MECANISMOS TECNOLOGICOS QUE INTERVIENEN EN EL FUNCIONAMIENTO DE UN ELEVADOR O ASCENSOR
Dentro de los mecanismos tecnológicos que permiten el funcionamiento del ascensor tenemos los siguientes:
Bloques del control del motor de la máquina de tracción y de las señales.
El bloque sistema de control es el sistema principal, es en donde se administra las señales digitales, las entradas y salidas.
Como entradas tiene las señales de:
Señales de posicionamiento de cabina.
Señales de switches de seguridades y de puertas de piso del sistema del elevador.
Señales de botones de llamada de cabina y de pasadizo.
Señales del encoder (Control de Velocidad).
Enlace serial.
Señales de nivel de la cabina provenientes del variador de velocidad.
Como salidas tiene las señales de:
Señal de indicación de subida a baja o alta velocidad al variador de velocidad.
Señal de indicación de bajada a baja o alta velocidad al variador de velocidad.
El bloque Variador de velocidad presenta las siguientes señales:
Como entradas tiene las señales de:
Señal de indicación de subida a baja o alta velocidad provenientes del bloque sistema de control.
Señal de indicación de bajada a baja o alta velocidad provenientes del bloque sistema de control.
Señales de posicionamiento de cabina.
Como salidas tiene las señales de:
Señales de nivel de cabina provenientes del variador de velocidad.
Señales de activación de freno electromecánico de la máquina de tracción.
Salida de potencia trifásica al motor de la máquina de tracción.
Protocolo CAN (Controller Area Network)
CAN es un protocolo de comunicaciones serie que soporta control distribuido en tiempo real con un alto nivel de seguridad y multiplexación.
Las estaciones remotas en el bus con protocolo CAN pueden trabajar a velocidades de transferencia de datos de hasta 1 Mbps.
De acuerdo al modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection, modelo de interconexión de sistemas abiertos), la arquitectura de protocolos CAN incluye tres capas: física, de enlace de datos y aplicación,
Capa física: define los aspectos del medio físico para la transmisión de datos entre nodos de una red CAN, los más importantes son niveles de señal, representación, sincronización y tiempos en los que los bits se transfieren al bus. La especificación del protocolo CAN no define una capa física, sin embargo, los estándares ISO 11898 establecen las características que deben cumplir las aplicaciones para la transferencia en alta y baja velocidad.
Capa de enlace de datos: define las tareas independientes del método de acceso al medio, además debido a que una red CAN brinda soporte para procesamiento en tiempo real a todos los sistemas que la integran, el intercambio de mensajes que demanda dicho procesamiento requiere de un sistema de transmisión a frecuencias altas y retrasos mínimos. En redes multimaestro, la técnica de acceso al medio es muy importante ya que todo nodo activo tiene los derechos para controlar la red y acaparar los recursos. Por lo tanto la capa de enlace de datos define el método de acceso al medio así como los tipos de tramas para el envío de mensajes
Cuando un nodo necesita enviar información a través de una red CAN, puede ocurrir que varios nodos intenten transmitir simultáneamente. CAN resuelve lo anterior al asignar prioridades mediante el identificador de cada mensaje, donde dicha asignación se realiza durante el diseño del sistema en forma de números binarios y no puede modificarse dinámicamente. El identificador con el menor número binario es el que tiene mayor prioridad.
El método de acceso al medio utilizado es el de Acceso Múltiple por Detección de Portadora, con Detección de Colisiones y Arbitraje por Prioridad de Mensaje (CSMA/CD+AMP, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and Arbitration Message Priority). De acuerdo con este método, los nodos en la red que necesitan transmitir información deben esperar a que el bus esté libre (detección de portadora); cuando se cumple esta condición, dichos nodos transmiten un bit de inicio (acceso múltiple). Cada nodo lee el bus bit a bit durante la transmisión de la trama y comparan el valor transmitido con el valor recibido; mientras los valores sean idénticos, el nodo continúa con la transmisión; si se detecta una diferencia en los valores de los bits, se lleva a cabo el mecanismo de arbitraje.
CAN establece dos formatos de tramas de datos (data frame) que difieren en la longitud del campo del identificador, las tramas estándares (standard frame) con un identificador de 11 bits definidas en la especificación CAN 2.0A.
Para la transmisión y control de mensajes CAN, se definen cuatro tipos de tramas: de datos, remota (remote frame), de error (error frame) y de sobrecarga (overload frame). Las tramas remotas también se establecen en ambos formatos, estándar y extendido, y tanto las tramas de datos como las remotas se separan de tramas precedentes mediante espacios entre tramas (interframe space).
En cuanto a la detección y manejo de errores, un controlador CAN cuenta con la capacidad de detectar y manejar los errores que surjan en una red. Todo error detectado por un nodo, se notifica inmediatamente al resto de los nodos.
Capa de aplicación: Existen diferentes estándares que definen la capa de aplicación; algunos son muy específicos y están relacionados con sus campos de aplicación.
En este protocolo CAN tenemos un nodo principal que se encuentra en la tarjeta TCB nodo maestro, y los demás nodos son las estaciones remotas de las llamadas de cabina y de pasadizo. Cada una de las RS son los diferentes nodos, cabe destacar que los nodos de llamada de cabina y de hall tienen circuitos independientes.
Velocidad de transmisión vs. Largo de la red
La velocidad máxima según la norma CAN es 1Mbps que se puede lograr con par trenzado de hasta 40 metros.
Para redes más largas que 40 metros la velocidad debe ser reducida.
Un largo de red de 1000 metros trabaja adecuadamente a 50 Kbps.
Algunos módulos CAN permiten manejar más de 1Mbps.
En los ascensores se utiliza una Red Can de Clase B (Baja velocidad), pero la tendencia es a utilizarse una red CAN de alta velocidad en el futuro, los ascensores más sofisticados pueden trabajar con tasas de transferencia de datos de hasta 1 Mbps es decir ya trabajan con una Clase C.
Durante las comunicaciones CAN, los nodos actualizan sus contadores de errores de transmisión y recepción mediante normas complejas establecidas en la norma CAN. Los contadores se incrementan por detección de errores o se decrementan por transmisiones o recepciones exitosas.
Composición Básica del variador de velocidad (Drive)
Está compuesto por tres partes principales
- a) Puente rectificador que tiene a la entrada sensores de falta de conexión a tierra y falta de fase.
- b) Circuito intermediario En Corriente Continua: Contiene un circuito de precarga del banco de condensadores y un Filtro contra ruidos de inducción eléctrica(RFI)
- c) Puente inversor con transistores de potencia IGVT, a la vez tiene un algoritmo de realimentación de tensión y corriente
El variador de velocidad tiene un microprocesador que gobierna las programaciones, la versión del software de dicho microcontrolador la GAA30082CAC1 de Otis.
Este variador tiene entradas digitales y entradas de 4 a 20 mA , pero solo se usan las digitales estas entradas provienen del Sistema de Control(Tarjetas TCB, MCB,SPB). También posee salidas digitales y salidas de lazo de Corriente 4-20 mA, estas últimas no son utilizadas.
Los Drives que usa la empresa son:
-Drive Weg (Procedencia Brasilera)
-Drive Art (Procedencia China)
-Drive OVF10 (Procedencia Brasilera)
-Drive OVF20 (Procedencia Brasilera)
Los IGVTs son transistores de potencia según la potencia del motor de la máquina de tracción, estos transistores son controlados por su compuerta de entrada, los transistores IGVT s operan como llaves o contactos mecánicos a una determinada frecuencia generando ondas cuadradas y produciendo alternancia, al final se produce una onda entre las líneas T1, T2 y T3 que va al motor de la máquina de tracción.