电梯速度控制

目录

第一章设计背景及电梯的定义 (5)

1.1 设计背景 (5)

1.2 电梯的定义 (5)

第二章 PLC控制系统的发展趋势 (6)

3.1 PLC的定义 (6)

3.2 PLC在电梯控制中的应用和发展 (6)

第三章总体方案设计 (7)

3.1 电梯的理想运行曲线 (7)

3.2 系统设计方案及其选择 (7)

3.3系统总体结构框图 (7)

第四章梯形图及其注释 (8)

4.1 电梯初始控制 (8)

4.2 电梯运行过程 (8)

第五章系统仿真与调试 (9)

第六章总结 (10)

致谢 (11)

参考文献 (12)

第一章设计背景及功能

1.1设计背景

近年来，可编程控制器技术的发展非常迅速，各生产厂家也推出了强大的通信联网器件、各种特殊功能模块和许多功能强大的新型PLC，使可编程控制器成为集通讯技术、微机技术、和自动化技术于一身的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具，在工业控制的各个领域得到了广泛应用。

随着高层建筑不断增多，城市建设的不断发展，电梯在生活和国民经济中有着广泛的应用。作为高层建筑中垂直运行的交通工具，电梯已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统。

所以，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成运行状态、电梯信号的采集和功能的设定，实现电梯的集选运行和自动调度功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用PLC（可编程控制器）取代微机实现信号集选控制。从性能和控制方式上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于自己设计和制造微机控制装置成本较高，生产规模较小；而PLC程序设计方便灵活、可靠性高、运行稳定可靠、抗干扰能力强等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。文中分析了电梯的负载特性，阐述了采用梯形加速曲线的电梯理想速度曲线，结合PLC和变频器的性能，论述了电梯控制系统的构成和工作特性。阐述了电梯速度曲线产生的方法，归纳了由PLC

构成的控制系统软件设计的特点。

1.2电梯的定义与简介

电梯是一种垂直升降机，以电动机为动力，装有箱状吊舱用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行的装置。

固定式升降设备具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间服务于规定楼层的。为了便于乘客出入或装卸货物,轿厢尺寸与结构形式应符合要求。通常来说，不管电梯的运行驱动方式怎样，都将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。电梯分类按运行速度可分为：低速电梯（1米/秒以下）、快速电梯(1～2米/秒)和高速电梯(2米/秒以上)。

19世纪中期，开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。美国的E.G.奥蒂斯在1852年研制出钢丝绳提升的安全升降机。驱动装置在80年代具有着进

一步的改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，人们在电梯上添加了摩擦轮，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。20世纪末，电梯引用永磁同步曳引机作为运行动力，不仅大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、提升速度、节能高效快等优点，快速地推动了房地产向超高层方向的发展。

1.3 电梯的结构

电梯的结构如图1所示：

图1 电梯的基本结构

1-控制柜(屏);2-拽引机;3-拽引钢丝绳;4-限速器;5-限速器钢绳;6-限速器张紧装置;7-轿厢;8-安全钳;9-轿厢门安全触板;10-导轨;11-对重;12-厅门；13-缓冲器。

电梯的结构包括：四大空间，八大系统

四大空间：机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分、层站部分

八大系统：曳引系统、轿厢、门系统、导向系统、电力拖动系统、电气控制系统、重量平衡系统、安全保护系统

现代电梯主要由导轨、对重装置、曳引机（绞车）、信号操纵系统、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、轿厢与厅门等组成。这些装置分别安装在建筑物的井道和机房中。这些装置一般采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯的首要条件就是：安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适。电梯的主要参数是：额定载重量、额定速度、可乘人数、轿厢外廓尺寸和井道型式等。

电梯的组成：

曳引系统

曳引系统主要组成部分是曳引机、导向轮、曳引钢丝绳和反绳轮。

曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。

桥厢

轿厢主要组成部分是轿厢架和轿厢体。

运送乘客和货物的电梯组件便是桥厢，是电梯的工作部分。

门系统

门系统主要组成部分是轿厢门、开门机、层门、门锁装置。

门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。

导向系统

导向系统主要组成部分是导轨、导靴和导轨架。

导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。

电力拖动系统

电力拖动系统主要组成部分是曳引电动机、速度反馈装置、供电系统、电动机调速装置等。

电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。

电气控制系统

电气控制系统主要组成部分是操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等。

电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。

重量平衡系统

重量平衡系统主要组成部分是对重和重量补偿装置。

重量平衡系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。

安全保护系统

安全保护系统主要组成部分是安全钳、缓冲器、电梯限速器、安全触板、电梯安全窗、电梯超载限制装置、层门门锁、限位开关装置。

安全保护系统的主要功能是保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。

1.4电梯的工作原理

曳引绳两个端头分别连接着轿厢和对重，它们分别绕在在曳引轮和导向轮上，减速器变速后曳引电动机带动曳引轮转动，通过曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力来达到轿厢和对重的升降往返运动，从而实现运输的目的。另一方面，固定在轿厢上的导靴可以在建筑物井道墙体上的固定导轨进行往复升降运动，让轿厢不可以在运行中偏斜或摆动。在电动机工作时松闸，常闭块式制动器使电梯运转，在没有电的情况下制动，轿厢升降的停止，使其并在指定层站上维持静止状态，供人员和货物出入。轿厢是用来运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重是用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率的部件。通常引用补偿装置来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使得曳引电动机的负载更加稳定，轿厢得以准确地停靠。电气系统达到对电梯运动的控制，并且完成选层、平层、测速、照明工作等。指示呼叫系统可以随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置（各方面的安全，比如电梯门的关闭与否）的作用则是保证电梯运行安全。