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目 錄
【摘要】(Abstract)……………………………………………………………….. 1
第一章 緒論……………………………………………………………………...2
1.1課題的目的和意義……………………………………………………….......2
1.2電梯技術(shù)發(fā)展概況………………………………………………………………..…..2
1.3本設(shè)計(jì)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)…………………………………………………………...9
第二章 電梯控制系統(tǒng)…………………………………………………………11
2.1電梯控制系統(tǒng)概述…………………………………………………………………....11
2.2電梯控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………..….14
第三章 電梯門系統(tǒng)………………………………………………………….…17
3.1開、關(guān)門控制……………………………………………………………..….17
3.2開、關(guān)門控制的典型控制電路……………………………………………...20
3.3新型門機(jī)控制系統(tǒng)…………………………………………………………...22
第四章 轎廂控制…………………………………………………………….…26
4.1轎廂控制程序功能………………………………………………………………..….26
4.2轎廂內(nèi)指令信號(hào)的登記記憶與消除……………………………………………...26
4.3電梯樓層檢測(cè)及顯示技術(shù)…………………………………………………………..29
第五章 外呼板控制…………………………………………………………….31
5.1外呼板控制程序功能……………………………………………………………..….31
5.2程序流程圖…………………………………………………………………………..…31
5.3廳外召喚信號(hào)的登記記憶與消除的繼電器控制原理圖…………………..….33
5.4廳外召喚信號(hào)的PLC控制梯形圖……………………………………………..….34
5.5截梯控制……………………………………………………………………………..…35
5.6電梯按鍵智能連接控制…………………………………………………………..….37
第六章 電梯應(yīng)急裝置…………………………………………………………44
6.1電梯檢修電路……………………………………………………………………….....44
6.2安全保護(hù)回路……………………………………………………………………….....46
6.3消防運(yùn)行……………………………………………………………………………..…48
總結(jié)………………………………………………………………………50
【參考文獻(xiàn)】……………………………………………………………………....51
英文文獻(xiàn)及翻譯資料……………………………………………………………..52
摘 要
電梯作為一種現(xiàn)代化的垂直交通工具，在工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活之中己得到了廣泛地應(yīng)用。傳統(tǒng)的電梯采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、可維護(hù)性差等系列不足，采用異步電機(jī)取代直流電機(jī)己是大勢(shì)所趨。交流變頻調(diào)壓調(diào)速電梯(VVVF)更是當(dāng)前的發(fā)展方向。
本章節(jié)主要介紹了有關(guān)交流變頻調(diào)壓調(diào)速電梯的電器控，闡述了電梯的控制原理，分析了電梯如何用PLC編制控制程序。其中主要是PLC控制,當(dāng)然部分還仍然是用的繼電器控制。詳細(xì)介紹了各個(gè)部分的控制，剖析了電梯電器控制的整個(gè)過(guò)程。尤其是其中采用了一些當(dāng)前電梯方面的最新技術(shù)成果，如電梯智能連接控制等。
關(guān)鍵字：交流變頻調(diào)壓調(diào)速電梯 PLC控制 電梯智能控制
Abstract
Elevator is a convenient vehicle which has been widely used in modemsociety. In traditional the elevators are usually driven by DC motors. Butbecause of some disadvantages such as their complex configuration,costliness, inconvenience of maintenance, they are gradually replaced byasynchronous machines. AC inverter surge speed lifts (VVVF) is the current direction of development.
This chapter introduces the frequency of the exchange of electrical surge-speed elevator, the elevator control on the principle of how to use the elevator control procedures for the preparation of PLC. PLC control of which is, of course, also still is part of the relay control. Described in detail the various parts of the control, electrical analysis of the elevator control of the whole process. In particular, is one of a number of current use of elevators in the latest technological achievements, such as elevators, and other intelligent connection control.
Keyword: Variable Voltage Vatiable Frequency Elevator PLC control Elevator Intelligent Control
第一章 緒論
1.1 課題的目的和意義
早期的電梯多采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式，其最大缺點(diǎn)是可靠性差，故障率高，維修困難，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代都市人的需要，在20世紀(jì)80年代前期至90年代初，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在所有交通工具中，電梯故障率居首位，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這一切都己成為過(guò)去，現(xiàn)代電梯應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)，大幅提高其運(yùn)行平穩(wěn)性及乘坐舒適感，使故障得到有限控制。
電梯控制系統(tǒng)從繼電器控制發(fā)展到PLC的控制方式，己經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)相當(dāng)大的技術(shù)飛躍，產(chǎn)品也己成型，且性能相當(dāng)穩(wěn)定，然而這并不能滿足用戶不斷增長(zhǎng)的需求?，F(xiàn)今用戶對(duì)電梯的智能化、調(diào)試、維修的簡(jiǎn)便性、電梯的自我故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控等智能化控制提出更高的要求。
1.2 電梯技術(shù)發(fā)展概況
1.2.1 電梯的起源和發(fā)展
電梯是高層賓館、高層商店、高層住宅、多層廠房和多層倉(cāng)庫(kù)等高層建筑可缺少的垂直方向的交通運(yùn)輸工具。
作為升陳設(shè)備，據(jù)說(shuō)它起源于公元前336年的古希臘。 圖1-1 曳引機(jī)電梯結(jié)構(gòu)示意圖
當(dāng)時(shí)阿基米槐設(shè)計(jì)出一種人力驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷?yè)P(yáng)機(jī)，共造出三臺(tái)，安裝在妮羅宮殿里。人們把這三臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)看作是現(xiàn)代電梯的史祖。事實(shí)上，早在公元前，我們的祖先和古埃及也都曾經(jīng)使用了這種人力卷?yè)P(yáng)機(jī)。
在瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)之后，于1850年．在美國(guó)紐約市出現(xiàn)了世界第一臺(tái)由亨利·沃特曼制作的以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的卷?yè)P(yáng)帆。1852年美國(guó)人伊萊沙·格冒夫斯·奧梯斯(1811一1861年)發(fā)明了世界上策一部以蒸汽機(jī)為動(dòng)力、配有安全裝置的載人升降機(jī)。這便是世界上第一部備有安全裝置的客梯，在1857年被安裝在紐約市豪華商廈里。
在此期間，英國(guó)的阿姆斯持朗發(fā)明了水壓梯。隨著水壓梯的發(fā)展，蒸汽梯也就被淘汰了。后來(lái)發(fā)展為采用油壓泵和控制閥的液壓梯。直到今天．液壓梯仍在使用。
在1889年，美國(guó)奧梯斯升降機(jī)公司推出了世界第一部以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的升降機(jī)，這才開始出現(xiàn)了名副其實(shí)的電梯，同年在紐約市的馬家待大廈安裝成功。在1903年，又將卷筒式(即鼓輪式)驅(qū)動(dòng)方式改進(jìn)為槽輪式(即曳引式)驅(qū)動(dòng)。所謂卷筒式驅(qū)動(dòng)，是將曳引繩纏卷在卷簡(jiǎn)上來(lái)提升重物；而糟輪式也稱為曳引式驅(qū)動(dòng)，是在曳引繩一端提升置物，另一端為平衡重，依靠曳引繩與開有繩槽的曳引輪之間的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)置物作垂直運(yùn)動(dòng)。因此，只要在曳引系統(tǒng)的容量和強(qiáng)度允許范圍，通過(guò)改變曳引繩長(zhǎng)度就可適應(yīng)不同的提升高度，而不再像卷筒式那樣受卷簡(jiǎn)長(zhǎng)度限制。此外，當(dāng)重物或平街重碰底時(shí)，曳引繩與曳引槽會(huì)由于摩擦力減小而打滑，從而避免了像卷筒式那樣，在失控時(shí)造成的曳引繩斷裂等嚴(yán)重事故的發(fā)生。曳引式驅(qū)動(dòng)可以使用多條曳引繩，而卷簡(jiǎn)式驅(qū)動(dòng)方式使用的曳引繩條數(shù)卻受到限制。曳引式驅(qū)動(dòng)方式為長(zhǎng)行程并具有高度安全性的現(xiàn)代電梯奠定了基礎(chǔ)。
當(dāng)時(shí)的電梯使用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用改變串接在電報(bào)回路中的電阻但的方法來(lái)調(diào)節(jié)電梯運(yùn)行速度。后來(lái)發(fā)明了交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在1900年開始用于驅(qū)動(dòng)電梯。最初的交流電動(dòng)機(jī)只是單速的，電梯運(yùn)行性能很不理想。直到發(fā)明了交流雙速電動(dòng)機(jī)，才基本滿足了電梯的運(yùn)行要求。
隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來(lái)超大，樓層越來(lái)越多。所以，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。盡管交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，但在調(diào)速性能方面卻難以滿足更高的要求，而對(duì)直流電動(dòng)機(jī)來(lái)講，由于后來(lái)采用了發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)，能較好的滿足電梯調(diào)速的基本要求。因此，在20世紀(jì)前半葉，電梯的電力拖動(dòng)，尤其是高層建筑物中的電梯速度的調(diào)節(jié)，幾乎都是采用直記調(diào)速系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
·1900年美國(guó)奧梯斯電梯公司制造出世界上第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。
·1915年已設(shè)計(jì)成功電梯自動(dòng)平層控制系統(tǒng)。
·1933年美國(guó)制造出6m／s的高速電梯。
在第二次世界大戰(zhàn)以后，美國(guó)的建筑業(yè)得以快速發(fā)展，促使電梯也進(jìn)入發(fā)展時(shí)期，該技術(shù)被廣泛用于電梯。1949年研制出4—6臺(tái)電梯的群控系統(tǒng)。1955年出現(xiàn)了真空電子管小型計(jì)算機(jī)控制的電梯。1962年在美國(guó)并出現(xiàn)了8．5m／s的超高速電梯。
在1967年將固體晶閘管用于電梯施動(dòng)系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，在用晶閘管取代直流發(fā)電機(jī)。同時(shí)，研制出了交流調(diào)頻調(diào)速系統(tǒng)，使交流電梯的調(diào)速性能得到了明顯改善。
·1976年將微處理器應(yīng)用于電梯。
·1977年日本三奠電機(jī)株式會(huì)社開發(fā)出了10 m／s的超高速電梯。
至此，電梯的控制技術(shù)已有了很大發(fā)展。
進(jìn)入80年代，電梯控制技術(shù)又有了新的變化．由于固體功率器件的不斷發(fā)展和完善以及微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了交流變頻調(diào)速(VVVF)系統(tǒng)．1984年在日本已將其用于2m／s以上的高速電梯。1985年以后，又將其延伸到中、低速交流調(diào)速電梯。交流變頻調(diào)速技術(shù)被認(rèn)為是電梯行業(yè)的當(dāng)代技術(shù)。
· 1985年日本生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)螺旋式自動(dòng)扶梯，使其明顯減小了占地面積。
·1993年日本生產(chǎn)的12．5m／s：世界上最高速的交流變頻調(diào)壓調(diào)速電梯已投入運(yùn)行。
·1996年，交流永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)機(jī)房電梯出現(xiàn)，電梯技術(shù)又一次革新。由于曳引機(jī)和控制柜置于井道中，省去了獨(dú)立機(jī)房，節(jié)約了建筑成本，增加了大樓的有效面積，提高了大樓建筑美學(xué)的設(shè)計(jì)自由度。這種電梯還具有節(jié)能、無(wú)油污染、免維護(hù)和安全性高等特點(diǎn)。
2004年竣工的臺(tái)北國(guó)際金融中心大廈將安裝日本東芝電梯公司速度為1?010m/min（16.8m/s）的超高速電梯。該電梯連接地下1層和第89層觀光層，提升高度為388m。
當(dāng)前，在電梯電力施動(dòng)方面，除了大容量電梯還采用直流施動(dòng)系統(tǒng)以外，用交流變頻調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式，已成為高速電梯的主流。
應(yīng)用微機(jī)全面取代繼電器控制邏輯實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高電梯的性能和可靠性，并減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試要求，是電梯控制技術(shù)的方向。現(xiàn)代電梯技術(shù)，更加強(qiáng)調(diào)運(yùn)行質(zhì)量和降低噪聲，電梯控制格趨向多微機(jī)分散分層控制。
電梯群控系統(tǒng)是現(xiàn)代電梯技術(shù)的又一重要組成部分。它不但有完善的分區(qū)服務(wù)、運(yùn)行監(jiān)控、客流交通統(tǒng)計(jì)分橋等功能，還具備故障診斷功能。
在品種方面，實(shí)現(xiàn)了雙層電梯、大噸位的集裝用電梯等。
為適應(yīng)摩天大樓對(duì)電梯的持殊要求，目前正在研制無(wú)繩直線驅(qū)動(dòng)電梯．
對(duì)于電梯的曳引機(jī)，目前除了中、低速范圍的電梯還采用蝸輪副減速裝置外，其它均已采用圓拄樹齒輪曳引系統(tǒng)，使效率提高15％一25％。
此外，用電子位置傳感器取代機(jī)械選層器、用更先進(jìn)的裝置取代門安全觸板、增設(shè)轎廂內(nèi)通訊設(shè)施以及轎廂非安全門區(qū)語(yǔ)音提醒和運(yùn)行狀態(tài)語(yǔ)音報(bào)告等裝置，也是電梯技術(shù)現(xiàn)代化的體現(xiàn)。
對(duì)現(xiàn)代電梯性能的衡量．主要著雹于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。在電梯反饋系統(tǒng)方面，除了采用旋轉(zhuǎn)編碼器獲得電梯轎廂位置信號(hào)外，還有一些廠家采用絕對(duì)值編碼器從電梯轎廂上反饋位置信號(hào)給系統(tǒng)，對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)行以距離為原則的控制，以實(shí)現(xiàn)直接平層技術(shù)，達(dá)到優(yōu)越的電梯運(yùn)行效果。隨著時(shí)代的發(fā)展．對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)心理上的壓抑感和恐懼感也應(yīng)有所考慮。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝飾、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象，進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在電梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾圖案，甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)用以減少煩躁，在轎廂內(nèi)播放電視，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。
時(shí)至今日，電梯已進(jìn)入了全面發(fā)展的新時(shí)期。
1.2.2 國(guó)外電梯生產(chǎn)與使用情況
當(dāng)今世界．電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一·一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。
進(jìn)入90年代，在世界各地運(yùn)行的電梯有400多萬(wàn)臺(tái)，其中日本就有34萬(wàn)臺(tái)。全世界每年需求最大約在15萬(wàn)臺(tái)左右。其中日本需3萬(wàn)合，美國(guó)需3萬(wàn)臺(tái)，歐洲露5萬(wàn)臺(tái)，東南亞耀L 2萬(wàn)臺(tái)。預(yù)計(jì)近十年內(nèi)世界年平均增長(zhǎng)率為7％，亞太地區(qū)的年增長(zhǎng)率為9％。
世界上有名的幾家電梯公司，諸如；美國(guó)奧梯斯公司、瑞士迅達(dá)公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩公司等．其電梯的產(chǎn)量已占世界市場(chǎng)的51％。其中奧梯斯公司和三葵公司是世界上年產(chǎn)量很大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。
根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)．日本在1990一1991年一年中，共生產(chǎn)電梯31508“臺(tái)。其中直流電梯為23臺(tái)，占o(jì)．1％；交流電梯為22690臺(tái)，占72％；液壓電梯為7829臺(tái)，占24．8％；住宅電梯966臺(tái)。占3．1％。在亞洲，日本對(duì)電梯市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其占有串為67％。由日本的情況可見一斑。
目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯外，在低層樓房越來(lái)越多地使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成為電梯家族中重要的組成都分。
電梯是機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)城，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)代電梯尤其重要的是，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，已為電梯設(shè)置了十幾項(xiàng)安全保護(hù)裝置。在設(shè)計(jì)電梯時(shí)，對(duì)機(jī)械零部件和電氣元器件都取用了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造、安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)的高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國(guó)外，“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝隊(duì)和維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說(shuō)乘坐電梯更安全。美國(guó)下家保險(xiǎn)公司對(duì)電梯的安全性做過(guò)認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)乘其他交通工具的人數(shù)每年約為8億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。
電梯控制系統(tǒng)方面，目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的電梯正在推廣32位微機(jī)控制系統(tǒng)。他們都采用閉環(huán)反饋單微處理機(jī)控制系統(tǒng)或多微處理機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。在電梯傳動(dòng)系 統(tǒng)方面，采用交流變壓變頻(VVVF)調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯從超低速到高速無(wú)級(jí)調(diào)速的高精度運(yùn)行，具有節(jié)能、對(duì)電網(wǎng)污染小、乘坐舒適感佳等優(yōu)點(diǎn)。
1.2.3 國(guó)內(nèi)電梯生產(chǎn)和使用情況
解放前，全國(guó)只有2000臺(tái)電梯，幾乎沒(méi)有電梯生產(chǎn)企業(yè)。解放后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電梯企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)的電梯企業(yè)由60年代開始起步，到了70年代已初具規(guī)模。
改革開放以來(lái)，我國(guó)電梯的需求量急劇上升。在1949一1979年的30年中，全國(guó)只生產(chǎn)了大約1萬(wàn)臺(tái)電梯。在黨的十一屆三中全會(huì)之后，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電梯的而求量開始增加。1980年生產(chǎn)的電梯已達(dá)2249臺(tái)，1983年的產(chǎn)量為5087臺(tái)，1985年全國(guó)生產(chǎn)了9178臺(tái)電梯，比上一年增長(zhǎng)了58％。1989年電梯的產(chǎn)量為9552臺(tái)，總產(chǎn)值為、9．5億元。1990年生產(chǎn)了10 334臺(tái)電梯。1980一1990年U年問(wèn)，平均每年增長(zhǎng)16．5％。到1991年，產(chǎn)量巳超過(guò)1．2萬(wàn)臺(tái)。截止1992年，在全國(guó)運(yùn)行的電梯有10萬(wàn)合，其中客梯占40％，其余為貸梯、雜物梯和自動(dòng)扶梯。1993年的產(chǎn)量為2．4萬(wàn)臺(tái)，總產(chǎn)值約為45億元。到1994年，年產(chǎn)量已近3萬(wàn)臺(tái)。在八五期間，電梯產(chǎn)量以年13％的速度增長(zhǎng)．五年總霄求量上升到民4萬(wàn)臺(tái)。
1980年以前，全國(guó)電梯生產(chǎn)企業(yè)不足十家，1983年電梯生產(chǎn)企業(yè)增加到20家，到1991年，國(guó)內(nèi)電梯生產(chǎn)企業(yè)已有200多家，多數(shù)為中、小型企業(yè)。其中年產(chǎn)量超過(guò)1000臺(tái)的企業(yè)有5家。國(guó)家計(jì)委根據(jù)國(guó)情確定的行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模為每年生產(chǎn)2000臺(tái)。截至1991年，已有3家企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到或超過(guò)這個(gè)指標(biāo)。由此可見．80年代中期．我國(guó)電梯工業(yè)已取得迅速發(fā)展。進(jìn)入90年代，為把握生產(chǎn)質(zhì)量．采取了發(fā)放生產(chǎn)許可證制度。到1992年，已有110家電梯生產(chǎn)企業(yè)持有生產(chǎn)許可證，250家企業(yè)持有廠外安裝許可證。
在我國(guó)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)際電梯標(biāo)準(zhǔn)以及發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，引發(fā)出一支以中外合資企業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊(duì)伍。如：中國(guó)迅達(dá)公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達(dá)公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)．就是通過(guò)合資和補(bǔ)償貿(mào)易方式．引進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)管理和技術(shù)，不斷改善現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體制，臣企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量上新水平，推出一代電梯新產(chǎn)品。諸如：蘇州迅達(dá)公司的DYN—2、NYN—S，上海三菱公司的VVVF和廣州電梯工業(yè)公司的YF—40等。此外，沈陽(yáng)電梯廣和西安電梯廠在技術(shù)開發(fā)方面也取得了成效。在電梯協(xié)會(huì)成員企業(yè)當(dāng)中，這些骨干企業(yè)的電梯產(chǎn)量占64％左右，產(chǎn)值占82％。
目前，交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品，微機(jī)控制電梯是電梯技術(shù)的方向，一些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機(jī)控制的電梯新機(jī)型．使控制功能得到增強(qiáng)，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)出了變預(yù)調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程控制器(PLC)取代繼電器控制系統(tǒng)的機(jī)型也已投產(chǎn)，使電梯性能得到改善，故障率明顯降低。在技術(shù)上，應(yīng)該說(shuō)這是一大進(jìn)步。調(diào)頻對(duì)單梯進(jìn)行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、地震控制、自檢測(cè)以及語(yǔ)音合成等電梯新功能；對(duì)機(jī)械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝?？傊c國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)并不遜色。
自從2004年在國(guó)內(nèi)WALESS電梯推出節(jié)能電梯概念后，全國(guó)各地已經(jīng)將節(jié)能電梯的研發(fā)與制造成為了電梯生產(chǎn)的主流。不過(guò)真正節(jié)能電梯技術(shù)還是以WALESS節(jié)能電梯的模板進(jìn)行自己控制技術(shù)與配置的更新為主，目前的節(jié)能電梯基本上包括采用節(jié)能主機(jī)的小機(jī)房電梯以及無(wú)機(jī)房電梯。在2006年全國(guó)節(jié)能電梯的采購(gòu)達(dá)到歷史最高，估計(jì)全國(guó)大約銷售節(jié)能電梯4.8萬(wàn)臺(tái)。而節(jié)能電梯處于領(lǐng)先水平的WALESS電梯繼續(xù)推出了目前國(guó)內(nèi)載重最大的無(wú)機(jī)房節(jié)能電梯，其載重達(dá)到3000KG，速度可以達(dá)到 0.75M/S，基本滿足了所有工廠的載貨需求；同時(shí)產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)比較低，綜合成本已經(jīng)不會(huì)高于普通電梯，節(jié)約用電卻要比普通電梯節(jié)約近一半。 3000Kg無(wú)機(jī)房載貨電梯是目前國(guó)內(nèi)最大載重的無(wú)機(jī)房電梯。無(wú)機(jī)房節(jié)能載貨電梯的應(yīng)用，可以使我們國(guó)家新建的工廠采用節(jié)能載貨電梯。如果全國(guó)所有工廠的載貨電梯全部采用節(jié)能電梯，那么到2020年時(shí)，就載貨電梯一項(xiàng)就可以節(jié)約用電1200億千瓦時(shí)，為我們國(guó)家能源戰(zhàn)略發(fā)展貢獻(xiàn)極大。
中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)越來(lái)越占有重要位置，每年銷售量已達(dá)l萬(wàn)臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1／5。一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。
目前，國(guó)內(nèi)電梯產(chǎn)業(yè)還有不完善之處。為此，建設(shè)部曾以建字(1992)144號(hào)文件形式發(fā)布了關(guān)于提高電梯質(zhì)量的若干規(guī)定。提出對(duì)各廠家生產(chǎn)的機(jī)型進(jìn)行整頓．在八五期間，分批淘汰者型繼電器控制的交流雙速電梯以及1m／5以下的低速電梯。到1997年將全部淘汰者型繼電器控制電梯。提出統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要在制造、安裝、保養(yǎng)和維修等方面進(jìn)行綜合治理。提出開展產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證，加強(qiáng)對(duì)安裝單位的管理，嚴(yán)格檢查驗(yàn)收，完善使用保養(yǎng)制度。
近年來(lái)，為保證電梯最終質(zhì)量，在建立全國(guó)性完整的電梯管理法規(guī)、落實(shí)檢查機(jī)構(gòu)、壯大安裝調(diào)試隊(duì)伍、組建維修保養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)和提高相關(guān)人員技術(shù)素質(zhì)等方面，正在進(jìn)行著一系列實(shí)質(zhì)性的工作。我國(guó)電銻行業(yè)，正在走向法規(guī)化加速步入世界先進(jìn)行列。
1.2.4 電梯的發(fā)展趨勢(shì)
一、最新電梯應(yīng)用技術(shù)：
1、全數(shù)字識(shí)別乘客技術(shù)（所有乘客進(jìn)入電梯前進(jìn)行識(shí)別，其中包括眼球識(shí)別、指紋識(shí)別）；
2、數(shù)字智能型安全控制技術(shù)（通過(guò)乘客識(shí)別系統(tǒng)或者IC卡以及數(shù)碼監(jiān)控設(shè)備，拒絕外來(lái)人員進(jìn)入）；
3、第四代無(wú)機(jī)房電梯技術(shù)（主機(jī)必須與導(dǎo)軌和轎廂分離，完全沒(méi)有共振共鳴，速度可以達(dá)到2.0M/S以上，最高可以使用在30層以上）；
4、雙向安全保護(hù)技術(shù)（雙向安全鉗、雙向限速器，在歐洲必須使用，中國(guó)正在被普遍使用）；
5、快速安裝技術(shù)（改邊過(guò)去的電梯安裝方法，能夠快速組裝）；
6、節(jié)能技術(shù)（采用節(jié)能技術(shù)，使電梯更節(jié)約能源）；
7、數(shù)字監(jiān)控技術(shù)（完全采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電梯監(jiān)控與控制）；
8、無(wú)線遠(yuǎn)程控制及報(bào)警裝置（當(dāng)電梯產(chǎn)生故障時(shí)，電梯可以通過(guò)無(wú)線裝置給手機(jī)發(fā)送故障信息，并通過(guò)手機(jī)發(fā)送信號(hào)對(duì)電梯進(jìn)行簡(jiǎn)單控制）。
二、未來(lái)電梯展望
未來(lái)電梯行業(yè)是一個(gè)興旺的、健康的、向上發(fā)展行業(yè)，同時(shí)也是一個(gè)充滿挑戰(zhàn)、激烈競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)。電梯行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)則是質(zhì)量、技術(shù)、售后服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)。未來(lái)電梯將在以下幾方面有重大發(fā)展:
(1)電梯群控系統(tǒng)將更加智能化
電梯智能群控系統(tǒng)將基于強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟硬件資源，如基于專家系統(tǒng)的群控、基于模糊邏輯的群控、基于計(jì)算機(jī)圖像監(jiān)控的群控、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的群控、基于遺傳基因法則的群控等。這些群控系統(tǒng)能適應(yīng)電梯交通的不確定性、控制目標(biāo)的多樣化、非線性表現(xiàn)等動(dòng)態(tài)特性。隨著智能建筑的發(fā)展，電梯的智能群控系統(tǒng)能與大樓所有的自動(dòng)化服務(wù)設(shè)備結(jié)合成整體智能系統(tǒng)。
(2)超高速電梯速度越來(lái)越高
21世紀(jì)將會(huì)發(fā)展多用途、全功能的塔式建筑，超高速電梯繼續(xù)成為研究方向。曳引式超高速電梯的研究繼續(xù)在采用超大容量電動(dòng)機(jī)、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴和安全鉗、永磁同步電動(dòng)機(jī)、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進(jìn)。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯也有較大研究空間。未來(lái)超高速電梯舒適感會(huì)有明顯提高。
(3)電梯產(chǎn)業(yè)將網(wǎng)絡(luò)化、信息化
電梯控制系統(tǒng)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，用網(wǎng)絡(luò)把各地的電梯監(jiān)管起來(lái)進(jìn)行維保;通過(guò)電梯網(wǎng)站進(jìn)行網(wǎng)上交易，包括電梯配置、招投標(biāo)等，也可以在網(wǎng)上申請(qǐng)電梯定期檢驗(yàn)。
(4) 綠色電梯要求電梯節(jié)能、減少油污染、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、長(zhǎng)壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等，甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機(jī)房利用太陽(yáng)能作為電梯驅(qū)動(dòng)補(bǔ)充 能源。
(5)優(yōu)質(zhì)、高效的售后服務(wù)。
此外，電梯的雙向安全裝置、無(wú)底坑、無(wú)線控制是未來(lái)電梯的重大革命。
1.3 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)
電梯控制技術(shù)是一門綜合性極強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)，它涉及到機(jī)械、自動(dòng)化的多門專業(yè)課程。如：電路原理、電子技術(shù)、電機(jī)拖運(yùn)、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)原理、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、電力電子技術(shù)、交直流調(diào)速原理與系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、單片機(jī)原理等。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，更好的掌握了電梯控制技術(shù)的同時(shí)，也進(jìn)一步復(fù)習(xí)、鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，學(xué)會(huì)了綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，提高了自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查找了大量資料，培養(yǎng)了查找文獻(xiàn)的能力。
本設(shè)計(jì)共分六章編寫，其內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下：
第一章為緒論，說(shuō)明了設(shè)計(jì)的目的和意義所在，簡(jiǎn)單介紹了電梯的起源，發(fā)展，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展的趨勢(shì)。
第二章介紹了電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)。包括電梯控制系統(tǒng)及電梯電力拖動(dòng)方式的選擇。
第三章著重介紹了電梯的門系統(tǒng)。包括電梯的開、關(guān)門控制，電梯典型電路結(jié)構(gòu)，還介紹了二種新型門機(jī)系統(tǒng)。
第四章介紹了轎廂控制。詳細(xì)說(shuō)明了廂轎內(nèi)信號(hào)的登記記憶與消除在，還簡(jiǎn)要說(shuō)明了電梯的樓層檢測(cè)及顯示技術(shù)。
第五章介紹了外呼板控制程序設(shè)計(jì)。對(duì)電梯外部信號(hào)的登記與處理進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。詳細(xì)講解了截梯的控制過(guò)程，并引進(jìn)了一種新型的電梯智能連接控制方法。
第六章介紹了電梯的應(yīng)急措施。從電梯的檢修運(yùn)行，安全保護(hù)和消防控制三個(gè)方面進(jìn)行了介紹。
第二章 電梯控制系統(tǒng)
2.1 電梯控制系統(tǒng)概述
2.1.1 電梯的基本構(gòu)成示意圖
圖2-1 電梯基本構(gòu)成示意圖
2.1.2 電梯控制主程序流程圖
圖2-2 電梯控制主程序流程圖
2.1.3 電梯各基本構(gòu)成主要功能分析
圖2-3 電梯主要結(jié)構(gòu)示意圖
(1)控制柜部分
在電梯控制系統(tǒng)當(dāng)中控制柜屬于電梯控制的核心部件，它主要包括曳引機(jī)、減速器、變頻控制器、電梯運(yùn)行控制器、接觸器、繼電器等。電梯運(yùn)行控制器向變頻器發(fā)送電梯起、停、運(yùn)行速度選擇、方向控制。變頻器接收到運(yùn)行控制器指令后控制變頻曳引電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速器后控制轎廂的上下運(yùn)動(dòng)。
(2)轎廂部分
轎廂內(nèi)主要有變頻門機(jī)，操縱箱，轎廂控制器，轎頂控制器以及樓層顯示部分。其中變頻門機(jī)控制門的開關(guān)。電梯門是電梯一個(gè)比較重要的安全部件，由包括門鎖、門刀、以及安全小扇或光幕等裝置。操縱箱主要有內(nèi)呼矩陣按鈕、急停、直駛、有厭司機(jī)開關(guān)等。轎頂控制器主要有安全連鎖開關(guān)和檢修開關(guān)。
(3)井道部分
井道內(nèi)主要有通訊電纜、平層、上下?lián)Q速磁或光電開關(guān)、以及井道底部安全裝置。電纜負(fù)貴電梯通訊，平層和換速開關(guān)控制電梯準(zhǔn)確平層和換速。
(4)外呼部分
外呼主要有呼叫按鈕和樓層顯示部分。
2.2 電梯控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.2.1 方案設(shè)計(jì)原則
電梯控制系統(tǒng)主要包括電梯運(yùn)行控制器，轎廂控制器，以及各樓層外呼控制器。在進(jìn)行各個(gè)控制器方案設(shè)計(jì)時(shí)，主要遵循以下基本設(shè)計(jì)原則和思想。
(1)要求各部分抗干擾性強(qiáng)，安全可靠。電梯的安全性和可靠性是電梯的生命力。
(2)要求各控制部分在軟硬件上，能和各機(jī)械部分協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)電梯的各種保護(hù)。電梯是一種特殊的產(chǎn)品，對(duì)其安全性有特別的要求，為了防止出現(xiàn)各種可能的危險(xiǎn)情況，電梯上裝有各種各樣的保護(hù)裝置，有機(jī)械的，也有電器的保護(hù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要求各保護(hù)措施相互能協(xié)調(diào)一致。
(3)要求系統(tǒng)有一定的擴(kuò)展性，在滿足使用要求的前提下，成本應(yīng)低、調(diào)試、維修方便 。
(4)符合國(guó)家對(duì)電梯安全性所提出的各種要求。
2.2.2 電梯拖動(dòng)方式的選擇
自70年代以來(lái)，隨著電力電子技術(shù)和傲電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)取得了巨大的進(jìn)展。各種交流調(diào)速技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域存到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，電梯的交流調(diào)速系統(tǒng)也日趨完善。除了前述的變極調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速(ACVV)電梯以外，交流變壓變頻調(diào)速是電梯的理想調(diào)速方法。
交流變壓變頻調(diào)速電梯也稱為VVVF電梯。VVVF是英文Variable Voltage Vatiable Frequency的縮寫。VVVF電梯速度調(diào)節(jié)平滑，能獲得十分良好的乘坐舒適感；能明顯地降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。與其它類型交流調(diào)速系統(tǒng)相比，性能最好，運(yùn)行效率最高，可以節(jié)能30％~50％。在80年代初期，日本開發(fā)出了VVVF電梯?，F(xiàn)在，VVVF調(diào)速技術(shù)已被用于快速、高速和超高速電梯。
一、按恒壓頻比控制方式進(jìn)行變頻調(diào)速的裝置
其一種是直接變顏(交—交變頻)裝置。這種裝置的變頗為一次換能形式，即只用一個(gè)變換環(huán)節(jié)就把恒壓恒頻電源變換成VVVF電源，所以效率較高。但是，所用的元件數(shù)量較多，輸出頻率變化范圍小，功率因數(shù)較低，只適用于低轉(zhuǎn)速大容量的調(diào)速系統(tǒng)。
另一類為間接變頻(交-直-交變頻)裝置。這種變頻裝量是將恒壓恒速交流電源先經(jīng)整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為中間直流環(huán)節(jié)，再由逆變電路轉(zhuǎn)換為VVVF電源，如圖2-4示。這種裝置的控制方式有以下兩種：
圖2-4 間接（交-直-交）變頻裝置
1．用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交-直-交變頻裝置。
這種裝置的輸入環(huán)節(jié)是由晶閘管構(gòu)成的可控整流器。輸出電壓幅度由可控整流器決定，輸出電壓頻率由逆變器決定．也就是說(shuō)，變壓和變頻分別通過(guò)兩個(gè)環(huán)節(jié)并由控制電路協(xié)調(diào)配合來(lái)完成。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元件較少，控制方便，頻率調(diào)節(jié)范圍較寬。但是，在電壓和頻率調(diào)得較低時(shí)，電網(wǎng)端功率因數(shù)也降低。如輸出環(huán)節(jié)由晶閘管構(gòu)成，則輸出電壓諧波較大。
2．用不控整流器整流，通過(guò)脈寬調(diào)制方式控制逆變器同時(shí)進(jìn)行變壓變頻的交—直-交變頻裝置。
由于輸入環(huán)節(jié)采用不控整流電路．所以電網(wǎng)端功率因數(shù)高，而且與逆變器輸出電壓大小無(wú)關(guān)。逆變器在變顏的同時(shí)實(shí)現(xiàn)變壓，主電路只有一個(gè)可控的功率環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。逆變器的輸出與中間直流環(huán)節(jié)的電容電感參數(shù)無(wú)關(guān)，加快了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。選擇對(duì)逆變器的合理控制方式，可以抑制或消除低次諧波，使逆變器輸出電壓為近似的正弦波交變電壓。這種控制方式稱為正弦脈寬調(diào)制方式(Sinusoidal Pulse Width Modulation縮寫為SPWM)。
二、變頻電梯系統(tǒng)運(yùn)行原理
電力電網(wǎng)送來(lái)的380V動(dòng)力電源變?yōu)榭煽氐闹绷麟?，?jīng)變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)的頻率可變的變頻變壓三相正弦交流電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。若配置交流變頻曳引機(jī)效果更佳，成本亦低。
當(dāng)電梯檢修時(shí) ，是點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行方式，PLC向變頻器發(fā)出方向和檢修運(yùn)行信號(hào)，系統(tǒng)按預(yù)先編好的速度指令向電動(dòng)機(jī)輸送點(diǎn)動(dòng)頻率(1OHz)的交流電，作上、下慢速運(yùn)行。變頻器內(nèi)部帶電流反饋和速度反饋。電梯的速度通過(guò)脈沖編碼器反饋回變頻器，當(dāng)實(shí)際速度高于或低于給定速度時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓(電流)和頻率，使兩者相等。電梯的速度總是跟隨理想曲線的變化而變化的。
圖2-5 電梯運(yùn)行速度曲線
圖2-5 中 ，0一ti為加速過(guò)渡階段，ti一t2為穩(wěn)速運(yùn)行階段，t2- t3為減速停車階段。由于變頻器在零速時(shí)有150%的額定轉(zhuǎn)矩，保證了電梯在零速(B點(diǎn))時(shí)進(jìn)行抱閘停車，消除了電梯停車時(shí)的沖擊，使乘客更具有舒適感。
第三章 電梯門系統(tǒng)
3.1 開、關(guān)門控制
在電梯系統(tǒng)中，門系統(tǒng)的主要任務(wù)是接收來(lái)自管理與調(diào)度PLC系統(tǒng)發(fā)送的門機(jī)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)門電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以控制電梯廳門和轎門的打開或關(guān)閉。對(duì)于門機(jī)控制系統(tǒng)而言，其必須具有運(yùn)行快捷、安靜、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。高性能的電梯系統(tǒng)必須有平穩(wěn)、低噪、高效的門系統(tǒng)，以縮短乘客候梯時(shí)間，提高電梯的輸送能力。
電梯門系統(tǒng)主要由門電動(dòng)機(jī)、門電動(dòng)機(jī)控制器、門電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、門結(jié)構(gòu)(門系統(tǒng)機(jī)械部分)、安全檢測(cè)系統(tǒng)、大廳內(nèi)乘客檢測(cè)系統(tǒng)等組成。下面就各個(gè)部分功能作簡(jiǎn)要講述。
1.電梯門電機(jī)控制系統(tǒng)這部分主要包括門機(jī)控制器、門機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及門電機(jī)等。其中門機(jī)控制器主要用來(lái)控制門電機(jī)，使其沿著門機(jī)給定曲線運(yùn)行，以快速、安靜、準(zhǔn)確的打開或關(guān)閉電梯的廳門和轎門。這部分如同一個(gè)小型的電機(jī)控制系統(tǒng)。
2. 電梯的門結(jié)構(gòu)這部分主要由門扇、導(dǎo)軌、廳門門鎖等構(gòu)成，目前主要采用單扇門和中分門兩種結(jié)構(gòu)。為了提高門系統(tǒng)的快捷性，在高性能的系統(tǒng)中都采用中分門結(jié)構(gòu)。其中門扇必須具有堅(jiān)固、防火特點(diǎn)；導(dǎo)軌用來(lái)支撐門扇，因而必須表面光滑、堅(jiān)固且足夠大，以便門扇可靠的移動(dòng)；廳門門鎖必須滿足安全要求，當(dāng)門扇到達(dá)關(guān)門點(diǎn)時(shí)應(yīng)及時(shí)的鎖住廳門。這部分對(duì)乘客安全非常重要，在電梯開發(fā)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。
3.安全檢測(cè)系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中，為了避免乘客被正在關(guān)閉的門傷害，在門系統(tǒng)中大都設(shè)置安全檢測(cè)系統(tǒng)，以檢測(cè)關(guān)門時(shí)是否還有乘客從電梯門上通過(guò)。本文的安全系統(tǒng)采用光電式裝置(如光敏器件)。
4.大廳內(nèi)乘客檢測(cè)系統(tǒng)在一些高性能的電梯系統(tǒng)中，都設(shè)置了大廳內(nèi)乘客檢測(cè)裝置，確定乘客是否全部進(jìn)入電梯。當(dāng)乘客或物體仍在門檢測(cè)區(qū)內(nèi)時(shí)，電梯的門系統(tǒng)能自動(dòng)延時(shí)關(guān)門，確保乘客全部進(jìn)入電梯。本系統(tǒng)采用光敏裝置和熱敏裝置來(lái)檢測(cè)乘客或物體。
以上主要講述了電梯門系統(tǒng)的組成和功能。在電梯門系統(tǒng)中，還有一個(gè)重要問(wèn)題就是門保持時(shí)間的選擇。因?yàn)殚T的保持時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響電梯的運(yùn)行效率，而保持時(shí)間過(guò)短時(shí)又不能保證乘客安全的出入轎廂。因此應(yīng)對(duì)門保持時(shí)間進(jìn)行很好選擇，在保證乘客安全出入電梯的情況下，盡可能的縮短電梯開門和關(guān)門時(shí)間。一般而言設(shè)置在3-5s比較合適。
3.1.1 開門控制
正常情況下，開門的條件有以下幾種：本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關(guān)門過(guò)程中有紅外線檢測(cè)信號(hào)（這種情況下將重新開門）、正常運(yùn)行換速平層停車自動(dòng)開門。
開門到位后，若沒(méi)有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，門電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)電機(jī)可能燒毀。為此設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動(dòng)作時(shí)間超過(guò)正常開門時(shí)間2-3秒后，通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開開門信號(hào)，停止開門。
(1) 本層開門
本層開門是指電梯在停車狀態(tài)和非檢修（有/無(wú)司機(jī)）條件下，當(dāng)轎廂所在層樓有上召喚且沒(méi)有定下方向，或有下如而沒(méi)有定上方向時(shí)，電梯自動(dòng)開門。電梯本層開門的條件也可簡(jiǎn)化為，在停車狀態(tài)下當(dāng)轎廂所在層樓有廳外召喚時(shí)，電梯自動(dòng)開門，如假設(shè)轎廂現(xiàn)停在二層，則M0.1為ON，當(dāng)二層廳外有上召喚信號(hào)時(shí)I0.1為ON，在沒(méi)有定下方向，且停車狀態(tài)下M1.2為ON，發(fā)出本層開門控制信號(hào)。
（2）開門控制及安全保護(hù)
正常情況下，開門的條件有以下幾種：本層開門、停車狀態(tài)按轎內(nèi)開門按鈕、關(guān)門過(guò)程中有紅外線檢測(cè)信號(hào)（這種情況下將重新開門）、正常運(yùn)行換速平層停車自動(dòng)開門。
開門到位后，若沒(méi)有碰到開門限位開關(guān)，或限位開關(guān)失靈，則由于開門繼電器吸合，門電機(jī)會(huì)發(fā)生堵轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)電機(jī)可能燒毀。為此設(shè)計(jì)了門電機(jī)保護(hù)程序，當(dāng)開門動(dòng)作時(shí)間超過(guò)正常開門時(shí)間2-3秒后，通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)自動(dòng)斷開開門信號(hào)，停止開門。如沒(méi)有外界開門信號(hào)，即I0.4和M1.2為ON，則定時(shí)器#TIM00開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，如限位開關(guān)仍未有動(dòng)作，則通過(guò)TIM00閉點(diǎn)斷開Q0.3，停止開門。并由TIM00開點(diǎn)使定時(shí)器自鎖，Q0.3維持OFF。當(dāng)有開門信號(hào)時(shí)I4.0或M1.2為ON，其閉點(diǎn)OFF，定時(shí)器復(fù)位，TIM00閉品為ON，可再次進(jìn)行開門控制。
3.1.2 關(guān)門控制
正常情況下，關(guān)門的條件有以下幾種：停車狀態(tài)下按關(guān)門按鈕、無(wú)司機(jī)狀態(tài)下自動(dòng)關(guān)門時(shí)間到、鎖梯時(shí)鑰匙開關(guān)斷開。
停止關(guān)門或關(guān)門的條件：關(guān)門到位碰關(guān)門限位開關(guān)、有開門信號(hào)、開門繼電器吸合、超載開關(guān)動(dòng)作。如鎖梯時(shí)，I5.2閉點(diǎn)為ON，可使Q0.2為ON，執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作。而超載時(shí)，閉點(diǎn)I4.1為OFF，Q0.2也為OFF，不能關(guān)門運(yùn)行。
在關(guān)門梯形圖中也設(shè)置了關(guān)門安全保護(hù)，因?yàn)殛P(guān)門限位開關(guān)若不動(dòng)作或失靈，同樣容易將門電機(jī)燒毀。與開門過(guò)程保護(hù)一樣，可在開始關(guān)門后通過(guò)定時(shí)器計(jì)時(shí)，超過(guò)正常關(guān)門時(shí)間、自動(dòng)停止關(guān)門、以保護(hù)門電機(jī)。
3.2 開關(guān)門控制的典型控制電路
自動(dòng)開關(guān)門機(jī)安裝在轎廂上,它在帶動(dòng)轎門啟閉的同時(shí),通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)層門與轎門同步啟閉。為使電梯門在啟閉過(guò)程中達(dá)到快、穩(wěn)的要求,必須對(duì)自動(dòng)門機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行速度調(diào)節(jié),當(dāng)用小型直流伺服電動(dòng)機(jī)時(shí),可用電阻的的串、并聯(lián)方法調(diào)速。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法簡(jiǎn)單,低速時(shí)發(fā)熱較少。
圖3-1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)門機(jī)主電路原理圖
圖(3-1)是小型直流伺服電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)門機(jī)主電路原理圖。當(dāng)關(guān)門繼電器KAC吸合后,直流110V電源正極經(jīng)熔斷器FU,首先供給直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組WM,同時(shí)經(jīng)可調(diào)電阻RMàKAC(1、2)觸點(diǎn)à電動(dòng)機(jī)的電樞繞組àKAC(3、4)觸點(diǎn)à電源的負(fù)極。另一方面,電源還經(jīng)開門繼電器KAO的常閉觸點(diǎn)和電阻RC對(duì)電樞分流。
當(dāng)門關(guān)至約門寬的2/3時(shí),限位開關(guān)SC1動(dòng)作,使電阻RC被短接一部分,流經(jīng)此部分的電流增大,則總電流增加,在電阻RM上的壓降增大,從而使電動(dòng)機(jī)電樞電壓降低,門電動(dòng)機(jī)MD轉(zhuǎn)速下降,關(guān)門速度減慢。當(dāng)門繼續(xù)關(guān)至尚有100~150mm時(shí)，限位開關(guān)SC2動(dòng)作，又短接了電阻RC的很大一部分，關(guān)門速度再降低，直至門完全關(guān)閉，線圈KAC失電，關(guān)門過(guò)程結(jié)束，類似地可實(shí)現(xiàn)整個(gè)開門過(guò)程。
當(dāng)開關(guān)門繼電器KAC、KAO線圈失電后，則門電動(dòng)機(jī)所具有的動(dòng)能將全部消耗在電阻RC和RO上，即將進(jìn)入能耗制動(dòng)狀態(tài)。由于門完全關(guān)閉后，RC的阻值很小，這樣能耗制動(dòng)強(qiáng)烈而且時(shí)間很短，迫使電動(dòng)機(jī)很快停車，在直流電動(dòng)機(jī)的開關(guān)門系統(tǒng)中，無(wú)需機(jī)械制動(dòng)來(lái)迫使電動(dòng)機(jī)停止。
自動(dòng)開關(guān)門過(guò)程的操作可分以下幾種情況：
1． 有司機(jī)操作 在電梯確定運(yùn)行方向后，司機(jī)按住轎廂內(nèi)操縱箱上已亮的方向按鈕，即可使電梯進(jìn)入關(guān)門狀態(tài)，直至門完全閉合后電梯起動(dòng)運(yùn)行后方可松手，否則，門會(huì)重新開啟。
2． 無(wú)司機(jī)操作 電梯到達(dá)某一層站開門后一段時(shí)間（事先設(shè)定），則自動(dòng)關(guān)門；也可按關(guān)門按鈕使電梯立即關(guān)門。無(wú)司機(jī)狀態(tài)，當(dāng)無(wú)轎內(nèi)指令與廳外召喚時(shí)，轎廂應(yīng)當(dāng)“閉門候客”。若該層有乘客需用梯，只需按層站按鈕即可使電梯門開啟。
3． 檢修狀態(tài)下操作 檢修狀態(tài)下電梯的開關(guān)門操作均是點(diǎn)動(dòng)有效。
3.3 新型門機(jī)控制系統(tǒng)
為適應(yīng)國(guó)內(nèi)電梯門機(jī)市場(chǎng)要求，電梯生產(chǎn)廠開發(fā)新型變頻控制門機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成為主要發(fā)展方向。
Vacon變頻器具有可編程功能，為用戶提供了編程平臺(tái)，用戶可根據(jù)系統(tǒng)需要，編寫出系統(tǒng)需 要的時(shí)序和電機(jī)運(yùn)行曲線。編程工具Vacon NC1131-3 Engineering是一個(gè)符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化的編程工具，它可以用來(lái)設(shè)計(jì)Vacon NX特殊的控制邏輯和參數(shù)。它包含了基本功能模塊和高級(jí)功能模塊，如各種濾波器，PI控制器和積分器。NC1131-3可以創(chuàng)建參數(shù)，故障信息和其他與應(yīng)用相關(guān)的特性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可取代PLC功能，使系統(tǒng)有最優(yōu)的性能、最低的價(jià)格、最高性價(jià)比。用戶可編寫自己的門機(jī)控制專用軟件。
芬蘭Vacon變頻器門機(jī)系統(tǒng)
新型變頻控制門機(jī)系統(tǒng)硬件采用可編程Vacon NXL系列變頻器。Vacon變頻器門機(jī)控制系統(tǒng)接線圖如圖3-2所示。
圖3-2? Vacon變頻器門機(jī)控制系統(tǒng)接線圖
輸入輸出端子功能為:
1．K0:[DIN4(Vi)] 故障復(fù)位信號(hào)，閉合起作用，2號(hào)端子;
2．[DIN1] 電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，開門信號(hào)，閉合起作用，8號(hào)端子;
3．[DIN2] 電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，關(guān)門信號(hào)，閉合起作用，9號(hào)端子;
4．K1:[DIN3] 關(guān)門到位位置信號(hào)XK1，10號(hào)端子;
5．K2:[DIE1] 開門限速位置信號(hào)XK3，AA板3號(hào)端子;
6．K3:[DIE2] 關(guān)門限速位置信號(hào)XK4，AA板4號(hào)端子;
7．K4:[DIE3] 開門到位位置信號(hào)XK2，AA板5號(hào)端子;
8．繼電器輸出RO1:關(guān)門到位輸出，常開觸點(diǎn)22號(hào)端子、21號(hào)端子;
9．繼電器輸出RO2:開門到位輸出，常開觸點(diǎn)25號(hào)端子、24號(hào)端子。
4?? 開關(guān)、按鈕及端子功能簡(jiǎn)述
(1) 切換開關(guān)
當(dāng)開關(guān)置于調(diào)試狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)外部信號(hào)不響應(yīng)，按下手動(dòng)開、關(guān)門按鈕時(shí)，門機(jī)按要求關(guān)門或開門;當(dāng)開關(guān)置于系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)由外部信號(hào)控制，手動(dòng)開、關(guān)門按鈕不起作用。
(2) 手動(dòng)關(guān)門按鈕
當(dāng)調(diào)試切換開關(guān)置于調(diào)試狀態(tài)時(shí)，按下該按鈕，門機(jī)做關(guān)門運(yùn)動(dòng)，無(wú)論門機(jī)在何位置，停止按該按鈕，門機(jī)立即停止關(guān)門運(yùn)動(dòng);當(dāng)調(diào)試切換開關(guān)置于系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，該按鈕不起作用。
(3) 手動(dòng)開門按鈕
當(dāng)調(diào)試切換開關(guān)置于調(diào)試狀態(tài)時(shí)，按下該按鈕，門機(jī)做開門運(yùn)動(dòng)，無(wú)論門機(jī)在何位置，停止按該按鈕，門機(jī)立即停止開門運(yùn)動(dòng);當(dāng)調(diào)試切換開關(guān)置于系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，該按鈕不起作用。
(4) 門機(jī)位置控制信號(hào)
磁性開關(guān)XK1、XK2、XK3、XK4為門位置控制信號(hào)。磁性開關(guān)的位置如圖3-3示。
圖3-3? 磁性開關(guān)位置圖
5? 控制曲線與參數(shù)組設(shè)置說(shuō)明
??? 由磁性開關(guān)和參數(shù)設(shè)定值，確定門機(jī)開關(guān)門電機(jī)運(yùn)行曲線如圖3-4所示。圖中上半部分為開門曲線，下半部分為關(guān)門曲線，圖3-4中P11.x為Vacon變頻器門機(jī)控制專用參數(shù)組參數(shù)。
圖3-4? 門機(jī)開關(guān)門電機(jī)運(yùn)行曲線圖
6 Vacon變頻器門機(jī)控制參數(shù)組(控制面板:菜單M2→G2.11)利用Vacon變頻器可編程功能，用NC1131-3編程工具編寫了實(shí)現(xiàn)門機(jī)開關(guān)門控制曲線，增加門機(jī)控制專用參數(shù)組G11。如附表所示。
綜合上述，新型門機(jī)系統(tǒng)比典型電路優(yōu)勢(shì)明顯，而且技術(shù)上也已經(jīng)很成熟。所以在本電梯設(shè)計(jì)中使用的是Vacon變頻器門系統(tǒng)。
第四章 轎廂控制
4.1 轎廂控制程序功能
轎箱控制程序主要包括:CAN總線通信程序、按鈕掃描程序、按鈕燈掃描程
序、樓層顯示等程序。
1） CAN總線通信程序主要完成轎箱板同主機(jī)板，以及所有外呼板的通信。
· 接收主機(jī)的廣播信息。如當(dāng)前樓層，運(yùn)行方向和狀態(tài)。
· 接 收主機(jī)的控制指令。如清某層的呼叫信號(hào)(內(nèi)呼和外呼內(nèi)顯)。
· 接收外呼板的呼叫信號(hào)。
· 回應(yīng)主機(jī)的控制指令。
· 回應(yīng)外呼板的呼叫信號(hào)。
2） 每隔一定的時(shí)間掃描矩陣按鈕，檢查是否有按鈕按下。
3） 每當(dāng)有按鈕按下，則置相應(yīng)的按鈕燈亮，或置相應(yīng)的外呼樓層燈閃爍。
4） 顯示當(dāng)前樓層及當(dāng)前狀態(tài)。
4.2 轎廂內(nèi)指令信號(hào)的登記與消除
轎廂內(nèi)操縱箱上對(duì)應(yīng)每一層樓設(shè)一個(gè)帶燈的按鈕，也稱指令按鈕。乘客按下要去層站的指令按鈕，按鈕燈便亮，即轎廂內(nèi)指令登記。電梯運(yùn)行到達(dá)目的層站后，該指令被消除，對(duì)應(yīng)的按鈕燈熄滅。兩種指令信號(hào)的登記記憶及消除電路原理介紹如下：
1、串聯(lián)式指令信號(hào)的的登記及消除電梯 所謂串聯(lián)式是指呼梯信號(hào)的記憶與消除是串聯(lián)在一起的。
圖4-1 串聯(lián)式呼梯登記記憶及消除電路示意圖
iSB為第i層的指令按鈕。按下iSB，對(duì)應(yīng)的指令繼電器iK吸合，并由iK（6，12）觸點(diǎn)使iK自保持，使按鈕燈亮。當(dāng)電梯到達(dá)第i層時(shí)，該層層樓iKAF吸合，其常閉觸點(diǎn)iKAF（13，14）斷開，iK釋放，指令信號(hào)消除，按鈕燈熄滅。
對(duì)帶有選層器的電梯，其廂指令信號(hào)可由選層器觸點(diǎn)來(lái)消除。
2、并聯(lián)式指令信號(hào)的登記記憶及消除電路
并聯(lián)式電路的消號(hào)是當(dāng)電梯到達(dá)指令信號(hào)層樓時(shí)，依靠該層的層樓繼電器常開觸點(diǎn)并聯(lián)于指令繼電器線圈的兩端，即經(jīng)限流電阻把指令繼電器短接，從而使指令信號(hào)繼電器釋放消號(hào)。但消號(hào)必須在電梯即將到達(dá)該層而發(fā)出減速信號(hào)后（即快速運(yùn)行接觸器KMK釋放,其常閉觸點(diǎn)導(dǎo)通）方可實(shí)現(xiàn)。
指令信號(hào)不是直接自保記憶，而是在有了指令信號(hào)后，使電梯定出運(yùn)行方向，即方向繼電器KU或KD吸合后，才可自保記憶。當(dāng)電梯失去方向后（即KU、KD線圈均失電），即使層樓繼電器未動(dòng)作，也能把已登記的指令信號(hào)消除。
由于串聯(lián)式是利用層樓繼電器的常閉觸點(diǎn)串接于指令繼電器的線圈回路中，如當(dāng)該常閉觸點(diǎn)接觸不好時(shí)，會(huì)影響該層指令信號(hào)的登記和記憶。這樣就會(huì)影響乘客到達(dá)該層使用電梯的要求。對(duì)于并聯(lián)式電路，如該層的層樓繼電器常開觸點(diǎn)接觸不好，則僅僅影響信號(hào)的消除，而不是影響該層信號(hào)的登記與記憶，即不影響乘客到達(dá)該層的使用要求。故一般電梯控制線路常用并聯(lián)式的電路，串聯(lián)式已很少見到。
圖4-2 并聯(lián)式指令信號(hào)登記記憶及消除
4.3 電梯樓層檢測(cè)及顯示技術(shù)
電梯樓層檢測(cè)與顯示的主要任務(wù)是檢測(cè)電梯的當(dāng)前位置，產(chǎn)生樓層顯示信號(hào)，并動(dòng)態(tài)的顯示給用戶;同時(shí)還顯示電梯的運(yùn)行方向。對(duì)于電梯的運(yùn)行方向信號(hào)，可通過(guò)電梯的當(dāng)前樓層與目的樓層的關(guān)系確定。對(duì)于樓層信號(hào)，傳統(tǒng)的方法是采用位置傳感器來(lái)確定，這樣不僅使井道復(fù)雜，而且增加了電梯的成本。國(guó)外許多電梯公司先后投入人力和物力，研究出無(wú)位置傳感器的電梯控制系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了井道的復(fù)雜性。
對(duì)于新型的樓層信號(hào)產(chǎn)生方法，目前主要采用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前有一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易處理的新型樓層信號(hào)生成方法，其采用電梯減速停車時(shí)的換速信號(hào)作為樓層計(jì)數(shù)信號(hào)，利用計(jì)數(shù)器(稱作樓層計(jì)數(shù)器)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)所計(jì)數(shù)值確定電梯所在的樓層。在該方法中，為了防止樓層計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)出錯(cuò)，在電梯的底層和頂層安裝行程開關(guān)，對(duì)樓層計(jì)數(shù)器進(jìn)行自動(dòng)校正，即當(dāng)電梯運(yùn)行到底層或頂層時(shí)，把樓層計(jì)數(shù)器換成相應(yīng)的計(jì)數(shù)值，從而校正了電梯的層顯信號(hào)，防止錯(cuò)誤積累。還有一種新型樓層信號(hào)產(chǎn)生方法，該方法采用全程計(jì)數(shù)法，即利用光電編碼盤產(chǎn)生位置脈沖信號(hào)，然后對(duì)整個(gè)井道位置脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，所計(jì)數(shù)值一方面用來(lái)確定電梯運(yùn)行位置，另一方面通過(guò)一定的處理來(lái)確定電梯所在樓層。總之，無(wú)論那種方法，其目的都是為了簡(jiǎn)化井道的復(fù)雜性，降低電梯的成本，提高電梯的可維護(hù)性。在電梯的層顯中，其顯示信息可分為特殊信息和公共信息。其中特殊信息是那些對(duì)各樓層不相同的信息，主要是對(duì)各樓層呼梯信號(hào)的響應(yīng)信息;而公共信息是指對(duì)各樓層來(lái)說(shuō)相同的信息，主要有轎廂的運(yùn)行位置、電梯運(yùn)行方向以及運(yùn)行狀態(tài)等信息。就目前大多數(shù)電梯控制系統(tǒng)而言，其多采用七段數(shù)碼管(LED)來(lái)顯示電梯的層數(shù)，采用箭頭指示電梯的運(yùn)行方向，用發(fā)光二極管顯示狀態(tài)信息。這些己能滿足用戶的需要，無(wú)須作進(jìn)一步的處理.
在本系統(tǒng)中利用光電編碼盤產(chǎn)生位置脈沖信號(hào)，然后對(duì)整個(gè)井道位置脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，所計(jì)數(shù)值一方面用來(lái)確定電梯運(yùn)行位置，另一方面通過(guò)一定的處理來(lái)確定電梯所在樓層并且采用七段碼的層顯方式。
第五章 外呼板控制
5.1 外呼板控制程序功能
外呼板控制程序主要包括:CAN總線通信程序、外呼按鈕掃描程序、外呼按鈕燈程序、樓層顯示程序。
1） CAN總線通信程序主要完成外呼板同主機(jī)板，以及轎箱板的通信。
·接收主機(jī)的廣播信息。如當(dāng)前層，運(yùn)行方向。
·接收主機(jī)回應(yīng)信號(hào)(登記外呼信號(hào))。
·接收轎箱回應(yīng)信號(hào)(登記外呼內(nèi)顯)。
·向主機(jī)板和轎箱板發(fā)送外呼信號(hào)。
·回應(yīng)主機(jī)的控制指令。
2） 外呼按鈕掃描程序檢測(cè)是否有按鈕按下。
3） 如有外呼按鈕按下，則外呼按鈕燈程序置相應(yīng)的外呼燈亮。
4） 樓層顯示程序負(fù)責(zé)顯示當(dāng)前樓層。
5.2 程序流程圖
圖5-1 外呼板程序流程圖
5.3 廳外召喚信號(hào)的登記記憶與消除的繼電器控制原理
下圖所示的這部分電氣線路結(jié)構(gòu)與指令信號(hào)的線路基本相同，也是采用并聯(lián)式?，F(xiàn)就該電路的特點(diǎn)作幾點(diǎn)說(shuō)明如下。
圖5-2 廳外召喚信號(hào)的登記記憶與消除線路原理圖
（1）該電路不僅起著各層樓廳外召喚信號(hào)的登記、記憶與消除，而且還起著無(wú)司機(jī)狀態(tài)時(shí)的“本層廳外開門”功能。如電梯停在二層閉門侯梯時(shí)（無(wú)呼梯信號(hào)）時(shí)，有人按二層下呼按鈕2SBD，則電流從Pà2SBDà2KAFàV2TàKUàKANàKYTàKAW線圈àKMKàN,使廳外開門繼電器線圈KAW得電，把電梯門打開。
（2）由上圖可以看出，各個(gè)樓層的廳外召喚信號(hào)的消除是與電梯