集成控制解决方案提供诸多优势

自最早的 Ward Leonard 控制系统出现以来，电梯控制技术已经取得了长足的进步。 随着对设计、电梯行程、安全和调试的每一个细节的关注，电梯工程师的工作变得更加复杂。 虽然简化和易用性必须推动任何技术进步，但外行和学习者在处理新的控制技术时往往会感到困惑。

虽然现场工程师一直在处理单独的变频驱动器 (VFD) 和控制器的单独接线和调试程序，但我们行业现在已经是采用集成电梯控制器 (IEC) 的时候了。 它结合了 VFD 和电梯控制器的功能，提供了一种经济高效的技术进步，可满足最终用户和现场工程师的需求，并提供更高的安全性。

电梯控制器的演变

1. Ward Leonard：最早的电梯控制器可以追溯到被广泛接受的Ward-Leonard系统。 它使用了电动发电机组。 发电机的输出被提供给直流电机，直流电机的控制将被建立。
2. PLC 和交流逆变器：可编程逻辑控制器 (PLC) 于 1960 年代后期推出。 设计此类设备的主要原因是为了消除更换复杂的基于继电器的控制系统所涉及的巨额成本。 可编程输入和输出的可用性也被证明是一个很好的改变。 即使在今天，仍有 OEM 将这种控制技术用于其液压升降机。 PLC 具有更小的尺寸、更好的诊断和易于编程的特点，为现代电梯控制器设定了趋势。
3. 电梯控制器和交流逆变器：该系统代表了当今的趋势。 随着对电梯特定功能和控制的需求，出现了针对特定电梯的定制微控制器。 保持 PLC 的紧凑性和易于编程使该控制器成为一项成功的创新。
4. 集成解决方案：随着硅技术的快速进步，这只是一个时代已经到来的改变。 集成电梯控制器和 VFD 带来了许多优势，包括减小尺寸、成本、布线、调试和时间。 集成解决方案的出现意味着可以保证高度先进的安全标准、改善的乘坐质量和更好的调试体验。

现代电梯机器的演变

电机的快速发展是电梯控制技术进步的催化剂。 直流电机在 Ward-Leonard 系统中控制技术的出现中发挥了重要作用。 直流电机时代之后，感应电机技术几乎垄断了电梯行业。

这些机器大多是齿轮传动的，因为电机扭矩将在齿轮系统上传递，这将调动电梯。 由于缺乏电机反馈，控制设置不是预防性的。 这个系统被称为“开环齿轮系统”。 随着编码器和旋转变压器等反馈组件的出现，电梯技术的安全性和监控得到了极大改善。 该系统被称为“闭环/齿轮机器”系统。 两者仍然很受欢迎。

在过去十年中，永磁同步电机在发展中发挥了重要作用。 与先进的正余弦编码器一起，同步电机形成了一个前景广阔的新系统。 具有环保意识和安全意识的时代欢迎与传统电机相比能耗低 40% 的机器。 它们被称为无齿轮机器，不需要一组齿轮来启动升降机。

传统电梯控制

今天，电梯的控制是通过交流逆变器/VFD 和专用的电梯控制器来实现的。 下面给出组件的简要说明。

交流逆变器

变频驱动控制器是一个固态转换系统，由三个不同的子系统组成：整流桥转换器、直流链路和逆变器。 到目前为止，电压源逆变器 (VSI) 驱动器是最常见的驱动器类型。 VSI 驱动器最基本的整流器转换器配置为三相、六脉冲和全波二极管桥。 在 VSI 驱动器中，直流链路由一个电容器组成，该电容器可平滑转换器的直流输出纹波并为逆变器提供刚性输入。 使用逆变器的有源开关元件，该滤波后的直流电压被转换为准正弦交流电压输出。 VSI 驱动器提供更高的功率因数和更低的谐波失真。

电梯控制器

电梯控制器是单个集成电路，包含处理器内核、存储器和可编程电梯专用输入/输出 (I/O) 外设、用于电梯功能（如制动、自动救援操作等）的逻辑单元。一个好的电梯控制器还必须具备向交流逆变器发出指令和接收来自交流逆变器的信息的通信模块。

独立电梯控制器

VVVF 驱动器和电梯控制器必须支持电梯特定的 I/O 功能，例如方向按钮、楼层按钮、轿厢输入、楼层和轿厢显示 I/O、紧急停止、轿厢状态报告和语音提示。 由于这两个设备不断尝试相互通信以及与其余 I/O 通信，我们可以想象一个高度复杂的指令和信息网络在整个系统中交换。

在尝试生成配置文件时，控制器必须维护和跟踪电机和远程数据库逻辑的制动逻辑，同时将相同的信息传送到 VFD。 在传统系统中：

• 电梯控制器和 VVVF 交流逆变器之间需要多达 10 个额外的数字和模拟 I/O 接口。 同样，这也适用于编码器信号。 传统系统需要同时向电梯控制器和交流逆变器供电。 交流逆变器既不知道电梯轿厢的当前位置，也不知道它接下来要去哪里。
• 在检测到故障时，电梯控制器必须应用紧急制动以防止损坏。
• 基本上有两组参数条目：一组用于逆变器，一组用于控制器。 这增加了调试和微调的时间和精力。
• 由于驱动器和控制器生成单独的斜坡曲线，斜坡曲线很可能会发生冲突。

解决这种复杂性的理想解决方案是合并这两种技术。 通过集成解决方案，我们相信并可以证明整个电梯体验只会变得更好。

综合解决方案

电梯控制的集成解决方案只是将 VFD 和电梯控制器技术嵌入到一个单元中。 轻松解决上述问题。 此外，与传统控制系统相比，它具有以下优点：

• 安全性：集成解决方案会持续监控和更新电梯轿厢的位置，并每隔几微秒管理一次安全功能。 拥有轿厢位置、终点距离、当前车速、最近门区等完整信息，安全及时响应，确保平稳停车，不急刹车。
• 无缝软件：它为电梯控制器和 VVVF 驱动器提供了一个编程键盘，无需两个编程工具、手册和单独培训。 诊断准确地指向确切的问题，从而减少故障排除时间。
• 平稳的乘坐舒适性：集成解决方案以最短的行驶时间提供最佳的行驶速度，并通过直接到地板的着陆（距离控制）为不同的楼层高度提供最大的舒适度。 共享生成的最佳 Sramp 配置文件的智能管理
  直接与VVVF交流逆变器微处理器，无噪声干扰或双斜坡冲突。
• 节省成本：减少组件和接线自动降低控制系统的净成本。 间接地，调试和故障排除时间的减少也降低了成本。
• 节省空间：优化面板空间。
• 简化：设置和微调电梯乘坐舒适度是使用一组通用参数以易于理解的电梯术语（“m/s”、“kg”等）来执行的。 在传统系统中，有两组编程参数：一组用于交流逆变器，另一组用于电梯控制器。

IEC 消除了电梯控制器和 VVVF 交流逆变器参数设置的紧密匹配以及制动器开/关延时调整的需要，这对于实现合理的乘坐舒适性至关重要。

结语

IEC 不是一个新颖的想法，而是一个经过充分验证的概念。 仅中国 450,000 年生产的 2012 台电梯中，就有 360,000 多台包含 IEC。 这证明了集成解决方案的接受度。 世界其他地方接受这项创新只是时间问题。