电梯plc

目录

摘要

1. 电梯概述
   1.1 电梯的起源与发展
   1.2 国外电梯的情况
   1.3 国内电梯的情况
   1.4 电梯技术发展趋势
2. 电梯结构简介
   2.1 电梯的工作原理
   2.2 电梯的类型
   2.3 电梯的组成
   2.4 电梯的控制要求
   2.5 轿厢楼层位置检测的方法
3. 总体设计方案
   
   

4. PLC 与变频器的概述
   2.1 PLC的特点
   2.2 PLC的发展阶段
   2.3  PLC的发展趋势
   2.4 PLC的基本结构
   2.5 PLC的工作原理
   2.6 通用变频器的发展
   2.7通用变频器的功率输出驱动技术动向
5. PLC与变频器的确定
   4.1 PLC选择应该遵守的原则
   4.2PLC型号的确定
   4.3I/O 口的确定
   4.4 FX2N 的特点
   4.5 变频器的选择
   4.6VS-6165变频器简介
6. 组成元件的确定
   

摘要

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。本文在已有的通变频器的基础上，采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。

第1章  电梯概述

1.1电梯的起源与发展

电梯在汉语词典中的解释为：建筑物中用电作动力的升降机,代替步行上下的楼梯。

说到电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。数百年来人们制造过各种类型的升降梯，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落到底层。1854年奥的斯设计了一种制动器：在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连结，起吊绳与货车弹簧连结，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立该与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定免继续下坠。“安全的升降梯”发明成功了！一时间，奥的斯成了众人注目的中心。第一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是第一台“安全”升降梯的发明者。“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。

然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应该是在20世纪初才出现。

1.2国外电梯的情况

国外电梯行业发展迅猛，不仅在节能上做了很大的功夫，现在在智能化，远程化，集成化，可视化也已有了先进的技术！例如：（1）集垂直运输与水平运输的复合运输系统。该系统采用直线电机驱动，在一个井道内设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络内交换各自运行路线。该系统节省了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，尤其适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。（2）交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯无机房电梯由于曳引机和控制柜置于井道中，省去了机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度。而交流永磁同步无齿轮曳引机的特点是：（A）结构简单紧凑，体积小，重量轻，形状可灵活多样；（B）配以变频控制可以实现更大限度的节能；（C）没有齿轮，于是没有齿轮振动和噪声，齿轮效率，齿轮磨损及油润滑问题，减少了维护工作，降低了油污染；（D）由于失电时旋转的电机处于发电制动状态，增加了曳引系统的安全可靠性。（3）彩色大屏幕液晶楼层显示器。这类显示器可以以高分辨率的彩色平面或三维图像显示电梯的楼层信息（如位置、运行方向），还可以显示实时的载荷、故障状态等。通过控制中心的设置还可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等，甚至还可以与远程计算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻等。有的显示器又增加了触摸查询功能。该装置缓解了陌生乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面，降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感。（4）电梯远程监控系统。该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络（都需要使用调制解调器）传输到远程的能够提供可视界面的专业电梯服务中心的计算机，以便那里的服务人员掌握电梯运行情况，特别是故障情况。该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能，还有的可实现远程调试与操作，便于维修人员迅速进行维修应答和采取维修措施。这样缩短了故障处理时间，简化了人工故障检查的劳动，保证了大楼电梯安全高效地运行。

1.3国内电梯的情况
   中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术的企业有机会发展，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品也为中国电梯的崛起提供了机会。目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率还很低，可节电30%以上的无齿轮电梯普及率不及10%，可以能源再生的造能电梯普及率不及2%。因此专家预计，节能电梯市场会在“十一五”期间进入快速增长期。节能电梯从2001年开始进入我国办公楼、住宅楼、酒店等场所，经过5年的发展，全国的无齿轮电梯市场从几千台增长到近6万台。目前我国已超过日本成为世界最大的新装电梯市场。由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来10年，我国的电梯市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。房地产市场快速发展，对电梯的需求继续扩大。专家估计未来50年我国新增住房面积将达到200亿平方米。目前国家规定20米以上高楼就应安装电梯，因此未来电梯最大的市场就是住宅市场。此外，机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的需求量也十分可观。西部地区的小城镇建设速度加快。东部地区城市化经过20年的发展，有些发达地区城市化水平已达到80%，基本饱和，甚至出现了逆城市化的趋势。而近年来西部地区国民生产总值的增长速度，已经与电梯需求高速发展所需的GDP水平相吻合。电梯更新进入高峰期。虽然国家对电梯寿命目前没有提出强制标准，但是按国外电梯使用寿命的惯例，一般日本系列电梯设计寿命为15年，欧美电梯设计寿命为25年。根据我国电梯选购的实际情况，采用日本系列产品或技术的比例大约有60%以上，国内在1990年前安装的日系电梯已经全部到了更新期。而且1990年以前的电梯生产技术相对比较落后，电梯的耗电水平是现在节能电梯的三到四倍。按电梯使用寿命及15年前电梯安装数量看，预计2007年将有 15000至20000台电梯需要更新。电梯节能潜力巨大，电梯和空调被认为大型建筑两大耗能大户。据了解，目前我国星级酒店每平方米平均年耗电量为150千瓦时，一座3万~5万平方米的星级酒店，其年总能耗大约相当于3000至4000吨标准煤，其中将近一半用于电梯供电。电梯行业协会统计，2005年在我国所有使用的电梯中如果有80%采用节能电梯，全年可以节约耗电122亿千瓦时。如果2015年全部采用节能电梯，将节电800亿千瓦时，几乎等于三峡大坝一年的发电量。

1.4 电梯技术发展趋势
（1）环保：绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言“谁最先推出绿色产品并抢占市场，谁就掌握市场竞争主动权”。发展趋势主要有：不断改进产品的设计，生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式。电梯装璜将采用无（少）环境污染材料。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。安装电梯将无需安装手脚架。电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。

（2）蓝牙技术在电梯上应用。安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费力、极容易错的工作。如果控制屏与召唤系统通过蓝牙技术连接起来实现无线召唤将会是电梯控制的另一场同时为我们带来巨大好处。A安装期将减少30％以上，其直接好处是降低安装成本，客户也因从订梯到使用电梯周期费用减少和提高现金周转率。B在电梯上使用蓝牙技术一定会使电梯控制系统大量使用最新最快微机，这将会进一步提高电梯整机可靠性，故障率大大降低，控制精度也进一步提高，带来的结果是电梯更加舒适，平层更加准确。C很好地解决了电梯控制与外围设备的兼容和联系。特别是可以把电梯和扶梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。

第二章 电梯结构简介
2.1http://baike.baidu.com/view/51767.htm电梯的工作原理

曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全

2.2电梯的类型
1.3电梯的分类及规格型号

1.3.1电梯的分类

电梯可以按用途、驱动方式、提升速度、曳引电动机、操纵方式、有无蜗轮减速器或机房位置等进行分类，如下所示。

1、按用途分类

1. 乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯，有完善的安全装置，一般装饰豪华。
2. 载货电梯：通常有人伴随，主要是为运送货物而设计的电梯。
3. 客货（两用）电梯：以运送乘客为主但也可运送货物的电梯。
4. 住宅电梯：为供住宅楼使用而设计的电梯。
5. 杂物电梯：只运送杂物不允许人员进入的电梯。
6. 船用电梯：供船舶上安装使用的电梯。
7. 汽车用电梯：垂直运输汽车的电梯。
8. 观光电梯：供乘客观光的轿厢壁透明的电梯。
9. 病床电梯：为医院运送病床而设计的电梯。
10. 其他电梯：包括冷库电梯、建筑电梯、矿井电梯等。

2、按拖动方式分类

1. 交流电梯：交流电动机拖运的电梯。
2. 直流电梯：直流电动机拖动的电梯。
3. 液压电梯：靠液压传动的电梯。
4. 齿轮齿条式电梯：靠齿轮齿条传动的电梯。

3、按电梯速度分类

1. 低速电梯：速度为1m/s及以下的电梯。
2. 快速电梯：速度大于1m/s而小于2m/s的电梯。
3. 高速电梯：速度在2-3m/s的电梯。
4. 超高速电梯：速度超过3m/s的电梯。

4、按控制方式分类

1. 手柄开关控制电梯：由司机用手柄操纵电梯的起动、运行和平层进行控制的电梯。
2. 按钮控制电梯：一种具有简单自动控制方式的电梯，具有自动平层功能。
3. 信号控制电梯：一种自动控制程度较高的有司机电梯。
4. 集选控制电梯：有/无司机操纵的电梯。
5. 并联控制电梯：2或3台电梯的厅外如唤信号并联共用，电梯具有集选功能。
6. 梯群控制电梯：多台电梯集中排列，共用厅外召唤按钮，按规定程序和客流量的客流量的变化由电脑集中调度和控制电梯。

5、按有无减速装置分类

1. 无齿轮电梯：曳引机由曳引轮和制动轮组成，由电动机直接连接，用于高速电梯。
2. 有齿轮电梯：曳引机由曳引轮、减速箱和制动轮组成，通过齿轮减速箱与电动机连接，用于低速和快速电梯。

6、按操作方式分类

1. 无司机电梯：电梯的各种工作状态，由乘客进入电梯轿厢，按照所需要去的楼层，在操纵箱上操纵楼层按钮。
2. 有司机电梯：电梯的各种工作状态，有专职电梯司机操纵。
3. 有/无司机两用电梯：电梯具有可变换控制电路，其控制线路基本上按照无司机操纵设计。同时亦考虑有司机操纵工作状态的线路设计。

7、按驱动方式分类

1. 液压式电梯。
2. 曳引式电梯。
3. 螺旋式电梯。
4. 爬轮式电梯。

8、按有无机房分类

1. 有机房电梯。
2. 无机房电梯。

1.3.2电梯的规格与主要参数介绍

图1所示给出了电梯的结构和主要部件的名称。

1. 电梯的主要参数

电梯的主要参数由来确定电梯的服务对象、运送能力、工作性能及对井道、机房等土建设计的要求，包括以下几个方面：

1. 额定载重量：制造和设计所规定的电梯的额定载重量。
2. 轿厢尺寸：宽×深×高
3. 轿厢尺寸：有单面或双面开门及其他特殊要求等，包括对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对电风扇、电话的要求等。
4. 轿门形式：栅栏门、封闭式中分门、封闭式双折门、封闭式双折中分门等。
5. 开门宽度：轿厢门和层门完全开启时的饿净宽度。
6. 开门方向：人在轿厢外面对轿厢门向左方开启的为左开门，门向右方开启的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称中分门。

图1  电梯的整体结构

7. 曳引方式：常用的有半绕1﹕1吊索法，轿厢的原形速度等于钢丝绳的饿运行速度；半绕2﹕1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳运行速度的一半；全绕1﹕1吊索法，轿厢的运行速度大呢关于钢丝绳的运行速度。
8. 额定速度（m/s）：制造和设计对规定的电梯运行速度。
9. 电气控制系统：包括控制方式、拖动系统的形式等，如交流电动机拖动或           支流电动机拖动、轿内按钮控制或几选控制等。

10）停层站数：凡在建筑物内个楼层用语出入轿厢的地点均称为站。

11）提升高度：由底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。

12）顶层高度：由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。

13）底坑深度：由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越高。

14）井道高度：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。

15）井道尺寸：宽×深

2、我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定

为了加强对电梯产品的管理，提高电梯产品的使用效果，我国于1974年颁布了一批电梯产品的标准，1986年又颁布了国家标准GB 7025—1986，并取代原来的标准。自从GB 7025—1986颁布后，对当时国内已批量生产的乘客电梯、载货电梯、病床电梯、杂物电梯等类别的电梯及其井道、机房的形式、基本参数与尺寸做了规定。1997年我国又颁布了新的推荐性标准GB/T 7025—1997。

电梯的主要参数是电梯制造厂设计和制造电梯的依据。拥护选用电梯时，必须根据电梯的安装使用地点、载运对象等、按标准的规定，正确选择电梯的类别和有关参数与尺寸，并根据这些参数与规格尺寸，设计和建造安装电梯的建筑物，否则会影响电梯的使用效果。

1.3.3电梯的总体结构