【文章內(nèi)容簡介】 實現(xiàn)，線路直觀，易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握。 （ 2） 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 （ 3） 大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格便宜。 （ 4） 多年來我國一直生產(chǎn)這類電梯，技術(shù)成熟，已形成系列化產(chǎn)品，技術(shù)資料圖紙齊全，熟悉掌握的人員較多。 電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問題 （ 1） 系統(tǒng)觸點繁多接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良， 因而故障率較高。 （ 2） 普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復雜的控制功能，使系統(tǒng)的 控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。 （ 3） 電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度 難以提高。 （ 4） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 （ 5） 由于線路復雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費用高；而且檢查故障困難，費時費工。電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠 性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚擾。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故 。 PLC 及其在電梯控制中的應用特點 PLC 的特點 PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質(zhì)上屬于計算機控制方式。PLC 與普通微機一樣。以通用或?qū)Ｓ? CPU 作為字處理器，實現(xiàn)字運算和數(shù)據(jù)存儲，另外還有位處理器（布爾處理器），進行點（位）運算與控制。 PLC 控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡單、靈活性強等特點。 可靠性 對可維修的 產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 （ 1） 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，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。 （ 2） PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 （ 3） 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，一般不易發(fā)生操作的錯誤。 （ 4） 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。 （ 5） 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；對存儲器內(nèi)容的保護等。 （ 6） 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。 易操作性 PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面： （ 1） 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號進行搜索或順序?qū)ふ?，然后進行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示。 （ 2） 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。 （ 3） 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，以便維修。 靈活性 PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 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、應用面拓展。 （ 2） 擴展的靈活性。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據(jù)應用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。 （ 3） 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 PLC 控制電梯的優(yōu)點 （ 1） 在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。 （ 2） 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。 （ 3） PLC 可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 （ 4） PLC 可進行故障自動檢測報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。 （ 5） 用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。 （ 6） 更改控制方案時不需改動硬件接線。 此外，微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計復雜， 一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷而沒被廣泛采用。 PLC 控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強，設(shè)計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，倍受人們重視等優(yōu)點，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。 課題的 提出 PLC 以其優(yōu)越的性能，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。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，線路復雜，節(jié)點接線多，故障率高， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大 ， 嚴重地影響電梯運行質(zhì)量。應對這些電梯進行更新和改造。但是更新需要大量資金，對使用單位 來說有一定困難，所以對電梯進行局部改造是經(jīng)濟的、實際的。近年來，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，取得了良好效果。利用 PLC 和變頻器對舊電梯進行改造，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，減少運行費用。 課題的主要討論 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） 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。在分析了電梯系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法基礎(chǔ)上，設(shè)計出了軟件流程圖，提出了模塊化編程思想，介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)。最后對改造后的電梯系統(tǒng)進行模擬調(diào)試。 電梯的功能 要求 （ 1）電梯運行到指定位置后應具有手動或自動開 /關(guān)門的功能。 （ 2）利用指示燈顯示電梯廂外的呼喚信號、電梯廂內(nèi)的指令信號和電梯的到達信號。 （ 3）能自動判斷電梯的運行方向，并發(fā)出響應的指示信號。 （ 4）電梯的上行下行有一臺電機牽引。電機正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。 （ 5）電梯轎廂門由另一臺小功率電機驅(qū)動。電機正傳，轎廂門打開；電機反轉(zhuǎn)，轎廂門關(guān)閉。 （ 6） 每一層樓設(shè)有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設(shè)有開關(guān)轎廂門按鈕；轎廂內(nèi)的層面指令按 （ 7）電梯啟動、運行、到站實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。 第 2 章 電梯設(shè)備及電梯發(fā)展動態(tài) 電梯的出現(xiàn) 及發(fā)展 1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫斯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)投入運行。為了確保電梯正常運行、安全使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護好電梯。 20 世紀初，美國出現(xiàn)了曳引式電梯，其結(jié)構(gòu)如圖 11 所示，從圖中可見，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，而另一端與對重連接，隨曳引輪的轉(zhuǎn)動，靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力使轎廂與對重作 一升一降的相反運動。顯然，鋼絲繩不用纏繞，因此鋼絲繩的長度和股數(shù)均不受限，當然轎廂的載重以及提升高度就等到了提高，從而滿足了人們對電梯的使用需求。因此，近一百年來，曳引式電梯一直受到重視，并發(fā)展沿用至今。 圖 11 曳引式電梯示意圖 在后 來的幾十年里，電梯的自動平層控制系統(tǒng)以及 1— 轎廂 2— 曳引輪 3— 對重 通過變換電動機極數(shù)的調(diào)速方法來調(diào)整電梯的運行速度的技術(shù)相繼研制成功，1933 年世界上第一臺運行速度為 6m/s 的電梯被安裝在美國紐約的帝國大廈。 第二 次世界大戰(zhàn)后，建筑業(yè)的發(fā)展促使電梯進入了高峰發(fā)展時期，代表新技術(shù)的電子技術(shù)被廣泛應用于電梯領(lǐng)域的同時，陸續(xù)出現(xiàn)了群控電梯、超高速電梯、交流變頻變壓調(diào)速電梯。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，晶閘管變流裝置越來越多地用于電梯系統(tǒng)，使電梯的拖動系統(tǒng)簡化，性能提高。同時交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的研制和開發(fā)，使交流電梯的調(diào)速性能有了明顯的改善。進入 20 世紀 80 年代，通過控制電動機定子供電電壓與頻率電梯運行速度的調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)研制成功，出現(xiàn)了交流變壓變頻（ VVVF）調(diào)速電梯，開拓了電梯拖動的新領(lǐng)域。 1993 年，日本生產(chǎn)了 交流變壓變頻調(diào)速電梯，結(jié)束了直流電梯獨占高速領(lǐng)域的歷史。 電梯發(fā)展的今天，在使用需求和新技術(shù)應用方面都進入到全面發(fā)展時期，隨著智能化、信息化建筑的興起與完善，要求電梯不只是完成垂直運輸?shù)幕竟δ埽€應以人為本提高舒適度，特別從電梯運行的控制智能化角度考慮，電梯的優(yōu)質(zhì)服務不再是單一的“時間最短”問題，而是采用模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方法，以期實現(xiàn)單梯與群控管理的最佳模式。合理的配置與使用遠程監(jiān)控與故障診斷、節(jié)能以及減少環(huán)境污染等。本文中著重電梯的升降控制邏輯，不調(diào)節(jié)主電動機的升降速度以及電梯的 安全保護措施。 電梯設(shè)備 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣： （ 1）按速度分類 低速電梯 1m/s 以下 高速電梯 23m/s 超高速電梯 310m/s （ 2）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 車輛電梯 其他電梯 （ 3）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 螺桿式電梯 （ 4）按有無司機分類 有司機電梯 無司機電梯 有 /無司機電梯 （ 5）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 集選控制電梯 群控電梯 （ 6）按曳引機結(jié)構(gòu)分類 有齒曳引機電梯 無齒曳引機電梯 （ 7）其它分類方式 按轎廂尺寸的大小分類時，經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等詞來描述電梯。 按機房位置不同可分為：機房位于井道頂部的上置式電梯；機房底部的下置式電梯。 電梯的主要組成部分 （ 1） 曳引部分：通常有曳引機和曳引鋼絲繩組成。電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn) 使轎廂上下運動。 （ 2） 轎廂和廳門：轎廂由轎架，轎底，轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。 （ 3） 電 器設(shè)備及控制裝置：有曳引機，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。 （ 4） 其它裝置：對重裝置、補償裝置等。 電梯的安全保護裝置 （ 1） 電磁制動器：裝于曳引機軸上，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。 （ 2） 強迫減速開關(guān)：起分別裝于井道的頂部和底部，當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，使電動機強迫減速。 （ 3） 限位開關(guān)：當轎廂經(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，強迫停車。 （ 4） 行 程極限保護開關(guān)：當限位開關(guān)不