电梯控制技术第5章

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1、 第五章 电梯信号控制系统 第一节 电梯信号控制系统的组成一、电梯信号控制系统的功能与类型1、电梯信号控制系统的功能电梯信号控制系统的主要作用是对电梯的运行实行操纵和 控制，电梯的各种信号控制功能，包括起动、运行、减速 、停车、开关门等，均是由信号控制系统控制实现的。根 据不同的用途，电梯可以有不同的载荷、不同的速度，以 及不同的驱动与控制方式。即使相同用途的电梯，也可采 用不同的操纵控制方式。但电梯不论使用何种控制方式， 总是按照轿内指令或层站召唤信号的要求，首先向上（或 向下）起动加速运行，然后匀速运行，在临近停靠站时减 速制动、平层停车、自动开门。根据指令信号完成电梯整 个运行过程控制的

2、硬件组成和软件即称为信号控制系统。2、电梯信号控制系统的类型控制系统的功能与性能决定着电梯的自动化程度和运行性能。微电子 技术、交流调速理论和电力电子学的迅速发展及广泛应用，提高了电 梯控制的技术水平和可靠性。电梯的信号控制系统主要有继电接触器 控制方式、可编程序控制器（PLC）控制方式，以及微机控制方式等 。 1）继电接触器控制方式继电接触器控制方式原理简明易懂、线路直观、易于掌握。继电器通 过触点断合进行逻辑判断和运算，进而控制电梯的运行。由于触点易 受电弧损害，寿命短，因而继电器控制电梯的故障率较高，具有维修 工作量大、设备体积大、动作速度慢、控制功能少、接线复杂、通用 性与灵活性较差等

3、缺点。对不同的层楼和不同的控制方式其原理图、 接线图等必须重新设计和绘制，而且控制系统由许多继电器和大量的 触点组成、接线复杂、故障率高。因此继电器控制方式已逐渐被可靠 性高、通用性强的可编程序控制器（PLC）及微机控制系统所代替。 2) 可编程序控制器(PLC)控制 PLC是以微处理器为核心的工业控制器。它的基本结构由 CPU、输入输出模块、存贮器、编程器 等组成。与微机相比， 它具有下述主要特点: (1) 编程方便，易懂好学:PLC虽然采用了计算机技术，但许多基本指令类似于逻辑代数的与、或、 非运算，亦即电气控制的触点串联、并联等。程序编写采用梯形图，梯形图与继电接触控制原理图 相似，因而

4、编程语言形象直观。 (2) 抗干扰能力强，可靠性高: PLC的结构采取了许多抗干扰措施，输入输出模块均有光电搞合电路 ，可在较恶劣的 环境下工作。 (3) 构成应用系统灵活简便: PLC的CPU、输入输出模块和存贮器组合为一体，根据控制要求可选择 相应电路形式的输入输出模块。用于电梯控制时，可将PLC看作为内部由各种 继电器及其触点、定 时器、计数器等电器构成的控制装置。PLC 的输入可直接与交流110V、直流24V等信号相接，输 出可直接驱动交流220V、直流24V的负载，无需 再进行电平转换与光电隔离，因而可以方便地构 成各种控制 系统。 （4)安装维护方便: PLC本身具有自诊断和故障报

5、警功能。当输入输出模块有故障时，可方便地更 换单个插入模块。 由于具有上述特点， PLC很适合作为对安全性要求高，且以逻辑控制为主的电梯控制系统。目前国 内已有多种类型PLC 控制电梯产品，而且更多的在用电梯已采用PLC进行技术改造。PLC控制虽然 没有微机控制功能多、灵活性强,但它综合了继电器控制与微机控制的许多优点，使用简便，易于维 护。目前电梯控制中常用的PLC有:日本立石(OMROM)公司的C20、C60P及C60H、C200H、CQM1型 机;三菱公司FX0、FX2系列PLC；富士公司的NB2系列NB2-90、B2 -56 PLC等。3）微机控制方式当代电梯技术发展一个重要标志就是微

6、型计算机应用于电梯控制。现在国外国内主要电梯产品均以 生产微机控制电梯产品为主。微机控制系统由CPU (运算器和控制器构成的中央处理器)、存贮器、 输入输出接口等主要部分组成。CPU主要完成各种召唤信号处理、逻辑和算术运算、安全检查和故 障判断，发出控制指令和速度指令等。存贮器用于存放各种运行速度指令曲线数据、层楼数据、运 行控制程序等。输入输出接口电路用于CPU与外部设备或电路的信号传送、电平转换、并通过光电 藕合隔离外界干扰。微机应用电梯控制主要在下述几个方面 微机用于召唤信号处理，完成各种逻辑判断和运算，取代继电器控制和机械结构复杂的选层器。 层楼数据和运行控制程序存入存贮器，对不同的层

7、站和不同控制要求，只需更换或改写程序存贮器 和数据存贮器，以及增加相应的输入 输出接口硬件插板即可，从而提高了系统的适应能力，增强了 控制柜的通用性。 微机用于控制系统的调速装置，用数字控制取代模拟控制，由存贮器提供多条可选择的理想 速度指令曲线值，以适应不同的运行状态和控制要求。微机控制可实现调速系统大部分控制环节的 功能，使系统有触点器件大大减少，设备体积减小。与模拟调速相比，微机控制可实现各种调速方 案，便于提高运行性能与乘坐舒适感。 用于群梯控制管理，实行最优调配，提高运行效率， 减少候梯时间，节约能源。由PLC或微机实现继电器的逻辑控制功能，具有较大的灵活性，不同的控制方式可用相同的

8、硬件， 只是软件不相同。只要把按钮、限位开关、光电开关、无触点行程开关等电器元件作为输入信号， 而把制动器、接触器等功率输出元件接到输出端，就基本完成了接线任务。当电梯的功能、层数变 化时，通常无需增减继电器和改动大量外部线路，一般可通过修改控制程序来实现。 二、电梯信号控制系统的主要装置电梯信号控制系统由各种电器和电子元件组成。根据元件的作用分为若干个基本线路 ，如定向选层线路、指层线路等。这些元器件和线路又分别安装在控制柜、呼梯按钮 盒、操纵盘等装置中。从结构上，信号控制系统由以下主要装置或部件构成。 1、操纵盘 操纵盘是操纵电梯运行的控制中心，通常安装在电梯轿厢靠门的轿壁上，外面仅露 出

9、操纵盘面，盘面上装有根据电梯运行功能设置的按钮和开关，常有按钮操作形式或 手柄开关形式。操纵盘的结构形式与电梯的控制方式与层站数有关，现简要介绍普通 客梯操纵盘上具有的按钮和开关，以及实现的主要功能。1）运行方式开关 电梯的主要运行方式有：自动（无司机）运行方式、有司机操纵运行 方式、检修运行方式，以及消防运行方式。操纵盘上（或操纵盘内）装有用于选择控 制电梯运行方式的开关（或钥匙开关），可分别选择自动、有司机操纵、检修运行方 式（供电梯检修时使用）。2）选层按钮及指示灯 操纵盘上装有与电梯停站层数相对应的选层按钮，通常按钮内装 有指示灯。当按下欲去层楼的按钮后，该指令被登记，相应的指示灯亮；

10、当电梯到达 所选的层楼时，相应的指令被消除，指示灯也就熄灭；未停靠在预选层楼时选层按钮 内的指示灯仍然亮，直到完成指令之后方熄灭。3）召唤楼层指示灯 在选层按钮旁边或在操纵盘上方，装有召唤楼层指示灯。当有人按下厅外召唤 按钮，控制系统使相应召唤楼层指示灯亮，提示轿内司机。现在的电梯通常使用轿内选层指示灯同 时作为召唤楼层指示，轿内选层时指示灯常亮，而厅外召唤时指示灯闪烁。当电梯轿厢应答到达召 唤楼层时，指示灯熄灭。有的新型的自动电梯轿厢内不再设置召唤楼层指示灯。4）开门与关门按钮 其作用是控制电梯轿门开启和关闭(轿厢所停靠层的厅门由相应的机械装置带 动随之开启和关闭)。5）上方向与下方向启动按

11、钮 也称方向启动按钮，电梯在有司机操纵状态下，该按钮的作用是确定 运行方向及起动运行。当司机按下欲去楼层的选层按钮后，再按下所要去的方向 (上或下) 按钮，电 梯轿厢就会关门并起动驶向欲去的搂层。在检修运行方式下，可操纵电梯慢速运行。6）方向指示灯 显示电梯目前的运行方向或选层定向后电梯将要启动运行的方向。 7）直驶按钮(或开关) 在司机操纵状态下，按下这个按钮，电梯只按照轿内指令停层，而不响应外 呼信号。当满载时，通过轿厢超载装置，可自动地将电梯转入直驶状态，也只响应轿厢内指令。 8）警铃按钮（电话） 当电梯在运行中突然发生故障停车，而电梯司机或乘客又无法从轿厢中出 来时可以按下该按钮，通知

12、维修人员及时援救轿厢内的电梯司机及乘客。现在的电梯更多是安装电 话。 9）召唤蜂呜器 电梯在有司机状态下，当有人按下厅外召唤按钮，操纵盘上的蜂鸣器发出声音， 提醒司机及时应答。 10）风扇开关 控制轿厢通风设备的开关。11）照明开关 用于控制轿厢内照明设施。其电源不受电梯动力电源的控制，当电梯故障或检修停 电时，轿厢内仍有正常照明。12）急停开关 当出现紧急状态时按下急停开关，电梯立即停止运行。 2、层楼指示器(指层灯) 电梯层楼指示器用于指示电梯目前所在的位置及运行方向。通常电梯层楼指 示器有：电梯上下运行方向指示灯和层搂指示灯，以及到站钟等。 1）层搂指示灯的种类 层数指示灯一般采用信号灯

13、和数码管两种。信号灯 在层楼指示器上装有和电梯运行层楼相对应的信号灯，每个信号灯外 都有数字表示。当电梯轿厢运行到达某层时，该层的层楼指示灯就亮；离开 某层后，则该层的层楼灯就灭，指示轿厢目前所在的位置。根据电梯选定方 向，上下方向指示灯一般为白炽灯和上、下行三角指示,通常用“”表示上行 、“”表示下行。 (2)数码管 数码管层楼指示器，一般在微机或PLC控制的电梯上使用，层 楼指示器上有译码器和驱动电路，显示轿厢到达层楼位置。数码管的外形显 示及原理示意，如图5-1所示。若电梯运行楼层超过9层时，则每层指示用的 数码管需要两个，可显示-999共108个不同的层楼数。有的为提醒乘客和厅 外候梯

14、人员电梯已到本层，电梯配有喇叭(俗称语音报站、到站钟)，以声响来 传送到站信息。(3)无层灯的层楼指示器 有的电梯除一层（基站）厅门用装有数码管的层楼 指示器外，其它层楼厅门用只有上、下方向指示灯和到站钟，而无数码管显 示器的无层灯层楼指示器。2）指层信息获得方法 获得指层信息的常用方法有： (1)通过机械选层器取得 在电梯带有机械选层器时，指层信息是通过选层 器触点接通层楼指示灯来实现的。选层器是设置在机房内的机械一一电气选 层装置，常用钢带链条或链条与轿厢连接，模拟电梯运行状态，起到指示轿 厢位置、 选层消号、确定运行方向、发出减速信号等作用。机电选层器内部 具有许多组动触点与静触点。选层

15、器中跟随电梯上下移动的动触点，在不同 的位置接通不同的层楼灯，其信号是连续的，一个层灯熄灭其相邻的层灯即 亮。此外还有数控选层器、微机选层器。(2)通过装在井道中的干簧管式感应器获得 选层由安装在井道和轿厢顶部的隔 磁板与磁感应器等实现。其原理是电梯运行时，安装在轿厢上的隔磁板插入 某层的感应器时，干簧管触点状态发生变化，触点动作，发出一个开关信号 ，指示相应的楼层。其特点是电梯运行在两层楼之间时，没有指层信号。若 想改成连续信号，可通过采用继电器触点自锁等方法来解决。(3) 通过微机选层器取得 微机与PLC控制的电梯，通过对旋转编码器或光电 开关的脉冲计数，可以计算出电梯的运行距离，结合层楼

16、数据，就可获得电 梯所在的位置信号。 图5-1数码管外形显示及原理示意 3、呼梯按钮盒 呼梯按钮盒是给厅外乘用人员提供召唤电梯的装置。在 下端站只装一个上行呼梯按钮，上端站只装一个下行呼梯 按钮，其余的层站根据电梯功能，有装上呼和下呼两个按 钮(全集选)，也有仅装一个下呼梯按钮(下集选)，各按钮 内均装有指示灯。当按下向上或向下按钮时，相应的呼梯 指示灯立即亮。当电梯到达某一层站时，该层顺向呼梯指 示灯熄灭。 另外，在下端站（基站）的呼梯按钮盒内，通常装有钥 匙开关和消防开关，钥匙开关用来开启和关锁电梯，消防 开关用于发生火灾时切换到消防运行方式。 4、平层装置 为保证电梯轿厢在各层停靠时准确平层，通常在轿顶与井道相应 位置设置平层装置。1）平层装置的种类与结构 (1)遮磁板与干簧管感应器平层装置 如图5-2所示，轿厢顶部