毕业设计与论文-交流轿内按钮货梯PLC控制系统设计.pdf

目录前言.2第1章 电梯的电动机控制系统的控制方案.41电梯的简介.41.1 电梯的发展.41.2 电梯的分类.61.3 电梯的基本规格、型号和主要性能指标.81.4 电梯的运行过程简介.111.5 轿内按钮电梯的主要性能指标与特点.122采用电梯曳引机方案.132.1 曳引机.132.2 减速器.142.3 曳引轮.142.4 提高曳引能力的措施.142.5 影响钢丝绳寿命的因素.142.6 制动器.153电梯曳引驱动系统的现状及发展前景.16第2章 交流双速电梯的主电路控制系统.161电梯的机械系统.172电梯的拖动控制系统.202.1 电梯电气控制系统的主要环节.202.2 电梯电气控制系统的主要部件及器件.212.3 交流双速电梯拖动方式.213总体方案的设计.223.1 系统控制方案的确定.223.2 系统对电气控制的要求.263.3电梯主要设备的选型.264自动门电动机.295 PLC的选型.316系统的硬件设计.346.1主拖动电路.346.2 安全、开关门控制电路.366.3 下班关门关闭电梯、上班开门开放电梯及照明控制电路.376.4元件名称代码对照表.386.5 PLC I/O接口分配及控制系统的设计.407系统的软件设计.427.1电梯运行流程图.43，2程序梯型图（见附录A）.45程序语句（见附录B）.457.3正常情况下程序调试.457.4过程分析.46总结.49致谢.50参考文献.51附录A（程序梯形图）.52附录B（程序语句）.57刖随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已成为现代城市的标志。电梯作为垂 直运输工具，承担着大量的人流和物流的输送，其作用在建筑物中至关重要。中高层 写字楼、办公楼、饭店和住宅楼，服务性和生产部门如医院、商场、仓库、生产车间 等，拥有大量的乘客电梯、载货电梯等各类电梯及自动扶梯。随着经济和技术的发展,电梯的使用领域越来越广，电梯已成为现代物质文明的一个标志。电梯作为升降设备，其起源可追溯到公元前1000多年前我国劳动人民发明的辘 轮。世界上第一台以蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机，是1852年由美国 人伊莱沙格雷天斯奥的斯发明的。1889年美国奥的斯升降机公司推出了世界上 第一部以直流电动机为动力的升降机，诞生了名符其实的电梯。1900年开始出现交流感应电动机驱动的电梯。1903年出现了槽轮式（即曳引式）驱动的电梯，为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。在20世纪前半叶，电梯的电力拖动，尤其是高层建筑中的电梯，几乎都是直流 拖动，直到1967年晶闸管用于电梯拖动，研制出交流调压调速系统，才使交流电梯 得到快速发展，80年代随着电子技术的完善，出现了交流变频调速系统。信号控制 方面用微机取代传统的继电器控制系统，使故障率大幅下降，电梯的速度也由0.5m/s,发展到目前13.5m/s的超高速电梯。现代电梯向着低噪音、节能高效、全电 脑智能化方向发展，具有高度的安全性和可靠性。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控 制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普 遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状 态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PL C）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和 性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因 在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PL C可靠性高，程序 设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定、可靠性高等特点，所以现在的电梯控制系 统广泛采用可编程控制器（PL C）来实现。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控 制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数 字控制的专用计算机川。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而开发的第一台 PL C问世以来，迄今30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但 又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足 各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图 为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PL C后，只需按说明书或提示，做少量的安装接 线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PL C应用于生产实践。而且用户程序 的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统 为电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适 应电梯控制的要求和发展，与PL C相比较，存在着质的差别。电梯使用继电接触器控 制的时代，很难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电 梯的控制提供了广阔的空间。PL C是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PL C 应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件被有机地结合在一个设备内，把仪表、电子 和计算机的功能综合在一起。因此，它己经成为电梯运行中的关键技术。第1章 电梯的电动机控制系统的控制方案1电梯的简介1.1电梯的发展一、电梯控制技术发展电梯控制技术通常可分为如下八个发展阶段：(1)司机控制(Car handle control；Car switch operation)o 也称手柄开关控 制，是指电梯司机转动手柄位置(开断/闭合)来操纵电梯运行或停止。(2)按钮控制(Pushbutton control；Pushbutton operation)o 是指电梯运行由 轿厢内操纵盘上的选层按钮或层站呼梯按钮来操纵。某层站乘客将呼梯按钮按下，电 梯就起动运行去应答。在电梯运行过程中如果有其他层站呼梯按钮按下，控制系统只 能把信号记存下来，不能去应答，而且也不能把电梯截住，直到电梯完成前应答运行 层站之后方可应答其他层站呼梯信号。此按钮控制1894年由奥梯斯公刊发明，控制 单速电梯。(3)微驱动平层控制。1915年奥的斯公司发明，用两台电动机控制，其中一台起 动，满速运行；另一台下层停车。(4)集选控制(Collective selective control；S elective collective automatic operation)。是在信号控制的基础上把呼梯信号集合起来进行有选择的应答。电梯为 无司机操纵。在电梯运行过程中可以应答同一方向所有层站呼梯信号和按照操纵盘上 的选层按钮信号停靠。电梯运行一周后若无呼梯信号，就停靠在基站待命。为适应这 种控制特点，电梯在各层站的停靠时间可以调整，轿门设有安全触板或其他近门保护 装置，以及轿厢设有过载保护装置等。此集选控制1925年发明。(5)交流双速控制。从20世纪30年代起实行。(6)直流变压调速控制。从20世纪30年代初发展起来的盲流发电机电动机 的直流调速系统。(7)交流调速控制。20世纪70年代初发展起来的一种控制方式。适用于2m/s 以下的电梯。(8)计算机控制。从有触点的继电器/接触器一半导体无触点逻辑控制一微处理 器，用微电脑控制电动机已有1位、8位、16位乃至32位的微机控制系统。二、电梯规格和控制手段就电梯规格而言，据奥的斯公司对控制手段和跟踪给定速度曲线情况的统计，40 层以下大楼宜用常规电梯；4080层宜用双层轿厢电梯；80层以上宜用空中大厅形 式布局。就控制手段而言，20世纪70年代初、中期用模拟量作为控制量；20世纪70年 代中期以后，用微机调速，用数字量做控制量；将来，要变成全数字量的速度控制系 统。就跟踪给定速度曲线的情况而言，20世纪70年代初，速度控制采用按时间原则 使轿厢起、制动；20世纪70年代中期以后采用起动按距离原则控制。三、电梯拖动技术的发展从1889午起，过去的升降机开始采用电力驱动，成为名符其实的电梯。电梯的 驱动控制技术经历了直流电动机驱动控制、交流单速电动机驱动控制、交流双速电动 机驱动控制、直流有齿轮、无齿轮调速驱动控制、交流调压调速驱动控制、交流变压 变频调速驱动控制、及交流永磁同步电动机变频调速驱动控制等阶段。19世纪末，采用沃德一伦纳德系统驱动控制的直流电梯。20世纪初，开始出现 交流感应电动机驱动的电梯，后来槽轮式(即曳引式)驱动的电梯代替了鼓轮卷筒式驱 动的电梯，为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。20世纪上半叶，直 流调速系统在中、高速电梯中占有较大比例。1967年，晶闸管用于电梯驱动，交流 调压调速驱动控制的电梯出现了。1983年，出现了变压变频驱动控制的电梯，并迅 速成为电梯主流产品。1996年，研制出采用交流永磁同步电动机驱动技术的无机房 电梯，电梯技术又一次地进行了革新。四、电梯元器件技术的发展电梯刚出现时，开始使用直流电动机，利用电枢串联电阻控制速度。后来出现了 交流感应电动机，于1900年应用在电梯上。交流电梯开始是单速的，以后出现了双 速电梯。1915年研制成功电梯自动平层装置。1933年，电梯速度达到了 6m/s。1949 年出现了群控电梯。1955年，真空管用在电梯控制上。1963年，无触点半导体逻辑 控制用在电梯上。1967年，电梯应用可控硅技术，简化了电梯拖动系统。1971年，电梯应用集成电路。1975年以后，电梯开始应用计算机技术，电梯元器件技术的发 展进入了现代领域。在1956年以前，电梯以电磁设备技术为主，主要是对电磁继电器、平层装置、选层器等进行小型化和高性能化的工作。20世纪70年代在电梯上是应用晶体三极管 和可控硅整流技术的年代，电梯电力变换和控制装置均采用这些半导体器件。接着在 群控系统中应用IC集成电路，并组成复杂的逻辑回路。20世纪80年代，在控制装 置中逐渐淘汰了继电器元件，而综合应用了计算机、电力电子设备和各种传感器技术，以及VVVF技术和人工智能技术。1.2电梯的分类根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下：1按用途分类：1.1 乘客电梯，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内 装饰。1.2 载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。1.3 医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特 点。1.4 杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。1.5 观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。1.6 车辆电梯，用作装运车辆的电梯。1.7 船舶电梯，船舶上使用的电梯。1.8 建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。1.9 其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。2按驱动方式分类：2.1 交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交 流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。2.2 直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在 2.OOm/s 以上。2.3 液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。2.4齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带 动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。2.5 螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大 螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶 升轿厢上升或下降的电梯。2.6 直线电机驱动的电梯，其动力源是直线电机。电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。3按速度分类电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。3.1低速梯，常指低于L 00m/s速度的电梯。3.2 中速梯，常指速度在1.002.00m/s的电梯。3.3 高速梯，常指速度大于2.00m/s的电梯。3.4 超高速，速度超过5.00m/s的电梯。随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限 值也在相应地提高。4按电梯有无司机分类4.1 有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。4.2无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯 自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。4.3有/无司机电梯，这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量 大或必要时改由司机操纵。5按操纵控制方式分类5.1手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。5.2按钮控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿 外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。5.3信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层,自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动 换向等功能。5.4集选控制电梯，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与 信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。5.5并联控制电梯，23台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站 外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。5.6群控电梯，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程 序控制、梯群智能控制等形式。6其它分类方式6.1 按机房位置分类，则有机房在井道顶部的(上机房)电梯、机房在井道底部 旁侧的(下机房)电梯，以及有机房在井道内部的(无机房)电梯。6.2 按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。此外，还有双层轿厢电梯等。7特殊电梯7.1 斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一 体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。7.2 立体停车场用电梯，根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。7.3建筑施工电梯，是一种采用齿轮齿条啮合方式(包括销齿传动与链传动，或 采用钢丝绳提升)，使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应 用于建筑施工与维修。它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的 垂直运输机械。1.3电梯的基本规格、型号和主要性能指标一、电梯的主参数及基本规格电梯的主参数及基本规格是一台电梯最基本的表征，通过这些参数可以确定电梯 的服务对象、运载能力和工作特性。1.电梯的主参数电梯的主参数包括额定载重量和额定速度。(1)额定载重量：单位为公斤(kg),是指保证电梯正常运行的允许载重量。这是 制造厂家设计制造电梯及用户选择电梯的主要依据，也是安全使用电梯的主要参数。对于乘客电梯常用乘客人数(一般按75kg/人)这一参数表示。电梯载重量主要有以 下几种(kg)：400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500 等。(2)额定速度：单位为米/秒(m/s),指电梯设计所规定的轿厢运行速度，是设 计制造和选用电梯的主要依据。常见有以下几种：0.63、1.06、1.60、1.75、2.50、4.00m/s 等。2.基本规格主要有如下几种参数组成：(1)电梯的用途：指客梯、货梯、病床梯等，它确定了电梯的服务对象。(2)额定载重量：电梯的主参数之一。(3)额定速度：电梯主参数之一。(4)拖动方式：指电梯采用的动力驱动类型，可分为交流电力拖动、直流电力 拖动、液压拖动等。(5)控制方式：指对电梯运行实行操纵的方式，可分为手柄控制、按钮控制、信号控制、单梯集选控制、并联控制、梯群控制等。(6)轿厢尺寸：指轿厢内部尺寸和外廊尺寸，以深X宽表示。内部尺寸由梯种和 额定载重量(或乘客人数)确定，它也是司梯人员应掌握用以控制载重量的主要内容。外廊尺寸关系到井道的设计。(7)厅、轿门的型式：指电梯门的结构型式。按开门方向可分为中分式、旁开式(侧开式)、直分式(上下开启)等几种。按材质 和功能有普通门、消防门、双折门等。按门的控制方式有手动开关门和自动开关门等。(8)层站数：各层楼用以出入轿厢的地点为站，电梯运行行程中的建筑层为层。如电梯实际行程15层，有11个出入轿厢的层门，则为15层/II站。二、电梯的型号1.进口电梯型号的表示随着改革开放，众多国外电梯制造厂家产品涌入国内及兴办合资、独资电梯制造 厂。每个国家都有自己的电梯型号表示方法，合资厂也沿用引进国命名型号的规定使 用，无法一一列举。总体分以下几类：以电梯生产厂家公司及生产产品序号如：TOE C-90,前面的字母是厂家英文字头，为天津奥的斯电梯公司，90代表其产品类型号。以英文字头代表电梯的种类，以产品类型序号区分，如：三菱电梯GPSII,前面 字母为英文字头代表产品种类，II代表产品类型号。以英文字头代表产品种类，配 以数字表征电梯参数，如：“广FI”牌电梯，YP15C090,YP表示交流调速电梯，额定乘员15人，中分门，额定速度90m/min。以及其它表示方法等等。因此，必须 根据其产品说明书了解其参数。2.我国标准规定电梯型号的表示1986年我国城乡建设环境保护部颁发的JJ4586电梯、液压梯产品型号的编 制方法中，对电梯型号的编制方法作了如下规定：电梯、液压梯产品的型号由类、组、型、主参数和控制方式等三部分组成。第二、第三部之间用短线分开。第一部分是类、组、型和改型代号。类、组、型代号用具有代表意义的大写汉 语拼音字母(字头)表示，产品的改型代号按顺序用小写汉语拼音字母表示，置于类、组、型代号的右下方。第二部分是主参数代号，其左上方为电梯的额定载重量，右下方为额定速度，中 间用斜线分开，均用阿拉伯数字表示。第三部分是控制方式代号，用具有代表意义的大写汉语拼音字母表示。如下图1T所示：三、电梯的性能指标评价电梯调速方法的好坏，主要看这种调速方法的调速指标如何。调速指标分为 技术指标和经济指标。选择调速方法时，要在满足技术指标要求的前提下，考虑经济 指标。1、技术指标技术指标又分为静态性能指标和动态性能指标。（1）静态性能指标。静态性能指标指系统稳定运行时的性能指标。对电梯系统来 说比较重要的静态性能指标有静差率、调速范围、平滑性和调速时的输出等。1）静差率。静差率也称速度变化率，是指电动机由理想空载转速到额定负载时转 速的变化率。静差率与电动机机械特性曲线的硬度及理想空载转速有关。理想空载转 速一定时，机械特性越硬，静差率越小，表明电动机相对稳定性就越高；在机械特性 曲线硬度相同的情况下，理想空载转速越高，静差率越小。2）调速范围。调速范围是指在额定负载时，电动机能运行的最高速度Nmax和最 低速度Nmin之比，不同的生产机械对调速范围有不同的要求，但希望调速范围大些 是共同的要求。对于电梯而言，Nmax越大意味着电梯运行速度越快，Nmin越小意味 着电梯平层准确度越高。要想提高调速范围，必须设法提高Nmax。或降低Nmin。电 梯的最高速度Nmax主要受到机械强度、换向及人体承受能力等方面的限制，最低速 度Nmin主要受到低速时相对稳定性和静差率的限制。静差率和调速范围这两个指标 是互相制约的。3）调速的平滑性。平滑性用平滑系数6来衡量，表示调速时相邻两级转速的接近 程度，它等于相邻两级转速之比，平滑系数6越接近1,相邻两级速度就越接近，调 速的平滑性就越好，对于电梯来说，表现为乘坐舒适感越好。无级调速时6:1,即表 示转速连续可调，此时调速的平滑性最好。电动机调速的方法不同，得到的调速级数 和平滑性也不同。4）调速时的输出。调速时的输出指在保证电动机la二In的前提下，调速时电动机 允许输出的功率和转矩。按电动机调速时输出的功率和转矩不同，调速可分为恒转矩 调速和恒功率调速。属于恒转矩调速的调速方法有电枢回路串电阻调速和降压调速 等；属于恒功率调速的调速方法是弱磁调速。每一个负载有自己的负载转矩特性，负 载转矩特性有三种：恒转矩负载特性、恒功率负载特性和泵类负载特性。若想要使电 动机得到充分利用，在为生产机械选择调速方案时，要注意调速方案与负载转矩特性 的匹配问题，即恒转矩负载特性的生产机械要选择恒转矩调速方案。电梯是恒转矩负 载特性的生产机械，所以要选择恒转矩调速方案。（2）动态性能指标。动态性能指标用来衡量系统调节过程中的性能。主要包括跟 随性能指标和抗扰性能指标两种。1）跟随性能指标。跟随性能指标主要反映系统动态过渡的快速性和平稳性。常有 以下几个指标来衡量。a.上升时间。在阶跃响应过程中，输出量从零开始，第一次上升到稳态值所经 历的时间称为上升时间，它反映系统动态响应的快速性。b.超调量。在阶跃响应过程中，输出量超出稳态值的最大偏差与稳态值之比的 百分值称为超调量，它反映系统的相对稳定性，超调量越小，说明系统相对稳定性越 好。c.调节时间。在阶跃响应过程中，输出衰减与稳定值之差进入5%或土2%的 允许误。1.4 电梯的运行过程简介电机何时启动、换速以及电机转向是由PL C根据电梯呼梯、减速等信号做出决 策,发出信号。当继电器接收到PL C控制器发出的呼梯方向信号,启动电动机,达到最 大速度后，匀速运行，在到达目的层的减速点时，PL C控制器发出切断高速度信号,异步电机以设定的减速度将最大速度减至爬行速度。电梯的电气控制系统是一个控制 逻辑十分复杂的大型控制系统，主要完成两大功能，其一是对主机的控制，即完成主 机的启动、平层、停层、呼叫优先响应、信号回收、故障保护等控制功能，其中，以 呼叫优先响应的控制逻辑最为复杂；其二是对开关门电机的控制，即完成开关门电机 的平层启动、呼叫响应、限时或信号关闭、故障保护等控制功能。当乘客进入轿厢后，如果是由电梯司机（即经过专门训练的，并经有关部门考试 认可的受权操纵的人）操纵的电梯，则由司机根据乘客欲前往的层站，逐一按下相应 层站的选层按钮，便完成了运行指令的预先登记，电梯便自动决定运行方向。再按启 动按钮，电梯自动关门，当门完全关闭后，门锁微动开关闭合，使门锁继电器吸合，电梯开始启动、加速，直至稳速运行。当电梯到达欲停靠的目的层站前方某一距离位 置时，由井道传感器向电梯控制系统发出转换信号，电梯便自动减速准备停靠。当轿 厢进入到平层区（即停靠层站上方或下方的一段有限距离）时一，井道平层传感器动 作，发出平层信号控制轿厢准确平层，并自动取消，自动开门。对某类电梯，如果在 平层时平层精度超过标准要求，则电梯进行校正运行，电梯以最低的速度慢行到准确 平行位。如果继续平向运行，司机只需按下启动按钮，电梯便按预先登记的楼层，按 序逐一自动停靠，自动开门。在电梯运行过程中，如果厅外有人按下厅门召唤电钮，只要申请乘梯方向符合此时电梯运行方向，则电梯能被顺向截停。当同向登记指挥都 已被执行以后，司机只要按下启动按钮，电梯便自动换向运行，执行另一方向的运行 登记指令。如果电梯在某一层站关门时，有人或物碰触了门安全触板，或被非接触式 的光电式、电子式装置检测到关门障碍时，电梯便停止关门并立即转为开门。如果欲 乘电梯的乘客正逢电梯关门时，可按下厅外上、下召唤按钮中与电梯欲行方向相同的 一个按钮，电梯便立即开门，这种操作，称为本层开门。如果由于乘客过多而超载，则电梯超载检测装置发出超载信号，在声光提示的同时，阻止电梯启动并开门，直到 满足限载要求，电梯方能恢复正常运行。如果是无司机操作的电梯，当乘客进入轿厢 时，只需按下欲前往的层站按钮。电梯在到达规定的6-8s停站延迟时间时，便自动 关门启动、加速，直至稳速运行。在运行过程中，可逐一根据各楼层厅外召唤信号，对符合运行方向的召唤信号，将逐一应答，自动停靠，自动开门。在完成同向全部登 记以后，如有反向厅外召唤信号，则电梯自动换向运行，应答反向厅外召唤信号。如 果没有召唤信号时，电梯便自动关门停机，或自动驶回基站关门待命。如果某一楼层 再有召唤信号，电梯便自动启动前往应召。在本课题中是三层楼电梯的电气控制系统，分别用PL C的指令表程序和梯形图语 言来实现电梯主机的呼叫响应和开关门电机的启动和关闭控制。1.5 轿内按钮电梯的主要性能指标与特点轿内按钮控制、自动平层、自动开关门电梯电气控制系统：1有专职司机控制；2自动开关门；3到达预定停靠的中间曾站时，提前自动将预定快速运行切换为慢速运行，平层 时自动停靠开门；4到达两端站时，提前自动强迫电梯山额定快速运行切换为慢速运行，平层时自 动停靠开门；5厅外有召唤装置，而且召唤时；(1)厅外有记忆指示灯信号；(2)轿内有音响信号和召唤人员所在层站位置及要求前往方向记忆指示灯信号灯；6厅外有电梯运行方向和所在位置指示灯信号；7自动平层；8召唤要求实现后，自动消除轿内外召唤位置和要求前往方向记忆指示灯信号；9开电梯时，司机只需点按轿内操纵箱上与预定停靠层楼对应的指令按钮，电梯 便能自动关门、起动、加速、额定满速运行，到预定停靠层站时提前自动将额定快速 运行切换为慢速运行，平层时自动停靠开门。2采用电梯曳引机方案电梯的核心部分是它的传动系统。电梯曳引驱动系统对电梯的起动加速、稳速运 行和制动减速起着控制作用，其性能直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精 度和乘坐舒适性等指标。目前电梯曳引电动机以感应电动机为主，其驱动技术经历了 从继电器控制的双速驱动到可编程序控制的调压调速驱动，进而到微机控制的调频调 压及矢量控制驱动。电梯曳引机作为驱动电梯的动力源，主要采用电机配以减速器的 传动方式。曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端悬吊轿箱，另一端悬吊对重装置，由钢丝绳和曳引轮之间的摩擦产生曳引力驱动轿厢作上下运 行。电梯曳引机的主要组成部分有：曳引轮、曳引绳、导向轮、反绳轮等。2.1曳引机曳引机是电梯的主要拖动机械，它驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运动。其 组成部分主要有：曳引机动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座。根据需要，有的曳 引机还装有冷却风机、速度反馈装置（光码盘）、惯性轮等。根据电动机与曳引轮之 间是否有减速箱，可分为有齿曳引机和无齿曳引机。曳引机具有以下主要性能：（1）具有能重复短时工作、频繁起、制动及正、反转运转的特性。（2）具有能适应一定的电源电压波动，有足够的起动力矩，能满足轿箱满负荷起 动，加速迅速的特性。（3）具有起动电流小的特性。（4）具有发电制动的特性，能由电动机本身的性质来控制电梯在满载下行或空载 上行时的速度。（5）具有较硬的机械特性，不会因电梯运行时负荷的变化造成电梯运行速度的变 化。（6）有良好的调速性能。（7）运转平稳、工作可靠、噪音小及维护简单。2.2减速器对于有齿轮曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮轴之间安装减速器（箱），目的 是将电动机轴输出的较大转速降低到曳引轮所需的较低转速，同时得到较大的曳引轮 矩，以适应电梯运行的要求。减速器多采用蜗轮蜗杆传动，根据减速器的不同结构，按传动方式分为蜗轮蜗杆 传动和斜齿传动，按蜗杆蜗轮的相对装配位置分为蜗杆上置式和蜗杆下置式。2.3 曳引轮曳引轮是嵌挂曳引钢丝绳的轮子，也称曳引绳轮或驱绳轮，绳的两端分别与轿厢 和对重装置联接。对于有齿轮曳引机，它安装在减速器中的蜗轮轴上，而对于无齿轮 曳弓1机，则装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢 和对重装置上下运动。它是电梯赖以运行的主要部件之一。2.4 提图曳引能力的措施（1）改变绳槽形状及绳槽材料，提高摩擦系数（2）增大包角（3）增加轿厢自重（4）钢丝绳在曳引轮槽中的比压计算（5）钢丝绳在绳槽中的摩擦系数（6）曳引轮绳槽磨损的原因2.5影响钢丝绳寿命的因素一般也同样影响曳引轮的寿命，有如下几方面的因素:（1）曳引轮本身（2）钢丝绳的构造，材质及其物理性能（3）轿厢运行高度（4）载荷（5）曳引机和其它部件的技术参数（6）环境和保养2.6制动器制动器是电梯的一个重要安全装置，对主动转轴起制动作用。除了安全钳以外，只有它能使工作中的电梯轿厢停止运行，另外它还对轿厢与厅门地坎平层时的准确度 起着重要作用。对于有齿轮曳引机，制动器安装在电动机的旁边，即在电动机轴与蜗轮轴相联的 制动轮处；若是无齿轮曳引机，则安装在电动机与曳引轮之间。电梯制动器应能产生足够的制动力矩，而且制动力矩大小应与曳引机的转向无 关；制动时对曳引电动机的轴和减速箱的蜗杆轴不应产生任何附加载荷；当制动器松 闸或合闸时，既要保证速度快，有要求平稳，而且能满足频繁起、制动的工作要求；制动器的零件应有足够的刚性和强度；制动器应具有较高的耐磨性和耐热性；结构简 单、紧凑、易于调整；应有人工松闸装置；噪音小。当电梯动力电源失电时，制动器能自动进行制动。当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度运行时，制动器应能使曳引机停止运转。电梯正常运行时，制动器应在持续通电情况下保持松开状态，断开制动器的释放 电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。切断制动器的电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。电梯停止时，如果其 中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。装有手动盘车手轮的电梯曳引机，应能用手松开制动器并需要一持续力去保持其 松开状态。制动器的工作原理是：当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈 中无电流通过，这时因制动电磁铁的铁心之间没有吸引力，制动瓦块在制动弹簧的压 力作用下，将制动轮抱紧，保证了电梯处于不工作的静止状态；当曳引电动机通电旋 转的瞬间，制动电磁铁中的线圈也同时通上电流，电磁铁心迅速磁化吸合的同时，带 动制动动臂克服制动弹簧的作用力，使制动瓦块张开，与制动轮完全脱离，从而使电 梯在无制动力的情况下得以运行；当电梯轿厢到达所需层站停车时，曳引电动机失电,制动电磁铁中的线圈也同时失电，电磁铁心中的磁力迅速消失，铁心在制动弹簧的作 用下通过制动臂复位，使制动瓦块再次将制动轮抱住，则电梯停止。电梯在制停过程中，电梯运动部件的动能因摩擦制动而转化为制动轮上的热量，若闸瓦表面温度过高，会降低制动轮与闸瓦的摩擦系数，以致降低制动力矩。对大多数电梯来说，不必进行制动器的热性能计算。特别是近几年来，对于所有 交通流量密集的乘客电梯，其拖动控制系统中都采用了零速抱闸制动技术，使机械摩 擦制动过程减少到极限状态。对交通流量较少的乘客电梯和载货电梯，每小时的起动 次数较少，因而，每小时吸收的动能也较少。但对于平层速度较高或运动部件惯性较 大的电梯，对其热性能应进行分析计算。3电梯曳引驱动系统的现状及发展前景电梯曳引机作为驱动电梯的动力源，主要采用电机配以减速器的传动方式。这种 方式有许多不足，系统的整体传动效率低；产生机械噪音；曳引机必须整体安装；需 较高的精度要求。由于电梯传统驱动方式的不足，诸多的电梯公司都在寻求取消减速机构的直接驱 动方式。永磁同步电动机以其特有的优势而倍受重视。电梯曳引机在运行过程中需频繁的起动、制动，而且荷负变化大，需要专用的电 动机。对曳引电动机有如下的技术性能要求：（1）电动机为短时重复工作制，应能频繁起动、制动及正反转运行；（2）能适应一定的电源电压波动，有足够起动力矩，能满足轿厢满足负荷起动、加速的要求；（3）起动电流要小；（4）要有较硬的机械特性，不会因电梯载重的变化而引起电梯运行速度的过大 变化；（5）要有良好的调速性能，尤其在低速时，转矩不能下降太大，避免造成电机 步进；（6）应运行平稳、工作可靠、噪音小且维护简单。第2章 交流双速电梯的主电路控制系统电梯的电力驱动系统对电梯的启动加速，稳速运行，制动减速起着控制作用。驱 动系统的优劣直接影响电梯的起动，制动加减速度，平层精度，乘座的舒适性等指标。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结 构，图21所示是电梯的基本结构剖视直观图。1.2.女引轮，3.电引机底座，4.导向轮，5.6.Vtfti7.导旗支架,8.电引命丝绳9.开关0铁,10.童急终开 关，11.#tti12.轿柒.13.新 m14.安全留,15.5轨，16.樊头组分，17.M-250ms继电器输出容量1N0+1NC(AC120V,1A 或 DC24V,1A)继电器触点寿命=100万次系统检测信息显示正常状态，遮挡状态，故障状态显不方式红色发光管1个探测器内芯片等级工业级抗强光=100001ux温度实验-25-85震动实验20HZ,1.26mm,1G介电强度=1000V工作温度-10-654自动门电动机电梯门机系统简介在电梯系统中，为了使其能够正常工作，也为了提高电梯系统的可靠性一般在电 梯系统中都有一些附属装置，电梯门机系统即是其中一个。舒适的电梯系统应该有较 短的候梯时间，门运行快捷、安静，使乘客不会觉得候梯和运行时间过长，因此，高 效的电梯应该有一个良好的门机驱动系统。在电梯中，门机系统的主要任务是接收来自上位管理与调度系发送的门机控制信 号，驱动门电动机运行，以控制电梯轿厢门和厅门的联动开关。电梯门机系统主要由 门电动机、门电动机控制器、门电动机驱动装置、门结构(门系统机械部分)、安全检 测系统、大厅内乘客监测系统等组成。下面简单介绍各个组成部分及其速度曲线和运 行过程。(1)梯门电机控制系统这部分主要由门电机控制器、门电机驱动装置以及门电动 机等组成。其中门电机控制器主要用来控制门电机，使其沿给定门机曲线运行，以快 速、安静、准确的开关电梯轿厢门和厅门。这部分如同一个小型的电机拖动控制系统。(2)电梯的门结构此部分主要由门扇、导轨、厅门门锁等构成，目前主要采用单 扇门和中分门两种结构。为了提高门系统的快捷性，高性能的电梯系统多采用中分门 结构。其中门扇必须具有坚固、防火的特点；导轨用来支撑门扇，故必须表面光滑、坚固且足够大，以便门扇可靠的移动；厅门门锁必须满足安全要求，当门扇到达关门 点时应及时的锁住门。这部分对乘客安全非常重要。(3)安全检测在电梯控制系统中，为了避免乘客被正在关闭的门扇伤害，在门系 统中大都设置安全检测系统，以检测关门时是否还有乘客从电梯门上通过。当轿厢门 正在关闭时，如果此时有乘客欲进、出入电梯轿厢(包括乘客位于轿厢门前某段距离 或乘客阻挡轿厢门关闭)，则轿厢门应该停止关闭，且重新打开。轿厢门打开则不必 有此过程。目前的安全系统主要大都采用光电式装置(如光敏元件)，也有的采用电磁 式装置。(4)大厅内乘客检测系统在一些高性能的电梯系统中，都设置了大厅内乘客检测 装置，确定乘客是否全部进入电梯。当乘客或物体仍在门检测区域内时;电梯的门系 统能自动延时关门，确保乘客全部进入电梯。目前主要采用光电装置和红外光幕保护 装置来检测乘客或物体。有的门机系统还采用热敏电磁装置和图像采集系统检测乘客 或物体，由于受到性能和成本的限制，应用的并不多。(5)门过载保护装置有的门系统设有门过载保护开关装置，当电梯在开关门过程 中，因轿厢门受阻而导致动作力矩过大，梯门会自动向反方向动作，从而达到保护门 电机的作用。(6)速度曲线及运行过程电梯门机系统的速度曲线如图2-4所示。速度曲线大致 可分为四个阶段：加速阶段、匀速阶段、减速阶段和厅门锁定阶段。tl-t2时间段为 加速阶段；t2-t5为匀速阶段；t5-t 6为减速阶段；t6-t7为门锁定阶段。以关轿厢 门为例，在tl时刻，门电机得到控制信号(一般为脉冲信号)，经过一段时间延迟，轿厢门开始动作，一直到t2时刻，此段时间为加速阶段，其运行距离一般较短。从 V,t4开始到t5时刻，为匀速阶段。此时，如果有乘客在轿厢门前一定距离内或者在门 扇中间阻挡轿厢门的关闭，则电机得到一个脉冲信号，则电机提前进入减速阶段，如 t3-t4时刻所示，然后反转，轿厢门重新打开。直到全部乘客进入轿厢，从时刻t5开 始进入减速阶段。在t6时刻，轿厢门实际已经关闭。在t 6-t 7的门锁定阶段电 机继续转动，轿厢门被压紧，门刀关门同时通过机械结构关闭厅门直到t 7时刻，电 机停止转动，门关