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1、平顶山工业职业技术学院 前言电梯是光、机电一体化产品，是高层建筑的垂直交通工具。主要用于宾馆、办公楼、住宅楼、医院等场合。轿厢控制系统是电梯的主要部件。控制系统是电梯的心脏部件。控制系统的可靠性、稳定性决定电梯的档次。目前常用的控制系统有PLC控制和微机控制系统，国产的微机系统抗干扰能力较差，性能不稳定，应用不广泛。可编程控制器（PLC）是一种专为在工业环境是应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运用等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。从20世纪80年代我国兴起可编程控制器热以
2、来，可编程控制器在自动控制领域应用越来越广泛。早期电梯采用的继电器逻辑控制系统，现在逐渐被淘汰。PLC控制具有故障率低、可靠性高、使用寿命长、编程和维护方便等优点，目前在电梯行业已得到广泛应用。本文介绍了基于PLC的电梯控制系统的组成、原理，并给出了相关的硬件和软件设计。关键字 电梯 控制器 自动 组成 原理 目录前言1第一章 电梯的结构组成和工作原理31.1 电梯的结构组成31.2 电梯的工作原理5第二章 电梯控制的原理与实现52.1 电梯控制系统原理框图52.2 电梯控制系统硬件结构框图62.3 电梯控制系统构成62.3.1 变频调速回路72.3.2 输入输出回路72.3.4 电梯的运行控
3、制9第三章 电梯安全性检测分析103.1机振动检测技术113.2 控制系统检验123.3安全部件的检验12第四章 电梯的电力拖动系统134.1 电梯门机系统简介144.2 电梯主拖动18参考文献20第一章 电梯的结构组成和工作原理1.1 电梯的结构组成电梯基本组成1、机房（上、下、侧置式） 曳引机、控制机、限速器、总电源开关、通风设备1） 曳引机：电动机、电磁制动器、减速器、曳引轮、盘车手轮等。电动机：交流和直流两种。功率大小根据电梯载重和速度而定。 电磁制动器：电动机旋转时松闸，停止时制动，以保持轿厢位置不变的安全保险。曳引轮：增加两端悬挂重物的钢丝绳与曳引轮槽间的静摩擦力，v型、半圆型、下
4、部开缺口型。减速器：齿轮减速箱，无齿轮和有齿轮曳引机，盘车手轮。2） 控制柜控制柜：发出指令，检测各机器动作情况，具体控制功能，由主回路接触器，控制继电器和半导体元件等组成。3） 限速器电梯限速保护装置速度失控时，切断控制回路，以机械方式操纵安全钳动作将轿厢夹持在导轨上。限速器安全钳装置制动器工作原理：电梯准备通电启动时，制动器上电松闸，当电梯停止运行，或电动机掉电时，制动器立即断电并靠弹簧力使制动器制动，曳引机停止运行并制停轿厢运行。2、轿厢内：照明、通风、装饰壁板、扶手、地面、各种按钮操纵盘、轿厢位置指示器、停电、火灾、地震、超载、指示灯、对讲机、警铃顶部和底部：吊轮、平楼面装置（使轿厢自
5、动平楼层），闭门机构（自动开关门）、紧急制动装置（超速时使轿厢安全停止）、导靴（使轿厢沿导轨平滑升降）、随行电缆、补偿链或缆、电气接线箱、过载检测保护装置、紧急电源、供维修使用的操纵盘等轿厢前及上下部位的装置与轿厢顶部、底部装置相关联。平层感应装置作用：当电梯轿厢按轿内或轿外指令运行到站进入平层区时、平层隔磁（或隔光）板即插入感应器中、切断干簧感应器磁回路（或遮挡电子光电感应器红外线光线）、接通或断开有关控制电路、控制电梯自动平层、注意：平层感应装置安装在轿顶上、平层隔磁(隔光)板安装在每层站平层位置附近位置附近井道壁上。3、候梯门厅、轿厢位置指示器、运行方向灯、呼梯按钮、厅门地坎、门套、厅门
6、扇、中分式、旁开式。4、井道与井底装置导轨、导轨撑架：导向装置、轿厢、对重（与轿厢装载负荷重量相等）、平层感应器、主钢缆、补偿装置（修正轿厢侧与对重侧主缆绳重量比的变化、对称补偿法来平衡钢丝绳带来的载荷变化，补偿装置的重量等于曳引钢丝绳的总重量）、缓冲器（弹簧式和液压式）、限速器钢丝张紧轮。限速器安全钳装置：由限速器、限速钢丝绳、安全钳底坑张紧装置做成。限速器：安装在电梯机房的地面上安全钳：安装在轿厢两侧，贴近电梯导轨，它的联动装置设在桥顶；紧张装置：位于井道底坑，固定在轿厢导轨背面，作用是张紧限速器钢丝绳，该绳的两端分别绕过限速器轮和底坑张紧轮，两个接头固定在轿厢两侧。1.2 电梯的工作原理
7、 当轿厢运行时，通过限速钢丝绳带动限速轮旋转，当轿厢向下运行速度超过电梯额定速度的115%以上时，限速器上的电气开关先动作，切断电梯控制回路，曳引电动机和制动器的电源失电，制动器动作并抱闸，限速器机械动作，卡住限速钢丝绳，由于轿厢仍会继续向下运行，将安全钳联动装置向上提起，将轿厢紧紧地卡在导轨之间。第二章 电梯控制的原理与实现2.1 电梯控制系统原理框图电梯控制系统原理框图如图3.2所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。平层感应器平层拖动减速减速点信号定向平层楼层信号位置信号起动指层轿内
8、指令、厅内召唤图示电梯控制系统原理框图2.2 电梯控制系统硬件结构框图系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成，如图3.1所示。曳引机门机显示现场信号PLC变频器电源PGggGgGGFGGG图3.2 电梯控制系统硬件结构框图2.3 电梯控制系统构成电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及 PLC 单元构成，由如图2所示，PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。2.3.1 变频调速回路变频调速主回路由三相交流输入、变频调速驱动、曳引机和制动单元构成.三相电源 R、S、T 经接线端
9、子进入变频器为其主回路和控制回路供电，输出端为两相电接电动机的快速绕组，外接制动单元减少了制动时间，加快制动过程。旋转编码器用来检测电梯的运行速度和运行方向，变频器将实际速度与变频器内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率及电压，使电梯的实际速度跟随变频器内部的给定速度，达到调节电梯速度的目的。变频器输入信号为：上、下行方向指令，低速、高速、检修速度编码指令。2.3.2 输入输出回路输入输出单元为 PLC 的 I/O 接口部分，主要由厅外呼叫、轿箱内选层、楼层及方向指示、开关门、井道内的上下平层、上下强迫换速开关、门锁、安全保护继电器、检修、消防、泊梯、称重等单元构成。（1）输入单元为：
10、厅外呼叫单元，用来对各层站的厅外召唤信号进行登记、记忆和消除；轿箱内选层单元，负责对预选楼层指令的登记、消除和指示；开关门按钮，输入 PLC 控制轿门的开闭（厅门也同时动作）；上下平层装置，用来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层；上下限强迫换速开关，用于保护电梯的高速运行安全，避免电梯出现冲顶或蹲底事故，当电梯到达上下端站时，装在轿厢边的上下限强迫换速开关打板，信号输入 PLC，PLC 发出换速信号强迫电梯减速运行到平层位置；门锁装置（或轿门和厅门联锁保护装置），轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提；安全回路，通常包括轿内急停开关、轿顶内急停开关、安全钳开关、限速器断绳开关、限速器超
11、速开关、底坑急停开关、相序保护继电器、上下限极限开关等；检修、消防和泊梯，检修、消防和泊梯为电梯的三种运行方式，检修运行为电梯检修时的慢速运行方式，消防运行有消防返回基站和消防员专用两种运行状态，泊梯状态，消除内选和外呼信号，自动返回泊梯层、关门并断电；称重单元，用来检测轿厢负荷，判断电梯处于欠载、满载或超载状态，然后输出数字信号给 PLC，根据负载情况进行起动力矩补偿，使电梯运行平稳。（2）输出单元为：楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、层楼指示灯以及报站钟等，目前的方向及层楼指示灯主要有七段码显示方式和点阵显示方式，本系统为七段码显示方式；开关门单元，用于控制电梯的厅门和轿门的打
12、开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后，PLC给出相关指令，完成开关门动作。2.3.3 开关门控制（1）开门控制手动开关门时，当电梯运行到位后，按下SB16，X030闭合，M50置位，Y016得电，电动机正转，开门。开门到位，开门到位行程开关SQ1动作，X032闭合，M50复位，Y016失电，开门过程结束。当在关门过程中，按下SB16，停止关门，并开门。自动开关门时，当电梯运行到位后，电梯停止，T0开始定时，延时2S后，T0触电闭合，M50置位，开门。（2）关门控制手动关门时，当按下SB17，X031闭合，M51置位，Y015得电，电动机反转，关门。关门到位，关门到位行程开关SQ2动作，X033闭合，M51复位，Y015失电，关门过程结束。在开门过程中，按下SB17，停止开门，并关门。自动关门时，定时器T1控制。当电梯开门到位后，X031闭合，T1定时5S后，M51置位，关门。但在关门时，有客人经过红外线遮蔽，停止关门，遮蔽结束，继续关门。当关门过程受到压力，关门力限K4闭合，M50置位，开门。2.3.4 电梯的运行控制电梯的运行由变频器控制，一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动
