【正文】 1 第一章 電梯簡介 電梯的起源與發(fā)展 追溯電梯的起源，在我國及國外都能找到其雛形。如我國公元前 1700多年出現(xiàn)的桔槔，是一種用于提水的升降裝置。公元前 1100 多年出現(xiàn)的轱轆，是一種用于提水或升舉重物的升降裝置。在古代希臘，于公元前236 年出現(xiàn)的阿基米德絞車，是一種升舉重物的升降裝置。它們的共同特點是都由支架、卷筒、繩索、搖桿、乘物裝置幾部分組成的最原始、最簡單的升降機械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅(qū)動在很低速度下運行。 1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力 ,這才出現(xiàn)名副其實 的電梯 ,并使電梯趨于實用化。 1900 年還出現(xiàn)了第一臺自動扶梯。 1949 年出現(xiàn)了群控電梯 ,首批 4— 6 臺群控電梯在紐約的聯(lián)合國大廈被使用。 1955 年出現(xiàn)了小型計算機 (真空管 )控制電梯。 1962 年美國出現(xiàn)了速度達(dá) 8 米 /秒的超高速電梯。 1963 年一些先進(jìn)工業(yè)國只成了無觸點半導(dǎo)體邏輯控制電梯。 1967 年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動系統(tǒng)筒化，性能提高。 1971 年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976 年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。 由于早期的電梯及電氣控制方式存在故障率 較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦完成不易更改等缺點，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破鳎?PLC）既保留了傳統(tǒng)繼電氣控制系統(tǒng)的簡單易懂，而且具備控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口連接、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此， PLC 在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的運用。 如今，電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的交通工具，隨著時代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對電梯在運行時的平穩(wěn)性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動態(tài)性能提出了更高的要求。電梯今后的發(fā)展將主要呈現(xiàn)以下趨勢 : （ 1） 超高速電梯。隨著人們生活節(jié)奏的加快，高層建筑的增加，全功能的塔式建筑將會促使超高速電梯繼續(xù)成為研究方向， 5m/s 以上運行速度的超高速電梯，成為人們關(guān)注的重點和市場發(fā)展的新趨向。 （ 2）大型超載重電梯用導(dǎo)軌。隨著大型公共場所、購物場所等公用建筑的增加，大型超載重電梯的運用日益廣泛，對于垂直電梯、自動扶梯的載重量和運行平穩(wěn)性提出了新的要求。 （ 3）新型自動扶梯導(dǎo)軌。隨著社會進(jìn)步、城市化水平的提高以及越 2 來越多的國家逐漸步入老齡化社會，各國政府對人文關(guān)懷日益重視，促使城市公共設(shè)施對自動扶梯和自動人行道的需求加速增長 。為實現(xiàn)公共場所的無障礙通行，大量的體育場館、地鐵、機場、商場、寫字樓、賓館等需要加裝自動扶梯和自動人行道。 （ 4）無機房電梯導(dǎo)軌。對于高度在 20 層以下的民用建筑，可以通過改變曳引機的安裝方式去除電梯機房的設(shè)計，從而降低建筑總高度、保持整體造型、節(jié)省建筑成本。 此外，人們要求電梯節(jié)能、電磁兼容性強、噪聲低、長壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等，甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機房利用太陽能作為電梯驅(qū)動補充能源等等，而這些都會對電梯導(dǎo)軌的運行技術(shù)不斷提出新的要求 。 電梯的分類 按速度分類：低速電梯 、快速電梯、高速電梯、超高速電梯。 按用途分類：乘客電梯、住宅電梯、觀光電梯、載貨電梯、客貨兩用電梯、醫(yī)用電梯、服務(wù)電梯、車輛電梯。 按拖動方式分類：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、直線電機驅(qū)動的電梯。 按有無司機分類：有司機電梯、無司機電梯、有 /無司機電梯。 按控制方式分類：手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號控制電梯、幾選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、微機控制電梯。 按曳引機構(gòu)分類：有齒曳引機電梯、無齒曳引機電梯。 電梯的組成 電梯主要由曳引系統(tǒng)、轎廂、重量平衡系統(tǒng)、導(dǎo)軌、門系 統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、電力拖動和電氣控制系統(tǒng)等部件組成。 曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動力，拖動電梯運行。曳引系統(tǒng)主要由曳引電動機、減速機、曳引輪和電磁抱閘組成。曳引電動機也稱主電機，通常采用交流電動機，目前大多采用變頻器對其進(jìn)行速度和轉(zhuǎn)矩控制。 轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂在井道中沿著導(dǎo)軌作升降運動。井道側(cè)壁對應(yīng)各樓層的相應(yīng)位置裝有減速、平層的遮磁板，以便發(fā)送減速、停車信號。在井道中還設(shè)有各層的樓層編碼開關(guān)的磁塊，用做樓層指示信號。轎廂內(nèi)門的操作盤上設(shè)有選層按鈕及相應(yīng)的指示燈，還有 開 /關(guān)門按鈕等各種顯示電梯運行狀態(tài)的指示燈。 門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機、門鎖裝置組成。轎廂門的上方裝有開門機，開門機由一臺小電動機驅(qū)動來實現(xiàn)開 /關(guān)門動作。 在井道對應(yīng)各樓層候梯廳一側(cè)開有廳門，廳門平時是關(guān)閉的，只有當(dāng) 3 轎廂停穩(wěn)在該層時，廳門被轎門的聯(lián)動機構(gòu)帶動一起打開或關(guān)閉。在各層廳門的一側(cè)面裝有呼梯按鈕和樓層顯示裝置，呼梯按鈕通常有上行呼梯、下行呼梯各一個（最底層只有上行呼梯按鈕、最高層只有下行呼梯按鈕）。按鈕內(nèi)（有時在按鈕旁）裝有呼梯相應(yīng)指示燈，該燈亮表示呼梯信號被控制系統(tǒng)登記。樓層顯示裝置有時也設(shè)在 廳門上方。 電氣控制系統(tǒng)由 PLC、變頻器、交流電動機、輸入 /輸出電器部件和控制屏等組成，主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。 電梯示意圖 1— 控制柜 2— 限速器 3— 門聯(lián)動裝置 4— 轎門 5— 轎廂底板 6— 樓層地面 7— 層門 8— 補償繩 9— 緊張裝置 10— 地坑 11— 緩沖器 12— 對重 13— 對重導(dǎo)軌 14— 轎廂導(dǎo)軌 15— 井道壁 16— 導(dǎo)靴 17— 導(dǎo)軌壓板 18— 轎廂 19— 安全鉗 20— 曳引繩端接裝置 21— 曳引繩 22— 曳引機 23— 機房 本課題側(cè)重電梯的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，未能實現(xiàn)主電動機的升降速度的調(diào)節(jié)以及安全保護(hù)體統(tǒng)的實現(xiàn)。 4 電梯工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂與對重（又稱配重），纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達(dá)到運輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運動，防止轎廂在運行中產(chǎn)生偏斜或擺動。常閉式制動器在電動機工作時間松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況 下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的于東方向和所在樓層位置。 5 第二章 可編程控制器 PLC 的定義 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的 存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。 PLC 的特點 （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強 PLC 本身具有較強的自診斷功能，保證在“硬核“都正常的情況下執(zhí)行用戶的控制程序。 （ 2）編程簡單，設(shè)計施工周期短 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人 員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 此外， PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。 （ 3）控制程序可變，硬件配置方便 在生產(chǎn)工藝流程改變或者生產(chǎn)線設(shè)備更新的情況下可通過硬件擴(kuò)充或少量的改變配置與接線，以及改變內(nèi)部程序來滿足要求，從而避免大量的硬件線路 更改與安裝工作。 （ 4）功能完善 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)字模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算，定時、計時、計數(shù)、順序控制、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示等功能，設(shè)備控制水平大大提高。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 。 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量