çok kolay görünüyor; pratikte, ancak, o kadar kolay değil.

CAN veya RS485 gibi aynı seri standartlara ve aynı veri yapılarına sahip mengeneler. Çoğu denetleyici ve sürücü seri bağlantı noktalarına sahip olsa da hepsi aynı standardı desteklemez. İletişim kanalı kurulduğunda bir sonraki sorun protokoldür. İki cihaz aynı protokolü desteklemelidir; yani aynı dili konuşmak. Aksi takdirde birbirlerini anlayamazlar.

İki cihaz iletişim kurduktan sonra, motor ve şaft üzerindeki kontrollerini artıran verileri paylaşabilirler. Asansör kumandası, geri vites tarafından sağlanan gerçek hız ve fren mesafesi bilgisine sahip olarak asansör hareketini çok daha iyi yönetebilir. Cihazlar, sistem üzerindeki kontrollerini iyileştirmek için verilerini seri veri yolu üzerinden paylaşabilirler.

İki cihaz arasında seri iletişim en iyi yol gibi görünüyor. Ancak orada da bazı sorunlar var. Çeşitli iletişim protokolleri vardır, ancak bazı motor sürücü ve kontrolör üreticileri hepsini desteklemez. Bir uygulamada kullanmadan önce dikkatlice kontrol edilmedikçe iki cihaz iletişim kuramıyor olabilir. Daha fazla veri iletmek için başka bir giriş veya çıkış gerekli değildir. Yazılım, yeni verileri iletmek için iletişimi yeterince geliştirebilir.

Sürücü Kontrolü ve Konumu (DCP) ve CANopen

DCP ve CANopen Profil Konum Modu sistemleri, asansör uygulamaları için özel olarak geliştirilmiş olup, kontrolör ve motor sürücüsü arasındaki iletişimi kolaylaştırır. Ayrıca araba konumu verilerini almak için bir mutlak kodlayıcı kullanırlar. Bu, kontrolör ve motor sürücüsünün hız, mevcut araç konumu, hedef araç konumu ve fren mesafesi bilgilerine sahip olmasını sağlar. Her ikisi de bu verileri hareketi düzgün bir şekilde kontrol etmek ve seviye doğruluğu elde etmek için kullanır.

Entegre Asansör Kontrolörleri

Entegre Cihazların Ortaya Çıkışı

Piyasadaki ilk entegre cihazlar, aslında, Şekil 6'da gösterildiği gibi, tek bir kutuda paketlenmiş iki cihazdı. Entegre bir kontrolöre sahip olmanın en kolay ve en hızlı yolu, basitçe bir asansör kontrol kartını bir motor sürücüsüne monte etmek, kablolama yapmaktır. aralarındaki terminaller ve tüm parçaları bir kutuya koymak. Bu, herhangi bir motor sürücüsü ve herhangi bir asansör kontrol kartı kullanılarak kolaylıkla uygulanabilir. Bununla birlikte, bu yöntem yalnızca biraz yer tasarrufu ve kontrol kutusu içinde kablolama ile sonuçlanacaktır. Kontrol kartı ve motor sürücüsü genellikle iki farklı üretici tarafından üretilir.

Ayırt Edici Entegre Cihazlar

Bazı kontrolör üreticilerinin de motor sürücüleri üretmeye başlamasından sonra, tek bir fabrika veya üretici tarafından tek kutuda üretilen entegre cihazlar ortaya çıktı. Bu üreticiler, asansörün yanı sıra motoru da çalıştırabilen bir elektronik cihaz tasarlama bilgisini kazandılar (Şekil 7). Bu örnekte, bir mikro denetleyici tüm kaldırma işlerini ve ayrıca motor dönüşünü kontrol etmektedir.

Artık tamamen yeni bir cihazdan bahsedebiliriz. Kolayca görebileceğiniz gibi, bir iletişim yoluna veya protokolüne gerek yoktur. Bir mikrodenetleyici her şeyi bilir ve her şeyi yapar. Başka bir şeye ihtiyacı yok.

Bununla birlikte, kesin motor kontrolü, bir vektör kontrol yöntemi ile gerçekleştirilir. Motor sürüş performansı, motor voltajlarını değerlendirmek için yapılan hesaplamaların hızıyla büyük ölçüde ilişkilidir. Birçok uzay dönüşümü ve trigonometrik fonksiyon, taşıyıcı frekans periyodundan daha kısa bir zaman aralığında periyodik olarak gerçekleştirilmelidir. Tipik olarak vektör kontrolü için bir dijital sinyal kontrolörü (DSC) kullanılır. DSC, bir mikro denetleyiciden çok daha kısa bir zaman diliminde matematiksel işlemleri yürütmek için tasarlanmıştır. 16 kHz'de bir taşıyıcı frekansı destekleniyorsa, motor kontrol bölümü için özel bir DSC kullanılmalıdır. Aksi takdirde sistem zar zor 10 kHz'e ulaşır. Bir mikro denetleyici ve bir DSC'ye sahip entegre bir asansör denetleyicisi Şekil 8'de gösterilmektedir.

Bu cihazda her iki mikrodenetleyici sistemdeki tüm değişkenlere ulaşabilir ancak işleri paylaşamaz. DSC sadece vektör kontrolü ve motor geri besleme hesaplamaları ile ilgilenirken, mikrodenetleyici kaldırma işleri ile ilgilenir. Çok yüksek bir hızda iç iletişim yoluyla birbirlerine komut veya onay gönderirler.

Şekil 9'da entegre cihazlı kontrolörü görebiliriz. Sistemin basitleştirilmiş olduğu ilk bakışta kolayca görülebilir.

Ancak dahası da var – şimdi faydalarını sıralayabiliriz:

• Elektrik tesisatı daha basittir. Daha az cihaz, bağlantı ve kablo var.
• Kontrol kutusunun içindeki alan gereksinimi daha küçüktür.
• Cihazlar, iletişim protokolleri veya seri kurulum için arayüze gerek yok
• Denetleyici parçası ve motor sürücüsü her şeyi bilir, böylece gerektiğinde herhangi bir veriyi kullanabilirler.
• Her iki cihaz da bilgiyi anında alabildiğinden, artımlı bir kodlayıcı çok verimli bir şekilde kullanılabilir. Özel DSC kodlayıcı çevre birimleri, cihazın kabin konumunu çok doğru bir şekilde değerlendirmesini sağlar.
• Parametre sayısı azaltılır ve daha verimlidir.
• İki izleme paneline gerek yok; biri yeterlidir.