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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硬件组成和软件
2、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缺点。对不同的层楼和不同
3、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，因而编程语言形象直观。 (2) 抗干扰能
4、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警功能。当输入输出模块有故障时，可方便地更换单
5、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型计算机应用于电梯控制。现在国外国内主要电梯产品均
6、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
7、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
8、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
9、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；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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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，轿厢顶部装有二个或三个干簧管式感应器(二个的为上、下平层感应器，三个的为中间多加一个开门区感应器)，遮磁板装在井道导轨支架上。 遮磁板由铁板按规定尺寸和形状制成。感应器是由U型永磁钢、干簧管、盒体组成，见图5-3。其工作原理是：由U型永磁钢产生磁场对干簧管感应器产生作用，使干簧管内的触点动作，即动合（常开）触点闭合，动断(常闭)触点断开(干簧管内结构见图5-4)。当遮磁板插入U型永磁
