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艾默生工業(yè)自動(dòng)化中國 陳斌
摘要：艾默生可編程電梯驅(qū)動(dòng)控制一體化系統(tǒng)（ECS3100）將高性能驅(qū)動(dòng)和控制功能完美整合在一起，可實(shí)現(xiàn)電梯的客戶化功能定制，集成操作界面完善，調(diào)試方便，參數(shù)學(xué)習(xí)和配置簡便，運(yùn)行時(shí)自動(dòng)生成和切換速度曲線，實(shí)現(xiàn)直接�？浚瑥亩岣哌\(yùn)行效率。本文介紹了ECS3100在直梯產(chǎn)品中的成功應(yīng)用實(shí)例。
關(guān)鍵詞：電梯驅(qū)動(dòng)控制一體化系統(tǒng)，ECS3100，電梯控制器，變頻器，給定停車請(qǐng)求的距離控制模式，CAN，集成操作界面，加密，SFC程序設(shè)計(jì)，并梯，群控。
Abstract：Emerson programmable elevator drive and control system, ECS3100, integrates high performance drive and control functions seamlessly together. With a special integrated HMI panel, System programming, commissioning and parameter configuring are easy. With ECS3100 inside, Elevator is highly efficient, running to floors and fluently ramping down, stopping just at arriving precisely, due to the help of advanced drive functions that generating and shifting velocity curves fluently,. This article introduce example application of ECS3100 in elevator.
Key words：Programmable elevator drive and control system, ECS3100, elevator controller, Variable speed drive, Stop-request distance control running, CAN, Integrated HMI panel, encryption, Sequential functional chart programming, parallel control, group control.
1 引言
當(dāng)前我國電梯行業(yè)主流的電氣控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案有兩大類：（1）專用微機(jī)控制板+變頻器；（2）通用PLC+變頻器。
專用微機(jī)控制板由若干生產(chǎn)廠家提供；其功能由各自廠家統(tǒng)一配置，客戶不可編程；不同客戶配置變頻器需要大量選型配置工作和長期磨合過程，調(diào)試復(fù)雜；功能修改和調(diào)整（如通訊協(xié)議）都需要電腦控制板廠家開發(fā)和主導(dǎo)，客戶難以自主開發(fā)電梯功能；調(diào)度、控制上細(xì)節(jié)問題難以隨時(shí)調(diào)整；相應(yīng)電梯產(chǎn)品維保市場的競爭較為復(fù)雜；安裝接線較多。
通用PLC+變頻器的系統(tǒng)雖然可編程，但通用PLC基本上沒有電梯專用的操作界面設(shè)計(jì)和調(diào)試工具；常見品牌的PLC程序防護(hù)強(qiáng)度低，極易被惡意破解和破壞；通用PLC編程開發(fā)平臺(tái)又沒有專門面向電梯行業(yè)，導(dǎo)致程序開發(fā)難度高和維護(hù)性較差；安裝接線很多，驅(qū)動(dòng)配套調(diào)試復(fù)雜。
艾默生ECS3100系統(tǒng)突破了上述兩種系統(tǒng)的局限：（1）最新驅(qū)動(dòng)-控制一體化設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試方便；（2）具有可編程能力，可為客戶提供優(yōu)化開發(fā)的平臺(tái)，客戶從而可優(yōu)化產(chǎn)品功能、加強(qiáng)服務(wù)競爭力。（3）提供合乎電梯行業(yè)慣例的操作界面調(diào)試工具。（4）系統(tǒng)加密、專用和可維護(hù)性確保了電梯維保的可持續(xù)性，保障了安全，客戶可牢牢掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。（5）專門配置的高性能電梯變頻驅(qū)動(dòng)單元，集成了艾默生在電梯行業(yè)應(yīng)用上的核心技術(shù)，完美地結(jié)合在一起，性能卓越。（6）整體系統(tǒng)經(jīng)過嚴(yán)格地開發(fā)測試，穩(wěn)定可靠。
2 ECS3100系統(tǒng)組成
控制器、PWM控制板和變頻器驅(qū)動(dòng)部分的連接
如圖1-1所示，ECS3100系統(tǒng)由控制器、PWM控制板、變頻器驅(qū)動(dòng)部分組成�？刂破髋cPWM控制板通過配套的扁平電纜、普通雙絞線各1根連接，而PWM板與變頻器驅(qū)動(dòng)部分通過2根配套的扁平電纜連接。通常安裝時(shí)將2塊電路板置于上方，驅(qū)動(dòng)部分置于下方，并保證通風(fēng)。如圖1-2所示為安裝實(shí)例。其它方式的安裝也可以另行設(shè)計(jì)，相應(yīng)的配套連接電纜的長度可調(diào)整。
安裝實(shí)例示意圖
I/O和其它輸入輸出
ECS3100輸入輸出接線簡便，具有高可靠、抗干擾的特性。具體體現(xiàn)在以下三點(diǎn)，如圖1-1所示：
ECS3100系統(tǒng)的數(shù)字I/O點(diǎn)都控制器上。有30個(gè)普通數(shù)字輸入點(diǎn)（24VDC），4個(gè)220V高壓數(shù)字輸入點(diǎn)，6個(gè)晶體管數(shù)字輸出點(diǎn)，10個(gè)繼電器輸出點(diǎn)，可滿足直梯應(yīng)用的要求。
PWM板上擁有2個(gè)模擬量輸入、1個(gè)模擬量輸出、編碼器接口等。
ECS3100系統(tǒng)的PWM板（變頻器）與控制器之間有內(nèi)部輸入輸出總線，通過扁平電纜連接，無須接線。
由于有內(nèi)部輸入輸出總線，以往專用微機(jī)板或PLC與變頻器的接線都得到簡化。通過編程軟件可以很方便地對(duì)內(nèi)部輸入輸出總線進(jìn)行端子功能定義。
如下圖1-3為I/O實(shí)例圖。
I/O實(shí)例圖
集成操作界面
操作界面如下圖1-4，分別為控制器板上的小鍵盤和手持操作器。
小鍵盤和手持操作器
小鍵盤包括3個(gè)LED數(shù)碼管、3個(gè)指示燈及4個(gè)按鍵，如下表1所示。小鍵盤用于顯示樓層數(shù)據(jù)、運(yùn)行方向、故障代碼，也可進(jìn)行其它規(guī)定的調(diào)試操作。
正常模式用于顯示電梯狀態(tài)數(shù)據(jù)，而人工控制模式0和人工控制模式1均用于調(diào)試。
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部件名稱 |
功能說明 |
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LED數(shù)碼管 |
3個(gè)7段數(shù)碼管。 |
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小鍵盤指示燈 |
上下方向燈UP、DOWN，用于顯示上下運(yùn)行方向；OP指示燈，用于顯示操作模式 |
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小鍵盤按鍵 |
MODE、INC、SET、OP。其中OP按鍵固定用于切換小鍵盤的顯示操作模式，而MODE、INC和SET按鍵在不同顯示操作模式下以及在進(jìn)行密碼輸入時(shí)具有不同功能。 |
手持操作器包括4個(gè)LED數(shù)碼管、5個(gè)指示燈及9個(gè)按鍵，如下表2所示。
手持操作器主要用于在電梯調(diào)試時(shí)查詢和編輯參數(shù)；調(diào)試時(shí)還能顯示樓層數(shù)據(jù)、運(yùn)行方向、故障信息，以及進(jìn)行呼梯、開關(guān)門等操作。手持操作器兼容小鍵盤的功能。
手持操作器的顯示和操作有五種模式：正常模式， 編輯模式、人工控制模式0、人工控制模式1、電動(dòng)機(jī)調(diào)諧模式。正常模式用于查詢參數(shù)數(shù)據(jù)和顯示電梯狀態(tài)，而編輯模式和2種人工控制模式均用于調(diào)試。 表2 手持操作器顯示操作部件
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顯示操作部分 |
功能說明 |
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顯示部分（LED） |
4個(gè)7段數(shù)碼管 |
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指示燈 |
上下行方向燈UP、DOWN，OP狀態(tài)燈，編輯模式狀態(tài)燈，調(diào)試模式狀態(tài)燈（備用） |
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操作部分（KEY） |
9個(gè)按鍵：MODE/ESC、INC、SET、PROG、DEC、SHIFT、PK1、PK2、PK3 |
這兩種操作界面是可編程和可配置的。其功能為：
--通過手持操作器可以對(duì)全部控制器、變頻驅(qū)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
--提供開放的控制器參數(shù)組，用戶可自行定義各組參數(shù)功能，并且均可用于編程。
--故障顯示代碼、記錄時(shí)間、記錄內(nèi)容可編程、可配置。
--樓層顯示符號(hào)可編程、可配置。
--調(diào)試模式可用于開關(guān)門、呼梯操作。
--操作密碼有3級(jí)（查詢密碼、調(diào)試密碼、最高密碼），為不同級(jí)別的工作人員配置；延時(shí)無操作，退出相應(yīng)狀態(tài)。
--元件參數(shù)掉電后均永久保存。
通過上述功能，實(shí)現(xiàn)了電梯的調(diào)試操作、運(yùn)行顯示功能，界面簡潔，使用方便。
3 系統(tǒng)外圍接口
ECS3100系統(tǒng)外圍連接CAN通訊的設(shè)備，包括外呼板、指令板、并聯(lián)梯、群控板。其它通訊聯(lián)接設(shè)備包括編程、調(diào)試時(shí)所連接的編程器、手持操作器等。變頻器（PWM板）與控制器通過COMM1口連接。
通訊連接示意圖
CAN通訊接口
共有2個(gè)CAN通訊接口。應(yīng)用方法：
--采用CAN指令：CANXMT發(fā)送、CANRCV接收、CANMXMT多幀發(fā)送指令，用于對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送、確認(rèn)、響應(yīng)等操作。
--采用CAN口幀接收中斷功能，及時(shí)處理外呼板等設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù)幀通訊。
CAN0口用于外呼板、轎廂指令板、顯示板等外圍設(shè)備的通訊。由于是自由協(xié)議通訊口，可適用于不同廠家及客戶自定義協(xié)議的CAN總線外圍設(shè)備。
并梯、群控
并梯、群控通訊采用CAN1口，應(yīng)用協(xié)議可自行定義，是自由口通訊。通訊時(shí)控制器的元件地址均可選擇用于數(shù)據(jù)傳輸，完全適用于并梯、群控功能。群控功能可選擇艾默生群控設(shè)備。
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