Drive Unit

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In diesem Artikel soll kurz die Ansteuerung eines Antriebes (typ. Frequenzumrichter) aus Sicht der Aufzugsteuerung dargestellt werden.

Die Signale Fahrtschütz und Bremse können von der Steuerung oder dem Antrieb generiert werden. Die Zeiten für Schützentprellung sowie die Bremsöffnungs- und Bremsschließzeiten sollten im Antrieb parametriert werden (see also Additional Information Inverter Object Catalogue).

General

Übersicht Kommandos und Zustände


Control word

Bit 7   Bit 6        Bit 5        Bit 4        Bit 3       Bit 2   Bit 1     Bit 0
-----------------------------------------------------------------------------------
Fault   Oper. mode   Oper. mode   Oper. mode   Enable      Quick   Enable    Switch
reset   specific     specific     specific     operation   stop    voltage   on


Status word

Bit 7     Bit 6       Bit 5   Bit 4     Bit 3   Bit 2       Bit 1      Bit 0
--------------------------------------------------------------------------------
Warning   Switch on   Quick   Voltage   Fault   Operation   Switched   Ready to
          disabled    stop    enabled           enabled     on         switch on


Signal Fahrtschütz (von Steuerung)
EIN mit SHUTDOWN Kommando (2)
AUS mit DISABLE VOLATGE Kommando (7)


Signal Bremse (von Steuerung)
EIN mit ENABLE OPERATION Kommando (4)
AUS mit DISABLE OPERATION Kommando (5)

Fahrtablauf Geschwindigkeitsvorgabe (Profile Velocity Mode)

  • Die Steuerung schließt die Motorschütze und setzt damit die Reglerfreigabe. Die Steuerung gibt das Kommando SHUTDOWN (Stillsetzen) aus.
  • Wenn der Antrieb READY TO SWITCH ON (Einschaltbereit) ist, gibt die Steuerung das SWITCH ON (Einschalten) Kommando aus.
  • Der Antrieb gibt den Status SWITCHED ON (Eingeschaltet) aus. (Z. B. der Frequenzumrichter baut das Feld auf und meldet den Aufbau der Magnetisierung mittels SWITCHED ON).
  • Die Steuerung öffnet die Bremse und gibt das Kommando ENABLE OPERATION (Betrieb freigegeben) aus.
  • Der Antrieb meldet OPERATION ENABLED (In Betrieb) und beginnt die Fahrt, wenn die Sollgeschwindigkeit ungleich Null ist.
  • Zum Verzögern gibt die Steuerung die Einfahrgeschwindigkeit vor.
  • Zum Anhalten gibt die Steuerung die Geschwindigkeit Null vor.
  • Nach Stillsetzen meldet der Antrieb Ziel erreicht (target reached bit) und Geschwindigkeit ist Null (speed bit).
  • Die Steuerung schließt die Bremse und gibt das Kommando DISABLE OPERATION (Betrieb sperren) aus.
  • Wenn der Antrieb den Zustand SWITCH ON (Eingeschaltet) gemeldet hat, gibt die Steuerung das Kommando SHUTDOWN (Stillsetzen) aus.
  • Der Antrieb gibt den Zustand READY TO SWITCH ON (Einschaltbereit) aus (z. B. wenn das Feld abgebaut ist).
  • Die Steuerung öffnet die Motorschütze und löscht damit die Reglerfreigabe. Die Steuerung gibt das Kommando DISABLE VOLTAGE (Spannung sperren) aus.

Jedes Erreichen der Sollgeschwindigkeit (target velocity) wird mittels des Target-Reached-Bits signalisiert.

Das Stehen des Antriebes (Drehzahl Null) wird durch das Speed-Bit signalisiert.

Im Inspektionsbetrieb erfolgt das Anfahren wie oben beschrieben. Zum Anhalten kann die Steuerung direkt das DISABLE VOLATGE Kommando ausgeben und die Schütze öffnen und die Bremse einfallen lassen. Damit der Umrichter keine Fehlermeldung generiert, wird vorgeschlagen, im Steuerrwort ein Bit für Inspektionsbetrieb vorzusehen (see also Additional Information Inverter Object Catalogue).


Fahrtablauf Wegvorgabe (Profile Position Mode)

Im folgenden wird kurz die Wegvorgabe beschrieben.

Die Zustandsmaschine im Antrieb und deren Steuerung mittels Kommandos/Ereignisse ist dieselbe wie im Geschwindigkeitsmode (Profile Velocity Mode).

Voraussetztung für die Wegvorgabe ist, das im System ein Positioniergerät vorhanden ist und der Antrieb dieselben Positionsdaten empfängt wie die Steuerung. Zur Umrechnung der Position in Millimeter gibt es im Antrieb das neue Objekt Position Conversion (641Fh). Der Antrieb kann auch das Positioniersystem überwachen.

Bei der Wegvorgabe wird dem Umrichter die Zielposition (target position) mitgeteilt, die angefahren werden soll. Das kann absolut oder relativ zur aktuellen Position erfolgen (Bit 6 im Steuerwort). Damit der Antrieb die Zielposition übernimmt und anfährt, gibt es einen Handshake:

  • Im Statuswort muss Bit 12 (Set point acknowledge) gelöscht sein
  • Die Steuerung schreibt das Objekt Zielposition
  • Die Steuerung setzt entsprechend das Bit 4 (set point), das Bit 5 (change set immediately) und das Bit 6 (abs/rel) im Steuerwort
  • Der Antrieb übernimmt bei gesetztem Bit 4 die Zielposition und überprüft, ob das Ziel angefahren werden kann
  • Kann das Ziel erreicht werden, aktualisiert der Antrieb das Objekt Control effort (Verzögerungspunkt) und setzt das Bit 12 im Statuswort
  • Wenn die Steuerung das Bit 12 im Statuswort sieht, löscht sie das Bit 4 im Steuerwort
  • Wenn der Antrieb ein gelöschtes Bit 4 im Steuerwort sieht, löscht er das Bit 12 im Statuswort
  • Jetzt kann eine neue Zielvorgabe erfolgen

Im Objekt 6406h Control effort stellt der Antrieb den aktuellen Verzögerungspunkt (bei absoluter Zielposition) bzw. den Verzögerungsweg (bei relativer Zielposition) bereit.

Bis zum Erreichen des Verzögerungspunktes kann die Steuerung jederzeit eine neue Zielposition vorgeben. Wurde der Verzögerungpunkt erreicht, so fängt der Antrieb selbsständig an zu bremsen. Das Erreichen der Zielposition wird im Statuswort mit dem Bit 10 (target reached) angezeigt.


Drive one floor (absolute position information)

Fahrt pp 1 etage auf klein.png

Big image: Drive one floor


Drive 5 floors (absolute position information)

Fahrt pp 5 etagen auf klein.png

Big image: Drive 5 floors

Fast Start

Wird während des Schließens der Türen der Antrieb mit Soll-Drehzahl Null gestartet, spricht man vom Schnellstart.

Im Profile Velocity Mode ist dazu während der Aktivierung des Antriebs die Target Velocity auf Null zu setzen. Sind die Türen geschlossen und es kann Losgefahren werden, so wird Target Velocity auf die gewünschte Nenngeschwindigkeit gesetzt.

Im Profile Position Mode wird für den Schnellstart die Profile Velocity auf Null gesetzt. Kann nach dem Schließen der Türen gestartet werden, so setzt die Steuerung die Profile Velocity auf die maximal erlaubte Geschwindigkeit. Die Target Position muß nicht vorher gesetzt sein. Target Position und Profile Velocity können zusammen geändert werden.

Zu beachten ist hierbei: Solange die Target Velocity den Wert Null hat oder die Profile Velocity und die Target Position den Wert Null haben, hat der Antrieb noch keine Richtungsinformation. Erst mit der Vorgabe der Target Velocity oder der Profile Velocity und der Target Position bekommt der Antrieb die gewünschte Fahrtrichtung mitgeteilt.

Das Abbrechen des Schnellstarts durch die Steuerung kann auf zwei Wegen erfolgen:

1. Ohne Beachtung des Zustands des Antriebs und dem Status der Bremse durch das Senden des DISABLE VOLTAGE Kommandos. Dabei kann es zu ungewollten Bewegungen der Kabine kommen und die Schütze werden u. U. unter Last geöffnet. Deshalb sollte Verfahren 2 genutzt werden.

2. Unter Beachtung des Zustands des Antriebs und dem Status der Bremse. Anhand des letzten Aktivierungs-Kommandos und dem aktuellen Zustand des Antriebs sollte hierzu immer das passende Deaktivierungs-Kommando gesendet werden, bis wieder der Zustand SWITCH ON DISABLED erreicht wurde. Z. B. war das letzte Kommando SWITCH ON, so sendet zum Abbrechen des Schnellstarts die Steuerung das Kommando SHUTDOWN und wenn der Antrieb sich dann im Zustand READY TO SWITCH ON befindet, das Kommando DISABLE VOLTAGE.

Die Dauer des Schnellstarts wird vom Antrieb überwacht. Das Timeout beträgt 20 s und beginnt mit dem SWITCH ON Kommando, d. h. ab der Bestromung des Motors.

Fast Stop

Um einen Aufzug unter Verwendung eines Umrichters mit einer eigenen Rampe sehr schnell zum Stehen zu bringen, sollen globale Error Handling Codes zum Einsatz kommen.

Virtual Position encoder 3

Zur Schlupfmessung durch die Aufzugsteuerung, sollte der Antrieb im Closed Loop Mode den Positionswert des Encoders (von der Motorwelle), als den dritten virtuellen Positionsgeber implementieren. Dazu reicht es, nur die notwendigen Objekte zu implementieren und das TPDO 385 (Lift 1 car position 3). Der bereitgestellte Positionswert sollte die Einheit mm haben.