【文章內容簡介】 能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)主要由對重和重量補償裝置組成。電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。 電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置等組成。保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。由電梯限速器、安全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開關裝置組成。 電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，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狀態(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、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確?？?。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。 電梯的主要電氣設備（1）牽引電動機 齒輪牽引機為電梯的提升機構。主要由驅動電動機，電磁制動器（也稱電器包閘），減速器牽引輪組成。（2）自動門機 用來完成電梯的開門與關門。電梯的門分為廳門（每層站一個）與轎門（只有一個）。只有當電梯停靠在某層站時，此層廳門才允許開啟（由門機拖動轎門，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門，轎門全部關閉后才允許啟動運行。（3）層樓指示燈 層樓指示燈也叫層顯，安裝在每層站廳門的上方和轎箱內轎門的上方，用以指示電梯的運行方向及電梯所處的位置。過去常由低壓燈泡構成，現(xiàn)多由LED組成，且與呼梯盒做成一體結構。（4）呼梯盒 用以產生呼叫信號。常安裝在廳門外，離地面一米左右的墻壁上。基站與底站只有一只按鈕，中間層站由上呼叫與下呼叫兩個按鈕組成。（5）操縱箱 操縱箱安裝在轎箱內，供乘客對電梯發(fā)布動作命令。其上面設有與電梯層站數(shù)相同的內選層按鈕。（6）平層及開門裝置 該裝置如圖21所示。由平層感應器及樓層感應器組成。上行時，上磁鐵板先觸發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應器觸發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號，電動機停轉，抱閘抱死。下行時，下磁鐵板出發(fā)樓層感應器，發(fā)出減速停車信號，電梯開始減速，至平層感應器觸發(fā)時，發(fā)出開門及停車信號。（7）轎廂位置檢測裝置俗稱選層器，它檢測電梯轎廂運行狀態(tài)，所處位置，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。其主要功能是：根據(jù)登記的內選與外呼信號和轎廂的位置關系，確定運行方向；當電梯將要到達所需停站的樓層時，給曳引電動機減速信號，使其換速；當平層停車后，發(fā)出信號以消去已應答的選層、呼梯信號，并指示轎廂當前位置，選層器種類較多，通常分為三大類，即機械選層器、繼電器選層器和微機選層器。其中機械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而淘汰。位置檢測方法主要有如下幾種：（1）用干簧管磁感應器或其它位置開關。這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應器，當樓層較高時，會占用 PLC 太多的輸入點。（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開關。這種方法需對磁保開關的不同狀態(tài)進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，進行運算時需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 由于本文是六層電梯的控制故選用感應器檢測轎廂位置。圖21 電梯的平層、停層裝置示意圖 電梯的調速方式目前，常用的電梯拖動大多為交流拖動。交流調速的方法很多，大電梯領域里應用較為廣泛的有交流變極調速、交流調壓調速、交流變壓變頻調速。 交流變極調速據(jù)異步電動機的同步轉速為即旋轉磁場的轉速為：n0=60f1/p,當改變定子繞組的極對數(shù)時，就可以改變同步轉速，從而使電機轉速得調節(jié)。為了實現(xiàn)變極調節(jié)調速，可以在定子上安裝兩組獨立的繞組，各構成不同的極對數(shù)，也可以通過改變繞組接法的方式實現(xiàn)調速，變極調速適用于不需要平滑調速的載貨電梯。 交流調壓調速異步電動機的軸轉速為：n=60f1/p(1s)，當改變轉差率s時，也可以達到調節(jié)電動機轉速的目的，這些轉差功率消耗在轉子電路上，不但使轉子發(fā)熱，也降低了工作效率。目前電梯上使用較多的改變轉差率調速的方法是變壓調速，即通過改變定子電壓來達到調速的目的。變壓調速的調速范圍非常窄（電動機線性調速范圍?。?。因此電梯上的變壓調速都采用閉環(huán)控制，以提高調速范圍。 變頻調速 由n0=60f1/p可知,當轉差率變化不大時，異步電動機的轉速n基本上正比于f1，因此，如果供電電源的頻率可以平滑改變，異步電動機的轉速就可以得到平滑調節(jié)。通過改變電源頻率來實現(xiàn)調速的方法，可以得到很大的調速范圍及很好的機械性，這種調速方法是目前電梯上應用最多的調速方式。變頻調速主回路由三相交流輸入、變頻調速驅動、 R、S、T 經接線端子進入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端為兩相電接電動機的快速繞組，外接制動單元減少了制動時間，加快制動過程。旋轉編碼器用來檢測電梯的運行速度和運行方向，變頻器將實際速度與變頻器內部的給定速度相比較，從而調節(jié)變頻器的輸出頻率及電壓，使電梯的實際速度跟隨變頻器內部的給定速度，達到調節(jié)電梯速度的目的。圖22 變頻調速曲線圖第三章 系統(tǒng)控制方案的選擇及PLC概述在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動各種控制信號和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動機以及電子元件、電力電子器件等），要達到這些控制目的，其方案有：繼電器—接觸器控制、微機控制、PLC控制。—接觸器控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價格便宜。缺點：動合觸點易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。電梯的微機控制系統(tǒng)實質上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費用。雖然微機控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應用微機控制也有其局限性和不足之處。其缺點是：微型計算機是按數(shù)字運算的需要而設計的，功能比較齊全，結構比較復雜；而一般的電梯控制只需要進行簡單的邏輯運算，運算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運算位數(shù)只需1位，即“1”與“0”。因此，使用微機就有“大材小用”之嫌。此外，微機的接口電路沒有標準件，而且一般不控制強電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制110V或220V的用電設備，如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機控制的成本、運行和維修費用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機控制在經濟上不合算。 PLC控制系統(tǒng)PLC充分利用了微型計算機的原理和技術，保留計算機控制的優(yōu)點，而克服了它的缺點。它具有強大的生命力，各工業(yè)部門紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。總之，PLC是采用微機技術制造的通用自動控制設備，它能控制開關量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強、并具有完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術、運算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設備。它不僅能用于控制機械設備、流水線和各種設備的運行過程，將PLC用于控制電梯各種操作和處理相關信息也是可行的。經過三種方案的比較，本課題采用第三種方案PLC控制系統(tǒng)來控制電梯。 可編程控制器概述 可編程控制器的定義可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計”的計算機。這種工業(yè)計算機采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術操作，它還具有“數(shù)字量或模擬量的輸入 / 輸出控制”的能力。 可編程控制器的特點1. 可靠性高，抗干擾能力強這是選擇控制裝置的首要條件?？删幊炭刂破魃a廠家在硬件方面和軟件方面上采取了一系列抗干擾措施。硬件措施：屏蔽、濾波、隔離；軟件措施：故障檢測、信息保護和恢復、警戒時鐘、程序檢驗。2. 使用靈活，通用性強產品均成系列化生產，多數(shù)采用模塊式的硬件結構，用戶可靈活選用。軟接線邏輯使得PLC能簡單輕松的實現(xiàn)各種不同的控制任務，且系統(tǒng)設計周期短。3. 編程方便，易于掌握 采用與繼電器電路極為相似的梯形圖語言，直觀易懂；近年來又發(fā)展了面向對象的順控流程圖語言 (SFC —— Sequential Function Chart) ，也稱功能圖，使編程更簡單方便。4. 接口簡單，維護方便 可編程控制器可直接與現(xiàn)場強電設備相連接，接口電路模塊化；有完善的自診斷和監(jiān)視功能；可編程控制器對于其內部工作狀態(tài)，通信狀態(tài)，異常狀態(tài)和 I/O 點的狀態(tài)均有顯示；可以方便的查出故障原因，邊有日常維護以及故障維修處理。 5. 功能完善，性價比高 除基本的邏輯控制，定時計數(shù)，算術運算外，配合特殊功能模塊可以實現(xiàn)點位控制， PID 運算，過程控制，數(shù)字控制等功能，還可與上位機通信、遠程控制等。 PLC的工作原、 PLC的硬件系統(tǒng)結構從硬件來看，PLC主要由CPU，存儲器，I/O接口，電源，編程器等組成?！　　　　　　　　　　　　D31 PLC硬件的基本結構CPU板PLC的核心部件，它包括：微處理器CPU、存儲器（ROM、RAM）、并行接口（PIO）、串行接口（SIO）及時鐘控制電路等。CPU板是PLC的運算、控制中心，用來實現(xiàn)各種邏輯運算、算術運算及對整機進行管理控制；PLC內部配有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器（ROM，RAM），分別用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序，并生成用戶環(huán)境；并行接口和串行接口主要用于CUP與各接口電路之間的信息交換。時鐘及控制電路用于產生脈沖及各種控制信號。輸入電路通常有兩種形式；直流輸入和交流輸入電路。輸入電路的作用是接收現(xiàn)場輸入設備送來的控制信號，并經光電耦合器隔離后轉換成PLC內部的標準電平信號，然后由CPU讀入并送至輸入映象寄存器中，供程序執(zhí)行使用。輸出電路的作用是將PLC的輸出控制信號送給外部輸出設備，通過輸出設備控制被控制對象工作。輸出電路共有三種形式：一種是繼電器形式，它是通過控制繼電器的線圈使其觸點的通斷來控制輸出設備，實現(xiàn)電氣隔離；另一種是晶體管輸出型，它是通過光電耦合器使輸出開關晶體管通斷，進而控制輸出設備；第三種是可控硅輸出型，通過觸發(fā)可控硅的通斷實現(xiàn)對外部輸出設備的控制。存儲器擴展接口用于連接用戶程序存儲器及