图1 基于MachineStructure平台的施耐德电气电梯行业解决方案:新一代电梯专用变频器+集成化控制平台
作为全球能效管理专家和电气控制佼佼者的施耐德电气,推出了高性能电梯专用变频器ATV LIFT和基于此核心的MachineStructure平台。
2011年,我国共生产电梯和自动扶梯约46万台,超过全球总产量的50%,中国电梯市场销售额总量超过400亿元,并以每年20%的速度增长,成为世界最大的新装电梯市场、全球最大的电梯保有市场(200万台)和最大的电梯生产基地。
电梯的电气控制经历了从“继电器控制”到“传统PLC并行控制”,再到“单片机串行控制”的发展历程,目前发展到基于网络应用的智能PLC串行控制,大大提高了电梯控制的可靠性。
电梯曳引驱动则经历了交流双速电机驱动、异步电机变频驱动、永磁同步电机变频驱动几个阶段。目前永磁同步驱动电梯大约占70%,而这一比例将逐年递增,因为这是近年来电梯技术革新的一部分。施耐德电气ATV71LIFT变频器的推出,使得永磁同步电机控制与调试大大简化,同时可以达到完美的舒适性。
性价比是关键
性价比是电梯制造商需要不断完善的重点,但目前电梯行业中小企业的蜂拥而至,已经使行业中企业对于低价格的追求远远超越了对于高性能的追求。而过度追求低价格所带来的种种负面效应,已使越来越多的业内人士意识到“以质取胜,差异化竞争”才是企业长久发展的关键,特别是作为“特种行业”的电梯售后服务,已成为客户在行业中建立口碑的重点。
施耐德电气的MachineStructure平台的推出正是基于此行业趋势,以单一品牌整合电梯控制与驱动平台,涵盖了电梯安全回路监测、永磁同步曳引机变频驱动、电梯集选控制及以太网远程监控,为客户提供灵活自由的创意编程平台,使客户在电梯的各个生命周期都拥有自主知识的控制和点对点的服务,全面提升电梯的品质。
图2 施耐德电气的SoMachine平台基于HMI的远程维护系统架构,VPN设备使用加密隧道通讯方式通过互联网主动与OEM厂商监控中心产生链接,最终客户只需要提供互联接口即可,没有公网与局域网之间访问限制问题。
MachineStructure平台的优势
基于MachineStructure平台的施耐德电气电梯行业解决方案,是新一代电梯专用变频器﹢集成化控制平台,使客户拥有完全自主创新的创意编程平台,不再受制于传统控制板,或受一体机供应商的技术制约(图1)。通过以太网,客户可以实时监控电梯。此平台的核心产品就是新一代电梯专用变频器ATV71LIFT,它可以给客户带来以下益处:
1. 中文操作液晶显示面板,有单键导航功能及专用电梯菜单,调试不需带手册,调试变得方便快捷,并降低培训成本;标配简易面板,在没有中文面板的情况下亦可进行调试,降低电梯维护成本;可拷贝4套不同的电梯变频器参数,进行类似电梯的参数下载,缩短调试时间,降低电梯调试成本;可定制显示客户名称,显示专业形象。
2. 人性化的硬件结构设计,可拆卸的接线端子及可拆卸的各种编码器卡。
3. 全功率段(至75kW)内置EMC滤波器,制动单元。消除出口壁垒,提前符合电梯国标的要求,而内置EMC滤波器,也符合EN12015标准;降低电梯采购成本,减小安装空间。
4. 静态自学习(200ms),无需吊轿厢,100%一次性通过。一次自学习便可学出所有参数,如电阻、d轴及q轴电感、反电动势、磁极角度;同步电机和变频器不需一对一出厂,降低生产管理成本;降低电梯维护成本。
5. 在使用RS422增量型编码器的情况下,无需称重补偿。RS422增量型编码器:变频器内部做4倍频,例如海德汉1321编码器,变频器内部分辨率为4096×4=16384;SinCos编码器:变频器内部做1024倍频,例如海德汉1387编码器,变频器内部分辨率为2048×1024=2097152。以上两种编码器只需接6根线,不再需要称重补偿装置,降低采购成本;可使用4096线的RS422编码器,安装简便运行可靠,降低维护成本。
6. 既可同步闭环运行,亦可同步开环运行。无编码器也能做出同步电机磁极角度;在编码器损坏的情况下也能应急运行;可利用开环运行,测试编码器的好坏。
7. 先进而简单的专用倒溜管理功能。只需调节一个参数便能消除倒溜;不需设置多段而复杂的PI;利用SINCOS编码器,可达到起动零感觉。
8. 同步/异步电机采用同一台变频器及同一块编码器卡,降低客户的仓储管理成本。
9. 电梯专用菜单,使调试变得简便而快速。使用电梯行业易于理解的单位,如轿厢载重量为kg、电梯速度为m/s、电梯运行为次数等。
10. 拥有示波器功能的上位监控软件Powersuit。可实时监控运行电流、频率、转矩、脉冲等。
远程监控的解决方案
施耐德电气的SoMachine平台基于HMI的远程维护系统架构(图2)。SoMachine远程维护附加值有两个特点:首先是HMI远程监控(WebGate功能),OEM厂商通过IE浏览器可以远程访问触摸屏,真实的看到触摸屏的画面,设备运行的状态;在权限许可下,可以直接进行控制。其次是SoMachine自动化平台远程诊断维护。在SoMachine平台下,触摸屏只需通过串口连接PLC、带集成化控制平台的变频器。用户可以通过以太网连接到触摸屏,并穿透触摸屏直接访问到上述SoMachine控制器,从而实现在线监视,及修改控制器的程序,或者执行程序下载。
SoMachine平台为客户带来了利益:加快服务响应速度;减少客户设备宕机时间;降低售后服务成本;通过HMI穿透功能节省,远程维护所需的PLC以太网模块。
对于自动扶梯,施耐德电气可以提供从各种限位开关、接触器、负荷开关,以及高性价比M218 PLC和ATV303变频器。目前,施耐德电气自动扶梯解决方案被广泛应用于地铁、商场、大型超市等公共领域。
未来电梯的技术正朝着智能化、人性化、舒适化、高速化的方向发展,节能环保和对绿色能源的使用亦是重要趋势。