專利名稱：一種電梯轎頂一體化工作站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種電梯轎頂一體化工作站，尤其是集 電梯轎廂門機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)、轎廂呼梯信號(hào)采集、轎廂內(nèi)裝置控制功能于一體的電梯轎頂一體
化工作站。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展也日新月異，很多的邊緣科 學(xué)不斷地用于電梯控制中。對(duì)于電梯行業(yè)，由于電梯的整體結(jié)構(gòu)基本固定，所以要在整個(gè)結(jié) 構(gòu)上實(shí)現(xiàn)很大的突破是很難的。但是電梯企業(yè)可以考慮在各個(gè)部件環(huán)節(jié)上進(jìn)行分部升級(jí) 改進(jìn)，或者將分散的零部件整合到一個(gè)整體結(jié)構(gòu)上去。電梯的電氣控制部分是整個(gè)電梯產(chǎn) 品的核心，而隨著電子科技的飛速發(fā)展，越來越多的大規(guī)模集成電路出現(xiàn)在市場(chǎng)上并得到 廣泛的應(yīng)用?？梢钥紤]將原來分工細(xì)化的各個(gè)控制部件集成到一個(gè)比較完整的系統(tǒng)中，這 樣的做法不但可以節(jié)省成本，而且對(duì)于控制系統(tǒng)的管理和整個(gè)產(chǎn)品結(jié)果也有良性的促進(jìn)作 用。在電梯系統(tǒng)中，門機(jī)控制系統(tǒng)是其中非常重要的一環(huán)，主要作用是對(duì)轎廂門進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)控制。門機(jī)控制器設(shè)計(jì)得合適與否，關(guān)系到轎廂門運(yùn)動(dòng)的靈敏度乃至安全性能。門機(jī) 運(yùn)動(dòng)控制得當(dāng)，轎廂開、關(guān)門迅速，不拖沓，不會(huì)給乘客帶來煩躁和多余的等待時(shí)間；反之， 可能會(huì)給乘客帶來不便乃至存在安全隱患。而另外，轎廂頂部還設(shè)有一個(gè)轎廂內(nèi)呼梯信號(hào) 采集的控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)收集呼梯盒上面的呼梯信息，并通過總線反饋到主控制板上等待處 理，響應(yīng)不同樓層客人的呼叫。目前，公知的轎廂設(shè)計(jì)中，門機(jī)控制器和轎廂呼梯系統(tǒng)是分 離的，這種傳統(tǒng)的方式在以前的技術(shù)條件下，從設(shè)計(jì)理念上無可厚非，但在當(dāng)今微處理器盛 行的信息時(shí)代，在空間上相離不遠(yuǎn)的兩個(gè)控制系統(tǒng)如果不整合在一起，便造成了空間和制 造成本的浪費(fèi)。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電梯轎頂一體化工作站，旨在解決現(xiàn)有的電梯因 分工細(xì)化導(dǎo)致控制部件的數(shù)量較多導(dǎo)致的電梯的管理復(fù)雜，且成本升高的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下—種電梯轎頂一體化工作站，其中，包括核心處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模 塊、光電編碼器、整流電路、智能功率模塊、電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊、轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊 和電機(jī)，所述整流電路、所述智能功率模塊和電機(jī)依次連接；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接所述智 能功率模塊和核心處理器；所述電流檢測(cè)模塊一端連接所述智能功率模塊的輸出端，另一 端連接所述核心處理器；所述光電編碼器連接電機(jī)和核心處理器；所述電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè) 模塊和轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊均連接所述核心處理器。所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，所述核心處理器為DSP。[0009]所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)。所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，還包括存儲(chǔ)模塊、上位機(jī)和人機(jī)界面，所述 存儲(chǔ)模塊、上位機(jī)和人機(jī)界面均連接至核心處理器。所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，所述存儲(chǔ)模塊為EEPR0M，通過串口與核心處
理器連接。所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，所述上位機(jī)通過CAN總線與核心處理器進(jìn) 行通信。所述的電梯轎頂一體化工作站，其中，所述電流檢測(cè)模塊為一電流傳感器。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過將門機(jī)控制器和轎廂呼梯信號(hào)采集系統(tǒng) 整合在一起，實(shí)現(xiàn)了轎廂控制系統(tǒng)的一體化。使系統(tǒng)集成度高、體積顯著減小，節(jié)省了制造 成本，有效提高了門機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低了系統(tǒng)噪音，并且便于現(xiàn)場(chǎng)安裝管理和日后 的維護(hù)保養(yǎng)。此外，由于使用了永磁同步電機(jī)，電能源的節(jié)約也得到了進(jìn)一步體現(xiàn)。

圖1是本實(shí)用新型提供的門機(jī)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型提供的門機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施 例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型以門機(jī)控制器為核心功能，配合對(duì)轎廂呼梯信號(hào)的采集和轎廂內(nèi)裝置 的控制，實(shí)現(xiàn)了電梯門機(jī)運(yùn)動(dòng)控制、轎廂呼梯信號(hào)采集的集成。參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電梯轎頂一體化工作站包括核心處理 器DSP、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、光電編碼器、整流電路、智能功率模塊(IPM， Intelligent Power Module)和電機(jī)，所述電機(jī)為永磁同步電機(jī)PMSM。所述整流電路、所述 智能功率模塊和永磁同步電機(jī)PMSM依次連接。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接所述智能功率模塊 和核心處理器DSP;所述電流檢測(cè)模塊一端連接所述智能功率模塊的輸出端，另一端連接 所述核心處理器DSP ；所述光電編碼器連接永磁同步電機(jī)PMSM和核心處理器DSP。所述工作站還包括電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊、轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)模塊、上 位機(jī)和人機(jī)界面。所述存儲(chǔ)模塊為EEPR0M，其通過串口連接所述核心處理器DSP ；所述上位 機(jī)通過CAN總線連接所述核心處理器DSP ；所述電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊、轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè) 模塊和人機(jī)界面也均連接至所述核心處理器DSP。本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)，驅(qū)動(dòng)方式為基于矢量變換的PWM變頻驅(qū) 動(dòng)，所述核心處理器DSP采用TI公司的32位DSP，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)為PS21564， 開關(guān)電源的PWM控制器采用TI公司的UC2844，所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊采用MICROCHIP公司的 24AA00串行EEPR0M，采用MAXIM公司的MAX706AP作為系統(tǒng)看門狗電路核心，采用Philips 公司的TJA1050作為CAN總線的收發(fā)器，采用Allgreo公司的電流傳感器ACS712作為電流 檢查模塊，采用安森美公司的TL431作為穩(wěn)壓基準(zhǔn)，采用Avago公司的A1420作為主要光耦 元件，采用TI公司的UL擬803A達(dá)靈頓晶體管作為按鍵顯示燈的驅(qū)動(dòng)芯片。[0022]本實(shí)用新型的系統(tǒng)內(nèi)部以及電梯主控板之間信息的高速通信經(jīng)由CAN總線來進(jìn) 行。如圖2所示，本實(shí)用新型提供的門機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分的原理為IPM模塊將直 流母線電壓逆變后提供電源給所述永磁同步電機(jī)PMSM運(yùn)行，而所述永磁同步電機(jī)PMSM將 轉(zhuǎn)速反饋，然后通過軟件算法進(jìn)行矢量變換，產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路放大后驅(qū)動(dòng) IPM模塊。PWM逆變的工作流程如下①.外環(huán)(速度環(huán))所述光電編碼器PG把檢測(cè)到的 電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和設(shè)定的門機(jī)運(yùn)行曲線相比較，將其誤差通過PI運(yùn)算后，產(chǎn)生q軸電流指令 iq*。②.內(nèi)環(huán)(電流環(huán))所述電路檢測(cè)模塊把檢測(cè)到的U相、V相電流通過CLARK變換 模塊和PARK變換模塊處理后，產(chǎn)生檢測(cè)的q軸、d軸電流iq、id。③.將iq*與iq比較， id* (設(shè)id* = 0)和id比較，分別將比較后的誤差信號(hào)通過PI運(yùn)算，將其結(jié)果通過通過解 耦模塊進(jìn)行解耦后，得到q軸、d軸電壓Uq、Ud。④.將Uq、Ud通過PARK逆變換模塊和空 間矢量脈寬調(diào)制運(yùn)算模塊(SVPWM運(yùn)算)處理后，產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，將PWM脈沖通過驅(qū)動(dòng) 模塊隔離放大后驅(qū)動(dòng)IPM模塊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)。PARK變換和PARK逆變換中的 電角度θ是由電機(jī)轉(zhuǎn)速ω積分(1/S積分環(huán)節(jié))得到。本系統(tǒng)通過采用32位DSP CPU+IPM智能功率模塊作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)核心，將門機(jī)控制 器和轎廂呼梯信號(hào)采集系統(tǒng)整合在一起，配以高精度電流傳感器和散熱器，與主控制板的 信息交換通過CAN總線實(shí)現(xiàn)；軟件部分包括對(duì)控制器進(jìn)行參數(shù)調(diào)整的邏輯控制軟件、永磁 同步電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)軟件、對(duì)呼梯信號(hào)進(jìn)行收集處理軟件等。采用本實(shí)用新型可將門機(jī)控制器和轎廂呼梯信號(hào)采集系統(tǒng)整合在一起，實(shí)現(xiàn)了轎 廂控制系統(tǒng)的一體化。使系統(tǒng)集成度高、體積顯著減小，節(jié)省了制造成本，有效提高了門機(jī) 系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低了系統(tǒng)噪音，并且便于現(xiàn)場(chǎng)安裝管理和日后的維護(hù)保養(yǎng)。此外，由 于使用了永磁同步電機(jī)，電能源的節(jié)約也得到了進(jìn)一步體現(xiàn)。且本實(shí)用新型可用于各種垂 直升降的電梯系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來 說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán) 利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，包括核心處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢 測(cè)模塊、光電編碼器、整流電路、智能功率模塊、電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊、轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè) 模塊和電機(jī)，所述整流電路、所述智能功率模塊和電機(jī)依次連接；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接所 述智能功率模塊和核心處理器；所述電流檢測(cè)模塊一端連接所述智能功率模塊的輸出端， 另一端連接所述核心處理器；所述光電編碼器連接電機(jī)和核心處理器；所述電梯門機(jī)信號(hào) 檢測(cè)模塊和轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊均連接所述核心處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，所述核心處理器為DSP。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，所述電機(jī)為永磁同步 電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，還包括存儲(chǔ)模塊、上位 機(jī)和人機(jī)界面，所述存儲(chǔ)模塊、上位機(jī)和人機(jī)界面均連接至核心處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，所述存儲(chǔ)模塊為 EEPR0M，通過串口與核心處理器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，所述上位機(jī)通過CAN總 線與核心處理器進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯轎頂一體化工作站，其特征在于，所述電流檢測(cè)模塊為 一電流傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電梯轎頂一體化工作站，其包括核心處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電流檢測(cè)模塊、光電編碼器、整流電路、智能功率模塊、電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊、轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊和電機(jī)，所述整流電路、所述智能功率模塊和電機(jī)依次連接；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接所述智能功率模塊和核心處理器；所述電流檢測(cè)模塊一端連接所述智能功率模塊的輸出端，另一端連接所述核心處理器；所述光電編碼器連接電機(jī)和核心處理器；所述電梯門機(jī)信號(hào)檢測(cè)模塊和轎廂呼梯信號(hào)檢測(cè)模塊均連接所述核心處理器。采用本實(shí)用新型可使系統(tǒng)集成度高、體積顯著減小，節(jié)省了制造成本，有效提高了門機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低了系統(tǒng)噪音，并且便于現(xiàn)場(chǎng)安裝管理和日后的維護(hù)保養(yǎng)。
文檔編號(hào)B66B1/00GK201923723SQ201020661549
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者李思成, 羅飛, 郭智于, 陳衛(wèi)堅(jiān), 陳應(yīng)豪 申請(qǐng)人:廣州富菱達(dá)電梯有限公司