【正文】 較晚改革開放以來也取得了一定的進(jìn)步如 上海三菱天津奧的斯中國迅達(dá)蘇州迅達(dá)廣州電梯工業(yè)公司等五家電梯生產(chǎn)廠家其產(chǎn)品都有一定的市場份額和技術(shù)含量但遺憾的是這些公司多為合資公司電梯控制關(guān)鍵部分的變頻器控制器等重要組成部分很大程度依靠進(jìn)口其核心技術(shù)牢牢控制在國外大公司手中 12 了解可編程控制器 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用 121 PLC 的特點(diǎn) PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機(jī)實(shí)質(zhì)上屬于計算機(jī)控制方式PLC與普通微機(jī)一樣以通用或?qū)Ｓ?CPU作為字處理器實(shí)現(xiàn)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲另外還有位處理器布爾處理器進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)算與控制 PLC 控制一般具有可靠性高易 操作維修編程簡單靈活性強(qiáng)等特點(diǎn) 1211 可靠性 ⑴ PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件它的接線大大減少系統(tǒng)的維修簡單維修時間短 ⑵ PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進(jìn)行設(shè)計例如冗余設(shè)計斷電保護(hù)故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等提高了 MTTR 使可靠性提高 ⑶ PLC 有較高的易操作性它具有編程簡單操作方便維修容易等特點(diǎn)一般不易發(fā)生操作的錯誤 ⑷ PLC 是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置它具有比通用計算機(jī)更簡單的編程語言和更可靠的硬件采用了精簡化的編程語言編程錯誤率大大降低而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計的硬件使可靠性大大 提高 ⑸在 PLC 的硬件方面采用了一系列提高可靠性的措施例如采用可靠性的元件采用先進(jìn)的工藝制造流水線制造對干擾的屏蔽隔離和濾波等對電源的斷電保護(hù)對存儲器內(nèi)容的保護(hù)等 ⑹ PLC 的軟件方面也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施例如采用軟件濾波等軟件自診斷簡化編程語言等 1212 易操作性 ⑴操作方便 PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作大多數(shù) PLC采用編程器進(jìn)行輸入和更改的操作編程器至少提供了輸入信息的顯示對大中型的 PLC 編程器采用了CRT 屏幕顯示因此程序的輸入直接可以顯示更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號 或接點(diǎn)號進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ胰缓筮M(jìn)行更改更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示 ⑵編程方便 PLC 有多種程序設(shè)計語言可供使用對電氣技術(shù)人員來說由于梯形圖與電氣原理圖較為接近容易掌握和理解采用布爾助記符編程語言十分有助于編程人員的編程 ⑶維修方便 PLC 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求減低當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時通過硬件和軟件的自診斷維修人員可以很快的找到故障的部位方便維修 1213 靈活性 PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面 ⑴編程的靈活性 PLC 采用的編程語言有梯形圖布爾助記符功能表圖功能模塊和語句描述編程語言編程方 法的多樣性使編程方便應(yīng)用面拓展 ⑵擴(kuò)展的靈活性 PLC 的擴(kuò)展靈活性是它的一個重要特點(diǎn)它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不同即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展功能的擴(kuò)展應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展 ⑶操作的靈活性 操作十分靈活方便監(jiān)視和控制變得十分容易 122 PLC 控制電梯的優(yōu)點(diǎn) ⑴在電梯控制中采用了 PLC 用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制可靠性大大提高 ⑵去掉了選層器及大部分繼電器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單外部線路簡化 ⑶ PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)方便地增加或改變控制功能 ⑷ PLC 可進(jìn)行故障自動檢測報警顯示提高運(yùn)行安全性并便于檢修 ⑸用于群控調(diào)配和管理并 提高電梯運(yùn)行效率 ⑹更改控制方案時不需改動硬件接線 123 電梯變頻調(diào)速控制的特點(diǎn) 隨著電力電子技術(shù)微電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展也十分迅速電動機(jī)交流變頻技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境推動技術(shù)進(jìn)步的一種手段變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動平穩(wěn)性能高效率高功率因數(shù)和節(jié)電效果廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式 ⑴變頻調(diào)速電梯使用的是異步電動機(jī)比同容量的直流電動機(jī)具有體積小占空間小結(jié)構(gòu)簡單維護(hù)方便可靠性高價格低等優(yōu)點(diǎn) ⑵變頻調(diào)速電源使 用了先進(jìn)的 SPWM 技術(shù) SVPWM 技術(shù)明顯改善了電梯運(yùn)行質(zhì)量和性能調(diào)速范圍寬控制精度高動態(tài)性能好舒適安靜快捷已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速 ⑶變頻調(diào)速電梯使用先進(jìn)的 SPWM 和 SVPWM 技術(shù)明顯改善了電動機(jī)供電電源的質(zhì)量減少諧波提高了效率和功率因數(shù)節(jié)能明顯 13 課題的來源 變頻器以其優(yōu)越的性能在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用在電梯業(yè)也是如此目前國內(nèi) 70～ 80 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制線路復(fù)雜節(jié)點(diǎn)接線多故障率高調(diào)速方式一般采用變極調(diào)速調(diào)壓調(diào)速直流調(diào)速維修困難屬于能耗型調(diào)速效率低發(fā)熱量大調(diào)速性能指標(biāo)較差嚴(yán)重地影響電 梯運(yùn)行質(zhì)量應(yīng)對這些電梯進(jìn)行更新和改造但是更新需要大量資金對使用單位來說有一定困難所以對電梯進(jìn)行局部改造是經(jīng)濟(jì)的實(shí)際的近年來采用功能強(qiáng)故障率低可靠性高的可編程控制器 PLC來控制電梯取得了良好效果利用 PLC和變頻器對舊電梯進(jìn)行改造不但可以增加電梯的舒適感安全性可靠性還可以降低能耗節(jié)約能源減少運(yùn)行費(fèi)用 14 課題的主要研究內(nèi)容 課題所研究的內(nèi)容主要是用可編程控制器 PLC 和變頻器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(jìn)行改造以節(jié)約資金因此對電梯控制技術(shù)進(jìn)行研究找出一條適 合國產(chǎn)老式電梯的改造之路并進(jìn)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(qiáng)故障率低可靠性高的可編程控制器 PLC 來控制電梯調(diào)速系統(tǒng)采用交流變頻調(diào)速在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確的停車性能滿足乘客的舒適感和保證平層精度即準(zhǔn)確停車并能節(jié)約大量電能 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 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(diǎn)電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號控制及顯示等部分確定了系 統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號控制變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速完成了變頻器和可編程控制器 PLC 的選擇然后是系統(tǒng)硬件開發(fā)完成了變頻器的參數(shù)設(shè)置及 PLC 的選型 IO 點(diǎn)數(shù)分配以及旋轉(zhuǎn)編碼器與變頻器的連接在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際硬件電路設(shè)計并用 STEP7 繪制出梯形圖 2 電梯設(shè)備與電梯發(fā)展動態(tài) 21 電梯的出現(xiàn) 1854 年在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上美國人伊萊沙178。格雷夫斯178。奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明－歷史上第一部安全升降梯從那以后升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始 了她輝煌的旅程 150 年以來她已經(jīng)發(fā)展成為世界亞洲和中國領(lǐng)先的電梯公司自從我國實(shí)行改革開放政策以來全國各地高層建筑不斷涌現(xiàn)作為高樓的垂直交通工具―電梯其需求量日益增長各種類型規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行為了確保電梯正常運(yùn)行安全使用必須要了解電梯熟悉電梯管理電梯維護(hù)好電梯 22 電梯設(shè)備簡介 221 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣 ⑴按用途分類乘客電梯載貨電梯客貨電梯病床電梯雜物電梯住宅電梯特種電梯 ⑵按速度分類低速電梯 1ms 以下高速電梯 12ms 超高速電梯 4ms 以上 ⑶按驅(qū)動電源分類交流電梯速度一般小于 2ms 直流電梯速度一般大于 2ms ⑷按控制方式分類層間控制簡易集選控制集選控制有無司機(jī)控制 222 電梯的主要參數(shù) ⑴載重量 kg 制造和設(shè)計規(guī)定電梯的額定載重量 ⑵轎廂尺寸 mm 寬深高 ⑶轎廂形式有單或雙面開門及其他特殊要求等以及對轎頂轎底轎壁的處理顏色的選擇對電話的要求等等 ⑷轎門形式有柵欄門封閉式中分門封閉式雙折門封閉式雙折中分門等 ⑸開門寬度 mm 轎廂門和層門完全開啟時的凈寬度 ⑹開門方向人在轎外面對轎廂門向左方向開啟的為左開門門向右方向開啟的為右開門兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門也稱中分門 ⑺曳引 方式常用的有半繞 11 吊索法轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩的運(yùn)行速度半繞 21吊索法轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩運(yùn)行速度的一半全繞 11吊索法轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩的運(yùn)行速度 ⑻額定速度 ms 制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度 ⑼電氣控制系統(tǒng)包括控制方式拖動系統(tǒng)的形式等如交流電機(jī)拖動或直流電機(jī)拖動轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等 ⑽停層站數(shù) 站 凡在建筑物內(nèi)各樓層用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站 ⑾提升高度 mm 由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離 ⑿頂層高度 mm 由底層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直的距 離電梯的運(yùn)行速度越快頂層高度一般越高 ⒀底坑深度 mm 由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離電梯的運(yùn)行速度越快底坑一般越深 ⒁井道高度 mm 由井道底面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離 ⒂井道尺寸 mm 寬深電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠設(shè)計和制造電梯的依據(jù)用戶選用電梯時必須根據(jù)電梯的安裝使用地點(diǎn)載運(yùn)對象等按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)與尺寸并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸設(shè)計和建造安裝電梯的建筑物否則會影響電梯的使用效果 ⒃電器設(shè)備及控制裝置有曳引機(jī)選層器傳動及控制柜轎廂操縱盤呼梯按鈕和廳 外指示器組成 ⒄其它裝置對重裝置補(bǔ)償裝置等 223 電梯的安全保護(hù)裝置 ⑴電磁制動器裝于曳引機(jī)軸上一般采用直流電磁制動器啟動時通電松閘停層后斷電制動 ⑵強(qiáng)迫減速開關(guān)起分別裝于井道的頂部和底部當(dāng)轎廂駛過端站換速未減速時轎廂上撞塊就觸動此開關(guān)通過電器傳動控制裝置使電動機(jī)強(qiáng)迫減速 ⑶限位開關(guān)當(dāng)轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車此限位開關(guān)立即動作切斷電源并制動強(qiáng)迫停車 ⑷行程極限保護(hù)開關(guān)當(dāng)限位開關(guān)不起作用轎廂經(jīng)過端站時此開關(guān)動作 ⑸急停按鈕裝于轎廂司機(jī)操縱盤上發(fā)生異常情況時按此按鈕切斷電源電磁制動器制動電梯緊急停車 ⑹廳 門開關(guān)每個廳門都裝有門鎖開關(guān)僅當(dāng)廳門關(guān)上才允許電梯啟動在運(yùn)行中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開電梯立即停車 ⑺關(guān)門安全開關(guān)常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時發(fā)出信號門電機(jī)停止關(guān)門反向開門延時重新開門此外還有紅外線開關(guān)等 ⑻超載開關(guān)當(dāng)超載時轎底下降開關(guān)動作電梯不能關(guān)門和運(yùn)行 ⑼其它的開關(guān)安全窗開關(guān)鋼帶輪的斷帶開關(guān)等 23 電梯的發(fā)展概況 隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展日益增高的高層建筑已成為現(xiàn)代都市的重要的標(biāo)志作為高層建筑的垂直運(yùn)載工具 電梯得到了快速發(fā)展 電梯是服務(wù)于三分之一樓層的固定式升降設(shè)備它具有一 個轎廂運(yùn)行在至少兩列垂直上的傾斜角小于 15176。的剛性導(dǎo)軌之間轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的交通工具 追溯電梯這種提升設(shè)備的歷史早在公元前我國就有利用人力作動力和簡單提升設(shè)備直到現(xiàn)在我國北方部分農(nóng)村仍用手搖轱轆提取井水的升降提水裝置所以說我國是世界上最早出現(xiàn)這種提升設(shè)備――電梯雛形的國家之一 隨著電子工業(yè)的發(fā)展新技術(shù)產(chǎn)品不斷用于電梯控制系統(tǒng)如可編程控制器的應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用無觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制晶閘管俗稱可控硅的應(yīng)用集成電路及數(shù)字控制計算機(jī)群控 制及調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用拖動系統(tǒng)簡化性能提高等 生活在繼續(xù)科技在發(fā)展電梯也在進(jìn)步電梯的材質(zhì)由黑白到彩色樣式由直式到斜式在操縱控制方面更是步步出新－手柄開關(guān)操縱按鈕控制信號控制集選控制人機(jī)對話等多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制智能群控雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢變速式自動人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時間不同外形的扇形三角形半棱形圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉 一個半世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨翻天覆地的是歷史的變遷永恒不變的是電梯提升現(xiàn)代人生活質(zhì)量的承諾 231 電梯技術(shù)發(fā)展概況 ⑴電梯的速度要求越來越 快高速超高速電梯的數(shù)量愈來愈多 ⑵電梯的拖動技術(shù)有了較大的發(fā)展直流電梯由于能耗大維修量大等缺點(diǎn)逐步被交流電梯所替代液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應(yīng)用交流拖動電梯更是得到迅速的發(fā)展已由以前的變級調(diào)速 ACVP發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速 ACVV及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速 ACVVVF使得電梯的速度加速度控制更加符合人們的生理要求電梯的舒適感大為改善 ⑶電梯的邏輯控制已從過去簡單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制器 PLC 和微機(jī)控制控制方式也從手柄控制信號控制發(fā)展為集選控制并聯(lián)控制群控等電梯可 靠性得到很大的提高 ⑷電梯的管理功能不斷加強(qiáng)電梯廣泛采用微機(jī)控制技術(shù)不斷滿足擁護(hù)的使用功能要求如緊急停車操作消防員專用防搗亂系統(tǒng)等 ⑸智能群控管理得到廣泛應(yīng)用 ⑹機(jī)械傳動方面由于國際上機(jī)構(gòu)加工水平的不斷提高使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應(yīng)用日益廣泛已使電梯的傳動形式多樣化 232 電梯發(fā)展展望 ⑴結(jié)構(gòu)不斷緊湊化體積不斷輕型化小巧