[实用新型]基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置。

背景技术

随着中国城镇化进程日益深入发展以及人们生活水平的不断提高，电梯的安全问题越来越得到重视，现有的电梯一般具有保护装置，但是由于可靠性不佳，或者在干扰的状态下，使得电梯出现失控，造成生命财产的巨大损失。因此，有必要设计一种可靠性更高的电梯安全控制装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置，该基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置采用电磁式刹车器和电梯制动器进行双重保护，可靠性高，有利于保障电梯安全运行。

实用新型的技术解决方案如下：

一种基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置，包括PLC、FPGA、速度传感器、加速度传感器、电梯制动器和电磁式刹车器；

所述的速度传感器和加速度传感器分别用于检测电梯的实时速度和加速度；速度传感器和加速度传感器均为数字式传感器，电磁式刹车器用于电梯的驱动电机的紧急制动；

所述的FPGA中集成有第一比较器、第二比较器和与门；

速度传感器和加速度传感器分别接第一比较器和第二比较器的第一输入端；2个数字参考量REF1和REF2分别接第一比较器和第二比较器的第二个输入端；第一比较器和第二比较器的输出端分别接与门的2个输入端；电磁式刹车器受控于与门的输出端；

速度传感器和加速度传感器还分别接到PLC的2个I/O端；与门的输出端与PLC的一个外部中断接口相连；电梯制动器受控于PLC。

有益效果：

本实用新型的基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置，采用FPGA模块实现数据处理，由于FPGA本质上是硬件模块，可靠性高，而且另设的电磁式刹车器为电梯提供紧急制动保障；另外，采用高可靠性的PLC作为主控模块，使用外部中断实现第一时间响应，并由PLC控制电梯自带的电梯制动器，因而具有快速响应、可靠性高等突出特点，而且，采用这种模块式的双重保障的实现方式，结构简单，易于实施，而且成本低，易于推广实施，具有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型的基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置的原理框图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1所示，一种基于FPGA和PLC的电梯安全控制装置，包括PLC、FPGA、速度传感器、加速度传感器、电梯制动器和电磁式刹车器；

所述的速度传感器和加速度传感器分别用于检测电梯的实时速度和加速度；速度传感器和加速度传感器均为数字式传感器，电磁式刹车器用于电梯的驱动电机的紧急制动；

所述的FPGA中集成有第一比较器、第二比较器和与门；

速度传感器和加速度传感器分别接第一比较器和第二比较器的第一输入端；2个数字参考量REF1和REF2分别接第一比较器和第二比较器的第二个输入端；第一比较器和第二比较器的输出端分别接与门的2个输入端；电磁式刹车器受控于与门的输出端；

速度传感器和加速度传感器还分别接到PLC的2个I/O端；与门的输出端与PLC的一个外部中断接口相连；电梯制动器受控于PLC。

FPGA为现场可编程门阵列，PLC为可编程控制器。电梯制动器为电梯自带的刹车机构。REF1和REF2为2个参考值，可以根据需要设定，如REF1设为0.5g(g为重力加速度)，REF2设为10m/s。REF1和REF2由程序设定或由外部输入。

与门的输出端控制电磁式刹车器的动作，如与门输出1，则启动电磁式刹车器，否则不启动电磁式刹车器。电磁式刹车器的工作原理是，电磁铁通电时，刹车器的抱紧装置(如抱闸)抱紧电机(电梯的驱动电机)输出轴使得电机堵转以实现紧急制动，必要时切断电机电源。电磁铁失电时，抱紧装置松开，电梯的驱动电机正常工作。所述的PLC采用西门子在PLC模块。

工作过程说明：

一般状态下，PLC实施检测速度和加速度，当超过预设的限度，则启动电梯制动器减速和制动；保障电梯安全运行，这是第一级保护；

当电梯失控时，往往以极高的速度和加速度下坠，此时两个比较强均输出高电平(1)，则与门输出高电平(1)以触发PLC的外部中断，使得电梯制动器紧急制动；即使PLC工作实效，与门输出的高电平(1)还同时启动电磁式刹车器实现紧急制动；这是二级保护。