PROBLEMY DOBORU ALGORYTMÓW STEROWANIA UKŁADÓW NAPDOWYCH WSPÓŁCZESNYCH DWIGÓW OSOBOWYCH

Transkrypt

1 Krzysztof Kolano, Jan Kolano Poltechna Lubelsa, Lubln PROBLEMY DOBORU ALGORYMÓW SEROWAIA UKŁADÓW APDOWYCH WSPÓŁCZESYCH DWIGÓW OSOBOWYCH HE CHOOSIG OF OPIMAL COROL ROUIE FOR MODER ELEVAOR SYSEMS Abstract: he followng aer subject s to resent controllers system for assenger and goods lfts, whch has been aled n Poland tll here are also shown modern control routnes for grou elevators systems aled by Lft Servce S.A. he aer gves you an dea about new tendences of develoment n the feld of modern lft controllng. he aer descrbes basc arameters of new lft controller LS 2020 whch has been develoed n cooeraton the Char of Electrcal Drves of Lubln Unversty of echnology wth Lft Servce S.A. 1. Wst Eserc szacuj, e w najblszych latach ooło 60 tys. dwgów osobowych w Polsce bdze musało ulec czcowej modernzacj lub całowtej wymane. Ma to zwze zarówno z ch ogarszajcym s stanem techncznym, ja rosncym wymaganam uytownów co do omfortu jazdy. Wszo esloatowanych w naszym raju urzdze dwgowych to oarte na starych rozwzanach techncznych nady dwubegowe sterowane za omoc rzestarzałych uładów rzeanowych. Rozwzane to orócz małej efetywno- c energetycznej wynajcej z zastosowana w celu tłumena zman momentu nadowego rzy rzełczanu rdoc oła zamachowego, charateryzuje s 1 równe du zawodnoc. Ponadto w rzyadu onecznoc wrowadzena jacholwe zman oneczna jest nterwencja w ołczena eletryczne, co zwsza oszty wydłua czas racy obsług. W nowych rozwzanach dwgów ne stosuje s ju rcznego otwerana zamyana drzw abnowych. W tym celu stosowane s nady eletryczne drzw abnowych z slnam rdu stałego bd rzemennego zaslanym za orednctwem rzeształtnów sterowanych. Coraz czcej w nowych dwgach osobowych do nadu wcgar stosowane s jednobegowe sln nducyjne zaslane z rzemennów czstotlwoc czsto ze sterowanem wetorowym. Sterowane tam nadam jest bardzo somlowane wymaga stosowana złoonych uładów. Przy realzacj nowych uładów dwgów osobowych wysecjalzowane frmy watowe orzystaj z gotowych alacj secjalzowanych sterownów dwgowych oartych o techn ółrzewodnow, w tórej funcj sterujc ełn jeden, bd wele mrorocesorów ołczonych ze sob za orednctwem magstral szeregowej. Bra dobrego nowoczesnego sterowna dwgowego sowodował e Katedra adów Eletrycznych Poltechn Lubelsej wsólne z Lubels Wytwórn Dwgów Osobowych zarojetowały wdroyły do seryjnej roducj unwersalny sterown dwgowy LS 2020 wraz z całym systemem sterowana transmsj danych rozroszonego uładu sterowana dwgów magstral szeregow CA. 2. Podstawowe wymagana stawane wsółczesnym uładom sterowana dwgów osobowych O onurencyjnoc wsółczesnych sterownów decyduj wzgldy zarówno eonomczne ja funcjonalne. Ponej rzedstawono netóre z wymaga stawanych wsółczesnemu systemow sterowana na rynu euroejsm: - obsługa zarówno dwgów cernych, ja orzez zman jedyne arametrów w menu, dwgów hydraulcznych z orecj ołoena - obsługa jazdy secjalnej oarowej dla dowolne wybranego rzystanu, - umolwene obsług zjazdu awaryjnego w rzyadu zanu naca zaslana,

2 - seletywna obsługa drugej ary drzw abnowych, - obsługa zborczoc /dół, - umolwene odłczena sterowna do centrum serwsowego. a rysunu 1 rzedstawono tyow alacj sterowna LS-2020 oracowanego wsólne rzez frm Lft Servce S.A. Katedr adów Eletrycznych Poltechn Lubelsej. Zgodne z najnowoczenejszym trendam obowzujcym rzy onstruowanu tego tyu uładów zdecydowano s wyorzysta model sterowana rozroszonego wyorzystujc do omunacj omdzy oszczególnym modułam szyb magstral CA. ae rozwzane umolwa unezalenene sterowna głównego oraz budowy całej szafy sterowej od loc ter w budynu. Orócz oczywstych orzyc łyncych z unfacj roducj, molwe jest równe znaczne ogranczene lo- c rzewodów w szybe, co zmnejsza oszt montau orzystne wływa na szybo rzerowadzana nwestycj. Do budowy wszystch modułów sterowana rozroszonego uyto szybch, szesnastobtowych mroontrolerów frmy Fujtsu. Z uwag na załoon molwo zastosowana sterowna w budynach o lczbe ter do 64 oneczne stało s uwzgldnene omunacj z onad 120 modułam mrorocesorowym, co w rzyadu orzystana n. z magstral RS-485 byłoby nemolwe. Do chwl obecnej ne było na rynu olsm sterowna, tóry umolwałby bezoredne owadamane jednost serwsowej o zastnałych usterach nerawdłowocach w racy dwgu, co jest szczególne stotne w rzyadu awar w budynach uytecznoc ublcznej tach ja sztale, hotele, ban nne. W celu montorowana racy uładu umolwono wsółrac sterowna LS 2020 z modułem transmsj GPRS M-501. Zastosowane techn GSM umolwło unezalenene s od dostu do rzewodowej sec omunacyjnej, a oszt aetowej transmsj danych GPRS ne obca zbytno uytownów, zaewnajc nemal natychmastowe onformowane serwsu o nerawdłowocach w racy dwgu. szyb rzemenn czstotlwoc DCP abna moduł abnowy system odwzorowana dysozycje (lawatura numeryczna) uład omaru obcena trowsazywacz Sterown główny dwgu CA rzyst. n rzyst. x rzyst. 3 rzyst. 2 rzyst. 1 rzyst. 0 Rys. 1. Schemat bloowy rozroszonego uładu sterowana dwgu osobowego. 3. Przegld omówene funcj sterowna Podstawow funcj mrorocesorowego sterowna dwgowego jest zaewnene orawnego transortu osób towarów, czyl realzacja wezwa dysozycj asaerów rzy zaewnenu ja najwszego bezeczestwa omfortu uytownów. Ze wzgldu na to, e dwg osobowe docelowo maj obsługwa ludze ne majcy adnego secjalnego rzygotowana naley zaewn bardzo duy stoe bezeczestwa to zarówno ontrolowanego orzez ułady mrorocesorowe, ja odlegajce certyfacj urzdzena mechanczne. Zadanem sterowna jest zatem mdzy nnym ontrola obwodu bezeczestwa rejestrowane wszystch stanów awaryjnych ja wystujcych błdów, tóre ne s rytyczne dla dzałana całego dwgu. Uster te musz by rejestrowane w amc neulotnej EEPROM, tóra w rzyadu ewentualnej awar, bd zanu zaslana moe by odczytana zarówno rzez samego onserwatora ja organy nadzorujce - Dozór echnczny. ezmerne wany jest tae odzał tej amc na tzw. am ustere - gdze molwe jest asowane, oraz am, tóra ne moe zosta sasowana rzez

3 onserwatora. Umolwa to lesz obserwacj racy dwgu o wyonanu onecznych naraw wymany wyesloatowanych odzesołów. Rosnce wymagana rosnca lczba dwgów rzyadajca na jednego onserwatora owoduje, e onecznym staje s zastosowane rostego rzejrzystego menu uytowna. estety na olsm rynu jest newele sterownów wyosaonych w nterfejs w rodzmym jzyu. Z uwag na to, e lo arametrów w nowoczesnych uładach sterowana jest nezmerne dua - onad laset, oneczny jest ch odzał na la czc logcznych, co w znaczny sosób ułatwa nawgacj rzysesza czas onfguracj obsług. 4. Praca dwgów w grue, zasady algorytmy sterowana gruowego Ze sterowanem gruowym mamy do czynena wtedy, gdy dwa lub wcej dwgów osobowych racuje ze sob w csłej orelacj rzyjmujc ta aby realzowa orelon strateg olegajc najczcej na mnmalzacj czasu oczewana asaera. W najstarszych uładach tego tyu obecnych w welu budynach meszalnych realzowane s orzez dwg erwszy, odczas gdy drug zaczyna rac doero jel lczba wezwa rzeroczy orelon warto. a odzał ne wyorzystuje otymalne molwo- c uładu oraz owoduje neotymalne jego dzałane rowadzce do nerównomernego zu- yca elementów roboczych dwgów. We wsółczesnych systemach ontrol sterown ołczone s ze sob za orednctwem secjalzowanych modułów mrorocesorowych. Maj one za zadane rozdzelane wezwa omdzy sterown racujce w grue. Ponej rzedstawono jeden z tego tyu uładów zrealzowanych w oarcu o sterown LS-2 frmy HYSSE-AUFZUGE. SEROWIK nr 1 SEROWIK GRUPOWY SEROWIK nr 2 Rys. 2. Uład sterowna LS-2 frmy HYSSE- AUFZUGE. Z uwag na stosunowo wyso oszt taego rozwzana celowym stało s oracowane algorytmów rozroszonych sterowana gruowego, ta aby molwa była orawna raca uładu bez secjalzowanych modułów. a rys. 3 rzedstawono schemat bloowy sterownów LS-2020 racujcych w grue. SEROWIK nr 1 SEROWIK nr 2 SEROWIK nr 8 Rys. 3. Schemat bloowy sterownów tyu LS-2020 racujcych w grue. Dz wyorzystanu rozroszonego algorytmu racy gruowej dołczane olejnego sterowna do gruy ne owoduje roorcjonalnego wydłuena czasu oblczenowego, co srawa, e lczba sterowa racujcych w grue jest duo wsza, jedna ze wzgldów ratycznych ogranczona do omu. Algorytm ten dentyfuje rzychodzce oblcza rognozowany czas jego realzacj (rys. 3). astne rzesyła te nformacje do ozostałych sterownów racujcych w grue oczeuje na dane dotyczce adego sterowna. Po otrzymanu tych nformacj algorytm decyduje czy czas realzacj jest na tyle rót by rzyj czy ne (rys 4).

4 Przychodzce erune wybrany Kerune ozycja erune abny>nr Oblcz czas na wzoru nr 2 odległoc fzycznej wzór nr 1 wzoru nr 3 wzoru nr 6 ozycja wzoru nr 5 ozycja? wzoru nr 4 wzoru nr 7 wzoru nr 9 ozycja wzoru nr 8 Rys. 4. Schemat bloowy algorytmu oblczajcego czas realzacj. Przyładowe zalenoc, na tórych oblczany jest czas realzacj : w = P (1) gdze: P - ozycja abny P w - numer - wsółczynn orelajcy czas rzejazdu rzez jedn ondygnacj W P ( P + + ) + Wg + Wd + Wg + D r = P 0 0 (2) gdze: P W g W d r D () - - lo ter - - dół - wsółczynn orelajcy sumaryczny czas otwarca zamnca drzw - dysozycje w = P + Wg + P P D r (3) w ( P + ) + W g + Wd + D r = P (4)

5 Przedstawony onej (rys. 5) algorytm jest statycznym rzyładem rozdzału wezwa, tóry orócz nezarzeczalnych zalet, tórym s wzgldna rostota rót czas oblczana, a tae wyorzystane wszystch danych tach ja: lo wezwa, dysozycj odległoc fzycznej, ne jest ozbawony wady tyowej dla tego tyu algorytmów. Zdarzena jae maj mejsce na dwgu tj. dysozycje majce zuełne rzyadowy rozład, co owoduje, e asaer moe zadysonowa wnd w nnym erunu n, tóre wcze- nej wyonał. ae zachowane jest bardzo czste a rowadz ono do neotymalnego rzydzału wezwa. Jedyn molwoc unnca tach sytuacj jest zastosowane algorytmu dynamcznego olegajcego na doonywanu adorazowo oblcze dotyczcych czasu realzacj dla wszystch zastnałych rzyadów. Wyryce duych zman czasu realzacj owoduje onowny jego rzydzał dla dwgu, tóry zrealzuje je najszybcej. Jego wad jest to, e w czase, gdy odwetlany jest rzycs ne mona wygenerowa dla asaera nformacj o numerze dwgu, tóry zrealzuje jego. acnce rzycsu wezwa Oblczane czasu realzacj Rozesłane omunatu o wezwanu do ozostałych sterownów Zas danych o czase realzacj do olej Oczewane na odowed od ozostałych sterownów oblczony czas jest najnszy? Zas do tablcy wezwa Ustawene odwetlena Rozesłane otwerdzena do ozostałch sterownów Kasuj dane z olej Rys 5. Algorytm reacj na nacnce rzycsu. Z uwag na oneczno zaewnena złudzena natychmastowego dzałana sumaryczny czas od nacnca rzycsu do momentu odwetlena ne moe by dłuszy n 60ms: gdy czas ten zostane rzeroczony zauwaalne staje s oónene, co znaczne zmnejsza omfort orzystana z urzdzena. Masymalna długo 60ms decyduje o onecznoc jednoczesnego uyca szybej jednost oblczenowej szybej magstral omunacyjnej. Zastosowane taego rozwzana ozwala równe na zmnejszene osztu sterowana gruowego rzy jednoczesnym srócenu czasu montau. 5. Wnos Stan wszoc dwgów osobowych esloatowanych w budownctwe meszanowym ozostawa wele do yczena zarówno od wzgldem techncznym ja omfortu uytowana. Coraz wanejsz rol zaczyna odgrywa aset eonomczny funcjonowana urzdzena, tóre w neodowedn sosób sterowane bdze owanym utraenem dla wszoc sółdzeln meszanowych. Zastosowane rzemenna czstotlwoc odowednch algorytmów sterowana szczególne stotnych rzy racy gruowej owoduj znaczn oraw omfortu jazdy, ja zmnejszene osztów esloatacj dwgu. Sterown LS-2020 oracowany w Katedrze adów Eletrycznych Poltechn Lubelsej wraz z rogramem sterowana dwgów modyfowanym stosowne do becych otrzeb uytownów wdroony do roducj w Lubelsej Wytwórn Dwgów Osobowych Lft Servce S.A. sełna wszyste wymagana stawane wsółczesnym uładom sterowana ceszy s dobr on zarówno wród uytownów ja nstalatorów, za co zesół onstrutorów w 2005r. został uhonorowany agrod Gosodarcz Wojewody Lubelsego w ategor Wynalaze w dzedzne rodutu lub technolog. 6. Lteratura [1.]Bates Q.:Elevator erformance, Elevator World 2/2000 wyd. Elevator World Inc. Moble [2]. Albert.P., Lu S. K.: An overall rewew of advanced elevator technologes, Elevator World 6/1996 wyd. Elevator World Inc. Moble [3]. Katalog frmowy: LS-2 manual, hyssen Aufzuge, Gratorn [4]. Kuo-Mng Chang, zong-ln Wu More Analyses for the servce erformance of elevator grou systems. SAMS, 2002, Vol. 42(4),