【正文】 電梯作為一種交通工具 ，對(duì)于快速性的要求是必不可少的。脈沖發(fā)生器輸出脈沖， PG卡接收到脈沖以后，再將此反饋給變頻器內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。電梯的調(diào)速部分則選用高性能的矢量控制變頻器，配以脈沖發(fā)生器（編碼器）測(cè)量鼠籠式曳引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而夠成電機(jī)的閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鼠籠式曳引機(jī)電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速（ VARIABLE VOLTAGE VARIABLE FREQUENCY,簡(jiǎn)稱(chēng) VVVF）運(yùn)行 [8]。通過(guò) PLC 去控制電梯的運(yùn)行方式，可以使得控制系統(tǒng)的可靠行更高，結(jié)構(gòu)顯得更加緊湊。一個(gè)呼叫請(qǐng)求在完成之前如果收到另一個(gè)呼叫請(qǐng)求，則要判斷兩個(gè)呼叫請(qǐng)求是否是在同一個(gè)方向，如果是不再同一方向則不截車(chē)，反之則截車(chē)。 ② 內(nèi)外呼叫控制 一旦有乘客按下某層的呼叫按鈕，該層相應(yīng)的電梯指示燈就亮起來(lái)，不過(guò)不能立即開(kāi)門(mén)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 21 電梯的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)控制方案 設(shè)計(jì) 控制方式的選擇 繼電器和 PLC 都可以控制 電梯的運(yùn)行方式 ,但控制方法的不同會(huì)使得電梯具有不同的特點(diǎn) ,如表 21為 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)的比較 。機(jī)械部分與電子電氣之間的有機(jī)結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)電梯的功能。 電氣 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。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(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。然后，根據(jù)需要畫(huà)出控制面板圖，再根據(jù)控制面板圖計(jì)算出 I/O 點(diǎn)數(shù)，確定所選 PLC 機(jī)型，選定變頻器型 號(hào)，畫(huà)出連線圖，然后在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，寫(xiě)出控制系統(tǒng)的流程圖，梯形圖，寫(xiě)出語(yǔ)句 [5]。 B 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用永磁同步無(wú)齒曳引機(jī) 。 ● 70 年代末到 80 年代初，高速無(wú)齒輪和有齒輪快速電梯都應(yīng)用微機(jī)作為控制的主要部件，而且每部電梯使用的微機(jī)不止一部。列昂那得發(fā)明了用調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁場(chǎng)來(lái)調(diào)速的電動(dòng)機(jī) 發(fā) 電機(jī)電力 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 。奧的斯向世人展示了歷史上第一部安全升降梯 。 ● 1850 年， 美國(guó) 人 亨利上海、北京等幾個(gè)城市在用電梯數(shù)量已超過(guò) 10萬(wàn)臺(tái)。 (二 )近年事故原因分類(lèi) 近年電梯事故中，違章操作引發(fā)的事故較為突出，事故中受到傷害的人員以普通乘客最多。 伴隨我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，電梯已成為城鎮(zhèn)居民生產(chǎn)、生活不可或缺的垂直交通工具，在提升公眾的生產(chǎn)、生活效率與質(zhì)量的同時(shí)，其安全工作也成為一項(xiàng)民生工程，其安全狀況倍受公眾 與媒體關(guān)注。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代城市的標(biāo)志。 設(shè)計(jì)背景 電梯是垂直運(yùn)行的電梯 (通?？珊?jiǎn)稱(chēng)為電梯 )、傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯、傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道的總稱(chēng)。電梯萬(wàn)臺(tái)事故率和萬(wàn)臺(tái)死亡人數(shù)穩(wěn)步下降， 2020 年電梯萬(wàn)臺(tái)事故率 ，萬(wàn)臺(tái)死亡人數(shù) ，均小于特種設(shè)備平均水平，也小于鍋爐壓力容器等其他特種設(shè)備 [1]。 (三 )電梯數(shù)量快速增長(zhǎng) 截至 2020 年底，全國(guó)在用電梯總數(shù)已經(jīng)達(dá)到 萬(wàn)臺(tái)，并以每年 20%左右的速度高速增長(zhǎng)，每年新增電梯數(shù)在 30 萬(wàn)臺(tái)以上，占全球每年新增電梯總量的一半以上。 電梯的起源與 趨勢(shì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 41 頁(yè) ●公元前 236 年 ,古希臘的阿基米德設(shè)計(jì)出一種人力驅(qū)動(dòng)的卷筒式卷?yè)P(yáng)機(jī) 。格雷夫斯華特 ● 70 年代，電梯控制柜的控制電路逐漸從模擬電路向數(shù)字化電路發(fā)展，數(shù)字技術(shù)顯著的提高了電梯的可靠性和運(yùn)性精度。 ● 21 世紀(jì) 電梯產(chǎn)業(yè)將 實(shí)現(xiàn) A 信息化、網(wǎng)絡(luò)化 。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)六層電梯的硬件部分作分析，看需要什么樣的開(kāi)關(guān)，電機(jī)，信號(hào)燈等。 電梯的概述 電梯工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的 牽引力 ，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的 張力 和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。 電梯結(jié)構(gòu)及分類(lèi) (1)電梯的結(jié)構(gòu) 電梯的機(jī)械部分是電梯的軀體，同時(shí)電子電氣是電梯的神經(jīng)和大腦。 (2)電梯的分類(lèi) 電梯的分類(lèi)非常豐富，根據(jù)使用性質(zhì)、驅(qū)動(dòng)方式、運(yùn)行速度 、有無(wú) 司機(jī) 、 操縱控制方式等不同，有多種分類(lèi)方法。為保證電梯運(yùn)行的安全性，電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào)必須是互鎖的，也就是說(shuō)，當(dāng)故障報(bào)警信號(hào)有效時(shí)，開(kāi)關(guān)門(mén)信號(hào)都不會(huì)顯示，同時(shí)樓層指示燈也不會(huì)亮。但是上下行指示燈不能同時(shí)亮，各個(gè)樓層 的指示燈也不可以同時(shí)亮。 電梯控制系統(tǒng)總體方案的確定 本系統(tǒng)是主要由 PLC、變頻器、控制箱、顯示器、曳引電動(dòng)機(jī)組成的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng) VVVF）。通過(guò)分析研究電梯的實(shí)際運(yùn)行情況和控制規(guī)律，從而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出電梯聯(lián)動(dòng)控制程序，使得 PLC 能夠控制電梯的運(yùn)行操作。 在 PLC向變頻器發(fā)出開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)的同時(shí)，為了滿(mǎn)足電梯的要求，變頻器又需要通過(guò)鼠籠式曳引電動(dòng)機(jī)同軸連接的脈沖發(fā)生器和 PG 卡，對(duì)電動(dòng)機(jī)完成速 度檢測(cè)及反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。本章給出了五層電梯的硬件設(shè)計(jì)包括電梯的調(diào)速系統(tǒng)、井道信號(hào)系統(tǒng)、電梯的硬件選型以及各硬件的參數(shù)設(shè)置。 ② 集中布置多臺(tái)電梯，通過(guò)電梯數(shù)量的增加來(lái)節(jié)省乘客候梯時(shí)間。因此，對(duì)電梯又提出了舒適性的要求?！? ② 由加速度變化率引起的不適。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè) 而促進(jìn)電梯舒適度的途徑有 以下 幾種途徑： ① 選用品質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定的曳引機(jī) 曳引機(jī)是電梯運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)裝置，其性能直接關(guān)系到電梯運(yùn)行的舒適感。因此， 要想使得電梯具有良好的舒適性 ,必須選用品質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定的曳引機(jī) . ② 選用品質(zhì)優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 在保證曳引機(jī)質(zhì)量的前提下，與曳引機(jī)配套的電機(jī)的性能也直接關(guān)系到電梯的起制動(dòng)過(guò)程的性能 ，問(wèn)題主要表現(xiàn)為啟動(dòng)舒適感的好壞。因此，首先必須選用能夠進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的變頻器。如果電梯在啟動(dòng)加速和減速制動(dòng)時(shí)，速度曲線圖性的加、減交界處不圓滑，乘客會(huì)感覺(jué)很不舒服，為了滿(mǎn)足舒適感提高運(yùn)輸效率及正確平層要求，電梯的速度給定曲線是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中 AEFB 段是由靜止起動(dòng)到勻速運(yùn)行的加速段速度曲線； BC 段是勻速運(yùn)行段，其梯速為額定梯速； CF＇ E＇ D 段是由勻速運(yùn)行制動(dòng)到靜止的減速度段速度曲線，通常是一條與起動(dòng)段對(duì)稱(chēng)的曲線。 A B 1速度 2加速度 3加加速度 圖 31 速度曲線的加速度、加加速度曲線 圖 31A 中，起動(dòng)加速段 AEFB 中各小段的速度曲線、加速度曲線，加加速度曲線的函數(shù)表達(dá)式 [16]分別是： AE 段 速度曲線 : 2v kt? 是一條拋物線 其加速度曲線： 2dva ktdt?? 是一條斜線段 而加加速度曲線： 2da kdt??? 是一條水平的直線 EF 段 速度曲線： ? ?E E Ev v a t t? ? ? 是一條斜率為 aE的直線段 其加速度曲線： Edvaadt?? 是一條水平的直線段 而加加速度曲線： 0dadt??? 是一條與橫坐標(biāo)軸重合的線段 FB 段 速度曲線： ? ?Nv v k t t?? ? ? 是一條反拋物線段 其加速度曲線： ? ?2dva k t tdt?? ? ? 是一條下斜的斜線段 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 共 41 頁(yè) 而加加速度曲線： 2da kdt? ? ?? 是一條水平的直線段 圖 31B 給出了實(shí)際中的速度曲線，在高速電梯中，在運(yùn)行距離較短（例如單層、二層、三層等）的情況下，都有尚未達(dá)到額定速度便要減速停車(chē)的問(wèn)題，因此這種電梯的速度曲線中有的單層運(yùn)行、雙層運(yùn)行、三層運(yùn)行等多種速度曲線，其控制規(guī)律也就更為復(fù)雜。 ③ 可調(diào)速電梯在加、減速段要實(shí)施嚴(yán)密的速度閉環(huán)控制，保證轎廂按設(shè)計(jì)的速度曲線運(yùn)行，不允許出現(xiàn)大的超調(diào)和振蕩，以保證電梯的舒適性。平層停車(chē)過(guò)程需在轎廂底與所停樓層的地面相平之前開(kāi)始，先要開(kāi)始減速，然后再制動(dòng)，以減小沖擊，提高平層停車(chē)的精確度和乘客的舒適感 [16]。 (2)變頻器的選型 ★ 變頻器容量計(jì)算 變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。 ★ 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。 ★ 變頻器的選型 電梯的調(diào)速除了對(duì)一般的工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能的要求外，其舒適度的指標(biāo)通常也要考慮。 1干簧管 ； 2常閉觸點(diǎn) ； 3轉(zhuǎn)換觸點(diǎn) ； 4常開(kāi)觸點(diǎn) ； 5永久磁鐵 ； 6隔磁 圖 33 干簧感應(yīng)器 干簧感應(yīng)器就是在 U型槽的兩側(cè)分別放置干簧管與永久磁鐵。 采用這種方法具有直觀、簡(jiǎn)單 的優(yōu)點(diǎn)，但是因?yàn)槊繉佣夹枰粋€(gè)感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，就會(huì)占用過(guò)多的 PLC輸入點(diǎn) [15]。編碼器可以直接