【正文】 達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達等 13 家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達到了 74％”。先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、昌華、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一 批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自 1985 年我國參加了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TCl78 以來，先后等同或等效采用了一批國際標(biāo)準(zhǔn)和先進國家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷 售量己達 l萬臺左右，約占亞洲市場的 1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻。當(dāng)今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當(dāng)普遍 [1]。 內(nèi)容 2 課題的研究背景及意義 電梯是集機電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設(shè)計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(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)都達到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真地調(diào)查和科學(xué)計算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全 5 倍。掘資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80 億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。目前，由可編程序控制器 (PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。 可編程序控制器，是微機技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機 [2]。自 1969年針對工業(yè)自動控制的特點和需要而丌發(fā)的第一臺 PLC問世以來，迄今己 30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變 ，但又不同于順序控制器和通用的微機控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機常用的計算機編程語言的表達方式，獨具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯都很容易。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計算機編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破?PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技 術(shù)。 PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱 (PLC、CAD/CAM、 ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機械、化工、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用。 PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標(biāo)志之一。 內(nèi)容 3 總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯 的控制提供了廣闊的空間。 PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，隨著 PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起 [3]。因此，它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。 圖 11通力專利摘要附圖 PLC 在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景 目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、 PLC 控制和微型計算機控制三種。而 PlC 實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各 項任務(wù)，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作；又由于 PLC 中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高 [4]。 PLC 控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。 隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。綠色是和平，綠色是 天然，綠色是和諧。電梯是載人的機電設(shè)備，要實現(xiàn)“綠色”，也就是強調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。 目前意義上的“綠色”，一般是強調(diào)“天然”的一面，強調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與內(nèi)容 4 環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。 (1)智能化。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不 上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運動速度和停車政策；自動選擇運動方面；雙向語音交流；到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除 [5]。 圖 12 電梯門的智能控制 (2)安全。運行安全是電梯的根本和關(guān)鍵?？?以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。 (3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個方面： ①視覺協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。②消除電磁輻射。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起 制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化 (0A)、樓宇自動化 (BA)、通訊自動化 (CA)的正常運轉(zhuǎn)。③舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以 CPU 控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計內(nèi)容 5 算機優(yōu)化設(shè)計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行 [6]。 圖 13 電梯運行速度曲線 隨著時代的發(fā)展，對人在 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有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修。 課題研究的內(nèi)容 課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器（ PLC）改造在用電梯自動控制系統(tǒng)。由于大部分老式電梯的電控系統(tǒng)可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統(tǒng)進行改造，以節(jié)約資金。因此，對電梯控制技術(shù)進行研究，找出一條適合國產(chǎn)老式電梯的改造之路，并進而提高國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和質(zhì)量，具有十分重要的意義。 針對老式電梯采用的繼電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能強、故障率低、可 靠性高的可編程控制器（ PLC）來控制電梯。 論文的主要內(nèi)容如下： 首先對電梯系統(tǒng)及可編程控制器（ PLC）及變頻器作了比較全面的總結(jié)和介紹。接著闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號控制兩大部分。確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實現(xiàn)電梯信號控制，有雙速電機實現(xiàn)調(diào)速，完成了電機和可編程控制器 （ PLC） 的選擇。然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)，完成了 PLC 的選型、 I/O 點數(shù)分配與 PLC 的連接。在接下來的章節(jié)中，采用國內(nèi)使用非常普遍的工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)王 ，開發(fā)出了本電梯的上位機對電梯 系統(tǒng)的仿真模擬，使本設(shè)計具有了一定的可視化效果。 內(nèi)容 6 第二章 電梯的綜述 電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件 電梯是機電一體化產(chǎn)品。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成 [7]。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 1— 控制柜 (屏 ) 2 一拽引機 3— 拽引鋼絲繩 4— 限速器 5— 限速器 鋼繩 6— 限速器張緊裝置 7— 轎廂 8— 安全鉗 9— 轎廂門安全觸板 10— 導(dǎo)軌 11— 對重 12— 廳門 13— 緩沖器 圖 21 電梯的基本結(jié)構(gòu) 內(nèi)容 7 電梯的種類 20xx 年 2 月 19 日 國務(wù)院頒布了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，明確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對電梯的含義做了敘述：“電梯是指動力驅(qū)動，利用沿剛性導(dǎo)軌運行的箱體或者沿固定線路運行的梯級 (踏板 )進行升降或者平行運送人、貨物的機電設(shè)備”。這種對電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運送人、貨物的升降式電梯，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動人行道 (英語Passenger Conveyor)和自動扶梯 (英語 Escalator)。 現(xiàn)代電梯主要由 曳引機 （絞車）、導(dǎo)軌、 對重 裝置、安全裝置 (如限速器、安全鉗和 緩沖器 等 )、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。 這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅(qū)動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等 [8]。 目前，電梯行業(yè)及社會上對電梯的分類大致有以下 幾種： (1)按用途分 ： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。 (2)按額定速度分 ： 低速梯，常指低于 ；中速梯，常指速度 ～ 。高速梯，常指速度大于 。超高速梯，速度超過 。 (3)按拖動方式分 ： 交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。 (4)按控制方式分 ： 手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號控制電梯、集選控制電梯、向下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯 、智能控制電梯。 其他分類方式還有：按電梯有無司機分類等 [9]。 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo) ： （ 1）安全性 電梯時運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。 （ 2）可靠性 內(nèi)容 8 電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會影響人們正常的生產(chǎn)與生活，給人們造成很大的不便，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提 高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu) 成電梯的各個零部 件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。 （ 3）停站的準(zhǔn)確性 停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。 GB/T100581997《電梯技術(shù)條件》對轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如下： 電梯類型 額定速度 (m/s) 平層準(zhǔn)確度 (mm) 交流雙速電梯 或 ≤177。15 或 ≤177。30 交直流快速電梯 — ≤177。15 交直流高速電梯 ≥ ≤177。5 電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負載情況有密切關(guān)系 。負載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時，分別以空載，滿載，上下運行，到達同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。 （ 4）振動、噪聲及電磁干擾 現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運行平穩(wěn)，安靜，無電磁干擾。 （ 5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時間，這對于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互 相矛盾的