电梯结构原理及安装维修论文.doc

电梯结构原理及安装维修论文题 目 基于PLC和变频调速电梯控制系统 学 院 电子与控制工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 日期:年月日一、摘要随着城市建设的不断发展，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯是采用电力拖动方式，将载有乘客或货物的轿厢，运行于垂直方向的两根刚性导轨之间，运送乘客和货物的固定式提升设备。所以，电梯是为高层建筑运输服务的设备，它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。电梯控制系统目前多采两种方式，一是PLC控制系统，二是微机控制系统。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而PLC主从式通信的电梯并联控制系统由于运行可靠，容易实现，使用维修方便，抗干扰性强等优越性，成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。PLC是以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置，它既能改造传统的机械产品成为机电一体化新一代产品，又适用于生产过程控制，凭借其卓越的可靠性、抗干扰性和可编程性，目前已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中。关键词：电梯控制 PLC 变频调速二、 电梯的系统组成电梯有机械和电气两大部分组成。电梯的机械部分由驱动系统、轿厢和对重装置、导向系统、开关门系统、机械安全保护系统5个子系统构成。电梯的电气部分由操纵箱、控制柜等十多个电气部件及其连接线构成。而电气控制系统由控制柜，操纵柜，指示灯箱，召唤箱，限位装置，换速平层装置，轿顶检修箱等几十个部件，以及曳引电动机，制动器线圈，开关门电动机及开关门调速装置，端站限位和极限开关等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中的电梯元件组成。电梯的电气控制系统与机械系统比较，具有选择范围大且灵活的特点。一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度运行后，机械系统的主要零部件就基本确定了，而电气控制系统则还有比较大的选择空间，还必须根据电梯的安装地点、承载对象、整机性能要求、功能要求对拖动方式、控制方式等进行认真选择，才能发挥电梯的最佳使用效果。三、 电梯的发展（1）电力拖动系统拖动技术拖动技术从直流拖动到交流变极调速（交流双速），到交流变压调速、到目前应用最为广泛的变频变压（VVVF）调速技术。变频变压调速技术发展很快，其调速性能已完全可与直流电机相媲美。除了具有良好的舒适感之外，平层准确度也大为提高，而且具有明显的节能效果。（2）电梯群控系统将更加智能化电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等。这些群控系统能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态特性。随着智能建筑的发展，电梯的智能群控系统能与大楼所有的自动化服务设备结合成整体智能系统。（3）超高速电梯曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。（4）蓝牙技术在电梯上广泛应用蓝牙技术是一种全球开放的、短距无线通讯技术规范，它可通过短距离无线通讯，把电梯各种电子设备连接起来，无需纵横交错的电缆线，可实现无线组网。（5） 绿色电梯与节能电梯将普及 要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与建筑物协调等。甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯补充能源。早期的电梯电气控制采用继电器接触控制系统，但由于电梯控制系统的复杂性，使继电器接触控制系统的接线复杂，可能使用成百上千的各式各样的继电器，由很多导线用复杂的方式连接起来，这样如果某个继电器损坏或者触点接触不良，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障是非常困难的，因此继电器控制系统的可靠性较低。微机控制具有控制系统体积减小、节能、可靠性提高，尤其是对群控、通讯等复杂电梯控制功能更具优越性，然而微机控制系统抗干扰能力弱，因此现代电梯大多采用PLC控制方式。四、PLC控制电梯的优点PLC对使用条件没有苛刻要求；电梯使用PLC可靠性高；PLC编程简单，使用方便；PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。󰀀输入点和输出点有对应的状态显示，维修方便；PLC可用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。系统的设计，安装，调试工作量少。五、 变频调速系统1、 系统的组成硬件部分变频器是交流变频调速系统的核心设备，它的质量品质对于系统的可靠性影响很大，在选择变频器的时候根据被控设备的负载特性来选择变频器的类型，且所选变频器的类型需要与被控制异步电动机的参数匹配、并保证电梯可以平稳的启动、停车；变频器带有防失速功能、具有良好的转矩特性。当然除了安全、舒适方面，还得考虑电梯的成本，一般在满足系统要求的情况下，优先考虑通用性变频器。软件部分交流变频调速系统是集中式控制系统，控制比较复杂，适合采用模块化编程方法，将各个输出型号的属性分类，模块与模块之间的衔接可以用中间寄存器来传递信息。系统软件部分大致分为：楼层检测电路模块、控制七段数码管显示楼层电路模块、电梯选向电路模块、减速点信号产生电路模块、电梯轿厢开关门电路模块和按钮记忆灯显示电路模块等几大模块。3、 变频调速控制变频调速系统的控制方式包括V/F、矢量控制(VC)、直接转矩控制(DTC)等。V/F控制主要应用在低成本、性能要求较低的场合;而矢量控制的引入，则开始了变频调速系统在高性能场合的应用。近年来随着半导体技术的发展及数字控制的普及，矢量控制的应用已经从高性能领域扩展至通用驱动及专用驱动场合，乃至家用电器。交流驱动器已在工业机器人、自动化出版设备、加工工具、传输设备、电梯、压缩机、轧钢、风机泵类、，电动汽车、起重设备及其它领域中得到广泛应用。随着半导体技术的飞速发展，数字信号处理器的处理能力愈加强大，处理力度不断提升，变频调速系统完全有能力处理复杂的任务，实现复杂的观测、控制算法，传动性能也因此达到前所未有的高度。从总体上来看，V/F及SVC、DTC控制在市场上应用最多，目前占据了市场80%以上的分额，FVC由于成本较高，码盘、电缆及其安装接线等涉及问题较复杂，其销量不大，主要在一些精度较高的场合应用。未来随着SVC观测模型的进一步完善，以及先进控制策略的引人，SVC的调速范围、控制精度及动态响应性能将进一步提升，SVC与FVC的差距将进一步减小。而另一方面，通用变频调速系统中的FVC控制亦将通过内置位置控制，优化环路设计及反馈精度来提升动态特性，逐步替代SRV系统的部分应用场合。可以预见，技术的融合将引起这些控制方式在市场上的应用分布发生变化，相互重合的“灰色”区域会加大。、4、 电梯变频调速系统的特点及优越性1）变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小、结构简单、维护方便、可靠性高、价格低等特点。2）变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM技术，明显改善了电梯运行质量和性能；调速范围宽、控制精度高、动态性能好、舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电机调速。3）变频调速电梯使用先进的SPWM和PWM技术，明显改善了电动机供电电源的质量，减少了谐波，提高了效率和功率因素，节能明显。六、常见故障及其排除方法电梯故障是指由于电梯机械零件或电气控制系统中的元器件发生异常，导致电梯不能正常工作或严重影响乘坐舒适感，甚至造成人身伤害或设备事故的现象。 1、机械系统的故障及解决方法 、由于润滑不良或润滑系统故障，造成部件的转动部位严重发热磨损或抱轴，导致滚动或滑动部位的零部件毁坏。 、由于电梯频繁使用，某些零部件发生磨损、老化，保养不到位，未能及时更换或修复已磨损的部件，造成损坏进一步的扩大，迫使电梯停机。 、电梯运行过程中由于震动引起某些紧固螺丝松动或松脱，使某些部件尤其运动部件工作不正常造成电梯损坏。 、由于电梯平衡系数失调，或严重超载造成轿厢大的抖动或平层准确度差，电梯速度失控，甚至冲顶或礅底、引起限速器安全钳联动，电梯停机。解决方法：、电梯机械系统发生故障时，维修工应向电梯司机、管理员或乘客了解出现故障时的情况和现象。如果电梯仍可运行，可让司机/管理员采用点动方式让电梯上、下运行，维修工通过耳听、手摸、测量等方式分析判断故障点。、故障发生点确定后，按有关技术规范的要求，仔细进行拆卸、清洗、检查测量，通过检查确定造成故障的原因，并根据机件的磨损和损坏程度进行修复或更换。、电梯机件经修复或更换后，投入运行前需经认真检查和调试后，才可交付使用。 2、电气控制系统的故障及解决方法、从电梯电气故障发生的范围看，最常见的是门机系统故障和电器组件接触不良引起的。造成门机系统和电器组件故障多的原因，主要有元器件的质量、安装调试的质量、维护保养质量等。、从电气故障的性质看，主要是短路和断路两类。 短路就是由于某种原因，是不该接通的回路连通或接通后线路内电阻很小。电梯常见短路故障原因有方向接触器或继电器的机械和电子连锁失效，可能产生接触器或继电器抢动作而造成短路；接触器的主接点接通或断开时，产生的电弧使周围的介质电器组件的介质被击穿而短路；电器组件的绝缘材料老化、失效、受潮造成短路；由于外界原因造成电器组件的绝缘破坏以及外材料入侵造成短路。 断路就是由于某种原因，造成应连通的回路不通。引起断路的原因主要有电器组件引入引出线松动；回路中作为连接点的焊接虚焊或接触不良；继电器或接触器的接点被电弧烧毁；接点表面由氧化层；接点的簧片被接通或断开时产生的电弧加热，冷却后失去弹力，造成接点的接触压力不够；继电器或接触器吸合或断开时由于抖动使触点接触不良等.解决方法：判断电气控制系统故障的根据就是电梯控制原理。因此要迅速排除故障必须掌握地区控制系统的电路原理图，搞清楚电梯从定向、起动、加速、满速运行、到站预报、换速、平层、开关门等全过程各环节的工作原理，各电器组件之间相互控制关系、各电器组件、继电器/接触器及其触点的作用等。再判断电梯电气控制故障之前，必须彻底了解故障现象，才能根据电路图合故障现象，迅速准确地分析判断故障的原因并找到故障点。七、心得体会通过这学期电梯结构原理与安装维修课程的学习，使我对电梯的结构、原理、运行方式、出现故障时的解决方法有了一定的了解。在当今电梯飞速发展的时代，我觉得这门课的重要性也不言而喻，非常感谢姚秋霞老师对我们的悉心教导。八、总结电梯采用PLC变频调速系统提高了系统运行的平稳性、工作的可靠性，操作与维护也很方便，接线简单、编程直观、扩展容易、安全性高、可调节电梯运行速度、舒适感好等特点，同时节约了大量电能。本论文简述了电梯的组成、发展及基于PLC和变频调速的电梯的优点。九、参考文献电梯结构原理及安装维修第四版电梯工程施工技术与质量控制电梯安装调试及运行