电梯曳引机测试系统设计

刘敏

(蓝光奥的斯电梯曳引机(天津)有限公司,天津 300457)

电梯曳引机测试系统设计

刘敏

(蓝光奥的斯电梯曳引机(天津)有限公司,天津 300457)

本文主要分析了电梯曳引机测试系统设计工作,探讨了电梯曳引机测试系统设计工作的具体流程和要点,分析了设计过程中需要重点关注的问题,以期可以提高电梯曳引机测试系统的科学性。

电梯 曳引机 测试系统 设计

1 引言

目前,在电梯曳引机测试系统设计过程中,存在很多问题,因此,为了提高电梯曳引机测试系统的测试准确性,有必要对电梯曳引机测试系统设计工作进行分析。

2 电梯曳引方式的确定及钢丝绳的选择

电梯曳引方式的确定包括曳引机安放位置的确定、曳引比及曳引绳缠绕方式的选取三方面内容,其确定对曳引机的结构设计具有重要的意义。

(1)曳引机的安放位置。根据曳引机的安放位置(井道的上部或下部),电梯的曳引型式可以分为上置式传动和下置式传动。上置式传动的特点是对建筑物施加的载荷量较小,对井道的建筑面积要求较小,这也是电梯曳引机最常见的一种放置方式。此时:机房总载重量＝曳引机、控制屏等重量＋轿厢自重、载重重量＋对重重量。下置式传动对建筑物施加的载荷量比上置式大,对井道的建筑面积要求也大,一般用于船舶电梯。此时:机房总载重量＝2(轿厢自重＋轿厢自重、载重重量＋对重重量)。(2)曳引比及曳引绳缠绕方式。曳引传动是指借助于钢丝绳与曳引轮轮槽之间产生的摩擦力来驱动电梯轿厢与对重垂直上下运动的传动。对于货梯常用的曳引比为2:1、3:1及更大曳引比的传动方式;对于客梯,半绕式1:1传动和全绕式1:1传动,其曳引比i12=1,曳引轮的圆周速度与轿厢运行速度相等,曳引轮上钢丝绳承受的拉力等于轿厢的总重量。由于全绕式1:1传动用于高速客梯(v≥2.5m/s),对于额定速度v=1.0m/s的客梯应选用上置式曳引比为1:1的半绕式传动。

3 测试内容及要求

(1)变频电机试验。变频电机是电梯用变频调速异步电动机,测试系统中,由30kW的富士变频器供电,采用闭环无级调速控制。主要是通过变频器的控制来控制电机的运行。我们要求电机能够正反方向运行,运行方式是:启动加速运行额定速度运行减速运行停止。注意在电机运行前须打开制动器,停止后须保证制动器复位。(2)双速电机试验。双速电机为三厢异步电动机,6/24极双绕组结构。它的测试要求是能够正反转运行,运行方式是:启动--24极低速--6极高速--24极低速--停止。电机运行前须打开制动器,电机停止后须保证制动器复位。(3)制动器测试。曳引机常用的制动器有2种,即交流供电和直流供电。需要准确测量这2种制动器的最低启动电压和最高停止电压,并且发送到计算机保存和报表打印。

4 系统整体结构

按照所完成的功能,系统可以大致分为3层。第1层为管理层,由计算机和打印机组成,计算机通过与PLC通讯,完成现场数据的采集,并对采集的数据进行管理,根据用户的需求,打印测试报告等。第2层为控制层,主要由PLC完成系统的核心控制工作。第3层为执行层,包含继电器、接触器等电气执行元件,构成电气操作回路,完成各个线路之间的切换。

正常工作的时候,通过操作面板上的按键,发出相应的试验操作指令,PLC接收到按键动作指令之后,按照预定的流程切换线路,启动相应的测试设备,完成测试数据的采集,并把数据发送到上位机。

5 PLC控制系统设计

根据试验系统的需要及PLC的性能要求,采用三菱FX2N系列微型可编程控制器,包括一个基本单元,一个输出扩展模块,一个FX2N2DA数模转换输出模块和一个FX2N4AD模数转换输入模块。这样就具有8个输入端子(用于开关触点的输入),16个输出端子(用于控制触点开关,变频器正反转信号输出),2个模拟量输出口(利用其一输出变频器的速度输入信号)和4个模拟量输入口(用于测量参数,例如制动器启动电压,停止电压等)。

6 电梯曳引机的扭振下位机测试设计

(1)硬件电路原理。本文应用硬件电路的模块化设计,有信号预处理模块、晶振时钟模块、数据采集模块、USB通信模块等,各模块电路都是通过单片机AT89C51的两个外部中断INT0和INT1来控制,同时单片机还进行脉冲个数的计数。利用1块8254作为数据采集模块对外部的插补时钟进行计数。单片机与上位机系统通过USB接口进行通信,实现数据的接收与传送。(2)硬件电路的实现。传感器输出的信号需要经过信号预处理才能获得良好的信号输入源,这里采用过零比较的办法将正弦波转化为方波作为P1、P2信号。将P1、P2信号分别与单片机的INT1、INT0相连,单片机的中断使用边沿触发方式,接入非门的目的是让中断发生在信号的上升沿。单片机的T0计数,采用方式2,用来实现脉冲个数的计数,即是N+1。时钟脉冲的插补计数都是由计数器8254完成,在INT1中断中实现计数ts1-ts0,在INT0中断中实现计数t11-t10和t11-ts1,并且依次按照ts1-ts0、N+1、t11-t10、t11-ts1传送数据,计数器8254的数据传输是先传低8位再传高8位。每来连续两个有效采样点得到两组数据,可计算得到一个速度值。这样如此循环就可进行曳引机的扭振角速度的有效值的测定,直至曳引机整个扭振测试过程结束。单片机AT89C51与PC机之间通过便携式USB端口进行通信并实现所有数据的传送。下位机采集数据并不断的存储在FIFO缓存中,以数据包的形式一次性将缓存中的数据传送给上位机系统。这样就实现了电梯曳引机扭振测试下位机系统的硬件电路。(3)单片机程序设计。单片机的主程序打开中断,并一直等待中断,直到INT1与INT0中断的到来。执行两个中断程序时,INT1中断实现软件分频,当分频数满足条件时表示P1信号的有效采样点来到,设置标志位供INT0中断查询用,因而判断有效采样点的到来是两个中断程序的关键。

7 电梯曳引机的扭振上位机测试设计

上位机采用了双线程执行的体系结构,主界面线程用来获取用户的输入信息,USB固件的下载,采集数据的保存;数据采集线程相当于工作线程,完成采集数据的获取,数据的处理,数据显示的整个过程。

8 结语

综上所述,电梯曳引机测试系统的设计是否科学将会影响测试的效果,所以,在今后的测试系统设计过程中,一定要更加重视测试系统设计的科学性和有效性。

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