如何优化控制电梯运行速度

如何优化控制电梯运行速度

作者：陈建明 潘建平

来源：《科教导刊·电子版》2015年第10期

摘 要 人们生活中电梯的出现已达一百五十年之久，乘坐电梯的过程人们所关心的除了电梯的安全性与舒适性之外，电梯是否快速平稳也显得尤为重要。现阶段电梯技术发展的核心方向正表现为对电梯速度的控制与研究方面。与此同时，物质生活水平的提高、科学技术的进步也使得电梯运行速度研究成为了世界范围内各大电梯研究机构争相探讨的问题。因此，本文对电梯运行速度的优化和控制进行研究分析，并提出一些观点和看法。 关键词 电梯 运行速度 控制方式 可靠性 中图分类号：O232 文献标识码：A 1国内外电梯速度控制方式分析

电动机作为速度控制系统的主要执行单元，其功能主要是依据变频器频率及供电电压变化以完成不同转矩的输出，并在减速器的辅助下运行轿厢。目前电梯速度控制的方式主要有两种：同步电动机和异步电动机。在两者的性能比较上，同步电动机的性能要更优一些，然而加入价格因素的影响，目前社会电梯所广泛使用的仍是异步电动机。电动机所拥有的变频变压调速功能，所依据的是电动机的转动是由变频器来驱动，而电动机的旋转速度则要通过速度指令来促进电动机供电频率的改变。从一般角度来讲，在对电梯运行速度以及舒适程度的影响因素里，电梯速度控制方式的选择是其最关键的影响因素。现阶段国内外电梯速度的控制方式主要包括以下三种方式：

（1）以时间为原则的控制方式。在以时间为原则的控制方式中，由电梯各位置检测点信号输入以确定它的运行阶段，在确定运行阶段之后，以EEPROM中理想速度曲线数据为参照，进而形成开环运行方式，这就导致制停阶段电梯低速爬行时难以保证平层精度与舒适度，且运行效率也不高，并且在电梯调试人员对控制点位置寻找方面也增加了难度。

（2）以相对距离为原则的控制方式。电梯速度理想曲线建立在时间原则基础之上，并考虑到位移曲线与速度曲线之间的关系。借助增量编码器可准确测出轿厢的相对距离，以此获得电梯的运行速度。但是，在实际操作过程中，钢丝绳和曳引轮槽间存在打滑的现象，从而使得主控制器难以精确的把握轿厢的位置，进而在停靠过程中也就不可避免地存在爬行问题。 （3）以绝对剩余距离为原则的控制方式。这种方式能够有效提升电梯运行速度，在运行原理上，轿厢实时准确的位置借助绝对值编码器获得，电梯运行速度的计算是通过对欲平层位

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置及轿厢间距离关系来获得，以此为依据发出变频器的控制指令，这就使其能够有效提升电梯运行速度。

2电梯运行速度的优化控制设计

以绝对值编码器来测量轿厢的绝对位置，并及时地将测量结果向电梯主控制器反馈，以此控制电梯的运行速度，这就是本文所研究的电梯速度优化设计方案。绝对值编码器的使用既没有误差累积，同时也不存在钢丝绳打滑弊端，通过对井道中轿厢绝对位置的获得完成直接停靠。

2.1 控制方案

（1）在提高绝对值的精度方面，通过使用绝对值编码器，将轿厢位置信号向主控制器反馈，进而达到精准的测量电梯运行中轿厢位置的目的；（2）在速度控制过程方面，充分发挥旋转编码器的作用，将电梯实际运行速度反馈至变频器，并针对这一实时速度展开PID调节，这是双闭环速度控制过程；（3）在提高电梯舒适度方面，将电梯运行速度控制曲线与正弦曲线相结合，以达到提高电梯舒适性的目的；（4）最后，利用速度算法获得剩余距离值，这是控制电梯运行速度的重要环节。 3.2 硬件设计

（1）借助RS485的方式来实现和电梯主控制器之间的实时通讯，以实现电梯主控制器具体位置值的接收；（2）以剩余距离值为依据给定曲线来实现实时速度值的计算；（3）通过RS485方式，变频器通讯完成速度指令向变频器的输出。 3.3 软件设计

在变频器和电梯主控制器与速度优化控制模块间，有数据通讯时差的存在，并且距离计算速度的过程也必然耗费一定的时间，这些影响因素的叠加无疑使得速度控制本身显得滞后。以电梯实时速度控制的精确度为出发点，以电梯剩余距离为依据，对实时运行的速度进行计算，并在一定程度上予以调节，才能够最终输送至变频器位置。在现阶段，控制领域应用比较广泛的控制方法就是PID控制方式。 3.4 可靠性设计

电梯作为人们生活中一种常见的垂直交通工具，与乘客人身安全休戚相关，对电梯自身的安全性要求方面有着较高的标准。可靠性设计应当以切实关注软件设计的安全为重点，在此基础上提高屏蔽、隔离、抑制等硬件措施的有效性。本次设计在程序设计环节可通过冗余指令的

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增加及重要参数的重复设置来保证控制系统的可靠性。一旦程序发生死循环问题时能够即刻强制复位，在良好的控制系统下提高抗干扰措施的实效性。 4结束语

综上所述，本文中的电梯轿厢位置反馈装置突出了绝对值编码器的使用，展现了这一新型速度控制系统的技术优势。电梯轿厢和欲平层位置之间绝对剩余距离在电梯控制系统和变频器通讯的展开下得到有效利用，以此实现了对电梯运行速度的实时优化控制。此外，旋转编码器在电动机轴上的安装也达到了变频器和电动机、电梯控制系统与轿厢间双闭环控制的基本目标，这不仅使电梯系统舒适性及运行效率得到显著提高，且有效解决了电梯爬行和停靠问题。 参考文献

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[2] 顾晨.ADCM电梯速度控制系统的研究[D].杭州：浙江工业大学，2004. [3] 李惠升.电梯控制技术[M].北京：机械工业出版社，2003，（07）.