機(jī)電一體化-電梯

1、前言電梯是光、機(jī)電一體化產(chǎn)品， 是高層建筑的垂直交通工具。 主要用于賓館、辦公樓、住宅樓、醫(yī)院等場(chǎng)合。轎廂控制系統(tǒng)是電梯的主要部件?？刂葡到y(tǒng)是電梯的心臟部件。控制系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性決定電梯的檔次。目前常用的控制系統(tǒng)有PLC 控制和微機(jī)控制系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)的微機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力較差，性能不穩(wěn)定，應(yīng)用不廣泛?？删幊炭刂破鳎?PLC）是一種專為在工業(yè)環(huán)境是應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。1. 電梯的結(jié)構(gòu)組成電梯基本組成1、機(jī)房（上、下、側(cè)置式）曳引機(jī)、控制機(jī)、限速器、總電源開關(guān)、通風(fēng)設(shè)備1）曳引機(jī)：電動(dòng)機(jī)、電磁制動(dòng)器、減速器、曳引輪、盤車手輪等。2）控制柜：發(fā)出指令，檢測(cè)各機(jī)器動(dòng)作情況，具體控制功能，由

2、主回路接觸器，控制繼電器和半導(dǎo)體元件等組成。3）限速器電梯限速保護(hù)裝置2、轎廂內(nèi)：照明、通風(fēng)、裝飾壁板、地面、各種按鈕操縱盤、轎廂位置指示器、停電、火災(zāi)、超載、指示燈、警鈴頂部和底部3、候梯門廳、轎廂位置指示器、運(yùn)行方向燈、呼梯按鈕、廳門地坎、門套、廳門扇、中分式、旁開式。4、井道與井底裝置導(dǎo)軌、導(dǎo)軌撐架：導(dǎo)向裝置、轎廂、對(duì)重（與轎廂裝載負(fù)荷重量相等）、平層感應(yīng)器、第 1 頁(yè)主鋼纜、補(bǔ)償裝置（修正轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)主纜繩重量比的變化、對(duì)稱補(bǔ)償法來平衡鋼絲繩帶來的載荷變化，補(bǔ)償裝置的重量等于曳引鋼絲繩的總重量）、緩沖器（彈簧式和液壓式）、限速器鋼絲張緊輪。限速器安全鉗裝置：由限速器、限速鋼絲繩、安全

3、鉗底坑張緊裝置做成。限速器：安裝在電梯機(jī)房的地面上安全鉗：安裝在轎廂兩側(cè)，貼近電梯導(dǎo)軌，它的聯(lián)動(dòng)裝置設(shè)在橋頂；緊張裝置：位于井道底坑，固定在轎廂導(dǎo)軌背面，作用是張緊限速器鋼絲繩，該繩的兩端分別繞過限速器輪和底坑張緊輪，兩個(gè)接頭固定在轎廂兩側(cè)。2. 電梯控制系統(tǒng)原理框圖電梯控制系統(tǒng)原理框圖如圖3.2 所示，主要由轎箱內(nèi)指令電路、門廳呼叫電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開關(guān)門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及 PLC 電路等組成的。平層感應(yīng)器平層拖動(dòng)減速減速點(diǎn)信號(hào)起動(dòng)定向平層樓層信號(hào)位置信號(hào)轎內(nèi)指令、 廳內(nèi)召喚指層3. 電梯控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)由轎廂、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、控

4、制系統(tǒng)等組成，如圖3.1 所示。第 2 頁(yè)曳引機(jī)門機(jī)顯示現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變頻器PLCPGgg電源4. 變頻調(diào)速回路變頻調(diào)速主回路由三相交流輸入、變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)、曳引機(jī)和制動(dòng)單元構(gòu)成 .三相電源變頻器輸入信號(hào)為：上、下行方向指令，低速、高速、檢修速度編碼指令。開關(guān)門控制（ 1）開門控制手動(dòng)開關(guān)門時(shí)，當(dāng)電梯運(yùn)行到位后，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，開門。自動(dòng)開關(guān)門時(shí)，當(dāng)電梯運(yùn)行到位后，電梯停止（ 2）關(guān)門控制手動(dòng)關(guān)門時(shí)， 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)， 關(guān)門。關(guān)門到位。自動(dòng)關(guān)門時(shí)，有客人經(jīng)過紅外線遮蔽，停止關(guān)門，遮蔽結(jié)束，繼續(xù)關(guān)門。檢驗(yàn)與系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著高層建筑的不斷增加， 電梯的數(shù)量也與日俱增， 電梯的安全檢測(cè)變的越來越重要。如今的都市，高樓大

5、廈鱗次櫛比，高層住宅遍地開花，電梯也就成了必不可少的交通工具，甚至很多老住宅也都紛紛加裝了電梯，我們儼然處在一個(gè)“電梯時(shí)代” 。電梯的每次升降， 承載的不只是一般的物品荷重， 更是一個(gè)個(gè)寶貴的人。電梯安全管理人命關(guān)天，容不得半點(diǎn)麻痹大意。因此，除了必須提高電梯設(shè)計(jì)、制造與安裝質(zhì)量，電梯的定期檢驗(yàn)及日常維護(hù)保養(yǎng)也是極為重要的工作。第 3 頁(yè)1. 安全部件的檢驗(yàn)門鎖、限速器、安全鉗與緩沖器四大安全部件。根據(jù)多起電梯案例分析，電梯傷人事故多與電梯門有關(guān)， 而其中十有八九出在電梯的層門上，所以層門門鎖就成了電梯安全檢驗(yàn)中的重中之重。限速器，包括電氣與機(jī)械動(dòng)作速度的復(fù)驗(yàn)和機(jī)械動(dòng)作后鋼絲繩在繩輪中或在夾繩

6、裝置內(nèi)的附著力檢驗(yàn)。安全鉗是當(dāng)前最難以做好試驗(yàn)的部件，對(duì)安全鉗的允許容量的試驗(yàn)可以考慮采用模擬方法，否則以后對(duì)高速及大噸位的漸進(jìn)式安全鉗的試驗(yàn)就難以實(shí)施，而且應(yīng)該對(duì)模擬試驗(yàn)進(jìn)行研究與實(shí)際對(duì)比驗(yàn)證。緩沖器的試驗(yàn)，對(duì)液壓緩沖器試驗(yàn)與應(yīng)用均比較成熟，但對(duì)彈簧類蓄能型緩沖器則存在問題較多，撞擊時(shí)減速度較大，容易造成乘梯人員傷害。這方面需要進(jìn)一步驗(yàn)證。電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯的動(dòng)力來源，它驅(qū)動(dòng)電梯部件完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。在電梯中主要有如下兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：轎廂的升降運(yùn)動(dòng)，轎門及廳門的開關(guān)運(yùn)動(dòng)。2. 電梯門機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介在電梯系統(tǒng)中， 為了使其能夠正常工作， 也為了提高電梯系統(tǒng)的可靠性一般在電梯系統(tǒng)中都有一些附屬裝置， 電梯門

7、機(jī)系統(tǒng)即是其中一個(gè)。舒適的電梯系統(tǒng)應(yīng)該有較短的候梯時(shí)間，門運(yùn)行快捷、安靜，使乘客不會(huì)覺得候梯和運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)。(1) 梯門電機(jī)控制系統(tǒng)這部分主要由門電機(jī)控制器、門電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及門電動(dòng)機(jī)等組成。(2) 電梯的門結(jié)構(gòu)此部分主要由門扇、導(dǎo)軌、廳門門鎖等構(gòu)成，目前主要采用單扇門和中分門兩種結(jié)構(gòu)。(3) 安全檢測(cè)在電梯控制系統(tǒng)中，為了避免乘客被正在關(guān)閉的門扇傷害，在門系統(tǒng)中大都設(shè)置安全檢測(cè)系統(tǒng)，以檢測(cè)關(guān)門時(shí)是否還有乘客從電梯門上通過。(4) 大廳內(nèi)乘客檢測(cè)系統(tǒng)在一些電梯系統(tǒng)中，都設(shè)置了大廳內(nèi)乘客檢測(cè)裝置，確定乘客是否全部進(jìn)入電梯。第 4 頁(yè)(5) 門過載保護(hù)裝置有的門系統(tǒng)設(shè)有門過載保護(hù)開關(guān)裝置，當(dāng)電梯在

8、開關(guān)門過程中，因轎廂門受阻而導(dǎo)致動(dòng)作力矩過大， 梯門會(huì)自動(dòng)向反方向動(dòng)作，從而達(dá)到保護(hù)門電機(jī)的作用。以上簡(jiǎn)要敘述了電梯門系統(tǒng)的組成和功能。 在電梯門系統(tǒng)中， 還有一個(gè)重要的問題就是門保持時(shí)間的選擇。 因?yàn)殚T的保持時(shí)間過長(zhǎng)， 會(huì)影響電梯的運(yùn)行效率，而保持時(shí)間過短又不能保證乘客全部安全的進(jìn)入轎廂。 因此應(yīng)對(duì)門保持時(shí)間進(jìn)行很好的選擇： 在保證乘客全部安全進(jìn)出電梯的情況下，盡可能的縮短電梯開關(guān)門時(shí)間。3. 電梯主拖動(dòng)電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電梯的起動(dòng)加速、 穩(wěn)速運(yùn)行、制動(dòng)減速起著控制作用。拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)直接影響電梯的起動(dòng)，制動(dòng)加減速度，平層精度，乘坐的舒適性等指標(biāo)。電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程。

9、到目前為止應(yīng)用于電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要有： (1)單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)； (2)交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)； (3)直流發(fā)電機(jī) -電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)； (4)可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng)； (5)VVVF 變頻變壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)。單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，維修簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 單、雙速交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)采用開環(huán)方式控制，線路簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，因此目前仍在電梯上廣泛應(yīng)用。但它的缺點(diǎn)是舒適感較差，所以一般被用于載貨電梯上。這種系統(tǒng)控制的電梯速度在 1 米/秒以下。交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)國(guó)外已大量應(yīng)用于電梯。 這種系統(tǒng)采用可控硅閉環(huán)調(diào)速，加

10、上能耗或渦流等制動(dòng)方式， 使得它所控制的電梯能在中低速范圍內(nèi)大量取代直流快速和交流雙速電梯。它的舒適感好，平層準(zhǔn)確度高，而造價(jià)卻比直流電梯低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，多用于 2 米/秒以下的電梯。直流發(fā)電機(jī) -電動(dòng)機(jī)可控硅勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大的特點(diǎn)，因此很早就應(yīng)用于電梯，采用發(fā)電機(jī) -電動(dòng)機(jī)組形式驅(qū)動(dòng)。 它控制的電梯速度達(dá)4 米 /秒，但是 ,機(jī)組結(jié)構(gòu)體積大， 耗電大，第 5 頁(yè)維護(hù)工作量較大，造價(jià)高，因此常用于對(duì)對(duì)速度，舒適感要求較高的建筑物中?？煽毓柚苯庸╇娡蟿?dòng)系統(tǒng)可控硅直接供電拖動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)上早有應(yīng)用，但用于電梯上卻要解決舒適感問題。(尤其是低速段 )應(yīng)此應(yīng)用較晚

11、， 它幾乎與微機(jī)同時(shí)應(yīng)用， 比起電動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)組形式的直流電梯，它有很多優(yōu)點(diǎn)。 。安全可靠。先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，完善的檢測(cè)、自診斷、自保護(hù)功能最大限度地考慮了電梯在任何情況下出現(xiàn)故障的可能性，設(shè)置了各種防故障和應(yīng)急裝置 ;倘若井道內(nèi)某個(gè)安全裝置出現(xiàn)故障，電腦將保護(hù)不沖頂、不蹲底、不關(guān)人。舒適感好。理想的電梯運(yùn)行速度曲線， 根據(jù)人體生理適應(yīng)能力由高性能的微電腦設(shè)計(jì)而成，采用矢量控制技術(shù)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行極其平衡、舒適。高速高性能。高速運(yùn)行， 最佳召喚應(yīng)答處理和分配方式，根據(jù)乘客人流情況快速反應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，使電梯運(yùn)行迅速、合理，最大限度地縮短乘客候梯時(shí)間，使電梯運(yùn)行效率得到充分發(fā)揮。節(jié)約電能。全電腦控制的系統(tǒng)，不僅性能優(yōu)異、 功能齊全、質(zhì)量可靠，而且具有優(yōu)異的節(jié)能效果，可使用戶電源容量也大量減小。節(jié)省機(jī)房空間。 超小型的機(jī)房全電腦控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)房控制系統(tǒng)相比，體積減少 1/2 以上，重量大大減輕。因此，節(jié)省機(jī)房空間，減輕機(jī)房承重，提高建筑利用率，從而可節(jié)約建筑費(fèi)用。利用率高。全電腦控制可以方便地使兩臺(tái)、三臺(tái)、四臺(tái)以上的電梯進(jìn)行群控，合理安排，合理分配，提高電梯的運(yùn)行效率。準(zhǔn)確的平層精度。自學(xué)習(xí)井道信息功能。 自動(dòng)學(xué)習(xí)電梯的提升高度、樓層間距，自動(dòng)根據(jù)?？烤嚯x選擇