第四章电梯的电气控制系统介绍
简述电梯电气控制系统的组成
简述电梯电气控制系统的组成电梯电气控制系统是电梯工作的核心组成部分，它是由多个部件和控制器组成的复杂系统。
它的主要作用是控制电梯的运行、安全和精确停靠，并确保电梯的稳定运行。
下面我们就来详细了解一下电梯电气控制系统的组成结构。
1.控制器控制器是电梯电气控制系统的主要组成部分。
它是由多个微控制器组成的中央处理器，可以对电梯的运行进行控制和监测。
当乘客通过按钮选择要去的层后，控制器将指令传送给电梯马达，使电梯上下移动并在所选楼层准确停靠。
控制器还具有崩溃保护和故障检测功能，能够在电梯发生故障时及时发出警报并停止电梯运行。
2.电动机电梯的电动机是控制系统的另一个重要组成部分。
电动机通常由三相交流电源驱动，以提供电流和动力。
电梯经常需要起重或下降重量，因此电动机必须具有适当的功率和转矩。
3.电线和电缆电线和电缆是电梯电气控制系统的重要组成部分。
它们用于将控制器和电动机之间传输指令和电力信号。
系统中使用的电线和电缆必须具有足够的尺寸和质量以确保可靠的电气传输，并能够承受电梯的重量和振动。
4.电子元件电子元件包括传感器、继电器和开关，它们在电气信号传输和控制中起着关键作用。
例如，在控制器中使用的传感器可以检测电梯的位置和速度，并将这些信息用于控制电动机的运行。
继电器和开关可用于控制电气信号和保护系统免受过度电流和电压的影响。
综上，电梯电气控制系统是电梯工作的核心所在。
它是由多个部件和控制器组成的复杂系统，用于控制电梯的运行、安全和精确停靠。
正确的电气控制系统能够确保电梯的高可靠性、安全和舒适性。
电梯电气控制系统的构成
图2-8 电梯开关门流程图
电梯控制与故障分析
令按钮和开、关门按钮，
图2-2 电梯操纵箱 1－底盒；2－面板；3－楼层显示；4－运行方向指示；5 －厅外召唤指示灯；6－召唤方向指示；7－蜂鸣器；8－ 警铃；9－轿内指令按钮；10－开门按钮；11－关门按钮；
12－暗盒；13－暗盒锁
1.2电梯电气控制系统的主 要组成
3.指层灯箱
指层灯箱是给司机和轿内、外 乘用人员提供电梯运行方向和 所在位置指示灯信号的装置，
1.2电梯电气控制系统的主 要组成
9.轿顶检修箱 轿顶检修箱位于轿厢顶上，以便 于检修人员安全、可靠地检修电 梯，如图2-5所示。检修箱装设的 电器元件一般包括控制电梯慢上 慢下的按钮、电动开关门按钮、 急停按钮、轿顶正常运行和检修 运行的转换开关和轿顶检修灯开
关等。
图2-5 轿顶检修箱 1－运行检修转换开关 2－检修照明灯 3－检修照明灯 开关 4－电源插座 5－慢上按钮 6－慢下按钮 7－开门按钮 8－急停按钮 9－关门按钮 10－面板 11－盒
全装置。 控制式极限位置保护开关装置由行程开关和接触器结合构成，其结构较之强制式极限位置保
护开关相对简单，效果也比前者好。
1.2电梯电气控制系统的主要组成
7.换速平层装置 换速平层装置是一般低速或快速电梯实现到达预定停靠站时，提前一定距离把快速运行 切换为平层前慢速运行、平层时自动停靠的控制装置。常用的换速平层装置有以下几种 ：干簧管换速平层装置、双稳态开关换速平层装置、光电开关换速平层装置。 8.底坑检修箱 底坑检修箱上装设的电气元件有急停按钮、底坑检修灯和两孔电源插座等。
图2-7 电梯响应流程图
1.3电梯典型控制流程
3.电梯开关门流程
当电梯到达系统控制的目标楼层 时，控制系统发出开门信号，电 梯门开，当门开到开门限位时， 计时3s，然后关门，直到关门限 位产生信号。此过程期间，按开 门按钮电梯门打开，按关门按钮 电梯门关闭，并且当门关闭动作 时，门间来人会使光电传感器产 生信号，控制系统发出开门信号 ，电梯开关门流程图如图2-8所示
电梯功能描述(包括全部电气和机械功能)
电梯功能描述(包括全部电气和机械功能)电梯是一种交通工具，主要便于人们的上下行动。
它是一种复杂的机电系统，由电气、机械和控制系统组成。
本文将分别介绍电梯的全部电气和机械功能。
电气功能1. 门的开关电气控制系统能够自动控制电梯门的开关，保证乘客的安全。
电梯门的开关使用红外线的技术来控制，当有人或物品挡住电梯门时，门会停止关闭并自动重新打开。
2. 电梯运行的控制电梯系统的运行主要依赖电力传递，控制器在确定了电梯乘员的目的地之后，自动选定最优资产轨迹进行运行控制，同时根据外部输入的信号优化自身的动作。
3. 电梯上升和下降的速度控制电梯的上升和下降速度由电气系统控制。
当电梯上升或下降时，电气系统会自动控制速度，以保证电梯运行的安全和顺畅。
4. 紧急停止电源电梯在运行过程中如果遇到一些紧急情况，可以通过紧急停止电源，来保护乘客的安全。
紧急停止电源可以通过按钮或其他设备进行操作，电气控制系统能够迅速地停止电梯的运行。
这样可以防止电机产生更大的损坏或电气系统密切关系。
机械功能1. 电梯驱动装置电梯驱动装置是电梯机械系统的核心部分。
它是电梯上下移动的动力来源。
电梯驱动装置可以通过电气或机械联系电梯主机，完成电梯的运行。
2. 制动系统制动系统是电梯机械系统的一个十分重要的组成部分，它主要是用以控制电梯主机的制动和轮在轨道上的运动。
它包括制动器、制动齿轮、制动鞋和驱动轮，在电梯停止运行时起到了安全保护的作用。
3. 防坠安全保护装置防坠安全保护装置是电梯的安全措施之一。
当电梯主机失速或速度过快时，它能够立即制动电梯运动，从而保护电梯乘员的生命安全。
4. 限速器限速器主要是为了控制电梯的速度。
其主要功能是控制电梯上升和下降的速度，一旦电梯的速度超过限定范围，限速器就会自动制动，防止电梯出现安全问题。
，电梯的机械和电气系统具有复杂且精密的控制机制，它们的良好运行和系统完整性是确保电梯整体安全性和正常运行的重要保障。
电气控制系统
电气控制系统
有触点（继电器） PLC 无触点 微机
7.3 目的层站系统
目的层站系统是电梯配置里面比较高的调 配系统，它类似于公交系统的车辆运行方案，而 又高于公交系统的配车方案，电梯群控中两个最 基本的不确定因素是：当电梯被召唤时， 1.有多少人在呼梯处候梯? 1.有多少人在呼梯处候梯? 2.每位乘客的目的楼层在哪里？ 2.每位乘客的目的楼层在哪里？ 目的层站系统是电梯行业为用户提供的一种 最佳电梯配置和管理系统。图例
7.1 电梯控制方式 手柄开关操作，按钮控制，信号控制，集选 控制，下集合控制，并联控制，梯群控制（群控） 等，最近又推出目的层站控制。
7.2 梯速与停站 如果行程100mm的电梯的额定速度由2.5m/s 如果行程100mm的电梯的额定速度由2.5m/s 提升到4.0m/s，即使不停站，单程运行时间充其 提升到4.0m/s，即使不停站，单程运行时间充其 量只能缩短15s，如果有了中间停站，特别是多 量只能缩短15s，如果有了中间停站，特别是多 次停站时，候梯时间缩短不多，可提速代价是昂 贵的。（18kw-28kw,1000kg,永磁同步无齿曳引 贵的。（18kw-28kw,1000kg,永磁同步无齿曳引 机） 如果减少一次停站，缩短20s以上是很容易的， 如果减少一次停站，缩短20s以上是很容易的， 如：开关门时间为5s，减速时间4s,10位乘客进 如：开关门时间为5s，减速时间4s,10位乘客进 出轿厢平均1.5s/人，总计就约23s. 出轿厢平均1.5s/人，总计就约23s. 调配合理是缩短候梯时间，节省能源的有力 措施，也称电梯控制方式的革命或称智能化的电 梯
电气控制系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控 制屏、平层装置等组成, 制屏、平层装置等组成,它的作用是对电梯的运行实 行操纵和控制。 操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、 层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。 控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成， 是电梯实行电气控制的集中组件。 位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般 能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。 过去大多采用继电器逻辑线路，接线复杂，故 障率高，目前逐渐被可靠性高，通用性强的PLC和微 障率高，目前逐渐被可靠性高，通用性强的PLC和微 机代替。
电梯的电气控制系统设计与实现
电梯的电气控制系统设计与实现
首先，电梯的电气控制系统需要具备运行方向控制功能。
电梯可以向上或向下运行，所以需要设计一个控制器来判断电梯当前的运行方向，并根据乘客的指令来使电梯向对应的方向运动。
在设计这个功能时，可以使用PLC（可编程逻辑控制器）或者单片机来实现控制逻辑。
其次，电梯的电气控制系统还需要实现停靠楼层控制功能。
当电梯到达其中一楼层时，需要精确地停下来以便乘客上下电梯。
为了实现精确停靠，可以使用光电传感器来探测电梯与楼层之间的距离，并通过控制电机的启停来实现的电梯的停靠。
另外，电梯的电气控制系统还需要具备安全保护功能。
例如，当电梯超载时，需要停止电梯的运行以避免危险。
此外，当电梯门没有完全关闭时，电梯也不应该运行，否则会造成安全隐患。
因此，需要在电气控制系统中加入相关的安全控制机制，如传感器检测电梯的负载或者门的关闭状态，并在相应的情况下触发相应的动作，例如关闭电梯的运行。
在实现电梯的电气控制系统时，还需要考虑许多其他因素，如紧急停止按钮、故障检测与报警机制等。
同时，还需要确保电气控制系统的可靠性和稳定性，以及检查系统的灵敏度和精确度，以提高电梯的运行效率和安全性。
总结起来，电梯的电气控制系统设计与实现需要考虑运行方向控制、停靠楼层控制、安全保护等功能，同时要考虑紧急停止按钮、故障检测与报警机制等因素，确保系统的可靠性和安全性。
在实际应用中，还需要根据具体的需求和现场情况进行适当的调整和优化。
电梯的电气控制系统探讨
参考 文献
３ ） 泡沫液 用量 计算
【 １ 】王增长 ． 建筑给水排水工程 》 （ 第 五版 ） 中国建筑工业 出 泡沫混 合液供给 强度 与喷 水强度同为 １ ２ Ｌ ／ ｍｉ ｎ． ｍ ， 泡沫液 版 社 ，２ ０ ０ ３ 年． 混合 比 ６ ％， 供给时 间 ｌ Ｏ ｍｉ ｎ ， 保护面积 ４ ５ ２ ｍ ， 计算公式：Ｍ＝ ｋ
最 不 利 配水 点泡 沫 喷 头 与 消防 水 池 最 低 水 位 高 差 Ｚ ＝ Ｉ １ ． ５ ｍ
Ｈ ＝４ ０ ＋４． ３ ＋３ ． ６ ＋１ ８ ． ６ ＋１ １ ． ５ ＝７ ８ ｍ。
统设计 流量加大 将其 划分为若干防火分 区， 则将 增加 雨淋 阀组 及 自控方面的投入 。 因此 ， 在工程设计 中， 应根据仓库的防火分 区、 物 品物 化性质、 火灾特点等 因素综合考虑 ， 合理选用泡沫 灭 火 系统 ， 及其它灭火系统 ， 能及时有效扑灭火 灾， 做 到 系统 方 案
安全走出 电梯 ， 如果 电梯没 有配置断 电再平层装置 ， 被困在 电梯
随着城 市建设的迅速进展 ， 高 层建筑在这些年来建筑行业 主 里的乘客可以拨打 １ １ ０ 求救 电话 ， 如果 电梯内没有手机信号 ， 也
１ ． 电气 控 制 原 理
电梯的 电气控制 其实就是安全 回路 的控 制 ， 如图１ ， 它由电 源控制保护装 置 ， 供 电电源相序保护装置 ， 门 电气连锁 ， 急停开 关， 超速保护开 关 ， 等 串联而成 ， 其 中任 何一个装置 （ 开关 ）的 线路出现问题 电梯 的安全 回路 就会断开 ， 故障灯亮起 ， 电梯立即 停 止运行 。 给 电梯供 电的电源如果错相 ， 直接影响 曳引机反转进 而造成不可挽 回的损 失， 断相产 生的三相 电压失衡 ， 也容易造成 电梯控制 电子板的损坏 ， 在进入电梯的三相 电源首先就要进行相 序的检 钡 ｊ Ｉ 一旦 电梯运行时突然停 电， 断电再平 层就会 自行启动 ， 向 电梯 供 电 ， 这 时 电梯 就 会 在 断 电再 平 层 装 置 的 控制 下进 行 缓 慢 移动， 当 电梯移动到最近 的平层后电梯门会 自动打开 ， 乘客即可 年 １ 月
第四章 电梯的电气控制系统
24
轿内指令线路
若电梯有n 层站停靠，则 轿厢内有n 个轿内指令按钮， n 个轿内指令继电器，n×2 -2 = 2 ( n -1 ）个层站招唤按 钮，2 ( n -1 ）个层站招唤继 电器。 一般的轿内指令线路见 右图。其中1JD、 2JD、…nJD为轿内指令继 电器；1JD 、2JD … nJD 为 轿内指令按钮信号指示灯 1JX ‘、2JX ‘… nJX ‘为各层 的层楼继电器的触点1A 、 2A … nA 为轿内各层站的 指令按钮。
13
继电器控制电路
14
PLC 的工作原理
继电器的动作无非是产生其触点的导通或 切断两种状态；如果我们用“1”来表示这个继 电器触点的导通；用“0”来表示切断，并把这 个“1 ”或 “0 ”放在一个给定的内存单元中。 这时这个内存单元的数值在“1 ”与“0 ”之间 随着继电器“动作”而改变，完全表达了继电 器动作的含义。 进一步地，如果把继电器的动作用软件指 令方式来控制实现，那么继电器逻辑控制工作 就完全可以在PLC 内部以软件（程序）和内存 状态（数据值）来实现了。
起动、减速制动控制 轿内指令控制 层站召唤线路 选层、定向控制 平层、再平层控制 指层线路 开关门控制 检修运行控制 消防运行控制 超载控制 电气安全控制线路
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起动、减速制动控制
起动：KMvw或KMDw （上、下行继电器）↑→制动 继电器↑→KMM↑→运行继 电器↑→降压运行→KMA1↑， 这时快速绕组得到全压运行 减速：平层减速信号 KMM↓→KML↑慢车运行继 电器↑→串电抗、电阻运行延 时继电器↑→KMA2↑（受延时 继电器1 控制的短接继电器） →串电抗运行→KMA3↑，这 时电机慢速绕组得全压运行。
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层站召唤线路
每个层站都有两个召唤按钮（除最上层和最下层 外），因此控制电路中就增加了对其上行召唤和下行 召唤分别处理控制方式。实际上，利用电梯桥厢运行 的方向继电器就可以实现“顺向截梯”的原则。
电梯基本原理(电气)
工作原理：电梯楼层信号系统通过感应器感应电梯所在楼层，并通过控制系统将信号 传输给电梯控制器，实现电梯的升降控制。
维护保养：定期检查感应器是否正常工作，清洁控制箱内部，保持电梯控制系统的 干燥和清洁，定期进行系统检测和调试，确保电梯运行安全可靠。
排除方法：检查楼层信号系统线路是否正常，检查传感器是否损坏
排除方法：检查该楼层的感应器是否正常，检查楼层信号系统与控制系 统的连接是否正常
排除方法：检查楼层信号系统线路是否有干扰，检查感应器是否正常工 作
排除方法：检查楼层信号系统与门机系统的连接是否正常，检查感应器 是否正常工作
汇报人：
02
维护保养：定期对曳引 机进行检查，确保其正 常运转；定期更换润滑 油，保持润滑良好；定 期检查曳引轮的磨损情 况，如有磨损及时更换。
曳引机噪音过大： 检查曳引机润滑 系统，确保润滑 油充足，清理轴 承座杂质，更换 轴承座密封件。
曳引机振动过大： 检查曳引机安装 基础是否牢固， 调整曳引机安装 精度，检查曳引 机传动轴的平衡 度。
原因：门锁继电器损坏或电梯门锁保护装置动作 排除方法：检查门锁继电器和保护装置，更换损坏的元件
故障三：电梯控制柜急停开关动作 原因：急停开关损坏或急停开关控制回路断路 排除方法： 检查急停开关和其控制回路，更换损坏的元件，修复断路
原因：急停开关损坏或急停开关控制回路断路 排除方法：检查急停开关和其控制回路，更换损坏的元件，修复断路
交流曳引机又分为交流双速曳引机、 交流调压调速曳引机、交流变压调 速曳引机及变频变压调速曳引机
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直流曳引机按励磁方式可分为永磁 同步曳引机和励磁直流曳引机
曳引机按照电动机类型可分为永磁 同步电机和感应电机
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起动、减速制动控制 轿内指令控制 层站召唤线路 选层、定向控制 平层、再平层控制 指层线路 开关门控制 检修运行控制 消防运行控制 超载控制 电气安全控制线路
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起动、减速制动控制
起动：KMvw或KMDw （上、下行继电器）↑→制动 继电器↑→KMM↑→运行继 电器↑→降压运行→KMA1↑， 这时快速绕组得到全压运行 减速：平层减速信号 KMM↓→KML↑慢车运行继 电器↑→串电抗、电阻运行延 时继电器↑→KMA2↑（受延时 继电器1 控制的短接继电器） →串电抗运行→KMA3↑，这 时电机慢速绕组得全压运行。
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控制系统组成
继电器逻辑线路 PLC 系统逻辑线路 微电脑系统逻辑线路
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继电器逻辑线路
继电器逻辑线路就是通过一系列的硬触点 开关和其它继电器的常开或常闭触点来控制一 些继电器通（断）电，其常开（闭）触点再参 与另一些继电器的通（断）电控制，直至接触 器的动作，所连接的一整套线路和元器件组 合．（接触器就是大容量输出触点的继电器） 下图为一个交流电机单向运转的启停控制、运 行线路图。
8
PLC 主要功能模块
输入模块 存贮模块 编程器 CPU
9
PLC 主要功能模块
输入模块：
它主要采集接收外部指令元件、控制单元和检测 单元的信号并送上总线到用户数据区（RAM ）。其 输入方式有二种：一种是数字量（开关量）直接输入； 一种是模拟量通过特定的A／D 单元进行输入。输入 部件均是带有光电藕合的电路、将PLC 与外部电路 隔离开来，以提高PLC 的抗干扰能力。所能够输入 的输入量个数受到所用PLC 的设计点数限制，当然 还可以采用扩展另外的功能模块的方式来扩充。
电梯的电气控制系统
1
重点内容
什么是电气的控制系统，它的重要性如何? 简述控制系统由哪几种型式组成？并指出它们 各自的优缺点。 试述PLC 的工作原理。 试述电梯的开关门分别在哪些状态和情况下受 到不同的控制。 简述电梯检修运行应遵循的要求和其控制的方 式和思路。 试述电子式选层器的工作原理，并指出哪些基 本控制单元将直接受其影响。
10
PLC 主要功能模块
存贮模块：
一般由EPROM 、ROM 、RAM 组成。 EPROM 用来存放用户程序；ROM 固化了此 PLC 的基础运行程序；RAM 则用来存放动态 的设置参数和用户数据。有些机种把用户程序 也放在RAM 中，使用后备电池来保持程序和 数据，以防止其因掉电而丢失。
11
PLC 主要功能模块
编程器： 用来输入用户程序的装置。它还可以 用来监视内部数据区的状态，方便调试。 CPU ： 这是PLC的心脏，用来执行基础运行 程序，并根据它解释运算用户程序产生 数据。
12
PLC 的编程
在继电器逻辑控制线路的基础上，为了方 便对其进行PLC 编程，都预先要将线路规范 为PLC 能够用指令来实现的、横向以串接为 主的逻辑功能连接图，即梯形图。实际上它与 继电器逻辑线路基本相似，只是所用符号不一 样罢了。由于不同类型PLC有不同的输入继电 器地址分配编号和不同的指令系统。 下图为前面继电器逻辑控制线路给出一种 梯形PLC连接及程序的示例
20
电气控制系统
电梯的正常运行、动作都是由其各个部分 的正常动作所协调控制来实现的。因此电梯的 电气控制系统也就是电梯各部分的电气控制所 协调组合的系统。 下面我们就电梯的各个部分的电气控制和 基本动作控制的方式和思路分别加以说明。
21
电气控制系统组成
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
继电器控制电路 PLC控制电路
17
PLC 常用的指令
18
PLC 的高级应用
PLC本身就是一个缩微的计算机系统， 再加上提供的一系列指令系统，在编程 和处理问题时，不仅仅局限于逻辑性联 锁连接方式，我们还可以充分利用PLC 本身的运算功能来解决一些用传统方式 处理起来比较繁琐的问题和环节。
19
微电脑系统逻辑线路
相当于用一台计算机来控制和实现逻辑功能的系 统。与PLC相比，它具有以下区别和优势： 1 ．采用了更高一级的CPU ，使得处理速度和指 令的复杂性得到本质的提高。 2 ．有更宽广的存贮器做后盾，提高了软件设计 的复杂性，并成为大规模化控制系统的保障条件。 3 ．更加灵活、功能全面的软件设计范围，为人 机交互图形化等智能化、人性化的实现打好了基础。 4 ．更加方便、功能强大的扩展能力，为各种特 殊要求的硬件、软件功能的实现提供了保障。 5 ．使综合管理、多台控制、随机情况监视、汇 总成为可能。
5
继电器逻辑线路
QA 为启动按钮 TA 为急停按钮 C 为继电器
6
PLC 系统逻辑线路
由PLC 为主的控制连接线路就是PLC 系统 逻辑线路．一般由于PLC 输出接口（开关） 受到容量的限制和为防止干扰，需要设置一些 硬触点，因此控制逻辑线路都由PLC不和少量 的继电器共同组成。
电梯是一种运输工具，它总是按照轿厢内 指令、层站召唤信号的要求来进行起动、运行、 减速制动和停站的。而这些动作和辅助的选层 定向、平层（再平层）、开关门、检修运行、 安全保护等动作都是由电气控制系统的逻辑控 制来实现的。因此，电气控制系统不仅是电梯 的灵魂，决定了电梯运行性能的好坏，而且还 是安全运行和功能扩展的基本保障之一。
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PLC 的工作原理
因此，PLC 在其RAM 中专门把数据存贮 区分类定义成输入继电器区、中间继电器区。 特殊继电器区、计算区和输出继电器区，并给 以特定的编号（地址）。这样所有的“继电器 元器件”都有了，我们只需要用程序语言把它 们“连接”在一起就组成一套完整的逻辑控制 系统。
16
PLC 的编程
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继电器控制电路
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PLC 的工作原理
继电器的动作无非是产生其触点的导通或 切断两种状态；如果我们用“1”来表示这个继 电器触点的导通；用“0”来表示切断，并把这 个“1 ”或 “0 ”放在一个给定的内存单元中。 这时这个内存单元的数值在“1 ”与“0 ”之间 随着继电器“动作”而改变，完全表达了继电 器动作的含义。 进一步地，如果把继电器的动作用软件指 令方式来控制实现，那么继电器逻辑控制工作 就完全可以在PLC 内部以软件（程序）和内存 状态（数据值）来实现了。