第二章 电梯设备与电梯发展动态
2.1电梯设备
2.1.1电梯的分类
电梯用途可分为乘客、载货、客货、住宅、服务、船舶、车辆等电梯，以及自扶电梯等
按速度一般可分为低速电梯（V<1m/s）、快速电梯（V<1～2m/s）、高速电梯（V<2～4m/s）超高速电梯（V<5～6m/s）等。目前世界上速度最快的电梯速度可达到800m/min左右。
按拖动方式可分为：
1．交流电梯 交流电梯曳引电动机是交流电机。当电动机是单速时，称为交流单速电梯，其速度一般不高于0.5m/s。当电动机是双速时，称为交流双速电梯，其速度一般不高于1m/s。当电动机具有调压调速装置时称为交流调速电梯，其速度一般不高于1.75m/s。当电动机具有调压调频调速装置时称为交流调频调压电梯，其速度可达6m/s。
2．支流调速 支流电梯曳引电动机是支流电动机，采用支流发电机-电动机系统驱动，近年来才用晶闸管-电动机系统，其速度一般高于2.5m/s。
3．液压电梯 液压电梯是要液压传动的电梯。
4．齿轮齿条式电梯 齿轮齿条试电梯的齿条固定在构架上，电动机-齿轮传动机构装在轿厢上，靠齿轮的齿条上的爬行来驱动轿厢，一般为工程电梯。
按有无司机可分为有司机电梯、无司机电梯及有/无司机电梯。
按电梯控制方式可分为：
1．手柄操纵控制电梯 手柄操纵是由电梯司机操纵轿厢内的手柄开关，实现轿厢运行的控制。
2．按钮控制电梯 按钮控制是操纵层门外侧按钮或轿厢内按钮，均可发出指令，使轿厢停靠层站的控制。
3．信号控制电梯 信号控制是将层门外上下召唤信号、轿厢内选层信号及各种专用信号加以综合分析判断后，由司机操纵轿厢运行的控制。
4．集选控制电梯 集选控制是将层门外上下召唤信号，轿厢内选层信号及各种专用信号加以综合分析判断后，自动决定轿厢运行的无司机控制。
5．向下集合控制电梯 向下集合控制是各层站的召唤盒有呼梯信号时，只有轿厢向下运行时才能顺向应答召唤停靠的控制。
其他还有并联控制电梯、群楼程序控制电梯等。
上述几中控制方式一般采用继电器----接触器控制。近年来国内不少生产产家才用可编程序控制器取代继电器----接触器控制，他具有接线简单、可靠性高等优点。另外还有采用单板机、单片机、单微机控制、多微机控制等。
2.1.2电梯的主要组成部分
(1)曳引部分 通常由曳引机和曳引钢丝绳组成。电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动。
(2)轿厢和厅门 轿厢由轿架、轿底、 轿壁和轿门组成;厅门一般有封闭式、中分式、双折式，双折中分式和直分式等。
(3)电器设备及控制装置 有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器组成。
(4)其它装置 对重装置、补偿装置等。
2.1.3电梯的安全保护装置
(1)电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。
(2)强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。
(3)限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。
(4)行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。
(5)急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。
(6)厅门开关，每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才一允许电梯启动;在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。
(7)关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。
(8)超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。
(9)其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等。
2.2电梯的发展动态
随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志作为高层建筑的垂直运载工具-----电梯得到了快速发展。2.2.1电梯技术发展概况
(1)电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。
(2)电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变级调速(AC-VP)发展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-VVV F)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。
(3)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器— 接触器控制发展为可编程序控制器(PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制，信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。
(4)电梯的管理功能不断加强。电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。
(5)智能群控管理得到广泛应用。
(6)机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，己使电梯的传动形式多样化。
2.2.2电梯发展展望
(1)结构不断紧凑化 体积不断轻型化、小巧化
随着新技术、新结构、新材料，新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。
(2)技术含量更高，性能更好
电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VVVF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统，以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。
(3)安装更方便、更快捷
高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式；随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快，效率更高。
此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保— 安全、环保，节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。
第三章 基本方案选择
本设计通过多种方案的比较和对照，完成了电梯控制系统中可编程控制器和变频器的选择。3.1可编程控制器的选择
3.1.1可编程控制器控制系统的I/O点数估算
根据下表可知要42个输入，20个输出。
输入
1 X00 检修开门
2 X01 检修关门
3 X02 慢上按钮
4 X03 慢下按钮
5 X04 司机选择
6 X05 检修选择
7 X06 开门限位
8 X07 关门限位
9 X10 平层
10 X11 上平层
11 X12 下平层
12 X13 顶极层
13 X14 底极层
14 X15 顶上极限
15 X16 底下极限
16 X17 厢门限位
17 X20 内部指令按钮1
18 X21 内部指令按钮2
19 X22 内部指令按钮3
20 X23 内部指令按钮4
21 X24 内部指令按钮5
22 X25 内部指令按钮6
23 X26 内部指令按钮7
24 X27 内部指令按钮8
25 X30 外部召唤按钮1
26 X31 外部召唤按钮2
27 X32 外部召唤按钮3
28 X33 外部召唤按钮4
29 X34 外部召唤按钮5
30 X35 外部召唤按钮6
31 X36 外部召唤按钮7
32 X37 外部召唤按钮8
33 X40 层楼永磁继电器1
34 X41 层楼永磁继电器2
35 X42 层楼永磁继电器3
36 X43 层楼永磁继电器4
37 X44 层楼永磁继电器5
38 X45 层楼永磁继电器6
39 X46 层楼永磁继电器7
40 X47 层楼永磁继电器8
41 X50 开车
42 X51 门锁开关
输出
1 Y01 关门
2 Y02 开门
3 Y03 起动抱闸
4 Y04 正/逆转
5 Y05 二段速度运转
6 Y06 三段速度运转
7 Y07 自动滑动
8 Y10 检修运行
9 Y14 上运行指令
10 Y15 下运行指令
11 Y20 层楼指示1
12 Y21 层楼指示2
13 Y22 层楼指示3
14 Y23 层楼指示4
15 Y24 层楼指示5
16 Y25 层楼指示6
17 Y26 层楼指示7
18 Y27 层楼指示8
19 Y30 占用指示
20 Y0 终端保护
3.1.2内存估计
用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。
(一)内存利用率。我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为利用率。
(二)开关量输入输出的点数。一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为6：4。这方面的经验公司是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。
所需内存字数=开关量（输入+输出）总点数10
(三)模拟量输入输出的总点数
只有模拟量输入时：内存字数=模拟量点数100
模拟量输入输出同时存在：内存拟量字数*200
(四)程序编写质量
经验计算公式：总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数)10+模拟量点数150。然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。
4.2 PLC控制系统设计
电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图4. 2为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。
系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
图4. 2电梯PLC控制系统的基本结构图4.2.1设计思想
4.2.1.1信号控制系统
电梯信号控制基本由 PLC软件实现。电梯信号控制系统如图4.2所示，输入到PLC的控制信号有:运行方式选择 (如自动、有司机、检修、消防运行方式等)、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。
图4.2.1电梯PLC信号控制系统框图)
