【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電梯概念、分類(lèi)及工作原理 電梯概念 電梯是 服務(wù)于規(guī)定樓層 ， 運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。 的剛性導(dǎo)軌之間的固定式升降設(shè)備。 廣義的電梯概念包括載人（貨）電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道等，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)動(dòng)的梯級(jí)（踏步），進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人或者貨物的機(jī)電設(shè)備。 狹義的電梯是指服務(wù)于規(guī)定樓層、有轎廂的垂直升降設(shè)備，不包括自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道。自動(dòng)扶梯（ Escalator）是帶有循環(huán) 運(yùn)行梯級(jí)，用于向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備。自動(dòng)人行道（ Passenger conveyor）是帶有循環(huán)運(yùn)行式走道，用于水平或微傾斜的輸送乘客的固定電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備 .[4] 電梯的分類(lèi) 按用途分類(lèi)：乘客電梯、載貨電梯、病床電梯、雜物電梯、服務(wù)電梯、住宅電梯、特種電梯。 按驅(qū)動(dòng)方式類(lèi)：交流電梯，直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條電梯、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯。 按速度分類(lèi)： 低速電梯（速度不大于 ） 中速電梯 (速度大于 ) 高速電梯 (速度大于 ) 超高速電梯 (速度大于 6m/s) 按有無(wú)減速器分類(lèi)： 有減速器的電梯：常用于梯速為 無(wú)減速器的電梯：常用于梯速為 按有無(wú)司機(jī)分類(lèi)：有司機(jī)電梯、無(wú)司機(jī)電梯、有 /無(wú)司機(jī)電梯。 按控制方式分類(lèi)：手柄操縱控制電梯、按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、微機(jī)控制電梯。 河 南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 電梯綜述 3 電梯的工作原理 一部電梯主要由轎廂、配重、曳引機(jī)、控制柜／箱、導(dǎo)軌等主要部件組成 。電梯在做垂直運(yùn)行的過(guò)程中，有起點(diǎn)站也有終點(diǎn)站。對(duì)于三層以上建筑物內(nèi)的電梯，起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間還設(shè)有?？空尽Ｆ瘘c(diǎn)站設(shè)在一樓，終點(diǎn)站設(shè)在最高樓。 各站的廳外設(shè)有召喚箱，箱上設(shè)置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕。一般電梯在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站上各設(shè)置一個(gè)按鈕，中間層站的召喚箱上各設(shè)置兩個(gè)按鈕。而電梯的轎廂內(nèi)都設(shè)置有（雜物電梯除外）操縱箱，操縱箱上設(shè)置有手柄開(kāi)關(guān)或與層站對(duì)應(yīng)的按鈕，供司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行。召喚箱上的按鈕稱(chēng)外召喚按鈕，操縱箱上的按鈕稱(chēng)指令按鈕。 電梯的運(yùn)行工作情況和汽車(chē)有共同之處，而電梯的自動(dòng)化 程度比較高，一般電梯的司機(jī)或乘用人員只需通過(guò)操縱箱上的按鈕向電氣控制系統(tǒng)下達(dá)一個(gè)指令信號(hào)，電梯就能自動(dòng)關(guān)門(mén)、定向、起動(dòng)、在預(yù)定的層站平層?？块_(kāi)門(mén)。對(duì)于自動(dòng)化程度高的電梯，司機(jī)或乘用人員一次還可下達(dá)一個(gè)以上的指令信號(hào)，電梯便能依次起動(dòng)和?？?，依次完成全部指令任務(wù)。 盡管電梯和汽車(chē)在運(yùn)算工作過(guò)程中有許多不同的地方，但仍有許多共同之處，其中乘客電梯的運(yùn)行工作情況類(lèi)似公共汽車(chē)，在起點(diǎn)站和終點(diǎn)站之間往返運(yùn)行，在運(yùn)行方向前方的?？空旧嫌许樝虻闹噶钚盘?hào)時(shí)，電梯到站能自動(dòng)平層?？块_(kāi)門(mén)接乘客。而載貨電梯的運(yùn)行工作情況則類(lèi)似卡 車(chē)，執(zhí)行任務(wù)為一次性的，司機(jī)或乘用人員控制電梯上下運(yùn)行時(shí)一般一次只能下達(dá)一個(gè)指令任務(wù)，當(dāng)一個(gè)指令任務(wù)完成后才能再下達(dá)另一個(gè)指令任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，從一個(gè)層站出發(fā)到另一個(gè)層站時(shí)，假若中間層站出現(xiàn)順向指令信號(hào)，一般都不能自動(dòng)?？?，所以載貨電梯的自動(dòng)化程度比乘客電梯低。 本設(shè)計(jì)主要研究六層六站的電梯控制系統(tǒng)，分述其硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。 設(shè)計(jì)程序要求完成電梯控制系統(tǒng)主要達(dá)到以下要求： PLC 電梯控制系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無(wú)司機(jī)、檢修三種工作模式。 系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)（含上召喚和下召喚）。 具有轎 廂層樓顯示（十進(jìn)制方式），能自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向。 具有電梯直駛功能和反向最遠(yuǎn)停站功能，具有檢修應(yīng)急處理功能。 電梯具有自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)和應(yīng)急手動(dòng)開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)按鈕。 電梯控制系統(tǒng)的組成 電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)部分和電氣控制部分組成。 1）電梯的電力拖動(dòng)部分 電梯主 要 拖動(dòng)類(lèi)型有直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、直流 G－ M（即發(fā)電河 南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 電梯綜述 4 機(jī)－電動(dòng)機(jī)組供電）拖動(dòng)、晶閘管供電（ SCR－ M）的直流拖動(dòng)和交流雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、交流調(diào)壓調(diào)速（ AVCC）拖動(dòng)、交流變頻調(diào)速（ VVVF）等。因直流電梯的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)有電刷和換相器，維護(hù) 量較大，可靠性低，現(xiàn)已被交流調(diào)速電梯所取代。為了得到較好的舒適感，要求曳引電動(dòng)機(jī)在選定的調(diào)速方式下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩總能達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求?？紤]到電壓的波動(dòng)、導(dǎo)軌不夠平直造成的運(yùn)動(dòng)阻力增大等因素，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩還應(yīng)有一定的裕度。 2）電梯的電氣控制部分 電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、層樓指示、召喚箱及曳引電動(dòng)機(jī)等幾十個(gè)分散安裝在電梯井道內(nèi)外和各相關(guān)電梯部件中的電器元件構(gòu)成。電氣控制系統(tǒng)通過(guò)電路控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)工作程序，完成各種電氣動(dòng)作功能，保證電梯安全運(yùn)行。 電梯一般是由電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)的，其運(yùn)行過(guò)程大多包括啟動(dòng)、 正（反）轉(zhuǎn)、停止等，整個(gè)過(guò)程是由電氣控制系統(tǒng)來(lái)完成。具體地說(shuō)電梯的控制主要是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、運(yùn)行方向、層樓指示、層站召喚、轎廂內(nèi)指令等進(jìn)行處理。其操縱是實(shí)行各個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。 電梯電氣控制系統(tǒng)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)比較，變化范圍比較大。當(dāng)一臺(tái)電梯的類(lèi)別、額定載重量和額定運(yùn)行速度確定后，電力拖動(dòng)系統(tǒng)各零部件就基本確定了，而電氣控制系統(tǒng)則有比較大的選擇范圍，必須根據(jù)電梯安裝使用地點(diǎn)、乘載對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真選擇，才能最大限度地發(fā)揮電梯的使用效益。 電氣控制系統(tǒng)決定電梯的性能、自動(dòng)化程度和運(yùn)行可靠性。隨著科技的發(fā) 展，電氣控制系統(tǒng)發(fā)展迅速。繼電器控制系統(tǒng)的電梯故障率高，大大降低了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性，所以基本上已經(jīng)被淘汰。而 PLC 以其體積小、功能強(qiáng)、故障率低、壽命長(zhǎng)、噪聲低、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便、修改邏輯靈活、程序容易編制，易聯(lián)成控制網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。 電梯控制系統(tǒng)控制方式的分析 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(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，有三種系統(tǒng)：繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)，微機(jī)控制系 統(tǒng)， PLC 控制系統(tǒng)。 繼電器 — 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)。 1）電梯繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) A、所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)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。 河 南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 電梯綜述 5 B、系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無(wú)需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。 C、大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價(jià)格較便宜。 2）電梯繼電器控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題 A、系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線復(fù)雜，且觸點(diǎn)易燒壞磨損，因而故障率較高。 B、普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)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。 C、電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度慢，機(jī)械和電磁慣性大，控制精度難提高。 D、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大。 E、保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高；而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)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(lái)不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會(huì)造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 微機(jī)控制系統(tǒng) 電梯的微機(jī) 控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過(guò)程序存貯器中的程序來(lái)完成的控制系統(tǒng)。因此對(duì)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(wú)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(fèi)用。雖然微機(jī)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(duì)一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制 只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與 ” 、“或”、“非”幾種，運(yùn)算位數(shù)只需 1位，即“ 1”與“ 0”。因此，使用微機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V的用電設(shè)備，如用戶專(zhuān)門(mén)配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。 PLC 控制系統(tǒng) 可編程序控制器（ PLC）是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)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)通道 (字 )的運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，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(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)。 1)可靠性。對(duì)可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。 河 南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第二章 電梯綜述 6 A、 PLC 無(wú)需 太多活動(dòng)元件和接線電子元件，接線減少，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。 B、 PLC 采用可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，如冗余設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)等，使可靠性提高。 C、 PLC 編程簡(jiǎn)單，操作方便，易維修等特點(diǎn)，不易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 D、 PLC 采用精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言，編程出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。 E、 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；對(duì)干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對(duì)電源的斷電保護(hù)等。 F、 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；軟件自診斷；簡(jiǎn)化編程語(yǔ)言等。 2）易操作性。 PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面 : A、 操作方便 。對(duì) 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。對(duì)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(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。 B、編程方便。 PLC 有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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(yǔ)言時(shí)，十分有助于編程人員的編程。 C、 維修方便。 PLC 具有的自診斷功能 對(duì)維修人員維修技能的要求降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，可以很快找到故障部位，易維修。 3)靈活性。 PLC 的靈活性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： A 、編程的靈活性。 PLC 采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程方便、應(yīng)用面拓展。 B、擴(kuò)展的靈活性。 PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)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。 C、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。 [6] 河 南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第三章 可編程序控制器（ PLC）概述 7 第 三 章 可編程序控制器（ PLC）概述 可編程序控制器的定義、工作原理及編程語(yǔ)言 可編程序控制器的定義 可編程控制器，英文稱(chēng) Programmable Controller,簡(jiǎn)稱(chēng) PC。 PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了 計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。其在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。 可編程序控制器（ PLC）的工作原理 PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在 PLC 運(yùn)行時(shí)，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完 成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC 的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 PLC 在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。