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1. RD-DMS01型变频门机系统概述 1.1. 开发背景 市场对交流变频门机需求强烈，为提高产品的竞争力，公司决定自主开发交流变频门机。自主开发可拥有知识产权，很好的配合公司的产品，而且可以灵活根据市场的情况、客户的需求进行调整。 1.2. 变频门机介绍 1.2.1. 系统构成 变频门机系统的构成如图1-1所示，电子板照片见附图。 图1-1 控制系统构成简图 1.1.1. 变频门机的主要优点 1). 新开发的交流变频门机适用于GVF系列的电梯，1.2米宽2.3米高以下的中分门。 2). 具有自学习功能，掉电后也可以保持门宽数据。 3). 开关门的效率高，且有两种速度曲线可选。 4). 双重看门狗技术，使系统有较高的可靠性。 5). 耗能少，电机功率小，仅80 W。 6). 噪声小，开关门的最大噪声都小于58db。 7). 实现了低频1Hz的恒转矩控制, 振动小。 8). 采用高性能的16位单片机，最新的智能功率模块ASIPM。 9). 采用日立LM-SB3机械系统，电梯门机构大大简化，无曲柄摇杆机构。 10). 可靠性高，系统具有欠压、过压、过流、短路、缺相、过载等保护。进行了200万次的寿命试验，通过了群脉冲、雷击、静电、温度、交变湿热等型式试验，可保证系统可靠运行。 11). 充分考虑了电磁兼容性（EMC）的问题，（微信公众号：电梯）谐波分析表明，我方门机系统的谐波少于同类的富士变频器和佛马达的变频器； 12). 在开发、设计的过程中，充分考虑到市场、营业、制造、工程、品质保证方面的要求，做到制造尽量简单，工程安装、调整简单，方便检测的产品。 13). 尽管性能上有提高，但由于在设计上认真考虑了成本问题，可比较部分总成本大大低于VFMG门系统，与原GVF直流门系统基本持平，而且新系统有一定降价的空间。 14). 自主开发的交流变频门机与普通直流门机的比较见表2-1 表2-1交流变频门机与直流门机的比较 2. RD-DMS01型变频门机电气控制系统介绍 2.1. 控制原理 该电气系统采用SPWM控制方式，对逆变电路的开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲，对脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。如图2-1。 图2-1 SPWM变频电路示意图
较大，不能忽略，所以此时需要提高定子电压 ，以补偿定子阻抗压降带来的影响。 1.1. 电气控制系统的构成 图2-2 电气控制系统的构成 MCU选用了美国INTEL公司的87C196MC系列单片机。该CPU的最为显著的特点是具有一个波形发生器，它能产生3对脉宽调制信号，因此特别适合于对交流电机的控制。 功率部分采用最新的功率模块ASIPM，该模块结构紧凑，响应速度快。最大的优点是只需要单电源控制，节省了三个开关电源，控制成本低。 由PLC发出到门机电气控制系统的信号有：开门信号，关门信号，开门允许信号，输入形式均为光耦隔离。 其它输入到门机电气控制系统的控制信号有：开门极限信号，关门极限信号，光幕（光电保护）信号，（微信公众号：电梯）安全触板信号，编码器信号。输入形式均为光耦隔离。 电源输入为：直流24V电源，交流110V电源。 输出到PLC的控制信号为：开关门受阻信号，故障信号，门宽自检信号。输出形式均为继电器输出。 其它输出信号有：屏蔽安全触板提升信号，屏蔽光幕信号。 功率输出为：电机的三相输出。 1.1. 实现的主要功能 1). 当开门信号和开门允许信号共同输入时，系统执行开门动作。 2). 当有关门信号输入后，系统执行关门动作。 3). 在关门过程中当有安全触板或光幕信号输入后，系统执行反开门。 4). 在关门过程中，门受到100~150牛顿的力后，向PLC发送门受阻信号并等待PLC的指令。（微信公众号：电梯） 5). 当有开门允许信号、同时按下门宽自检开关后，系统向PLC发出门宽自检信号，并开关门运行一次，并将最新的门宽数据保存在EEPROM中。 6). 当系统检测到本身的故障（故障祥见4.6）后，向PLC发出故障信号，并停机。 2. RD-DMS01型变频门机电气控制系统的检验 2.1. 电子板关键点的测试。 关键点的测试是为了反映电子板元件，焊接质量的好坏。在该测试中需要的仪器有：万用表、示波器、电源（AC110V和DC24V）。 2.1.1. DMC-1板的检验 测试条件： JB-I1， JB-I2接AC110V（无顺序），JE接24V电源（JE-I+接正极，JE-I-接负极，JC接编码器（绿线接JC-I1，黑线接JC-I2，白线接JC-I3，红线接JC-I4）。 1). 不带门电机的情况下，上电后，JB的I1和I2之间的交流电压有效值为110V±10%； 2). T1的两端电压为5V±10%，GND5V为地，发光二极管L9亮； 3). T2的两端电压为24V±10%，GND24V为地，发光二极管L8亮； 4). IC8的4脚和11脚之间电压为15V ±10%，11脚为地； 5). 转动编码器，可看到L20, L21两个发光二极管不断闪烁； 6). 上电后，REL4继电器动作，L19亮； 7). SW2手动复位开关正常。即按下去后，发光二极管L19灭；松手后发光二极管L19亮。 2.1.2. DMD-1板的检验： 测试条件：JC-I1，JC-I3接AC110V（无顺序），JC-I2E接大地；JE接电机（JE-O1接电机U相，（微信公众号：电梯）JE-O2接电机V相，JE-O3接电机W相）；JD接放电电阻（无顺序）。 首先在断开SW1的情况下： 1). JC的I1和I3之间的交流电压有效值为110V±10%； 2). 光耦O1~O6的第6脚相对于第5脚都应是高电平，电压应在4～5V； 3). T2在板的下方，T2的两端电压为直流5 V±10%, 右端为正，左端为负； 4). T1在板的左下方，两端电压为直流15.4-15.9 V, 上端为正，下端为负； 5). 电流传感器LTS1，LTS2，LTS3的输出out管脚电压应为直流2.5±0.1V； 闭合SW1： 1). JD的O1和O2之间的直流电压值为154V±10%，O1正，O2负； 2). IPM模块的强电部分从上往下的第1脚和第5脚之间直流电压值为154V±10%，第1脚为负，第5脚为正； 2.2. 电子板整体功能测试： 为了测试电子板的整体功能，需要准备一个试验台：试验台要求能提供电子板需要的AC110V和DC24V电源，模拟控制装置一套（可用PLC制作）。 测试条件：有关电子板与模拟控制装置和机械系统之间的接线参照图册K3500027中的图纸F3502012（门机回路图）。模拟控制装置保证DMC-1板的JD-I5（平层信号）一直有高电平信号输入（L3灯一直保持亮状态）。门机控制系统有两条速度曲线，当DMC-1板的跳针插上时为快速，反之为慢速。以下功能测试应在不同速度曲线下各做一次。 1). 门宽自检功能：首次上电后应先进行门宽自检。按下门宽自检开关（DMC-1板的SW1），轿门自动以较低的速度开尽，再自动以较低速度关尽。在该过程中，发光二极管L17亮，JF-O2输出高电平；关门到位后，发光二极管L17灭，JF-O2输出低电平。注意：该过程完成后要释放门宽自检开关。 2). 开门功能：模拟控制装置给开门信号（JD-I7输入高电平），发光二极管L1亮，（微信公众号：电梯）则执行开门动作。 3). 关门功能：模拟控制装置给开门信号（JD-I6输入高电平），发光二极管L2亮，则执行关门动作。 4). 反开门功能：在关门过程中，使光电保护开关（常开触点）动作，JD-I1有高电平信号输入（L22灯亮），则门停止运动，等待模拟控制装置给开门信号。 5). 反开门功能：在关门过程中，使安全触板（常闭触点）动作，JD-I3有低电平信号输入（L6灯灭），则门停止运动，等待模拟控制装置给开门信号。 6). 在关门受阻时，JF-O3（L18灯亮）有高电平信号输出，门停止运动，等待模拟控制装置给开门信号。 7). 在开门受阻时，JF-O3（L18灯亮）有高电平信号输出，门停止运动，等待模拟控制装置给关门信号。 8). 关门到位后再持续给关门信号，则系统处于关门堵转状态。 9). 开门到位后再持续给开门信号，则系统处于开门堵转状态。 10). 在双安全触板的电梯门上检测。在右侧触板提升之前，REL4继电器动作，屏蔽安全触板提升信号（JF-O4）输出高电平，L19灯亮。 11). 在双安全触板加光电保护的电梯门上检测。在右侧触板提升之前，REL4继电器动作，屏蔽光电信号（JF-O5）输出低电平，L19灯亮。 12). 故障处理功能：有三种信号输出。 a. 模拟功率模块故障。用导线将DMC-1板IC12的1脚与7脚相碰一次，则门停止运动5秒后再次启动；再碰一次则门停止运动，JF-O1（L16灯亮）有持续高电平信号输出。 b. 模拟电机缺相故障。在门运行过程中断掉电机一相， 20秒后门停止运动，JF-O1高低电平切换一次后保持高电平信号输出，L16灯亮灭一次后常亮。 c. 模拟开关门极限同时动作故障。在门运行至开门极限时，接通关门极限开关，门停止运动，JF-O1高低电平切换两次后保持高电平信号输出，L16灯亮灭两次后常亮。 13). 防止在走梯过程中开门的保护功能： a. 在门运行至关门极限位置后，同时给开关门信号，门应该不动作。 b. 去掉DMC-1板JD-I5的高电平信号，只给开门信号，门应该不动作。 以上电子板整体功能测试中，若观察到的现象与以上所述不吻合，则功能测试不合格。 2.3. 所遇到的问题 在对电子板的功能测试过程中发现：线路板厂制作的电子板覆铜线有短路、断路现象；元件有插错现象，例如二极管、LED、IC芯片等。这些问题都会对电子板的功能产生较大影响。 3. RD-DMS01型变频门机现场问题的处理 3.1. 机械方面调整 图4-3 轿门门锁开关调整 图4-4 CLS、OLS开关动作时的状态 1.1.1. 开门力保持装置的调整 开门力保持装置见图4-2。有关该装置对控制系统的影响可参阅RD-DMS01型变频门机故障事例集。 图4-5 开门力保持装置 1.1. 电气方面调整 1.1.1. 轿顶电器箱布局 新型变频门机电气控制回路由DMC、DMD两块电子板构成，轿顶电器箱布局、电子板上接线端子（WAGO）、指示灯和开关位置等如图4-3所示。 图4-6 电子板的安装布局及部分元件排列图 1.1.1. DMC-1板上的指示灯、开关说明 L1亮表示有开门信号输入； L2亮表示有关门信号输入； L3亮表示有平层信号输入； L4亮表示有自学习信号输入； L5灭表示有开门极限信号输入； L6灭表示有安全触板信号输入； L7灭表示有关门极限信号输入； L8亮表示有直流24V输入； L9亮表示有直流5V输入； L10～L15亮表示有电机三相控制波形信号输出； L16亮表示有故障信号输出； L17亮表示有门宽测试信号输出（进入门宽测试状态）； L18亮表示有ORS信号输出； L19亮表示有屏蔽触板信号输出； L20～21在门低速运动时闪动表示有编码器信号输入； L22亮表示有光电（光幕）信号输入。 SW2：微机复位键（自复位开关）； SW1：门宽测试键（自锁型开关）； JS1：程序选择（跳线）； JS2：门速度选择（跳线）。 1.1.2. DMD-1板上的指示灯说明 LED1亮表示有直流5V输入； LED2亮表示有直流155V电压。 1.1. 工程安装、接线及通电前检查指引 1.1.1. 工程安装 现在的门机电子板、电机、旋转编码器在出厂之前已压接了MLC，在现场只需将标明为DM(电机)的一组MLC对插，将标明为DMEN（旋转编码器）的一组MLC对插即可。 1.1.1. 上电后的电压测量 1). 在不接板间FA插接电缆的情况下，上电后，DMC板JB的I1、I2间的交流电压有效值为110V±10%。 2). 测量指示灯L9两侧的测试点VCC5V与GND5V的电压，应在5V±10%，测量指示灯L8两侧的测试点VCC24V与GND24V的电压，应在24V±10%。 3). 慢慢转动门电机，编码器随之转动，正常情况下，可以看到L20、L21两个发光二极管不断闪烁。 1.1. 门宽测试方法： 为了达到较好的开关门效果，新安装的电梯需进行一次门宽测定。门宽测定的步骤如下： 1). 用轿顶检修运行方式将电梯开到平层位置。 2). 按下门宽自检的自锁开关SW1，这时电梯轿门将自动开关一次以测试门宽。（注意：在轿门作门宽自检测时，禁止任何人员出入轿厢。） 3). 当电梯轿门打开后，再完全闭合，门宽测试结束。 4). 门宽测定结束后，开关SW1复位，使电梯恢复正常的控制状态。 1.2. 开关门速度选择 DMC板上的JS2为速度选择跳线，在有短接器时为高速开关门状态；无短接器时为低速开关门状态。 1.3. 门微机故障种类及检查 1.3.1. 负载回路及电源过、欠压保护： 1). 功率模块的Fo故障（负载回路过流、短路，控制电压欠压，检查模块输出回路端子JE端、电机的绕组电阻是否正常（阻值参见表4-2），对地绝缘是否良好）。 2). 电源电压的过、欠压±20%，输入AC110V电压过高或过低，对供电电压的测定是否满足AC110±22V的要求。 1.3.2. 门电机故障： 1). 电机过流。电机在额定工作电流的150%，持续通电1分20秒或在额定工作电流的200%，持续通电20秒，检测出该故障，须检查轿门机械动作是否顺畅，电机的绕组电阻是否正常（阻值参见表4-2）。 2). 电机缺相运转20秒，检查电机的接线及电机的绕组电阻（阻值参见表4-2）是否正常。 1.3.3. 门行程故障： 1). 开关门极限同时动作（检查OLS、CLS开关回路，动作时指示灯是否相应亮灭）。 2). 编码器记录的门动作行程超过额定的30%时动作（检查机械传动部分，如皮带打滑、断裂）。 2. RD-DMS01型变频门机系统参考资料 变频门机控制程序在信息资料科有存档，文件名为：RDDMS01.ASM。 其它设计文件如下表所示： | | S-3-0415 | | S-4-0077 | | S-4-0078 | | S-4-0079 | | YF2001-S005 | | 暂时无编号 | |
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发表于 2020-4-6 08:28
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