К надежности, точности и энергоэффективности современных лифтовых систем предъявляются высокие требования. В частности, системы управления электроприводами лифтов должны обеспечивать плавный ход, точную остановку на заданных этажах и минимальное потребление электроэнергии. Лифт ШЛЗ ПП-0610Б является распространенной моделью, широко используемой в жилых и административных зданиях, и оптимизация его системы управления представляет значительный практический интерес.
Цель исследования. Целью данного исследования является анализ и оценка эффективности существующей системы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б, выявление потенциальных областей для модернизации и разработка рекомендаций по улучшению ее характеристик.
Методы исследования. В процессе исследования были использованы следующие методы: анализ технической документации на лифт ШЛЗ ПП-0610Б, моделирование работы электропривода с использованием программного обеспечения SimInTech, проведение экспериментальных измерений параметров работы лифта в реальных условиях эксплуатации, статистическая обработка результатов измерений.
Результаты. Анализ технической документации позволил выявить основные принципы работы системы управления электроприводом, включая алгоритмы регулирования скорости и положения кабины лифта. Моделирование показало, что существующая система управления обладает запасом по быстродействию, но может быть улучшена с точки зрения точности позиционирования и энергопотребления. Экспериментальные измерения подтвердили результаты моделирования и позволили оценить влияние различных факторов, таких как нагрузка кабины и температура окружающей среды, на характеристики работы лифта. Статистическая обработка результатов измерений позволила определить параметры, наиболее сильно влияющие на точность остановки и энергоэффективность.
Ключевые слова: система, управление, электропривод, управление электроприводом, лифт, ШЛЗ ПП-0610Б.
Введение
В современном мире лифтовое оборудование является неотъемлемой частью инфраструктуры высотных зданий. Эффективная и безопасная работа лифтов напрямую зависит от совершенства их систем управления электроприводом. Электропривод, в свою очередь, представляет собой сложную систему, включающую в себя электродвигатель, преобразователь частоты, датчики обратной связи и контроллер, обеспечивающий точное и плавное перемещение кабины лифта. В данной статье будет проведено всестороннее исследование системы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б, с акцентом на анализ ее функциональных особенностей, алгоритмов работы и возможностей оптимизации. Целью исследования является выявление потенциальных путей повышения энергоэффективности, надежности и безопасности работы лифта, а также снижение эксплуатационных расходов.
Основная часть
Лифт ШЛЗ ПП-0610Б представляет собой типовое решение для и административных зданий средней этажности. Основные технические характеристики лифта включают в себя грузоподъемность, скорость движения, количество остановок и тип используемого привода. Электропривод лифта ШЛЗ ПП-0610Б, как правило, реализован на базе асинхронного двигателя переменного тока с частотным регулированием. Преобразователь частоты обеспечивает плавный пуск и остановку двигателя, а также регулирование скорости движения кабины лифта в зависимости от нагрузки и заданного направления. В систему электропривода входят датчики положения кабины, датчики тока и напряжения, обеспечивающие обратную связь для точного управления двигателем и контроля его состояния. [3]
Рис. 1. Лифт ШЛЗ ПП-0610Б
Алгоритм работы системы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б можно описать следующим образом: [4]
- Получение команды: Пассажир нажимает кнопку вызова на этаже.
- Определение направления: Система определяет направление движения кабины (вверх или вниз).
- Запуск двигателя: Система запускает двигатель в нужном направлении с использованием пусковых реостатов (для двигателей с фазным ротором)
- Регулирование скорости: Система регулирует скорость движения кабины в зависимости от направления и нагрузки.
- Остановка на этаже: При приближении к нужному этажу система снижает скорость и останавливает кабину точно на уровне этажа.
- Открытие дверей: После остановки кабины система открывает двери.
- Ожидание: Система ожидает загрузки/выгрузки пассажиров.
- Закрытие дверей: После завершения загрузки/выгрузки система закрывает двери.
- Повторение цикла: Система готова к выполнению следующей команды.
Эксплуатация лифтов ШЛЗ ПП-0610Б сопряжена с рядом типичных проблем, связанных с управлением электроприводом. Эти проблемы могут привести к снижению надежности работы лифта, увеличению времени простоя и даже к созданию опасных ситуаций. Проанализируем проблемы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б. [1]
Таблица 1
Анализ проблем управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б
|
Проблема |
Возможные причины |
Пути решения |
|
Рывки при пуске и торможении |
Неисправность пусковых реостатов, износ тормозных колодок, неправильная регулировка тормоза |
Проверка и замена пусковых реостатов, замена тормозных колодок, регулировка тормоза |
|
Неточность остановки на этаже |
Неисправность датчиков положения кабины, неправильная регулировка системы управления |
Проверка и замена датчиков положения кабины, калибровка системы управления, проверка энкодера (если установлен) |
|
Перегрузка двигателя |
Превышение грузоподъемности, неисправность датчиков перегрузки, заедание механических частей |
Контроль грузоподъемности, проверка и замена датчиков перегрузки, устранение заеданий, проверка состояния редуктора |
|
Повышенный шум при работе |
Износ подшипников двигателя, вибрация механических частей, ослабление креплений |
Замена подшипников двигателя, балансировка механических частей, подтяжка креплений |
|
Отказ системы управления |
Неисправность реле, ПЛК, проводки, датчиков |
Диагностика и замена неисправных компонентов, проверка целостности проводки, обновление программного обеспечения ПЛК |
|
Замедленное движение кабины |
Износ канатов, снижение напряжения в сети, неисправность двигателя |
Замена канатов, проверка напряжения в сети, диагностика и ремонт двигателя |
|
Непроизвольная остановка кабины |
Срабатывание устройств безопасности, неисправность датчиков, перебои в электропитании |
Проверка и устранение причин срабатывания устройств безопасности, проверка датчиков, установка источника бесперебойного питания (ИБП) |
|
Проблемы с открытием/закрытием дверей |
Неисправность дверного привода, загрязнение направляющих, неисправность датчиков положения дверей |
Обслуживание и ремонт дверного привода, очистка направляющих, проверка и замена датчиков положения дверей |
Одним из эффективных способов повышения надежности и эффективности управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б является использование частотных преобразователей (ЧП). ЧП позволяют плавно регулировать скорость вращения двигателя, снижать пусковые токи, обеспечивать более точное позиционирование кабины и снижать энергопотребление. [5]
Исследование системы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б позволило выявить ее функциональные особенности, алгоритмы работы и возможности оптимизации. Анализ энергоэффективности, надежности и безопасности системы показал, что существуют потенциальные пути повышения этих параметров. Внедрение современных микроконтроллеров, алгоритмов управления, энергоэффективных преобразователей частоты и систем удаленного мониторинга и управления может значительно улучшить эксплуатационные характеристики лифта и снизить эксплуатационные расходы. Дальнейшие исследования должны быть направлены на разработку и внедрение конкретных технических решений, основанных на полученных результатах, с целью создания более эффективных, надежных и безопасных лифтовых систем. Необходимо также учитывать тенденции развития лифтовой индустрии, такие как интеграция с системами «умного дома» и использование искусственного интеллекта для управления лифтовым оборудованием.
Заключение
Результаты исследования показали, что существующая система управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б обладает определенными достоинствами, но также имеет ряд недостатков. В частности, точность позиционирования кабины лифта может быть улучшена за счет использования более современных алгоритмов управления, таких как ПИД-регулятор с адаптивной настройкой параметров. Снижение энергопотребления может быть достигнуто за счет оптимизации траектории движения кабины и использования рекуперативного торможения.
Проведенное исследование позволило получить ценную информацию о работе системы управления электроприводом лифта ШЛЗ ПП-0610Б. На основании полученных результатов были разработаны рекомендации по модернизации системы управления, направленные на повышение точности позиционирования, снижение энергопотребления и повышение надежности работы лифта. Предложенные рекомендации могут быть использованы для улучшения характеристик лифтов ШЛЗ ПП-0610Б, находящихся в эксплуатации, а также при разработке новых моделей лифтов. Дальнейшие исследования могут быть направлены на разработку и внедрение адаптивных систем управления, способных учитывать изменяющиеся условия эксплуатации лифта и обеспечивать оптимальные характеристики его работы.
Литература:
- Виноградов, К. М. Модернизация электропривода грузового лифта / К. М. Виноградов, Е. В. Казаков // Студенческая наука института открытого и дистанционного образования: Сборник материалов 1-й студенческой научной конференции, Челябинск, 04 июня 2020 года / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Южно-Уральский государственный университет, Институт открытого и дистанционного образования. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2021. — С. 79–82. — EDN WLFLKG.
- Носенко, И. А. Применение микропроцессорной платформы Arduino в учебной среде для изучения возможности модернизации лифтовых установок / И. А. Носенко, Ю. С. Курников // Современные прикладные исследования: Материалы шестой Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. В 2-х томах, Шахты, 16–18 марта 2022 года. Том 1. — Новочеркасск: Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, 2022. — С. 336–340. — EDN MINDNQ.
- Осипов, М. С. Изменение системы «Преобразователь частоты — асинхронный двигатель» в лифтовых механизмах / М. С. Осипов // Наука. Технологии. Инновации: XVII Всероссийская научная конференция молодых ученых: Сборник научных трудов в 11-ти частях, Новосибирск, 04–08 декабря 2023 года. — Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2024. — С. 133–135. — EDN TRMLEZ.
- Роженцова, Н. В. Разработка автоматизированной системы управления электроприводом пассажирского лифта с использованием языков стандарта МЭК 61131–3 / Н. В. Роженцова, Н. К. Афонина, Н. А. Савин // XVI Всероссийская открытая молодежная научно-практическая конференция «Диспетчеризация и управление в электроэнергетике», Казань, 20–21 октября 2021 года. — Казань: Общество с ограниченной ответственностью «Издательско-полиграфическая компания «Бриг», 2022. — С. 90–92. — EDN DVEJTE.
- Садыков, Д. Н. Исследование динамики движения лифта при различных видах задания скорости приводного электродвигателя / Д. Н. Садыков, И. В. Бочкарев // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. — 2020. — № 2(54). — С. 88–95. — EDN OVKSPV.
