【導(dǎo)讀】了迅速的發(fā)展，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備?；钚?，同時(shí)延長(zhǎng)了使用壽命，縮短了電梯的開(kāi)發(fā)周期，并提高了電梯的控制水平，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。該電梯控制系統(tǒng)具有指層、廳召喚、選層選向、手動(dòng)和自動(dòng)等功能，具有集選控制的特點(diǎn)。梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，最后對(duì)本論文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與展望。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，電梯已是城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。具，也是人類(lèi)物質(zhì)文明的標(biāo)志。交流雙速電梯是靠改變定子繞組接線以變換電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)P的方法進(jìn)行調(diào)速。電路中晶閘管的觸發(fā)脈沖相位，即調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。字量的形式送入電梯傳動(dòng)系統(tǒng)，在反饋控制的作用下，使電機(jī)轉(zhuǎn)速跟蹤給曲線變化。

　　

【正文】 用永磁感應(yīng)器， 它 和換速感應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同，均由 彈 簧管和永磁鐵組成，彈 簧管是一個(gè)裝有觸點(diǎn)的真空管，其動(dòng)觸點(diǎn) 2是用導(dǎo)磁的簧片制成，觸點(diǎn) 1— 2之間相當(dāng)于一組動(dòng)斷觸點(diǎn)， 2— 3之間相當(dāng)于一組動(dòng)合觸點(diǎn)。由于 彈 簧管裝在永久磁鐵旁邊，在磁場(chǎng)的作用下簧片動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn) 1— 2斷開(kāi)，而動(dòng)合觸點(diǎn) 2— 3閉合 。 其接線原理圖如圖 36所示。 用永磁感應(yīng)器作位置控制的主令電器，不但具有動(dòng)作迅速可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且沒(méi)有行 程開(kāi)關(guān)容易產(chǎn)生機(jī)械磨損的缺點(diǎn) 。 紅 黑 紅 常開(kāi) 常閉 1 2 3 2 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX圖 36 永磁感應(yīng)器輸出接線圖 發(fā)出 換速、 樓層和平層信號(hào)的感應(yīng)器 都 裝在轎廂上，感應(yīng)器隨轎廂上下運(yùn)動(dòng)，而隔磁板則固定在井道中， 每層各一個(gè)， 隔磁板 也要安裝在準(zhǔn)確位置： 設(shè)樓層的高度為 4m，則各樓層平層點(diǎn)的隔磁板 的安裝位置為： 1 樓為 0m； 2 樓為 4m； 3 樓為 8m， 4 樓為 12m。 設(shè) 樓層顯示 點(diǎn)隔磁板距樓層為 ，則各樓層 顯示 點(diǎn)的隔磁板 的安裝位置為： 上升 時(shí)： 1～ 2 樓為， 2～ 3 樓為 ,3～ 4 樓為 ； 下降 時(shí)： 4～ 3 樓為 ， 3～ 2 樓為 ， 2～ 1樓為 。設(shè) 換速 點(diǎn)隔磁板距樓層 的距離與樓層顯示 點(diǎn)隔磁板距樓層 的距離相等。 當(dāng)轎廂到達(dá) 換速 位置時(shí)， 換速 隔磁板插入 換速 感應(yīng)器中間， 使電機(jī)減速， 當(dāng)轎廂到達(dá)停層位置時(shí)，平層隔磁板插入 平層 感應(yīng)器中間，則轎廂的底 板 正好與樓面地板平齊。樓層信號(hào)感應(yīng)器的原理與此相同 。 電梯的安全保護(hù)環(huán)節(jié) 在前述中已述及，電梯運(yùn)行的充分與必要條件中的第三點(diǎn)就是電梯的各種安全保護(hù)必須可靠有效。這是為了保證電梯最安全，最可靠的運(yùn)行。我們國(guó)家近幾年來(lái)電梯的安全標(biāo)準(zhǔn)已向國(guó)際上的電梯安全 標(biāo)準(zhǔn)靠近，且基本上相等效。并在 1987 年頒布了 GB758887 的《電梯制造與安裝安全規(guī)范》。這一新標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際上正在執(zhí)行的 EN811(或英國(guó)的 BS5655)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》相等效。并于 1995 年進(jìn)行了修訂。 根據(jù)電梯安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，不論何種電梯均要符合標(biāo)準(zhǔn)中的安全保護(hù)要求。現(xiàn)就一般電梯常用的且必不可少的安全保護(hù)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)介如下。 (1) 超速斷繩保護(hù) 有關(guān)這部分已在前面的第一章的第二節(jié)和第五節(jié)中有較詳細(xì)的敘述，因此有關(guān)這一保護(hù)的機(jī)械作用原理不再贅述，而只就電氣部分作簡(jiǎn)要說(shuō)明如下。 按 GB758895 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)電梯下降速度達(dá)到額定速度的 115％ 時(shí)，限速器上的第一個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使電梯自動(dòng)減速；而當(dāng)達(dá)到 140％ 時(shí)，限速器上的第二個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷控制回路使電梯停止運(yùn)行；而此同時(shí)，限速器通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)使限速器鋼絲繩卡死不動(dòng)，而電梯轎廂仍在向下，這樣被卡住的限速器鋼絲繩產(chǎn)生一個(gè)向上提拉力，從而把它與之相關(guān)的轎廂安全鉗向上提起，使仍在下行的轎廂被安全鉗楔塊緊緊的卡在電梯導(dǎo)軌上，這樣使下行的電梯轎廂被掣停于某一位置而不再下降；同時(shí)把與之相對(duì)應(yīng)的安全鉗開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，進(jìn)一步使電氣控制電路切斷，強(qiáng)令電梯停止。 這一保護(hù)是很重 要的，凡是在有可能使各類(lèi)人員進(jìn)入電梯轎廂內(nèi)的電梯，必須設(shè)置這一保護(hù)，是極為重要的保護(hù)環(huán)節(jié)，絕不能等閑視之，但只有在不允許，也不能進(jìn)入各類(lèi)人員的小型雜物電梯上才可不設(shè)置這一保護(hù)環(huán)節(jié)。 (2) 層門(mén)鎖保護(hù) 前面我們?cè)黾埃弘娞葸\(yùn)行的三個(gè)充分與必要條件中之一是，電梯必須關(guān)閉好門(mén)后方可運(yùn)行。因此電梯門(mén) (包括轎廂門(mén)和各層樓的所有層門(mén) )必須閉鎖；若沒(méi)有閉鎖好，是不允許電梯運(yùn)行的 !并且還要求不可能隨意強(qiáng)制撥開(kāi)各個(gè)層樓的層門(mén)。所以各樓層的層門(mén)必須要有機(jī)械和電氣的聯(lián)鎖保護(hù)，即只有當(dāng)各個(gè)層門(mén)確實(shí)關(guān)閉好后，機(jī)械的鉤子鎖鎖緊后電氣 觸點(diǎn)才能接通，這樣電梯就可安全地運(yùn)行。 由上述可知，層門(mén)閉鎖保護(hù)是機(jī)械和電氣不可分割的環(huán)節(jié)。因此在電梯安裝竣工驗(yàn)收時(shí)必須提供某一類(lèi)型的層門(mén)閉鎖保護(hù)裝置的型式試驗(yàn)報(bào)告和性能檢測(cè)報(bào)告。 (3) 電梯門(mén)的安全保護(hù)環(huán)節(jié) 這一保護(hù)環(huán)節(jié)主要是指在關(guān)門(mén)過(guò)程中防止夾傷乘客等人員的保護(hù)裝置。一般有：安全觸板，光電保護(hù)或電子光幕保護(hù)裝置和關(guān)門(mén)力限制保護(hù)等。這些保護(hù)裝置可任選一種或兩種以上均可。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX這些保護(hù)裝置是在電梯關(guān)門(mén)過(guò)程中才起作用的。當(dāng)有乘客或其他人員在電梯關(guān)門(mén)過(guò)程中碰撞 (或接近 )電梯門(mén)扇時(shí)使電梯門(mén)停止關(guān)閉，并立即開(kāi)啟，從而 使乘客不致被門(mén)扇夾痛 (傷 )。 (4) 上、下端站的強(qiáng)迫減速保護(hù) 為了防止電梯在兩端站的永磁感應(yīng)器或選層器觸點(diǎn)等失效而產(chǎn)生不了減速信號(hào)所導(dǎo)致的快速?zèng)_頂或蹲底，根據(jù)電梯安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須在電梯井道內(nèi)的兩端設(shè)置強(qiáng)迫減速裝置。 (5) 上、下方向限位保護(hù)及終端保護(hù) 對(duì)于速度 ≤ l m/s 的交流雙速電梯，應(yīng)另設(shè)置終端極限開(kāi)關(guān)。當(dāng)方向限位保護(hù)不起作用時(shí)，則最后通過(guò)碰鐵使極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作，切斷電梯的動(dòng)力電源，迫使電梯強(qiáng)行停止。 (6) 缺相、錯(cuò)相保護(hù) 如當(dāng)供給電梯用電的電網(wǎng)系統(tǒng)，由于檢修人員檢修時(shí)不慎而造成三相動(dòng)力線的相序與原相序有所不同時(shí)，就可使電梯原定的運(yùn)行方向變更為相反的方向，這樣就會(huì)給電梯運(yùn)行造成極大的危險(xiǎn)性，帶來(lái)不堪設(shè)想的后果。因此要求在電梯控制系統(tǒng)中必須設(shè)置：缺相、錯(cuò)相的保護(hù)繼電器。 當(dāng)輸入交流曳引電動(dòng)機(jī) (或直流電梯中的交流原動(dòng)機(jī)，或主變壓器 )接線端子前的任一部分 (例如熱保護(hù)繼電器、接觸器的主觸頭、熔斷器、總電源開(kāi)關(guān)等等 )發(fā)生問(wèn)題而導(dǎo)致的缺相，均應(yīng)通過(guò)缺相、錯(cuò)相保護(hù)繼電器的動(dòng)作而切斷控制電路中的安全保護(hù)回路。 NL 1 L 2 L 3F U 1F U 2F U 3L 1L 2L 3R 1 4V 7V E DWVUR 6R 4R 5R 1 0R 1 1 R 1 2R 1 3C 9 C 1 0C 1 1V 2V 3V 4V 5R 9R 8R 7V 1C 3C 4C 5C 6C 8C 7V 6L E D 圖 缺相、錯(cuò)相保護(hù)繼電器工作原理示意圖 現(xiàn)在，人們常將缺相和錯(cuò)相的兩種保護(hù)作用合并在一個(gè)繼電器 內(nèi)，這就是我們通常所稱(chēng)的缺相、錯(cuò)相保護(hù)繼電器，現(xiàn)在常用的該繼電器型號(hào)有 XJ— 3 型和 XQJ 一 86Ⅱ 型等。上圖 即表示出了該繼電器的工作原理示意圖。 (7) 電梯電氣控制系統(tǒng)中的短路保護(hù) 一般的電氣設(shè)備均應(yīng)有短路保護(hù)，在電梯的電氣控制系統(tǒng)中也與其他電氣設(shè)備一樣，均their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX用不同容量的熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。 (8) 曳引電動(dòng)機(jī) (或直流電梯中的交流原動(dòng)機(jī)或主變壓器 )的過(guò)載保護(hù) 一般最常用的過(guò)載保護(hù)是熱繼電器保護(hù)，當(dāng)電梯長(zhǎng)期過(guò)載 (即電動(dòng)機(jī)中的電流大于額定電流 )，熱繼電器中的雙金屬片經(jīng)過(guò)一定時(shí)間 (該時(shí)間將隨電動(dòng)機(jī)中電流大小而 變化 )后變形而斷開(kāi)串接在安全保護(hù)回路中的熱繼電器觸點(diǎn)，從而切斷全部控制電路，強(qiáng)令電梯停止運(yùn)行，從而保護(hù)電動(dòng)機(jī) (或主變壓器 )不因長(zhǎng)期過(guò)載而燒損。 運(yùn)行方向燈、橋內(nèi)指令級(jí)廳外召喚指示燈 (1) 運(yùn)行方向燈 在電梯確定了運(yùn)行方向后，其方向指，示燈即被點(diǎn)亮，方向指示燈一般與層樓位置指示燈放在一起，其外形如下圖所示。這一方向燈是表明電梯向上 (或向下 )運(yùn)行。只有在消失運(yùn)行方向后，此燈才熄滅。 1 2 3 4 圖 運(yùn)行方向指示燈 (2) 預(yù)報(bào)運(yùn)行方向指示燈 隨著電梯的無(wú)司機(jī)狀態(tài)使用狀況增多，預(yù)報(bào)電梯下一次準(zhǔn)備運(yùn)行的 方向燈也將得到日益推廣使用。而這種預(yù)報(bào)運(yùn)行方向燈常與電梯到站鐘常用層樓指示器正面圖 一起使用，它們的工作線路原理如圖 所示。 當(dāng)電梯按轎廂內(nèi)指令或樓層的召喚信號(hào)而制動(dòng)減速停車(chē)前，可使預(yù)報(bào)方向燈點(diǎn)亮，并同時(shí)發(fā)出到站鐘聲，以告知乘客：電梯即將到達(dá)，告知下一次電梯即將運(yùn)行的方向。因此電梯在某一層不準(zhǔn)備停車(chē)時(shí)，該層的預(yù)報(bào)方向燈也不點(diǎn)亮，到站鐘也不響。只有電梯在該層準(zhǔn)備停車(chē)，發(fā)出減速信號(hào)，即將到達(dá)該層時(shí)，才會(huì)點(diǎn)亮該層的準(zhǔn)備下一次運(yùn)行方向燈，同時(shí)發(fā)出到站鐘聲以引起乘客注意。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXH A 0H A 1H A 2H A 3H A 4H A 5K A 1K A 2K A 3K A 4K A 5K A 6K A 7K A 8K A 9K A 1 0K A 1 1K A 1 2K A 1 3K A 1 4K A 1 5K A 1 6K A 1 7L 1L 2L 3L 4L 5L 6L 7L 8L 9L 1 0 圖 預(yù)報(bào)運(yùn)行方向指示燈 (3) 轎內(nèi)指令記憶燈及層樓廳外召喚信號(hào)記憶燈 這種信號(hào)燈通常裝于指令按鈕內(nèi)和廳外召喚按鈕內(nèi)，它們是由撳按按鈕后使繼電器吸合的該繼電器中的一對(duì)觸點(diǎn)接通而點(diǎn)亮的。當(dāng)該繼電器被消號(hào)釋放后，該記憶燈也熄滅。 I/O 點(diǎn)數(shù)的估算與分配 I/O 點(diǎn)數(shù)的估算 采用 PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕 K1和指示燈 H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈 H2以及下降呼叫按鈕 K4和指示燈 H4，三層有上升呼叫按鈕 K3和指示燈 H3以及下降呼叫按鈕 K5和指示燈 H5，四層有下降呼叫按鈕 K6和指示燈 H6。一至四層有到位行程開(kāi)關(guān) SQ1～ SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕 K10～ K7和指示燈 H10～ H7；電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕 SB5和 SB6，電梯開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)分別通過(guò)電磁鐵 KM3和 KM4控制，關(guān)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān) ST1檢測(cè)，開(kāi)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān) ST2檢測(cè)。轎廂上行和下行由接觸器 KM1和 KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。 綜上所述，輸入點(diǎn)共有 20 個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)有 16 個(gè)。 可編程控制器 S7300 的 I/O 點(diǎn)數(shù)可達(dá) 32/32 個(gè) ,足以滿(mǎn)足要求。 S7— 300 輸入 /輸出擴(kuò)展模塊選型表 表 SM321 數(shù)字量輸入模塊選型 SM321 數(shù)字量輸入模塊 系列號(hào) 描述 選型型號(hào) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXSM321 32 點(diǎn)輸入 ， 24VDC 6ES7 3211BL000AA0 32 點(diǎn)輸入， 120VDC 6ES7 3211EL000AA0 因?yàn)檩斎朦c(diǎn)共有 20 個(gè)，所以選 32 點(diǎn)輸入， 24VDC，型號(hào) 6ES7 3211BL000AA0, 其技術(shù)規(guī)范為：數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù) 32，不可時(shí)鐘同步運(yùn)行，額定值輸入電壓 24V，“ 0” 信號(hào)輸入電壓 30V～ 5V，“ 1”信號(hào)輸入電壓 13～ 30V，“ 1”信號(hào)輸入電流為 7mA，輸入延時(shí)從 0 到 1 最小 ，最大 。 表 SM322 數(shù)字量輸出模塊 選型 SM322 數(shù)字量輸出模塊 系列號(hào) 描述 選型型號(hào) SM322 16 點(diǎn)輸出 ， 24VDC， 6ES7 3221BH010AA0 16 點(diǎn)輸出， 24VDC， ， 高速 6ES7 3221BH100AA0 16 點(diǎn)輸出， 2448VDC， 6ES7 3225GH000AB0 16 點(diǎn)輸出， 120/230VDC， 1A 6ES7 3221FH100AA0 16 點(diǎn)輸出， 繼電器， 8A 6ES7 3221HH010AA0 因?yàn)檩斎朦c(diǎn)共有 16 個(gè)，所以選 16 點(diǎn)輸出， 24VDC， ，高速，型號(hào) 6ES7 ：數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù) 16，額定值輸出電壓“ 1”信號(hào) L+ （ )，“ 1”信號(hào)輸出電流額定值為 ，“ 1”信號(hào)最小負(fù)載電流 ，“ 1”信號(hào)允許的最大浪涌電流 5mA，“ 0”信號(hào)殘余電流最大 。 I/O 點(diǎn)數(shù)的分配 該系統(tǒng)占用 PLC 的 36 個(gè) I/O 口， 20 個(gè)輸入點(diǎn)， 16 個(gè)輸出點(diǎn)，具體的 I/O 分配如表 所示： 表 I/O 點(diǎn)數(shù)分配 序號(hào) 名 稱(chēng) 輸入點(diǎn) 序號(hào) 名 稱(chēng) 輸出點(diǎn) 1 一層平層 1 電梯上行記憶 2 二層平層 2 電梯下行記憶 3 三層平層 3 電機(jī)正轉(zhuǎn) 4 四層平層 4 電機(jī)反轉(zhuǎn) 5 內(nèi)呼一樓 5 內(nèi)呼一樓指示 6 內(nèi)呼二樓 6 內(nèi)呼二樓指示 7 內(nèi)呼三樓 7 內(nèi)呼三樓指示 8 內(nèi)呼四樓 8 內(nèi)呼四樓指示 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX9 一層外呼上行 9 一層外呼上行指示 10 二層外呼上行 10 二層外呼上行指示 11 三樓外呼上行 11 三樓外呼上行指示 12 二樓外呼下行 12 二樓外呼下行指示 13 三樓外呼下行 13 三樓外呼下行指示 14 四樓外呼下行 14 四樓外呼下行指示 15 手動(dòng)開(kāi)門(mén) 15 門(mén)電機(jī) 正轉(zhuǎn) 16 手動(dòng)關(guān)門(mén) 16 門(mén)電機(jī)反轉(zhuǎn) 17 開(kāi)門(mén)限位 18 關(guān)門(mén)限位 19 電梯上升極限位 20 電梯下降極限位