专利名称：液压电梯时间最优闭环控制系统的制作方法
目前液压电梯控制装置是单回路反馈控制的系统。例如通过流量计的信号反馈对比例阀的流量进行控制，来控制液压电梯的运行。由于是局部的简单的闭环控制系统，忽略了液压电梯轿箱与导轨的磨擦和钢丝绳的弹性环节以及液压油温的影响，因此这种系统的液压电梯的运行效果不够理想。在单纯速度反馈液压电梯控制系统中，在电梯平层时，会出现速度的突变(即减速度过大)，然后再停止，因此乘客感觉不良，即舒适性较差，不理想。
本发明的目的在于彻底改善液压电梯的轿箱运行，使加、减速度均匀，电梯轿箱速度变化线性，使乘客乘座舒适感觉良好。
本发明采用了位置闭环控制回路和速度闭环控制回路，精确控制液压电梯的位置，在位置闭环控制回路中串接有时间最优控制器，使电梯轿箱运动速度按乘客最舒适的感觉变化，并使液压电梯轿箱在最短的时间内由A层移送至B层。
本发明所采用的技术方案如下如
图1所示，系统中包括带滑轮的液压缸1、轿箱2、固定在滑轮轴上的位置检测器3、平层检测传感器4、定量液压泵10、双向流量传感器5、无泄漏插装阀6、无泄漏电磁阀7、单向阀8、溢流阀9、电动机11、电液比例阀12、PID调节器13、比较器14、可编程控制器16、专用时间最优控制器15、启动器17、零点补偿开关18、位置检测装置19、速度控制器20等液压元件、电器元件和机械装置；由上述可编程控制器16、启动器17、零点补偿开关18、位置检测装置19、时间最优控制器15、速度控制器20组成电气控制器。
当电梯需要上升，启动器17控制电动机11转动，定量液压泵10输出流量，通过单向阀8，分成二路流动，一路通过无泄漏插装阀6，经双向流量传感器5至液压缸1工作腔，推动轿箱上升，另一路通过电液比例阀旁路节流返回油箱。
无泄漏插装阀6受无泄漏电磁阀7控制，当电磁铁励磁时，液压油可通过；去磁时，液压油不能通过，轿箱即停止。
液压缸1的工作流量大小(此流量使轿箱速度也相应变化)，通过旁路节流调速的电液比例阀12来调节，双向流量传感器5测出的流量信号反馈至比较器14，使轿箱根据预定的速度要求平稳运行。
当电梯轿箱需要下降，启动器17将电动机11停止，定量液压泵不工作。此时，由于单向阀的作用，使液压缸1因轿箱重量的影响而流出液压油通过无泄漏插装阀6后，只能由电液比例阀12返回油箱，因此下降速度也受电液比例阀控制。
轿箱上升、下降的速度由可编程控制器16控制，主信号直接经放大器、速度控制器20至比较器14，位置检测装置19检测位置指令，组成电梯位置闭环控制回路，使轿箱精确平层。回路误差信号通过时间最优控制器15调节速度控制器20的输出特性，使乘客在运行中舒适。积分器13保证了系统的稳定和位置无静差控制。增加一个零点补偿开关，能根据电梯升降初始状态需要，引入初始信号值V0。
图2是液压电梯的上升下降运行速度图。
本发明与传统技术相比，所具有的优点是1、采用电液比例阀作为闭环旁路节流调速，具有很好的流量稳定性和较低的能耗，同时设备造价低。
2、采用流量反馈，可补偿轿箱载荷变化的影响，使轿箱速度稳定。
3、采用位置闭环控制，可使电梯全行程精确受控，以实现时间最优控制。
4、采用时间最优控制，可使电梯起动和停止瞬间的加、减加速度变化降至最小，提高乘客的舒适性。
5、系统的控制指令由PLC可编程控制器输入，零点补偿开关18由PLC控制，开关的启闭与电梯运行的良好速度曲线相对应。电梯运行的良好速度曲线如图2所示。纵座标为速度，横座标为距离。K1、K2、K3为上升时各段速度，K4、K5、K6为下降时各段速度。
权利要求
1.用于控制液压电梯的闭环控制系统，包括串接有时间最优控制器的位置闭环控制回路和具有双向流量传感器的速度闭环控制回路。整个系统包括带滑轮的液压缸1、轿箱2、固定在滑轮轴上的位置检测器3、平层检测传感器4、定量液压泵10、双向流量传感器5、无泄漏插装阀6、无泄漏电磁阀7、单向阀8、溢流阀9、电动机11、电液比例阀12、PID调节器13、比较器14、可编程控制器16、专用时间最优控制器15、启动器17、零点补偿开关18、位置检测装置19、速度控制器20等液压元件、电器元件和机械装置。本系统的特点在于直接检测轿箱位置，并根据轿箱所在各位置的速度要求，来控制轿箱的速度变化曲线，使轿箱加速和减速度均匀，达到乘客最舒适的感觉。本系统能在设备所能提供的最大可能的速度范围内，用最短的时间将乘客由A层运送到B层。
2.按照权利要求1所述的内容和方法，其特征在于使用定量液压泵10和比例阀12构成流量连续调节回路。
3.按照权利要求1、2所述的内容和方法，其特征在于使用双向流量传感器5、比较器14和PID调节器13构成速度闭环控制回路，消除电梯载荷大小对回路流量的影响，从而控制轿箱的速度。
4.按照权利要求1、2、3所述的内容和方法，其特征在于轿箱位置检测，组成电梯位置闭环控制回路，使液压电梯的速度，在全行程上能精确受控制器控制。
5.按照权利要求1、2、3、4所述的内容和方法，其特征在于在液压电梯位置闭环控制回路中，串有时间最优控制器15，使液压电梯的运行加、减速度按乘客最舒适和时间最优的原则进行控制。
6.按照权利要求1、2、3、4所述的内容和方法，其特征在于使用一个无泄漏的插装阀6和一个无泄漏电磁阀7，组成无泄漏锁紧回路，保证在失电时，电梯轿箱能可靠悬停。
7.按照权利要求1、2、3、4所述的内容和方法，其特征在于使用一个平层检测传感器4，不断校正位置检测，使轿箱精确平层。
8.按照权利要求1、2、3、4、6所述的内容和方法，其特征在于根据液压电梯升降启动要求，设置电机启动器17和零点补偿开关18。
9.作为本发明的进一步改进，可以将定量泵10、恒速电机11、比例阀12组成的流量调节系统改成变量泵流量调节系统、变速电机流量调节系统。
10.作为本发明的进一步改进，可将无泄漏插装阀6、无泄漏电磁阀7组成的无泄漏闭锁系统改成液控或其他机械控制闭锁系统，也可以用安装在油缸上的机械锁紧装置锁定油缸，达到失电时闭锁的目的。
11.作为本发明的进一步改进，可在液压回路中加设各种与调速无关的安全保护回路以及电控系统中增加各种必要的电器安全保护电路。
全文摘要
本发明涉及一种液压电梯时间最优闭环控制系统。系统包括油箱、液压缸、旋转编码器、平层检测传感器、电动机、定量泵、双向流量传感器、电液比例阀、单向阀、无泄漏电磁阀、无泄漏插装阀、安全阀等液压元件及PID调节器、功率放大器和包括可编程控制器、启动器、零点补偿开关、位置检测装置、时间最优控制器、速度控制器等在内的电气控制装置。系统组成了串接有时间最优控制器的位置闭环控制回路和具有双向流量传感器的速度闭环控制回路，使电梯能精确平层并具有良好的舒适感。
文档编号B66B1/24GK1417101SQ01132120
公开日2003年5月14日 申请日期2001年11月6日 优先权日2001年11月6日
发明者孙逸成 申请人:上海三信液压有限公司