CN220935045U - 分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统，变频控制系统包括：变频器，包括制动电阻、功率板、驱动板、业务主控制器和电机编码器接口，制动电阻与功率板电气连接，驱动板分别与功率板和业务主控制器电连接，驱动板与电机编码器接口电气连接；多个电机编码器，包括门机电机编码器和驱动电机编码器，每个电机编码器通过对应的电机编码器接口与驱动板连接；多个升降辅助设备，与业务主控制器连接；驱动交流接触器，与功率板电气连接；驱动电机，分别与驱动交流接触器和驱动电机编码器连接；门机交流接触器，与功率板电气连接；门机电机，分别与门机交流接触器和门机电机编码器连接，以提高变频控制系统的集成度。

Description

分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统

技术领域

本申请属于升降控制技术领域，具体地涉及一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统。

背景技术

建筑施工升降机是建筑工地上广泛应用的物料运输机械。目前的施工升降机电机主要包含控制升降机上下运行的驱动电机部分和控制进料门和出料门开关的门驱动电机。在升降机运行时，负责升降机上下运行的主驱动变频器主要驱动主电机，而若需要自动控制门的动作，则需要另外配小功率的伺服或变频器驱动自动门的开关。且，升降机门的控制主要分为进料门和出料门的控制，如果需要同时控制，可能需要新增变频器或伺服电机。上述方式，需通过多个变频器对各个电机进行控制，升降系统的集成度低，控制分散，成本过高。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统，用以解决现有技术中升降机变频控制系统集成度低的问题。

为了实现上述目的，本申请一方面提供一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统，包括：

变频器，包括制动电阻、功率板、驱动板、业务主控制器以及电机编码器接口，所述制动电阻与所述功率板电气连接，所述驱动板分别与所述功率板和所述业务主控制器电连接，所述驱动板与所述电机编码器接口电气连接；

多个电机编码器，包括门机电机编码器和驱动电机编码器，每个电机编码器通过对应的电机编码器接口与所述驱动板连接；

多个升降辅助设备，与所述业务主控制器连接，用于根据所述业务主控制器的控制信号辅助升降机运行；

驱动交流接触器，与所述功率板电气连接；

驱动电机，分别与所述驱动交流接触器和所述驱动电机编码器连接，用于驱动升降机的吊笼运行；

门机交流接触器，与所述功率板电气连接；

门机电机，分别与所述门机交流接触器和所述门机电机编码器连接，用于驱动进料门和出料门运行。

在本申请实施例中，所述门机电机的数量有多个，每个门机电机对应一个门机交流接触器和一个门机电机编码器。

在本申请实施例中，所述多个升降辅助设备包括：升降限位开关，包括上升限位开关、下降限位开关、上升减速限位开关、下降减速限位开关；料门限位开关，包括进料门限位开关和出料门限位开关；吊笼限位开关，包括笼顶限位开关和防冲顶限位开关；以及安全限位开关，包括防坠落微动开关。

在本申请实施例中，所述多个升降辅助设备还包括：照明设备，用于为升降机的吊笼提供光亮；以及报警提示设备，包括电铃和语音播报设备。

在本申请实施例中，所述变频控制系统还包括：键盘指示灯，与所述驱动板连接；操作台，与所述业务主控制器连接，包括外部信息识别设备，所述外部信息识别设备包括人脸识别设备和人数识别设备。

在本申请实施例中，所述键盘指示灯与所述驱动板之间采用RS485/RS232/CAN通讯接口连接。

在本申请实施例中，所述操作台与所述业务主控制器之间采用CAN/IO接口连接。

在本申请实施例中，所述功率板与所述驱动板之间通过PWM方式连接。

在本申请实施例中，所述驱动板与所述业务主控制器之间采用并行接口/总线连接。

在本申请实施例中，所述业务主控制器的型号为STM32F103。

通过上述技术方案，采用同一变频器对多个电机进行控制，对电机进行集中控制，多个升降辅助设备共用一个业务主控制器，多个电机编码器共用一个驱动板，变频控制系统的集成度较高，减少了元器件的数量，降低了升降机的成本。且，能够分时控制驱动板电机和门机电机，确保升降机的上升与门的开关不会同时动作。

本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施方式，但并不构成对本申请实施方式的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统的结构框图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统的示意图。

附图标记说明

M1、 驱动板电机 KM1、驱动板电机交流接触器

M2、 驱动板电机 KM2、驱动板电机交流接触器

M3、 门机电机 KM3、 门机电机交流接触器

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示意性示出了根据本申请实施例的分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统的结构框图。如图1所示，在本申请一实施例中，提供了一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统100，变频控制系统100包括：

变频器101，包括制动电阻、功率板、驱动板、业务主控制器以及电机编码器接口，制动电阻与功率板电气连接，驱动板分别与功率板和业务主控制器电连接，驱动板与电机编码器接口电气连接；

多个电机编码器102，包括门机电机编码器和驱动电机编码器，每个电机编码器通过对应的电机编码器接口与所述驱动板连接；

多个升降辅助设备103，与所述业务主控制器连接，用于根据所述业务主控制器的控制信号辅助升降机运行；

驱动交流接触器104，与所述功率板电气连接；

驱动电机105，分别与所述驱动交流接触器和所述驱动电机编码器连接，用于驱动升降机的吊笼运行；

门机交流接触器106，与所述功率板电气连接；

门机电机107，分别与所述门机交流接触器和所述门机电机编码器连接，用于驱动进料门和出料门运行。

变频器是指通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器101包括制动电阻、功率板、驱动板、业务主控制器以及电机编码器接口。其中，制动电阻用于消耗吊笼在下降过程中产生的能量，及吊笼减速时产生的制动能量，以对变频控制系统进行保护。所述制动电阻与所述功率板电气连接。功率板是一种用于转换电能的设备。功率板与驱动板电连接。具体地，在一个实施例中，功率板与所述驱动板之间通过PWM方式连接。驱动板用于接收主板或外部设备的指令，并将其转化为控制信号，与控制和驱动其他硬件设备工作。驱动板与业务主控制器电连接。具体地，在一个实施例中，驱动板与所述业务主控制器之间采用并行接口/总线连接。在一个实施例中，所述业务主控制器的型号为STM32F103。业务主控制器用于控制驱动交流接触器和门机交流接触器运行。所述驱动板与所述电机编码器接口电气连接。

多个电机编码器102包括门机电机编码器和驱动电机编码器，每个电机编码器通过对应的电机编码器接口与所述驱动板连接。门机电机编码器可以用于采集门机电机的运行参数。驱动电机编码器可以采集驱动电机的运行参数。运行参数可以为电流和电压等。多个升降辅助设备103与所述业务主控制器连接，用于根据所述业务主控制器的控制信号辅助升降机运行。其中，升降机可以为建筑施工升降机。

在一个实施例中，所述多个升降辅助设备包括：升降限位开关，包括上升限位开关、下降限位开关、上升减速限位开关、下降减速限位开关；料门限位开关，包括进料门限位开关和出料门限位开关；吊笼限位开关，包括笼顶限位开关和防冲顶限位开关；以及安全限位开关，包括防坠落微动开关。其中，上升限位开关用于限制升降机上升时的上升高度。下降限位开关用于限制升降机下降时的下降高度。上升减速限位开关用于限制升降机上升时的减速位置。下降减速限位开关用于限制升降机下降时的减速位置。进料门限位开关用于限制进料门的开或闭。出料门限位开关用于限制出料门的开或闭。笼顶限位开关用于限制笼顶的开或闭，防冲顶限位开关用于限制防冲顶的开或闭。

在一个实施例中，多个升降辅助设备还包括：照明设备，用于为升降机的吊笼提供光亮；以及报警提示设备，包括电铃和语音播报设备。其中，照明设备可以包括白炽灯、荧光灯、LED灯以及卤钨灯等。报警提示设备用于提供报警提示。语音播报设备可以包括喇叭和扬声器等。

驱动交流接触器104和门机交流接触器106均与功率板电气连接。驱动电机105分别与所述驱动交流接触器和所述驱动电机编码器连接，用于驱动升降机的吊笼运行。门机电机107分别与所述门机交流接触器和所述门机电机编码器连接，用于驱动进料门和出料门运行。在一个实施例中，所述门机电机的数量有多个，每个门机电机对应一个门机交流接触器和一个门机电机编码器。

在一个实施例中，所述变频控制系统还包括：键盘指示灯，与所述驱动板连接；操作台，与所述业务主控制器连接，包括外部信息识别设备，所述外部信息识别设备包括人脸识别设备和人数识别设备。

其中，键盘指示灯与所述驱动板连接。具体地，在一个实施例中，键盘指示灯与所述驱动板之间采用RS485/RS232/CAN通讯接口连接。操作台可以为触控式操作台，也可以为非触控式操作台。操作台与所述业务主控制器连接。具体地，在一个实施例中，所述操作台与所述业务主控制器之间采用CAN/IO接口连接。操作台包括外部信息识别设备。外部信息识别设备包括人脸识别设备和人数识别设备。人脸识别设备可以识别操作人员或升降机吊笼中承载人员的面部特征，以确保升降机使用的安全。人数识别设备可以识别操作人员或升降机吊笼中承载人员的数量，以确保升降机在最大承载能力范围内得以安全使用。

如图2所示，提供了另一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统的示意图。

该变频控制系统包括制动电阻、CS210功率板、DSP驱动板、STM32F103业务逻辑芯片、键盘/指示灯模块、上限位开关、上减速限位开关、下限位、下减速限位开关、进料门限位开关、笼顶门限位开关、防冲顶限位开关、防坠落微动开关、面位限位状态LED板、笼内照明LED、电铃、销轴传感器、笼顶盒、坠落盒、语音播报模块、电机编码器、门机电机M3、门机电机交流接触器KM3、驱动板电机M2、驱动板电机交流接触器KM2、驱动板电机M1以及驱动板电机交流接触器KM1。

制动电阻通过PB端子和P端子与CS210功率板连接。电源可以是三相交流电(L1、L2、L3、N)，其通过开关的三条相线进线(R、T、S)和一条零线进线(N)连通与CS210功率板连接。CS210功率板与DSP驱动板通过PWM的方式进行通信连接。DSP驱动板与键盘/指示灯模块之间通过RS485通讯接口进行连接。DSP驱动板还与STM32F103业务逻辑芯片通过并行总线连接。STM32F103业务逻辑芯片通过对应的接口与各个限位开关连接。STM32F103业务逻辑芯片通过不同的DO接口分别与对应的面位限位状态LED板、笼内照明LED以及电铃连接，通过不同DI接口分别与对应的笼顶盒和坠落盒连接，通过CAN/IO接口与操作台连接，通过AI接口与销轴传感器连接。

CS210功率板通过(U1、V1、W1)向驱动板电机M1提供三相交流电，通过(U2、V2、W2)向驱动板电机M2提供三相交流电，通过(U3、V3、W3)向门机电机M3提供三相交流电。具体地，CS210功率板可通过(U1、V1、W1)与驱动板电机交流接触器KM1连接，驱动板电机交流接触器KM1与驱动板电机M1连接，驱动板电机M1还可与抱闸1对应的接口连接。CS210功率板可通过(U2、V2、W2)与驱动板电机交流接触器KM2连接，驱动板电机交流接触器KM2与驱动板电机M2连接，驱动板电机M2还可与抱闸2对应的接口连接。CS210功率板可通过(U3、V3、W3)与门机电机交流接触器KM3连接，门机电机交流接触器KM3与门机电机M3连接，门机电机M3还可与抱闸3对应的接口连接。

DSP驱动板通过ABZ差分接口与电机编码器连接，通过不同的DQ接口分别与电铃和笼内照明LED连接，通过AQ接口与语音播报模块连接。DSP驱动板可通过(U1、V1、W1)采集驱动板电机M1的电流和电压，可通过(U2、V2、W2)采集驱动板电机M2的电流和电压，还可以通过(U3、V3、W3)采集门机电机M3的电流和电压。

在升降机运行时，STM32F103业务逻辑芯片可控制驱动板电机交流接触器KM1和驱动板电机交流接触器KM2均为开启状态，并控制门机电机交流接触器KM3为关闭状态，此时，可接通到DSP驱动板。在升降机平层抱闸或升降机通知需要开关门时，STM32F103业务逻辑芯片可控制驱动板电机交流接触器KM1和驱动板电机交流接触器KM2均为关闭状态，并控制门机电机交流接触器KM3为开启状态，此时，可接通到门机电机，控制进料门和出料门运行。

通过上述技术方案，采用同一变频器对多个电机进行控制，对电机进行集中控制，多个升降辅助设备共用一个业务主控制器，多个电机编码器共用一个驱动板，变频控制系统的集成度较高，减少了元器件的数量，降低了升降机的成本。且，能够分时控制驱动板电机和门机电机，确保升降机的上升与门的开关不会同时动作。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种分时控制升降驱动电机和门机电机的变频控制系统，其特征在于，所述系统包括：

变频器，包括制动电阻、功率板、驱动板、业务主控制器以及电机编码器接口，所述制动电阻与所述功率板电气连接，所述驱动板分别与所述功率板和所述业务主控制器电连接，所述驱动板与所述电机编码器接口电气连接；

多个电机编码器，包括门机电机编码器和驱动电机编码器，每个电机编码器通过对应的电机编码器接口与所述驱动板连接；

多个升降辅助设备，与所述业务主控制器连接，用于根据所述业务主控制器的控制信号辅助升降机运行；

驱动交流接触器，与所述功率板电气连接；

驱动电机，分别与所述驱动交流接触器和所述驱动电机编码器连接，用于驱动升降机的吊笼运行；

门机交流接触器，与所述功率板电气连接；

门机电机，分别与所述门机交流接触器和所述门机电机编码器连接，用于驱动进料门和出料门运行。

2.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述门机电机的数量有多个，每个门机电机对应一个门机交流接触器和一个门机电机编码器。

3.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述多个升降辅助设备包括：

升降限位开关，包括上升限位开关、下降限位开关、上升减速限位开关、下降减速限位开关；

料门限位开关，包括进料门限位开关和出料门限位开关；

吊笼限位开关，包括笼顶限位开关和防冲顶限位开关；以及

安全限位开关，包括防坠落微动开关。

4.根据权利要求3所述的变频控制系统，其特征在于，所述多个升降辅助设备还包括：

照明设备，用于为升降机的吊笼提供光亮；以及

报警提示设备，包括电铃和语音播报设备。

5.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述变频控制系统还包括：

键盘指示灯，与所述驱动板连接；

操作台，与所述业务主控制器连接，包括外部信息识别设备，所述外部信息识别设备包括人脸识别设备和人数识别设备。

6.根据权利要求5所述的变频控制系统，其特征在于，所述键盘指示灯与所述驱动板之间采用RS485/RS232/CAN通讯接口连接。

7.根据权利要求5所述的变频控制系统，其特征在于，所述操作台与所述业务主控制器之间采用CAN/IO接口连接。

8.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述功率板与所述驱动板之间通过PWM方式连接。

9.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述驱动板与所述业务主控制器之间采用并行接口/总线连接。

10.根据权利要求1所述的变频控制系统，其特征在于，所述业务主控制器的型号为STM32F103。