【正文】 電梯。 關鍵詞 ： 電梯控制；組態(tài)控制；可編程控制器 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 7 頁 1 電梯簡介 電梯的基本分類 按用途分類 ⑴ 乘客電梯：為運送乘客而設計的電梯。這類電梯為了提高運送效率，其運 行速度比較快，自動化程度比較高。而且安全設施齊全，裝潢美觀。主要用于兩層樓以上的車間和各類倉庫等場合。而載重量和轎廂尺寸的變化范圍則比較大。 ⑷ 雜物電梯：供 圖書館，辦公樓，飯店等運送圖書，文件，食品等物品。此種電梯結構簡單，操縱按鈕在廳門外側，無乘人必備的安全裝置。船用電梯速度應小于或等于 1M/S。 ⑹ 汽車用電梯：用于垂直運輸各種車輛。有時無轎廂頂，其特點是大轎廂，大載重量。 ⑺ 觀光電梯：觀光電梯是一種供乘客觀光用的，轎廂透明的電梯。 ⑻ 病床電梯：病床電梯是為醫(yī)院運送病床而設計的電梯。 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 8 頁 ⑼ 消防梯：火警情況下能適應消防員專用的電梯，非火警情況下可作為一般客梯或貨梯使用。額定載重量不得低于630kg。 ⑽ 建筑施工電梯：建筑施工電梯指建筑施工與維修用的電梯。供運送顧客或乘客上下樓用。 ⒀ 特速電梯：除上述常用幾種電梯外，還有為特殊環(huán)境，特殊條件，特殊要求而設計的電梯。 按驅動系統分類 交流電梯 ，牽引電動機是交流異步電動機的有以下四類： ⑴ 交流單速電梯：牽引電機為交流單速異步電動機，梯速 V≤ 。 ⑵ 交流雙速電梯：牽引電機為電梯專用的變極對數的交流異步電動機，梯速V≤ 1M/S，提升高度 h≤ 50M。 ⑷ 交流高速電梯：牽引電機為電梯專用的低轉速的交流異步電動機。其梯速 V﹥ 2M/S，一般提升高度 h≤ 120M?，F在由直流發(fā)電機供電給直流電動機的一個直流快速電梯已被淘汰，今后若有直流快速電梯的話。一般提 升高度 h≤ 50M。電動機獲得供電的方式是支流發(fā)電機組供電的，或是晶閘管供電的兩種形式，其梯速V，一般的提升高度 h≤ 120M。通過柱塞的升降而使轎廂升降的液壓提。 ⑵ 柱塞側頂式：（俗稱”背包式”）油缸柱塞設置 于轎廂兩側，通過柱塞升降使轎廂升降的液壓梯，梯速 V≤ 。 電梯的型號 電梯的型號編制方法：型號，即采用一組字母和數字，以簡單明了的方式，將電梯的基本規(guī)格的主要內容表示出來。 圖 11 電梯型號識別圖 表 11 品種（組）代號表 產品品種 代表漢字 拼音 采用代號 產品品種 代表漢字 拼音 采用代號 乘客電梯 客 KE K 雜物電梯 物 WU W 載客電梯 貨 HUO H 船用電梯 船 CHUAN C 客貨（兩用）電梯 兩 LIANG L 觀光電梯 觀 GUAN G 病床電梯 病 BING B 汽車用電梯 汽 QI Q 住宅電梯 住 ZHU Z 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 10 頁 表 12 類別代號表 產品類別 代表漢字 拼音 采用代號 電梯 梯 Ti T 液壓梯 表 13 拖動方式代號表 拖動方式 代表漢字 拼音 采用代號 拖動方式 代表漢字 拼音 采用代號 交流 交 JIAO J 液壓 液 YE Y 直流 直 ZHI Z 齒輪齒條 齒 CHI C 表 14 控制 方式代號表 控制方式 代表漢字 采用代號 控制方式 代表漢字 采用代號 手柄開關控制，自動門 手，自 SZ 信號控制 信號 XH 手柄開關控制，手動門 手，手 SS 集選控制 集選 JX 按鈕控制，自動門 按，自 AZ 并聯控制 并聯 BL 按鈕控制，手動門 按，手 AS 梯群控制 群控 OK 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 11 頁 電梯的主要參數及規(guī)格尺寸 圖 12 電梯吊索類型圖 （ a） 平繞 1∶ 1 吊索法；（ b） 2∶ 1 吊索法；（ c） 全繞 1∶ 1 吊索法 ① 對重裝置； ② 牽引繩； ③ 導向輪 ④ 牽引繩； ⑤ 對重輪； ⑥ 轎廂； ⑦ 復繞輪； ⑧ 轎頂輪； （ 1）額定載重量（ kg） ：制造和設計規(guī)定，電梯的額定載重量。顏色的選擇，對電風扇，電話的要求等等。封閉式雙折中分門等。 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 12 頁 （ 6）開門方向：人在轎廂外面對轎廂門向左方向開啟為左開門，門向右方向開啟為右開門，兩扇門分別向左右開啟者為中開門，也稱中分門。轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。全繞 1:1吊索法。 （ 8）額定速度（ m/s） ：制造和設計規(guī)定的電梯運行速度： （ 9）電氣控制系統：包括控制方式，拖動系統的形式 等。轎內按鈕控制或集選控制等。 （ 11）提升高度（ mm） ：由頂層端站樓面至樓頂站樓面之間的垂直距離。 （ 13）底層深度（ mm） :有底層段站樓面至井道之間的垂直距離。 （ 14）井道高度 (mm)：由井道底面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之間的垂直距 離。作為我國 20 世紀 70 年代電梯的主要標志是交流雙速電梯。高速繞組用于電梯的起動及穩(wěn)速運行，低速繞組用于制動及電梯的維修。調壓調速方法是改變三相異步電機的定子供電電壓實現電動機的調速。通常多為能耗制動。 20 世紀 90年代，調壓調頻調速電梯開始占領市場。在 VVVF 電梯的傳動系統中，大量采用了微機控制技術及脈沖寬度調制技術，脈沖寬度調制器（簡稱 PWM 控制器）保證了由逆變器輸送至三相異步電機定子電壓波形為等效正弦波形。使交流電機轉速的控制類似直流電機。重量輕，運行效率高，又節(jié)約能源，幾乎包括了以往所用的電梯的優(yōu)點，再加上極為完善的調速性能，因此它的應用幾乎完全可以和直流電梯相媲美。單雙速交流電動機拖動系統采用開環(huán)方式控制，線路簡單，價格較低，因此目前仍在電梯上廣泛應用。這種系統控制的電梯速度在 1米 /秒以下。這種系統采用可控硅閉環(huán)調速，加上能耗或渦流等制動方式，使得它所控制的電梯能在中低速范圍內大量取代直流快速和交流雙速電梯。 直流電動機具有調速性能好，調速范圍大的特點，因此很早就應用于電梯，采用發(fā)電機 電動機組形式驅動。 可控硅直接供電拖動系統在工業(yè)上早有應用，但用于電梯上卻要解決舒 適感問題。如 :機房占地節(jié)省 35%，重量減輕 40%，節(jié)能 25%到 35%。 80 年代初， VVVF 變頻變壓系統控制的電梯問世。它的體積小，重量輕，河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 14 頁 效率高，節(jié)省能源等幾乎包括了以往電梯的所有優(yōu)點。 總之，從理論上講，電梯是垂直運動的運輸 工具，無需旋轉機構來拖動，更新的電梯拖動系統實際上就是直線電機拖動系統。對于三層樓以上的建筑物的電梯，起點站和終點站之間還沒有?？空?，起點站設在一樓，終點站設在最高六。 各站廳外設有召喚箱，箱上設置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕，一般電梯在兩端站的召喚箱上各設置一只按鈕或觸鈕。對于無司機控制的電梯，在各層站的召喚箱上均設置一只按鈕或觸鈕。操縱箱上設置有手柄開關或與層站對應的按鈕或觸鈕，操縱箱上的按鈕或觸鈕城內指令按鈕或觸鈕。 20世紀 80年代中期后，觸鈕已被微動按鈕所取代。司機或管理人員把電梯開到基站后，可以通過專用鑰匙扭動該鑰匙開關。 常用交流調速電梯的特點 ⑴ 能源消耗低 異步電動機的速度與供電頻率有關。能節(jié)約能量達45%。 ⑵ 電路負載低，所需緊急供電裝置小 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 15 頁 在加速階段，所需起動電流小于 倍的額定電流。由于起動電流大幅度減小，故功耗和供電纜線直徑可減小很多。 ⑶ 可靠性高，使用壽命長。再把直流逆變成電壓幅度和頻率可變的交流。在系統中由電動機轉速調節(jié)不會增加電機的發(fā)熱，而且還能減小電機的應力，使電梯運行性能非?？煽?，延長使用壽命。其驅動系統具有良好的調節(jié)性能。電梯運行是跟隨最佳給定的速度曲線運行的。在整個運行期間準確地給位置信號加上精確地按樓層距離直接?？康恼{節(jié)系統，在 VVVF 控制系統中其直接?？坑?PC機，變頻器，曲線卡三個方面組成。輸出信號有運行信號，總控信號，轉換應答信號等。 ⑹ 運行平穩(wěn)無噪聲 在轎廂內，機房內及鄰近區(qū)域確保噪聲小。始終產生一個不失真的正弦波供電電流。因此，消除了振動和噪聲。其調速系統的變流方式與交流的變流方式有所不同見表15。故只能在有限的場合中適用。因此在性能電梯中得到廣泛的使用。顯然，這就是直溜電機的致命缺陷，是直流電機最終被交流電機代替的根本原因。當 S1 和 S2 的差值等于或小于繩槽之間摩擦力時，電梯正常運行，繩槽之間無打滑現象。 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 17 頁 圖 13 電梯的工作原理 曳引 鋼絲繩與 曳引 輪槽不打滑的條件是： （ 1）當轎廂滿載，并以額定速度下降制動時： ?521 ess ? （式 1） 式中： S1曳引 鋼絲繩轎廂 一邊的拉力（ N）； S2曳引 鋼絲繩對重一邊的拉力（ N） ；θ 曳引 繩在 曳引 輪上的包角，一般 00 150130 ～?? ；復繞時 0330?? ，計算時用弧度值 自然對數底數 e =； 39。 （式 2） 式中， sin? ， sin? ， sin2 ? ， sin2? 中的， ??, 的值用角度值代入； 2? ， 2? 中的值用弧度值代入。 式（ 1）中的 )/1)((1 gQGs ???? ， )/1(2 gWs ??? 上式中： G轎廂自重（ N）； Q額定載重量（ N）； W對重裝置重量（ N）； ? 河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 18 頁 電梯加速度。其中輸入電路也是由按鈕，行程開關，限位開關，傳感器等構成。輸出電路部分是由接觸器，電磁閥等執(zhí)行元件構成，用以控制各種被控制對象，如電動機，電爐，閥門等。它通過導線將各個分立的繼電器，電子元器件連接起來對工業(yè)現場實施控制；生產 現場是指被控制的對象（如電動機等）或生產過程。它的控制功能也僅僅只局限于邏輯控制，定時，計數等這樣一些簡單的控制，一旦動作順序或生產工藝發(fā)生變化，就必須進行重新設計，布線，裝配，和調試。這就迫使人們要放棄原來已占統治地位的繼電器控制系 統，研制可以替代繼電器控制系統的新型的工業(yè)控制系統。在這一時期，可編程序控制器雖然采用了計算機的設計思想，但實際上只能完成順序控制，僅有邏輯運算，定時，計數等順序控制功能。 20 世紀 70 年代末 80 年代初，微處 理器技術日趨成熟，使可編程序控制器的處理速度大大提高，增加了許多特殊，如浮點運算，函數運算，查表等。因此，美國電河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 20 頁 氣制造協會 NEMA（ National Electrical Manufacturers Association） 將之正式命名為 PC（ Programmable Controller） 。本書采用 PLC 的稱呼?？删幊绦蚓哂辛烁咚儆嫈?，中斷技術， PID 控制等功能，同時聯網通信功能也得到了加強，這些都使得可編程序控制器的應用范圍和領域不斷擴大。國際電工委員會（ IEC）制定了 PLC 的標準，并給出了它的定義?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴充功能的原則設計。這種裝置具有體積小，功能強，程序設計簡單，靈活通用，維護方便等優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，得到了用戶的公認和好 評。 以 PLC 作為控制器的 PLC 控制系統是從根本上改變了傳統的繼電器控制系統的工業(yè)原理和方式。另外，它的定時和計數功能也遠比繼電器控制系統強很多，一般可以為用戶提供幾十個甚至上百個定時器，計數器。盡管現在的河北機電職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)設計 第 21 頁 PLC 控制系統已發(fā)生了很大的變化，但是從自動控制的角度來看， PLC 控制系統與傳統的繼電器系統在結構上仍有相似之處。集中型 PLC 控制系統的結構。不同的是繼電器控制系統在控制線路被 PLC 中的程序代替，這樣一旦生產工藝發(fā)生變化，就只需要修改程序就可以了。隨著微電子技術的進一步發(fā)展， PLC 的成本在降低，傳統的繼電器控制系統被 PLC 控制系統代替已是發(fā)展的必然趨勢。需要重新設計，改變繼電器和接線 適應性強，只需對程序進行修改 控制速度 低?？课⑻幚砥鬟M行處理 計數及其他特殊功能 一般沒有 有 安裝，施工 連線多，施工繁 安裝容易，施工方便 可靠性 差，觸點多，故障多 高 ，因元器件采用了篩選和老化等可靠性措施 壽命 短 長 可擴展性 困難 容易 維護 工作量大，故障不易查找 有自診能力，維護工作量小 結論：由于 PLC 控制系統與繼電器控制系統相比具有無法比擬的優(yōu)點，因此，在今后的控制系統中，傳統的繼電器控制系統被 PLC 控制系統所代替是大勢所趨。通過計算機與 PLC 本 身的工作目的，原理和方 式上都存在著較大的差