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艾默生工業自動化中國 陳斌
摘要：艾默生可編程電梯驅動控制一體化系統（ECS3100）將高性能驅動和控制功能完美整合在一起，可實現電梯的客戶化功能定制，集成操作界面完善，調試方便，參數學習和配置簡便，運行時自動生成和切換速度曲線，實現直接停靠，從而提高運行效率。本文介紹了ECS3100在直梯產品中的成功應用實例。
關鍵詞：電梯驅動控制一體化系統，ECS3100，電梯控制器，變頻器，給定停車請求的距離控制模式，CAN，集成操作界面，加密，SFC程序設計，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
當前我國電梯行業主流的電氣控制、驅動系統方案有兩大類：（1）專用微機控制板+變頻器；（2）通用PLC+變頻器。
專用微機控制板由若干生產廠家提供；其功能由各自廠家統一配置，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，調試復雜；功能修改和調整（如通訊協議）都需要電腦控制板廠家開發和主導，客戶難以自主開發電梯功能；調度、控制上細節問題難以隨時調整；相應電梯產品維保市場的競爭較為復雜；安裝接線較多。
通用PLC+變頻器的系統雖然可編程，但通用PLC基本上沒有電梯專用的操作界面設計和調試工具；常見品牌的PLC程序防護強度低，極易被惡意破解和破壞；通用PLC編程開發平臺又沒有專門面向電梯行業，導致程序開發難度高和維護性較差；安裝接線很多，驅動配套調試復雜。
艾默生ECS3100系統突破了上述兩種系統的局限：（1）最新驅動-控制一體化設計，安裝調試方便；（2）具有可編程能力，可為客戶提供優化開發的平臺，客戶從而可優化產品功能、加強服務競爭力。（3）提供合乎電梯行業慣例的操作界面調試工具。（4）系統加密、專用和可維護性確保了電梯維保的可持續性，保障了安全，客戶可牢牢掌握自主知識產權。（5）專門配置的高性能電梯變頻驅動單元，集成了艾默生在電梯行業應用上的核心技術，完美地結合在一起，性能卓越。（6）整體系統經過嚴格地開發測試，穩定可靠。
2 ECS3100系統組成
控制器、PWM控制板和變頻器驅動部分的連接
如圖1-1所示，ECS3100系統由控制器、PWM控制板、變頻器驅動部分組成。控制器與PWM控制板通過配套的扁平電纜、普通雙絞線各1根連接，而PWM板與變頻器驅動部分通過2根配套的扁平電纜連接。通常安裝時將2塊電路板置于上方，驅動部分置于下方，并保證通風。如圖1-2所示為安裝實例。其它方式的安裝也可以另行設計，相應的配套連接電纜的長度可調整。
安裝實例示意圖
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。具體體現在以下三點，如圖1-1所示：
ECS3100系統的數字I/O點都控制器上。有30個普通數字輸入點（24VDC），4個220V高壓數字輸入點，6個晶體管數字輸出點，10個繼電器輸出點，可滿足直梯應用的要求。
PWM板上擁有2個模擬量輸入、1個模擬量輸出、編碼器接口等。
ECS3100系統的PWM板（變頻器）與控制器之間有內部輸入輸出總線，通過扁平電纜連接，無須接線。
由于有內部輸入輸出總線，以往專用微機板或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內部輸入輸出總線進行端子功能定義。
如下圖1-3為I/O實例圖。
I/O實例圖
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LED數碼管、3個指示燈及4個按鍵，如下表1所示。小鍵盤用于顯示樓層數據、運行方向、故障代碼，也可進行其它規定的調試操作。
正常模式用于顯示電梯狀態數據，而人工控制模式0和人工控制模式1均用于調試。
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部件名稱 |
功能說明 |
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LED數碼管 |
3個7段數碼管。 |
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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行密碼輸入時具有不同功能。 |
手持操作器包括4個LED數碼管、5個指示燈及9個按鍵，如下表2所示。
手持操作器主要用于在電梯調試時查詢和編輯參數；調試時還能顯示樓層數據、運行方向、故障信息，以及進行呼梯、開關門等操作。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、電動機調諧模式。正常模式用于查詢參數數據和顯示電梯狀態，而編輯模式和2種人工控制模式均用于調試。 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7段數碼管 |
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指示燈 |
上下行方向燈UP、DOWN，OP狀態燈，編輯模式狀態燈，調試模式狀態燈（備用） |
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操作部分（KEY） |
9個按鍵：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全部控制器、變頻驅動參數進行設置。
--提供開放的控制器參數組，用戶可自行定義各組參數功能，并且均可用于編程。
--故障顯示代碼、記錄時間、記錄內容可編程、可配置。
--樓層顯示符號可編程、可配置。
--調試模式可用于開關門、呼梯操作。
--操作密碼有3級（查詢密碼、調試密碼、最高密碼），為不同級別的工作人員配置；延時無操作，退出相應狀態。
--元件參數掉電后均永久保存。
通過上述功能，實現了電梯的調試操作、運行顯示功能，界面簡潔，使用方便。
3 系統外圍接口
ECS3100系統外圍連接CAN通訊的設備，包括外呼板、指令板、并聯梯、群控板。其它通訊聯接設備包括編程、調試時所連接的編程器、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CAN通訊接口。應用方法：
--采用CAN指令：CANXMT發送、CANRCV接收、CANMXMT多幀發送指令，用于對外圍設備進行數據發送、確認、響應等操作。
--采用CAN口幀接收中斷功能，及時處理外呼板等設備發來的數據幀通訊。
CAN0口用于外呼板、轎廂指令板、顯示板等外圍設備的通訊。由于是自由協議通訊口，可適用于不同廠家及客戶自定義協議的CAN總線外圍設備。
并梯、群控
并梯、群控通訊采用CAN1口，應用協議可自行定義，是自由口通訊。通訊時控制器的元件地址均可選擇用于數據傳輸，完全適用于并梯、群控功能。群控功能可選擇艾默生群控設備。
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