電梯電氣控制系統(tǒng)設計

1、第3章電梯的電氣控制系統(tǒng)3.1概述電氣控制系統(tǒng)是電梯的兩大系統(tǒng)之一。電氣控制系統(tǒng)由控制柜、操縱箱、指 層燈箱、召喚箱、限位裝置、換速平層裝置、轎頂檢修箱等十幾個部件，以及曳 引電動機、制動器線圈、開關(guān)門電動機及開關(guān)門調(diào)速開關(guān)、極限開關(guān)等幾十個分 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。載重量和額定運行速度確定后，機械系統(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，乘載對象進行認真 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)決定著電梯的性能、自動化程度和運行可靠性。隨著科學和、 技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)引進工作的進一步開展，電氣控制系 統(tǒng)

2、發(fā)展換代迅速。在國產(chǎn)電梯中，在中間邏輯控制方面， 已淘汰繼電器控制，采用PLC和微機控制。在拖動方面， 除速度VW0.63m/s的底速電梯仍有部分產(chǎn)品采用交流 雙電動機變極調(diào)速外，對于速度VN1.0m/s的各類電梯， 均采用交流調(diào)壓調(diào)速和交流調(diào)頻調(diào)速拖動系統(tǒng)。新電氣控制系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)的出現(xiàn)，不但改善了電 梯的性能，而且提高了電梯的運行可靠性能，使我國的 電梯工業(yè)提高到一個新的水平，基本實現(xiàn)乘用安全、可：真靠、舒適的愿望。3.2電梯電氣控制系統(tǒng)中的主要電器部件電氣控制系統(tǒng)主要由操縱箱、指層器、召喚盒、平 層裝置、檢修開關(guān)、層樓檢測器、安全保護器件、曳引 電動機、電磁制動器及開關(guān)門電器組成。它們分

3、布在電 梯的控制機房、井道和轎廂當中。1）操縱箱操縱箱安裝在電梯轎廂內(nèi)靠門的轎壁上，外面僅露圖操縱箱m 出操縱箱盤面，盤面上裝有根據(jù)本電梯需要而設置的運行功能按鈕和開關(guān)，如圖4-1所示?，F(xiàn)僅將普通客梯操縱盤上應具有的按鈕和開 關(guān)進行簡要介紹。運行方式開關(guān)包括選擇正常運行與檢修運行的開關(guān)，選擇有司機與無司 機操縱方式的開關(guān)，用于緊急情況下控制電梯運行與停止的開關(guān)（也稱急停開關(guān)， 為防止非電梯司機的隨意操作，一般安裝在操縱箱下面的暗盒內(nèi)）。指令按鈕操縱盤上裝有與電梯停站層數(shù)相對應的指令按鈕，按鈕內(nèi)裝有 指示燈。當按下欲去樓層的按鈕后，該指令被登記，相應的指示燈亮；當電梯到 達預選的層樓時，相應的指

4、令被消除，指示燈也就熄滅；未到達的預選樓層，指 令按鈕內(nèi)的指示燈仍然亮，直到指令響應之后方熄滅。方向按鈕 也稱方向啟動按鈕，電梯在有司機狀態(tài)下，該按鈕的作用是確 定運行方向及啟動運行。當司機按下欲去樓層的指令按鈕后，再按下所要去的方 向（向上或向下）按鈕，電梯轎廂就會關(guān)門并啟動駛向欲去的樓層。在檢修狀態(tài) 下按下方向按鈕時，可實現(xiàn)檢修慢速上下運行。開關(guān)門按鈕 其作用是控制電梯轎門的開閉（廳門隨之開閉）。檢修運行開關(guān) 也稱慢速運行開關(guān)，是供電梯檢修運行時使用。警鈴按鈕 當電梯在運行中突然發(fā)生故障停車，電梯司機或乘客被鎖在 電梯時可以按下該按鈕，通知維修人員及時援救轎廂內(nèi)的電梯司機及乘客。直駛按鈕（

5、或開關(guān)） 在有司機狀態(tài)下，按下這個按鈕，電梯只安裝轎 內(nèi)指令停層，而不響應外召喚信號。當滿載時，通過轎廂超載裝置，可自動地將 電梯轉(zhuǎn)入直駛狀態(tài)，它也只響應轎廂內(nèi)指令信號。風扇開關(guān) 控制轎廂通風設備的開關(guān)。召喚蜂鳴器 電梯在有司機狀態(tài)下，當有人按下廳外召喚按鈕，操縱盤 上的蜂鳴器發(fā)出聲音，提醒司機及時關(guān)門應答。召喚樓層和召喚方向指示燈在指令按鈕旁邊或在操縱盤上方，裝有召 喚樓層和召喚方向指示燈。當有人按下廳外召喚按鈕，控制系統(tǒng)使響應召喚樓層 和召喚方向指示燈亮，提示轎內(nèi)司機。當電梯轎廂應答到位時，指示燈熄滅。（11）照明開關(guān) 用于控制轎廂內(nèi)照明設施。其電源不受電梯電源控制，一般 應具有應急功能，

6、當電梯故障或檢修停電時，轎廂內(nèi)仍有正常照明。2）指層器（層樓指示器）電梯層樓指示器用于指示電梯目前所在的位置及運行方向。通常，電梯層 樓指示器有電梯上下運行方向指示燈、層樓位置指示燈 以及到站鐘等，如圖4-2所示。層樓指示器的種類有信號燈和數(shù)碼管兩種，這里 只介紹數(shù)碼管。數(shù)碼管層樓指示器，一般在微機與PLC控制的電梯 上使用，層樓指示器上有譯碼器和驅(qū)動電路，顯示轎廂 位置。數(shù)碼管的外形顯示及原理示意如圖4-3所示。若 電梯運行樓層超過9層時，則每層指示用的數(shù)碼管需要 兩個，可顯示-999不同的層樓數(shù)。上、下方向指示一 般為上、下行三角形法官二極管指示。有時為提醒乘客 和廳外候梯人員電梯已到本層

7、，電梯配有喇叭，以聲響 來傳達信息。層樓信息獲取方法獲得指層信息的常規(guī)方法， 即層樓檢驗方法。通過裝在井道中的感應器獲得感應器有磁感應叵）數(shù)碼管e和光感應等，其原理是電梯運行圖卜指層器與召喚盒 時，安裝在轎廂上的隔磁（光）板插入某層的感應器時，感 應器觸點動作，發(fā)出一個開關(guān)信號，指示相應的樓層。其特 點是電梯運行在兩層樓之間時，沒有指層信號。若想改成連 續(xù)信號，可采用通過繼電器輔助電路等辦法來解決。3）召喚盒召喚盒是給廳外乘用人員提供召喚電梯的裝置。在下端 站只裝一個上行召喚按鈕，上端只裝一個下行召喚按鈕，其 余的層站根據(jù)電梯功能，有的裝上行召喚和下行召喚兩個按 鈕，也有的僅裝一個下行召喚按鈕

8、，各按鈕內(nèi)均裝有指示燈。 當按向上或向下按鈕時，控制系統(tǒng)就會將該信號記憶，相應 的指示燈立即亮。當電梯到達某一層站響應了該層召喚后， 指示燈就熄滅。另外，在基站（一般為下端站）的召喚按鈕盒內(nèi)，通常設有一個鑰匙開關(guān)，是用來所電梯的開關(guān)。4）檢修快關(guān)盒通常在電梯機房控制柜、轎廂內(nèi)與轎廂頂，設有電梯檢修開關(guān)盒，盒內(nèi)一般 有檢修開關(guān)、急停按鈕、開關(guān)門按鈕以及慢上、慢下按鈕。轎頂檢修快關(guān)盒還裝 有電源插座、照明燈及其開關(guān)等。5）平層裝置圈4Y隔磁板與一理簧感應器平層裝置-為保證電梯轎廂在各層停靠時準確 平層，通常在轎頂設置有平層裝置。種類與結(jié)構(gòu)平層裝置的種類與 結(jié)構(gòu)如下：簧管內(nèi)的觸點動作即常開觸點閉合，

9、常閉觸點斷開。當隔磁板 插入。形永磁鋼與干簧 管中間空隙時，永磁鋼 磁路被隔磁板短路，使 干簧管矢磁。其觸點恢 復原來的狀態(tài)，即常開 觸點斷開，常閉觸點閉 合。當永磁板離開感應 器后，磁場又重新形 成，干簧管內(nèi)的觸點又 動作，達到控制繼電器 發(fā)出指令的目的。圖M鼬器都示意圖.干簧管常機姬4常開猷5故族兼6隔磁平層裝置動作原理以隔磁板與干簧管感應器平層裝置為例，其動作原隔磁板與干黃管感應器平層裝置，如 圖4-4所示。轎廂頂部裝有兩個或三個感 應器，隔磁板裝在轎廂導軌架上。隔磁板 由鐵板按規(guī)定尺寸和形狀制成。感應器是 由U形永磁鋼、干簧管、盒體組成。如圖 4-5所示。其工作原理是：由U形永磁鋼 產(chǎn)

10、生磁場對干簧管感應器產(chǎn)生作用；使十理簡述如下。只具有平層功能的平層器當電梯轎廂上行，接近預選的層站時，電梯運 行速度由快速（額定速度）變?yōu)槁俸罄^續(xù)運行，裝在轎廂頂上的下平層感應器 先進入隔磁板，此時，電梯仍繼續(xù)慢速上行；當上平層感應器進入隔磁板后，這 時上下層感應器內(nèi)干簧管觸點位置轉(zhuǎn)換，上、下平層感應器的觸點均斷開，證明 電梯已平層，使上行接觸器線圈矢電，制動器抱閘停車。具有提前開門功能的平層器 它與只具有平層功能的平層器相比，多了一個 提前開門功能。當轎廂慢速向上運行，下平層感應器首先進入隔磁板，轎廂繼續(xù) 慢速向上運行，接著，開門區(qū)感應器進入隔磁板，使干簧管觸點位置轉(zhuǎn)換，提前 使開門繼電器

11、吸合，轎門、廳門提前打開；這時轎廂仍然繼續(xù)慢行，當隔磁板也 插入上平層感應器，使其干簧管觸點位置轉(zhuǎn)換，上行接觸器線圈矢電釋放，轎廂 停在預選層站。具有自動在平層功能的平層器 當電梯轎廂上行，接近預選的層站時，電梯 由快速變成慢速運行，當下平層感應器進入隔磁板后，使本已慢速運行的電梯進 一步減速；當中間開門區(qū)感應器進入隔磁板時，電路就準備延時斷電；當上平層 感應器進入隔磁板時，電梯停止，此時，已完全平好層。若電梯因某種原因超過 平層位置時，上平層感應器離開了隔磁板將使相應的繼電器動作，電梯反向平層， 最后獲得較好的平層精度。6）選層器選層器模擬電梯轎廂運行狀態(tài)，及時向控制系統(tǒng)發(fā)出所需要的信號。其

12、主要 功能是：根據(jù)登記的內(nèi)指令與外召喚信號和轎廂的位置關(guān)系，確定運行方向；當 電梯到達所需停站的樓層時，給拽引電動機減速信號，使其轉(zhuǎn)換速度；當平層停 車后，消失已應答的指令信號并指示轎廂位置。選層器種類較多，通常分為三大類，即機械選層器，繼電器選層器和微機選 層器。其中機械選層器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電梯的逐步淘汰而被淘 汰，這里不做介紹。微機選層器：它由專門的選層信息傳送裝置與接受裝置組成，并經(jīng)微機處理 與運算來完成選層任務。目前微機選層器有以下幾種。a.格雷碼編碼選層器轎廂所在的位置信號，由轎廂導軌架上的圓形永磁 鐵吸合轎廂頂上的雙穩(wěn)態(tài)磁性開關(guān)，用格雷碼編碼來表示。格雷碼是一種特殊

13、形 式的編碼名稱。格雷碼編碼微機選層器主要由格雷碼二進制轉(zhuǎn)換電路、轎廂位置 信息電路、掃描器、步進邏輯電路、并行裝入邏輯電路、選層器的輸出電路組成。當轎廂停止時，直接提供當時轎廂位置。在轎廂運行時，提供即將要到達的 樓層位置。因微機采用二進制處理數(shù)據(jù)，所以由井道傳來的格雷碼編碼信息，必 須先經(jīng)格雷碼二進制轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成微機應用的二進制編碼后才可執(zhí)行。掃描器為一個步進式開關(guān)裝置。在微機每執(zhí)行一個程序循環(huán)中，掃描器對所 有層站的上召喚和下召喚以及轎廂內(nèi)選層信號各掃描一次。例如，先由首層逐層 向上掃到最高層，而后在由最高層逐層向下掃描，確定已登記的呼梯信號和轎廂 位置，并形成一組脈沖，當電梯處于某一

14、位置時，由選層器給出一個相應信號， 同時，掃描器不斷掃描，發(fā)出掃描信號，兩種信號在比較器中進行比較，其結(jié)果 由微機發(fā)出最終信號。在電梯處于停止狀態(tài)，只要電路一開始工作，必須把電梯的現(xiàn)在位置告訴微 機系統(tǒng)，電梯一旦運行起來，該電路就停止工作。完成這個任務的電路叫并行裝 入邏輯電路。電梯在運行時，選層器應步進到它的前一層樓。如果電梯向上行，則步進為 加1方式；反之，電梯下行時，步進為減1方式。因為轎廂每次停層，用并行裝 入邏輯電路裝入當時轎廂位置信號，轎廂開始運行，就應按選定方向步進。實現(xiàn) 這個過程的電路稱為步進邏輯電路。選層器輸出信號直接送到微機中，由微機對電梯進行選層的控制。b.光電碼盤微機選

15、層器 在拽引電動機的軸端上安裝一個與拽引電動機一 起轉(zhuǎn)動的光電碼盤。光電碼盤在同一圓周上，有著許多均勻分布的小孔。圓盤的 一側(cè)是發(fā)光器，另一側(cè)為光接收器。當拽引電動機旋轉(zhuǎn)時，光電碼盤也跟著旋轉(zhuǎn)， 這時發(fā)光器發(fā)光；每當圓盤上的小孔經(jīng)過發(fā)光器時光線穿過，使接收器收到光脈 沖信號，并將它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號輸入微機；微機根據(jù)該脈沖數(shù)及對應時間，可 以計算出電梯運行距離和速度。當有了脈沖計數(shù)和層樓數(shù)據(jù)后，配合登記的召喚 信號、指令信號，微機就可對電梯進行選向、選層、指層、消號、減速等控制。有些電梯采用一種脈沖編碼器裝置來測距，當拽引電機旋轉(zhuǎn)時，脈沖編碼器 隨之旋轉(zhuǎn)，輸出脈沖數(shù)正比于電梯的運行距離。出了光電

16、碼盤方式外，也有采用測速電機與微機組合的微機選層器。光電碼 盤方式脈沖計數(shù)較準確，低速運轉(zhuǎn)時不會丟失脈沖，而測速電機方式在低速運轉(zhuǎn) 時，輸出幅值較低，脈沖會丟失。雖然微機選層器先進、可靠，但在電梯運行中若發(fā)生拽引繩打滑或其他原因， 也會引起誤差。所以，通常在井道中頂層和基站設置校正裝置（高層電梯在 中 間層也設有校正裝置）。例如在電梯到達基站矯正點時，將脈沖計數(shù)值清零，或是置一固定數(shù)值。另外， 一般在轎頂上還設有平層感應器，以保證電梯的平層準確度。電梯平層時，可將 計數(shù)器置該層脈沖數(shù)，以免多層運行時誤差積累。7）電氣控制柜電梯電路中的絕大部分的電器、電子元器件集中裝在電氣控制柜中，其主要 作用

17、時完成對電梯電力拖動系統(tǒng)的控制，從而，實現(xiàn)對電梯功能的控制。電氣控制柜通常安裝在電梯的機房里，控制柜的數(shù)量因電梯型號而定。一部 分電梯有的用一個電氣控制柜，有的用兩個或三個帶你騎控制柜。另外，在轎廂頂上還有門電動機及其調(diào)速裝置。其他電路配線專用的電氣裝 置和接線板，這些元器件和電路，通常裝在規(guī)定的接線盒內(nèi)。3.3電梯控制系統(tǒng)中的各主要控制環(huán)節(jié)及結(jié)構(gòu)原理各類電梯安全可靠運行的充分與必要條件電梯安全可靠運行的充分與必要條件有：1）必須把電梯的轎廂門和各個層樓的電梯層門全部關(guān)閉好一一這是電梯安 全運行的關(guān)鍵，是保障乘客和司機等人員的人身安全的最重要保證之一。2）必須要有確定的電梯運行方向（上行或下行

18、）一一這是電梯的最基本的任 務，即把乘客（或貨物）送上或送下到需要停層的層樓。3）電梯系統(tǒng)的所有機械及電氣機械安全保護系統(tǒng)有效而可靠一一這是確保 電梯設備和乘客人身安全的基本保證。根據(jù)上述的電梯安全可靠運行的充分與必要條件，以及電梯的運行工藝過 程，現(xiàn)就一般電梯的控制系統(tǒng)的各個主要控制環(huán)節(jié)及其結(jié)構(gòu)原理說明如下。 交流雙速拖動主回路交流雙速電梯控制電梯拖動主電路圖如圖4-6所示。從圖中可以看出，三相 交流感應電動機定子內(nèi)具有有兩個不同極對數(shù)的繞組（分別為6極和24極）。 快速繞組（6極）作為啟動和穩(wěn)定運行的速度，而慢速繞組作為制動減速和慢速 平層停車用。啟動過程中，為了限制啟動電流。以減小其對電

19、網(wǎng)電壓波動的影響， 一般按時間原則，串電阻、電抗進行一級加速或二級加速；減速制動是在慢速繞 組中按時間原則進行二級或三級再發(fā)電制動制速，以慢速繞組（24極）進行低 速穩(wěn)定運行，直至平層停車。-jxoeov及 a/-：3MJUHC圖4-6交流雙速電梯的主拖動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖YD為交流雙速曳引電動機，其額定快速運行速度為1000r/min,額定快速運 行速度為250r/min。通過這兩種速度，分別拖動電梯作快、慢速運行。在國產(chǎn)電梯產(chǎn)品中，交流雙速曳引電動機有兩種不同結(jié)構(gòu)形式。一種電動機 的快、慢速定子繞組是兩個獨立繞組。給快速繞組接入380V交流電源時，電動 機以1000r/min同步轉(zhuǎn)速作快速運

20、行。給慢速繞組介入380V的交流電源時，電 動機以250r/min同步轉(zhuǎn)速作慢速運行。另一種電動機的快、慢速定子繞組是同 一個繞組，依靠控制系統(tǒng)改變繞組接法，實現(xiàn)一個繞組具有兩個不同速度的目的。 當繞組為YY形連接時，電動機的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。當繞組為Y形連接時， 電動機的同步轉(zhuǎn)速為250r/min。采用這種電動機作為曳引機電動機的電梯，快 速運行時，通過快速運行接觸器KC給電動機引出線D4、D5、D6輸入三相380V的 交流電源，通過快速運行接觸繼電器1KC把電動機引出線DD2、D3短接起來， 繞組稱為YY形連接。電梯由快速運行切換為慢速運行時，KC和1KC復位，電動 機引出線D

21、4、D5、D6失電，DD2、D3短接狀態(tài)被解除。用于MC吸合，三相380V 交流電源從DD2、叫輸入電動機定子繞組，繞組稱為Y形連接，電動機進入 慢速運行。SC為上行接觸器，XC為下行接觸器，通過改變相序?qū)崿F(xiàn)YD的正、反轉(zhuǎn)，實 習愛你電梯的上升與下降。KC為快車接觸器，KJC為快加速接觸器，KC用于接通YD的快速繞組；為了 減小啟動電流，在YD啟動時需接入電抗DZ，當啟動完成后將電抗DZ短接，KJC 為DZ短接接觸器。MC為慢車接觸器，用于接通YD的慢速繞組；1MJC、2MJC、3MJC為慢減速接 觸器，當YD進行能耗制動減速時，為了限制制動電流，隨著轉(zhuǎn)速的下降，由1MJC、 2MJC、3MJ

22、C逐級將電抗DZ從主回路中切除。XJ為相序繼電器，用于缺相保護；KRJ、MRJ為電動機熱保護繼電器，用于 實現(xiàn)YD的過載保護。自動開關(guān)門電動機回路與安全回路圖4-7為交流雙速繼電器控制電梯的自動開關(guān)門電動機回路與安全回路。1)門鎖安全回路YJ為電壓繼電器，用于安全保護。電梯的安全保護大多數(shù)都是由機械和電氣 安全裝置相互配合構(gòu)成的。YJ的線圈回路中有轎內(nèi)急停按鈕TAN,轎頂檢修急停 按鈕TAD、安全窗開關(guān)ACK、安全鉗開關(guān)AQK、限速器斷繩開關(guān)DSK、快速熱保護 繼電器KRJ、慢速熱保護繼電器MRJ、相序繼電器XJ等構(gòu)成。當某一安全開關(guān)動 作時，YJ失電，確保電梯運行的安全。MSJ為門鎖繼電器，

23、它既考慮了乘客的人身安全又要考慮到電梯設備的本身 安全。該電路是將轎門鎖JMS、各廳門鎖(1TMS7TMS)串聯(lián)作為一個檢測信號， 送到控制回路，作為運行的必要條件之一。也只有在電壓繼電器YJ和門鎖繼電 器MSJ都得電時電梯才可以運行。圖4-7自動開關(guān)門電動機回路與安全回路2）自動開關(guān)門電動機回路自動門電動機安裝于轎廂頂上，它在帶動轎門開閉的同時，通過機械聯(lián)動機 構(gòu)帶動廳門同步開閉。為使電梯門在啟閉開門有一級減速，關(guān)門有兩級減速。本 控制系統(tǒng)采用小型直流伺服電機的電樞電壓，可實現(xiàn)調(diào)速，進而實現(xiàn)開關(guān)門減 速。門電動機的開關(guān)門及開關(guān)門減速過程如下。當關(guān)門繼電器GMJ吸合激磁直流 電源正極，首先供給

24、直流伺服電動機的激磁繞組MDQ.同時經(jīng)GMJ、關(guān)門電阻GMR、 兩級減速開關(guān)2GMK與3GMK觸點將直流電壓加在門電動機電樞繞組上。門電動機 正轉(zhuǎn)，執(zhí)行關(guān)門動作；當門關(guān)至約門寬的2/3時，限位開關(guān)2GMK動作，使關(guān)門 電阻GMR被短接一部分，從而使電動機電樞電壓降低，門電機MD轉(zhuǎn)速下降，關(guān) 門速度減慢；當門繼續(xù)關(guān)至尚有100150mm時，限位開關(guān)3GMK動作，使關(guān)門電 阻GMR進一步被短接一部分，從而使電動機電樞電壓進一步降低，門電機MD轉(zhuǎn) 速在降，關(guān)門速度變得更慢，從而確保安全。開門及開門減速過程相似，區(qū)別在 于；一是開門繼電器KMJ改變門電機MD電樞電壓極性，執(zhí)行的是開門動作；二 是開門只

25、有一級減速，所以只有一個減速開關(guān)2KMK.1、開門控制上班開門 電梯在基站，司機通過轉(zhuǎn)動基站廳外鑰匙開關(guān)GYK,使KMJ吸 合，執(zhí)行開門動作。平層停站自動開門 平層停站自動開門由程序定時器和上下平層繼電器 SPJ、XPJ使KMJ吸合，執(zhí)行開門動作。2、關(guān)門控制下班關(guān)門 電梯到基站，司機通過轉(zhuǎn)動基站廳外鑰開關(guān)GYK，使GMJ吸合， 執(zhí)行關(guān)門動作。停站自動關(guān)門 停站時間到，一般為46s，由停站時間定時器T210使 KMJ吸合，執(zhí)行關(guān)門動作。3.4電梯的安全保護環(huán)節(jié)在前述中已述及，電梯運行的充分與必要條件中的第三點就是電梯的各種安 全保護必須可靠有效。這是為了保證電梯最安全，最可靠的運行。我們國家近

26、幾 年來電梯的安全標準已向國際上的電梯安全標準靠近，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。這一新標準與國際 上正在執(zhí)行的EN81-1（或英國的BS5655）電梯制造與安裝安全規(guī)范相等效。 并于1995年進行了修訂。根據(jù)電梯安全標準的要求，不論何種電梯均要符合標準中的安全保護要求。 現(xiàn)就一般電梯常用的且必不可少的安全保護環(huán)節(jié)簡介如下。超速斷繩保護按GB758895標準的規(guī)定，當電梯下降速度達到額定速度的115%時，限 速器上的第一個開關(guān)動作，使電梯自動減速；而當達到140%時，限速器上的第 二個開關(guān)動作，切斷控制回路使電梯停止運行；而此同時，限速器通過

27、機械結(jié)構(gòu) 使限速器鋼絲繩卡死不動，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；同時把與之相對應的安全鉗開關(guān)斷開，進一步使電氣控制電路切 斷，強令電梯停止。這一保護是很重要的，凡是在有可能使各類人員進入電梯轎廂內(nèi)的電梯，必 須設置這一保護，是極為重要的保護環(huán)節(jié)，絕不能等閑視之，但只有在不允許， 也不能進入各類人員的小型雜物電梯上才可不設置這一保護環(huán)節(jié)。層門鎖保護前面我們曾述及：電梯運行的三個充分與必要條件中之一是，電梯必須關(guān)閉 好門后方

28、可運行。因此電梯門（包括轎廂門和各層樓的所有層門）必須閉鎖；若沒 有閉鎖好，是不允許電梯運行的！并且還要求不可能隨意強制撥開各個層樓的層 門。所以各樓層的層門必須要有機械和電氣的聯(lián)鎖保護，即只有當各個層門確實 關(guān)閉好后，機械的鉤子鎖鎖緊后電氣觸點才能接通，這樣電梯就可安全地運行。由上述可知，層門閉鎖保護是機械和電氣不可分割的環(huán)節(jié)。因此在電梯安裝 竣工驗收時必須提供某一類型的層門閉鎖保護裝置的型式試驗報告和性能檢測 報告。電梯門的安全保護環(huán)節(jié)這一保護環(huán)節(jié)主要是指在關(guān)門過程中防止夾傷乘客等人員的保護裝置。一般 有：安全觸板，光電保護或電子光幕保護裝置和關(guān)門力限制保護等。這些保護裝 置可任選一種或兩

29、種以上均可。這些保護裝置是在電梯關(guān)門過程中才起作用的。當有乘客或其他人員在電梯 關(guān)門過程中碰撞（或接近）電梯門扇時使電梯門停止關(guān)閉，并立即開啟，從而使乘 客不致被門扇夾痛（傷）。上、下端站的強迫減速保護為了防止電梯在兩端站的永磁感應器或選層器觸點等失效而產(chǎn)生不了減速 信號所導致的快速沖頂或蹲底，根據(jù)電梯安全標準規(guī)定，必須在電梯井道內(nèi)的兩 端設置強迫減速裝置。上、下方向限位保護及終端保護對于速度Wlm/s的交流雙速電梯，應另設置終端極限開關(guān)。當方向限位保 護不起作用時，則最后通過碰鐵使極限開關(guān)動作，切斷電梯的動力電源，迫使電 梯強行停止。第4章程序設計方案4.1 PLC電梯系統(tǒng)連接圖系統(tǒng)連接圖如

30、圖5-1所示。1由R NA -p gJP 4Mfl rp 5帕A feNW rp7KIA jp ISA)W y SftJP 抑R BSA j j- 4XA iji flTArp g 丁 5SA rp 6Kflrp 6 SA rp.JPSPGy.m _.-ILL 、-u2.LH5-COMv0如1XIXEY3X3CUM1：X4Y4X5Y5X6Y6X7V7XI：LLJMEXHYLOX12YllXI312XI4Y13XI5CDMcXI. 6Y14X17m御Y1&X21yi/,EE:DM4YPD推1心作EY231.30丫衫4X31V25X3EX33佇6C.DM6Y3QX35?31.：4CX41Y35X花

31、Y36S43V37成44M7Y40瞄r+1丫屹L傳I卜：V44Y牝Y46Y47KJCf1HJCEHJcj3HJC- -.tjLJ557DIEEDVAC24VDCo圖5-1系統(tǒng)連接圖4.2 PLC i/o點的分配由于是交流雙速電梯，需保留原線路中的主回路接觸器和門機繼電器；考 慮安全設計需要，控制部分保留安全回路繼電器（急停繼電器）和門聯(lián)鎖繼電器。對7層/7站集選電梯，根據(jù)輸入信號及輸入信號的數(shù)量，經(jīng)過計算，輸 入點為38點，輸出點數(shù)為39點；輸入、輸出信號都是數(shù)字量。輸出量的電壓類 型分別為 220VAC，110VAC，24VDC。根據(jù)選用的FX2N-80MR的輸入、輸出點數(shù)分配情況及計算的I

32、/O點數(shù)的實際情況，經(jīng)過綜合分析，畫出的I/O的地址分配及外圍接線圖5-1所示，圖中的 元件符號及其含義如附錄A。PLC部分內(nèi)部輔助繼電器含義如圖附錄B。4.3電梯開關(guān)門運行回路下列程序是按照雙開門有無司機控制來設計的。主要完成電梯的手動開門、 無司機狀態(tài)下的本層開門、電梯運行到達目的層站時的自動開門、手動關(guān)門、無 司機狀態(tài)下的自動延時關(guān)門、基站外啟動時的開關(guān)門等功能。電梯開關(guān)門運行回 路如圖5-2。:021XO35XO23 XC35XO2 5 XO37砌7 河。圖5-2電梯的開、關(guān)門運行回路上述程序中Y10、Y11分別為為開門、關(guān)門繼電器在PLC輸出端地址，X0 為超載信號輸入，當超載后電梯

33、將不關(guān)門，直到不超載后才關(guān)門啟動。M141為 PLC內(nèi)部輔助繼電器，表示電梯停止后轎廂內(nèi)無人，本層外呼開門繼電器。4.4電梯的指層控制回路本電梯中樓層信號是通過安裝于每層井道內(nèi)的感應器及安裝在轎頂?shù)母舸?板來實現(xiàn)的。但由于獲得的樓層信號不連續(xù)，因而需要通過程序?qū)崿F(xiàn)X32X40 分別為17樓的樓層感應器在PLC的輸入端地址。其實現(xiàn)程序如圖5-3。 TOC o 1-5 h z -一| |歸跆X。力I I-.呼如海3I I由盟1 | E5TM2XO32TI1一| |沮| |. .RST 虻I H-1一| |輜1 |RST X4 海EIMI I1由魅IXO35-| |.ptST皓T H-1XO37一|

34、 |苗湛1 |RSTH6XA40-I MMEye-| |yo20址KA-j | :Z215K6M2I FM311TII F通圖5-3實現(xiàn)連續(xù)層樓信號及七段數(shù)碼管表示樓層信號上述程序中M1M7為內(nèi)部輔助繼電器，其作用相當于繼電器控制線路中的 17樓的樓層輔助繼電器。取得樓層信號后，就要將樓層信息通過指示燈或七 段數(shù)碼管表示出來。若用指示燈表示層樓信號，程序非常簡單；本電梯中采用七 段數(shù)碼管來表示樓層信號，上圖中Y14、Y15、Y16、Y17、Y20、Y21、Y22為七段 數(shù)碼管中a、b、c、d、e、f、g各個筆畫的PLC輸出端地址。4.5電梯的選層、定向回路任何類別的電梯，其運行的充分與必要條件

35、之一一一“要有確定的電梯運行 方向”，因此所有電梯的確定運行方向的控制環(huán)節(jié)一一簡稱“定向環(huán)節(jié)”，在所有 電梯的整體控制系統(tǒng)中也與電梯的自動開關(guān)門控制環(huán)節(jié)一樣，是一個至關(guān)重要的. 控制環(huán)節(jié)。所謂電梯的方向控制環(huán)節(jié)，是根據(jù)電梯轎廂內(nèi)乘客欲往層樓的位置信號或各 層樓大廳乘客的召喚信號位置與電梯所處層樓的位置信號進行比較：凡是在電梯 位置信號上方向的轎內(nèi)或?qū)訕菑d外召喚信號，則電梯定上行方向；凡在其下方向 的，則定下行方向。在方向控制環(huán)節(jié)中，一般集選電梯必須滿足下列幾點要求。轎內(nèi)指令信號優(yōu)先于各層樓廳外召喚信號而定向，即當空轎廂電梯被某層 廳外乘客召喚到達該層后，某層的乘客即可進入電梯轎廂內(nèi)而撳按指令按

36、鈕令電 梯定上行方向（或下行方向）；若該乘客雖進入轎廂內(nèi)且電梯門未關(guān)閉而尚未撳按 指令按鈕前（即電梯尚未定出方向），出現(xiàn)其他層樓的廳外召喚信號時，如此召喚 信號指令電梯的運行方向有別于已進入轎廂內(nèi)的乘客要求指令電梯的運行方向， 則電梯的運行方向應由已進入轎廂內(nèi)的乘客要求而定向，而不是根據(jù)其他層樓廳 外乘客的要求而定向。這就是所謂的“轎內(nèi)優(yōu)先于廳外”。只有當電梯門延時關(guān)閉后，而轎內(nèi)又無指令定向的情況下，才能按各層樓的 召喚信號的要求而定出電梯運行方向，但一旦定出電梯運行方向后，再有其他層 樓的召喚信號就不能更改己定的運行方向了。要保持最遠層樓召喚信號所要求的電梯運行方向，而不能輕易地更改，這 樣

37、以保證最高層樓（或最低層樓）乘客的乘用電梯，而只有在電梯完成最遠層樓乘 客的要求后，方能改變電梯運行方向。在有司機操縱電梯時，當電梯尚未啟動運行的情況下，應讓司機有強行改 變電梯運行方向的可能性。這種在我國電梯尚未廣泛普及，又以“有司機”操縱 為主的使用情況下，這一“強行換向”也是必要的。而在電梯檢修狀況下，電梯的方向控制應由檢修人員直接撳按轎廂內(nèi)操縱 箱上或轎廂頂?shù)臋z修箱上的方向按鈕即令電梯定向上（或向下）運行；而當松開方 向按鈕即令電梯消失運行方向并使電梯立即停車。電梯的上下行方向的確定程序如圖5-4。yeMl 2W2 Z3 魁 甄HIMl 3HIMl 4HIMl 5HIHIM21 TOC

38、 o 1-5 h z -HI1KO46- J0i3I I-即 .H101JI1011 I 013圖5-4電梯的選層、定向（上、下行）上述程序中M100為PLC內(nèi)部輔助繼電器，代表電梯的上行方向繼電器,M101 為PLC內(nèi)部輔助繼電器，代表電梯的下行方向繼電器；X44為有/無司機開關(guān)在 PLC輸入端的地址；X46，X47為檢修上行和下行按鈕在PLC輸入端的地址。丫12,Y13 為上行、下行方向指示燈在PLC輸出端的地址。4.6電梯選層換速回路無論何種電梯，為了實現(xiàn)“快、穩(wěn)、準”要求中的“準”的要求，必須令電 梯在到達目的層樓之前的某一距離點開始進行減速，以保證準確停車時所需的盡 可能低的低速度。

39、為此，各種不同類型的電梯，其發(fā)出減速信號的位置是不一樣 的；但不論何種電梯，其減速制動信號的發(fā)出可以歸結(jié)為兩大類。1）人工的 即由電梯的專職司機憑經(jīng)驗判斷而發(fā)出的，例如手柄開關(guān)操縱的 各種載貨電梯等均屬此類。2）自動的 電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)指令信號或根據(jù)各層樓廳外的召喚信號方向 與電梯運行方向一致時，按預先確定的距離位置而自動發(fā)出減速信號。本電梯就 是這種。電梯選層換速程序如圖5-5所示。JiTiIE心K1803H1X0O6-| |ET Ml 2M2TH4I-MlPST M12M1B0-tH1XET MJ6 TOC o 1-5 h z M6-00+I卜M-Vs 宓 aiffO艾DM| | SET

40、Ml 7M7Y-OOlH-F 3MlffO1C11 TOC o 1-5 h z 一11f 5KI 2I |場)W13| |.mI | gMl 6I |31via| |割盹Ml 7I |牛3_)圖5-6轎內(nèi)登記和按鈕指示燈顯示、廳外召喚登記、消號與指示燈輸出的程序如下。其中X14、X16、X20、X22、 X24、X26為16樓上召喚按鈕在PLC輸入端的地址，M21M26為PLC內(nèi)部輔助 繼電器，表示16樓的上召喚繼電器，Y34Y37、Y40、Y41為16上召喚指 示燈在PLC輸出端地址；X15、X27、X21、X23、X25、X27為27樓下召喚按鈕 在PLC輸入端的地址。M32M37為PLC

41、內(nèi)部輔助繼電器，表示27樓的下召喚 繼電器，Y42Y47為27樓下召喚指示燈在PLC輸出端的地址。M30，M40為 PLC內(nèi)部輔助繼電器，分別代表電梯上行和下行方向輔助繼電器。如圖5-7。 TOC o 1-5 h z | |SETMlM3O Y104T I11s 心 itKT t姑 *xoie-1 |SETM22 辛 W004一I I1 I_4 臨T乂既 -4U2 2| | E5 | |SET溢 3,M3 U3O 0(X1T I1 Ie 23d-f1123-T f 郵 )X2ZT ISEJ 心 3fiM3O VOOiT I1 I4頃 瞄 HJBO-中H2i TOC o 1-5 h z T I即

42、 JW 二| |SEI H2515004T I1 I|4切 M25MHI1M25T Im 仆)XO2&| |.(SET H2S KEM3D YMiT I1 I4E 能七 Ml SO*H2-6 TOC o 1-5 h z T IB XO15| | .；ET H32M2 M40004T I1 I一J4R# H MISO *3 2 TOC o 1-5 h z -T f E )XO17| |.SET M33紹M4D Y(KHI II Ir R片T皿 maoW| |-也心?| | :ET M3 4MkM4O YOOT I1 IR5T e MISOT，fU3 4I | E )T I -MBYOO-1T I

43、1 I_ppf-M1Bd4用ET I)；D25T H潟MdO WiT I1 IMIBO-44-JT IXO27T I-SETR.STSETRSTSETJ1)1347 MW YOGIT I1 IRW H3?K18GHM3 7I I ._(：Di7圖5-7廳外登記消號與指示燈輸出4.8電梯的運行控制回路本電梯為雙速控制，故電梯的運行控制主要是在保證電梯安全回路及門聯(lián) 鎖正常工作的前提下，對雙速電梯的啟動加速、穩(wěn)速運行、減速、停車等的控制。 實際上，表現(xiàn)為電梯的上行，下行接觸器和快車、慢車接觸器的控制。該部分功 能實現(xiàn)的程序如下：其中Y0,Y1分別為上行和下行接觸器在PLC輸出端的地址； Y2,Y3

44、分別為快車和慢車接觸器在PLC輸出端的地址；Y4為快車輔助接觸器在 PLC輸出端的地址；Y5, Y6, Y7分別為慢車第一、第二和第三輔助接觸器在PLC 輸出端的地址；X30，X31分別為上下平層感應器在PLC輸入端的地址。M120代 表運行回路的啟動繼電器。運行控制如圖5-8所示。X-032 XO3 3又眼 dKO3SXDiO KOO1 TOC o 1-5 h z TF4-F-FMI I)MillI IMHOK.7ST I8)XO03 MlfrO XOOl T2O7 XO13XI20-SO43003I 卜G皿Ml 30M120YM2t ij4林 )XD30031Hl 5-0r002 Xfl4

45、3 X001T001I I少卡H 干1 I H廣仲 1XlOO TCH2 Ml 2-0XTOl XO43 Hl 00I F1 卜 -I IX0301 Yfr03 Y000XO 據(jù)T41 II I4T2CHWYflOOT I 3)XO31 X030 HIM rooa XOlS XOOl YOfrOI I- H M -J4- | H-C1 -J4.10電梯控制系統(tǒng)的調(diào)試運行調(diào)試程序則意味著整個設計進入了收尾階段了，調(diào)試應滿住系統(tǒng)的運行要 求，1）開始時，電梯處于任意一層。2）當有外呼梯信號到來時，轎廂響應該呼梯信號，到達該樓層時，轎廂停 止運行，轎廂門延時打開，延時后自動關(guān)門。3）人進入轎廂后，當

46、有內(nèi)呼梯信號到來時，轎廂響應該呼梯隊信號，到達 該樓層時，轎廂停止運行，轎廂門延時打開，延時自動關(guān)門。4）在電梯轎廂運行過程中，轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或 上升）的外呼梯信號均不響應，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯 信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓， 在此過程中可以響應二層向上外呼梯信號，但不響應二層向下外呼梯信號。同時， 如果電梯到達三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應三層向下外呼 梯信號。否則，電梯轎廂將繼續(xù)運行至四樓，然后向下運行響應三層向下外呼梯 信號。5）電梯應具有最遠反向外呼梯響應功能。例如，電梯轎廂在一樓，

47、而同時 有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯，四層向下外呼梯，則電梯轎廂光去四樓響 應四層向下外呼梯信號。6）電梯未平層或運行時，開門按鈕和關(guān)門按鈕均不起作用。平層且電梯轎 廂停止運行后，按開門按鈕轎廂門打開，按關(guān)門鈕轎廂門關(guān)閉。系統(tǒng)調(diào)試運行的步驟大概可分為：1）根據(jù)各個模塊編寫好電梯控制系統(tǒng)的梯形圖程序。2）將程序?qū)懭隤LC。3）調(diào)試運行。在調(diào)試過程中要充分運用PLC的監(jiān)控、測試手段。可以首先進行各個模塊 的調(diào)試，然后再整體調(diào)試。在進行系統(tǒng)調(diào)試時，必須弄清楚各個模塊之間的聯(lián)系。 系統(tǒng)調(diào)試是非常復雜的過程，需要考慮很多方面的問題，需要對程序反復驗證， 現(xiàn)場調(diào)試等等，使系統(tǒng)盡量完善。結(jié)論畢業(yè)設計是專

48、科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這 次比較完整的設計出電梯PLC控制，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)。通過實 際設計相結(jié)合，鍛煉了我綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際工程問題的能 力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè) 能力水平。通過PLC控制電梯，實現(xiàn)電梯的運行速度、反映時間和停層的準確度 達到一定的標準，而對電梯的速度、運行狀態(tài)、安全、可靠、消防等進行合理的 設計。綜合考慮電梯PLC控制系統(tǒng)，能夠達到“穩(wěn)、準、快”的要求，這就要求 我們的設計必須嚴密、可靠。通過這次畢業(yè)設計，提高了我的意志力和品質(zhì)力， 提升了自己的忍耐力，懂得了怎樣緩解壓力，學會了獨立思考、邏輯思維、提出 問題、分析問題、解決問題的方法。這是我們希望看到的，