機(jī)電一體化產(chǎn)品分析-電梯

1機(jī)電一體化產(chǎn)品分析——電梯機(jī)電—體化(Mechatronics)一詞最早(20世紀(jì)70年代初)起源于日本，它是機(jī)械學(xué)個(gè)學(xué)科的綜合。機(jī)電一體化最初指在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能與控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合起來而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。電一體化”本身的含義也被賦予了新的內(nèi)容。其基本概念和含義可概括為：機(jī)電學(xué)習(xí)控制等各種各樣的控制。作為由若干具有特定功能的機(jī)械與微電子要素組成的有機(jī)整現(xiàn)今世界，電梯已是人們離不開的極其重要的文通（代步）工具。技術(shù)的綜合產(chǎn)物，是未來信息社會(huì)的典型縮影。電梯作為大廈控制系統(tǒng)的重要成員，有著舉足輕重的地位。電梯是一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。2蒂斯研制出鋼絲繩提升的安全升降機(jī)。80年代，驅(qū)動(dòng)裝置有進(jìn)一步改進(jìn)，如電動(dòng)機(jī)通過蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)纏繞卷筒、采用平衡重等。19世紀(jì)末，采用了摩擦輪傳動(dòng)，大大機(jī)械系統(tǒng)由曳引系統(tǒng)、轎廂和對(duì)重裝置、導(dǎo)向系其中曳引系統(tǒng)由曳引機(jī)、導(dǎo)向輪、曳引鋼絲繩、曳引繩錐套等部件組成。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌架、導(dǎo)軌、導(dǎo)靴等部件組成。機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)主要由緩沖器、限速器和安全鉗、制動(dòng)器、門鎖等部件組成。廳轎門和開關(guān)門系統(tǒng)由轎門、廳門、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、門鎖等部件組電氣控制系統(tǒng)主要由控制柜、操縱箱等十多個(gè)部件和幾十個(gè)分別裝在各有關(guān)電梯部件上的電器元件控制系統(tǒng)主要指軟件部分。3護(hù)系統(tǒng)等組成。其中曳引系統(tǒng)由曳引輪、曳引繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等部件組成。導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌架、導(dǎo)軌、導(dǎo)靴等部件組成。廳轎門和開關(guān)門系統(tǒng)由轎門、廳門、開關(guān)門機(jī)構(gòu)、門鎖等部件組成。機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)主要由緩沖器、限速器和安全鉗、制動(dòng)器、門鎖等部件組成。成部分有：曳引輪、曳引繩、導(dǎo)向輪、反繩輪。速度反饋裝置（光碼盤）、慣性輪等。根據(jù)電動(dòng)機(jī)之間是否有減速箱，又可以分為有齒曳引對(duì)于有齒輪曳引機(jī)，在曳引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間安裝減速器(箱)．目的是將電梯運(yùn)行的要求。根據(jù)減速器的不同結(jié)構(gòu)，常采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)在制動(dòng)器的旁側(cè)，與電動(dòng)機(jī)軸、制動(dòng)器軸在同一軸線上。置上下運(yùn)動(dòng)。所以說，它是電梯賴以運(yùn)行的主要部件之一。4、制動(dòng)器對(duì)于有齒輪曳引機(jī)，制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)的旁邊，即在電動(dòng)機(jī)軸與蝸輪軸相連的制動(dòng)輪處。若是無齒輪曳引機(jī)則安裝在電動(dòng)機(jī)與曳引輪之間。制動(dòng)器通常由制動(dòng)電磁鐵、制動(dòng)臂、制動(dòng)在曳引電梯中，轎廂和對(duì)重懸掛于曳引輪兩側(cè)。體包括轎廂底、轎廂壁、轎廂頂和轎廂門等組成。對(duì)重平衡裝置由對(duì)重和補(bǔ)償裝置組成；對(duì)重的作用是為了減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高曳引電梯的導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。作用是保證轎廂和對(duì)重始終在垂直方向上4侯梯人員和物品墜入井道或者轎內(nèi)人員和物品與井道相碰撞而發(fā)生危險(xiǎn)。對(duì)于電梯，無論是轎門還是廳門，均由門扇、門滑輪、門靴、門地坎、門導(dǎo)軌等部件組成。廳門和轎門均由門滑輪懸掛在各自的門導(dǎo)軌上，下部通過門靴(滑塊)與各自的門地坎配合。對(duì)同一部電梯，其廳門必須和轎門是同一類型的。電梯門按運(yùn)動(dòng)方式不同可分為兩類即滑動(dòng)門和旋轉(zhuǎn)門。滑動(dòng)門按其開門方向又可分為中分式、旁開式和直分式三種。電梯轎門、廳門的開關(guān)操作有手動(dòng)開關(guān)與自動(dòng)開關(guān)兩種，所對(duì)應(yīng)的開關(guān)門機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。手動(dòng)方式目前在電梯上的使用已很少見。自動(dòng)開門機(jī)除了能自動(dòng)開啟、閉合轎廂門外，還具有自動(dòng)調(diào)速的功能，因此，自動(dòng)開門機(jī)主要由減速裝置和執(zhí)行裝置組成。或者失控，將會(huì)帶來無法估計(jì)的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。為了確保電梯的安全運(yùn)行，必須設(shè)置限速器部分主要由限速器、鋼絲繩和張緊裝置等組理不同限速器可以分為擺錘式和離心式兩種。該裝置能夠反映轎廂或者對(duì)重的實(shí)際運(yùn)行速度，當(dāng)電梯的運(yùn)行速度達(dá)到或者超過設(shè)定的極限值時(shí)（額定速度的繩機(jī)構(gòu)提拉起安裝在轎廂梁上的連桿機(jī)構(gòu)，通過機(jī)械動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，切斷控制電路，同時(shí)迫使安全鉗動(dòng)作，從限速器不起作用。張緊裝置由支架、張緊輪和配重組成。它的作用是使鋼絲繩張緊，保證鋼絲繩與限速器之間有足夠的摩擦力，以準(zhǔn)確地反映轎廂的運(yùn)行速度。張緊輪安裝在張緊裝置的支架軸上，可以靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)．調(diào)整其配重的質(zhì)量．可以調(diào)整鋼絲繩的張力。使用。制停部分常稱為安全鉗，通常成對(duì)的安裝在轎廂架下的橫梁上；操縱部分是一組連桿系統(tǒng)，由限速器動(dòng)作時(shí)同步操縱。然情況時(shí)，安全鉗能夠接受限速器的操縱，以機(jī)械動(dòng)作將電梯轎廂緊急制停，并夾持在按其動(dòng)作過程的不同安全鉗可分為瞬時(shí)式安全鉗和滑移式安全鉗。緩沖器是電梯極限位置的最后一道安全裝置。當(dāng)所有保護(hù)措施都失效時(shí)，帶有較大速度消耗轎廂能量的裝置，以減少損失。緩沖器恰是這樣一種能吸收或消耗轎廂能量的裝置。5繼而發(fā)生沖頂或撞底事故，而在轎廂導(dǎo)軌的上、下終端支架上安裝的裝置。終端超越保護(hù)裝置一般由強(qiáng)迫減速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)部分，以及相應(yīng)的打板、開關(guān)的碰輪相接觸，使開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)發(fā)出指令信號(hào)，迫使電梯停駛。限位開關(guān)是為了防止電梯沖頂或撞底的第二道防線。當(dāng)轎廂超出頂層或底層的位置而強(qiáng)迫減速開關(guān)又未能使電梯減速停駛時(shí)，上限位開關(guān)或下限位開關(guān)動(dòng)作，迫使電梯停止運(yùn)行。電梯因限位開關(guān)動(dòng)作而被迫停駛時(shí)，仍能應(yīng)答層樓召喚信號(hào)，并可以向相反方向繼續(xù)運(yùn)行。就會(huì)隨著電梯的繼續(xù)運(yùn)行去碰撞裝在井道內(nèi)的第三道防線——極限開關(guān)的碰輪。因碰輪動(dòng)作，使極限開關(guān)斷開電源，迫使電梯立即停止運(yùn)行。6電力拖動(dòng)系統(tǒng)是電梯驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件完成相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源。在電梯中的主要運(yùn)動(dòng)有轎動(dòng)，在控制上多采用閉環(huán)控制方式。b)在運(yùn)動(dòng)中有正確的速度控制，以保證有良好的舒適性和平層的準(zhǔn)確度；c)動(dòng)作靈活、反應(yīng)迅速，在特殊情況下能夠迅速制停；e)運(yùn)行平穩(wěn)、安靜，噪聲小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；f)對(duì)周圍電磁環(huán)境無超標(biāo)的污染；g)動(dòng)作可靠，維修量小，壽命長(zhǎng)。轎廂運(yùn)動(dòng)的常用電力拖動(dòng)方式主要分為直流和交流兩種。④斬波控制的直流電機(jī)拖動(dòng)。①雙速交流異步電機(jī)定子串電阻調(diào)速拖動(dòng)；②交流調(diào)壓-能耗制動(dòng)的交流異步電機(jī)拖動(dòng)；③交流調(diào)壓-渦流制動(dòng)的交流異步電機(jī)拖動(dòng)；④交流調(diào)壓-反接制動(dòng)的交流異步電機(jī)拖動(dòng)；⑤變壓變頻（VVVF）交流異步電機(jī)拖動(dòng)；電機(jī)拖動(dòng)方式由于其優(yōu)異的性能和逐步降低的價(jià)格而大受青睞，占據(jù)了新裝電梯的大部轎門及廳門開關(guān)運(yùn)動(dòng)的電力拖動(dòng)方式主要有以下幾種：①直流電動(dòng)機(jī)電樞串、并聯(lián)電阻調(diào)速拖動(dòng)方式；7阻值來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)開(關(guān))門過程的“慢一快一慢”的要求。這種調(diào)速方式在早易出故障，造成維修工作量增大，可取性差，效率較低，目前已較少采用。直流電動(dòng)機(jī)斬波調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)方式采用大功率晶體管組成的無觸點(diǎn)開關(guān)通過改變導(dǎo)通樞串、并聯(lián)電阻調(diào)速拖動(dòng)方式的替代方法。交流異步電動(dòng)機(jī)VVVF變頻調(diào)速拖動(dòng)方式是近些年出現(xiàn)的新型調(diào)速方法。這種調(diào)速方法刷—換向器部件，可靠性進(jìn)一步提高，采用VVVF變頻調(diào)速控制．運(yùn)行平穩(wěn)，效率更高，是當(dāng)前電梯開關(guān)門電路中較普遍采用的方法。力矩異步電動(dòng)機(jī)具有較大轉(zhuǎn)矩，能夠承受長(zhǎng)時(shí)間的堵轉(zhuǎn)而不會(huì)燒壞，由力矩異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)門方式適宜用于環(huán)境較差、容易出現(xiàn)堵卡門現(xiàn)象的電梯中。驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其反應(yīng)靈活，響應(yīng)迅速，是一種有發(fā)展前途的開關(guān)門方式。引電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器與曳引輪連接，曳引輪兩側(cè)懸掛轎廂和對(duì)重，測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)通州安裝，其輸控制的結(jié)果是電機(jī)轉(zhuǎn)速回升，達(dá)到期望值為止。本系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)是控制對(duì)象，電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速n是被控制量。轉(zhuǎn)速n經(jīng)測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)出并轉(zhuǎn)換成適量的電壓后，再經(jīng)反饋通道送至電壓放大器的入端與速度給定電壓比較82.層樓顯示器4.檢修開關(guān)盒5.平層裝置6.旋轉(zhuǎn)編碼器7.轎廂位置檢測(cè)裝置電梯的信號(hào)控制可以分為單梯信號(hào)控制、雙（三）梯并聯(lián)控制和梯群控制三種。為了實(shí)可靠性高、通用性強(qiáng)和靈活的特點(diǎn)。1、單臺(tái)電梯的信號(hào)控制客電梯中幾乎全部采用集選控制方式。有關(guān)國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將集選控制方式定義為：將層門外上下召喚信號(hào)、轎廂內(nèi)選層信號(hào)和其他各種專用信號(hào)加以綜合分析、判斷后，自動(dòng)決定轎廂運(yùn)行的無司機(jī)控制?？梢娂x控制并把乘客送到目的地。（1）應(yīng)用可編程控制器（PLC）掉了大部分繼電器(及機(jī)械選層器)，主要由PLC實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制。PLC控制程序包括層樓位置譯碼、指令、上下召喚、定向、反截、啟動(dòng)和制動(dòng)控制等軟件模塊。a)轎廂樓層位置檢測(cè)方法b)轎內(nèi)指令和外召喚信號(hào)的處理c)開關(guān)門控制d)定向與選層換速e)樓層位置指示9a）轎廂樓層位置檢測(cè)方法最常用的是旋轉(zhuǎn)編碼器輸入用于測(cè)量轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及位移梯PLC控制系統(tǒng)中，可使用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)電梯運(yùn)行過程中轎廂所處樓層位置。b）轎內(nèi)指令和外召喚信號(hào)的處理內(nèi)指令信號(hào)處理包括信號(hào)登記、顯示及本層停車消號(hào)。信號(hào)的登記采用自鎖原理，軟件上采用邏輯與運(yùn)算指令實(shí)現(xiàn)，不論電梯上行還是下行，當(dāng)轎廂運(yùn)行至有內(nèi)指令要求的樓層時(shí)，均需換速停車，并消除登記信號(hào)，不需反向保號(hào)。廳功能。具體程序如下圖所示。行狀態(tài)下0001與0002均為ON，當(dāng)打急?；驒z修時(shí)0001或0002為OFF，與本層位置信號(hào)0214、0301—0315分別為上召喚和下召喚信號(hào);1500—1514、1601—1615分別為上召喚和下召喚信號(hào)登記通道。1000—1015為樓層位置用跳轉(zhuǎn)指令JMP—JME實(shí)現(xiàn)直駛和反向保號(hào)，當(dāng)直駛時(shí)0008為OFF，不管上運(yùn)行還是下運(yùn)行，所有外召喚信號(hào)均保持。點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)內(nèi)選或外呼指示燈，這一方法雖然線路比較簡(jiǎn)單，查線維護(hù)方便，但占用c）開關(guān)門控制d）定向與選層換速則換速和按時(shí)間原則換速兩種方式。旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖輸入PLC，通過設(shè)置PLC高速計(jì)數(shù)器指令的上下限數(shù)值便可準(zhǔn)確地按距離(脈沖數(shù))換速。換速的條件是，有選層信號(hào)且轎廂運(yùn)行至該層站時(shí)，電梯換速平層停車。換速程序可采用邏輯與運(yùn)算指令。e）樓層位置指示控制可直接驅(qū)動(dòng)層燈和數(shù)碼管。在長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)中林海波所寫文章中提及的一安裝在兩層樓間的一個(gè)位置檢測(cè)信號(hào)輸入0100，經(jīng)如果用一個(gè)通道的每一位分別表示一層站，可用BIN(23)指令將HR9中的四位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六位二進(jìn)令中的參數(shù)應(yīng)為#0010。（2）應(yīng)用多微機(jī)控制系統(tǒng)PLC控制本質(zhì)上也是微機(jī)控制，但是其控制能力有限，通常適于