3.1.1 電梯的定義
一種以電動機為動力的垂直公升降機，裝有箱狀吊艙，用於多層建築乘人或載運貨物。
3.1.2 電梯的組成及功能
現代電梯主要由曳引機（絞車）、導軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩衝器等)、訊號操縱系統、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建築物的井道和機房中。通常採用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連線轎廂和平衡重，電動機驅動曳引輪使轎廂公升降。
電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。電梯的基本引數主要有額定載重量、可乘人數、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。
曳引系統 : 曳引系統主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成,曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯執行。
導向系統:導向系統的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作公升降運動。導向系統主要由導軌，導靴和導軌架組成。
轎廂:轎廂是運送乘客和貨物的電梯元件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。
門系統：門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成.
重量平衡系統：系統的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。系統主要由對重和重量補償裝置組成。
電力拖動系統：電力拖動系統的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統由曳引電動機，供電系統，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。
電氣控制系統：電氣控制系統的主要功能是對電梯的執行實行操縱和控制。電氣控制系統主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(櫃)，平層裝置，選層器等組成。
安全保護系統：保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發生。由限速器，安全鉗，緩衝器，端站保護裝置組成。
3.2.1 電梯的結構原理
電梯是機、電一體化產品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當於人的神經，控制部分相當於人的大腦。各部分通過控制部分排程，密切協同，使電梯可靠執行。
儘管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數為電力拖動、鋼絲繩曳引式結構，圖3.1所示是電梯的基本結構剖視直觀圖。
從電梯空間位置使用看，由四個部分組成：依附建築物的機房、井道；運載乘客或貨物的空間——轎廂；乘客或貨物出入轎廂的地點——層站。即機房、井道、轎廂、層站。
電梯的基本結構如圖3-1所示。
1—控制櫃(屏) 2一拽引機 3—拽引鋼絲繩 4—限速器 5—限速器鋼繩 6—限速器張緊裝置 7—轎廂 8—安全鉗 9—轎廂門安全觸板 10—導軌 11—對重 12—廳門13—緩衝器
圖3-1 電梯的基本結構
一、拽引系統
電梯拽系統的功能是輸出動力和傳遞動力，驅動電梯執行。主要由拽引機，拽引鋼絲繩，導向輪和反繩輪組成。拽引機為電梯的執行提供動力，由電動機，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。
拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅動轎廂公升降。導向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，採用復繞型還可以增加拽引力。
二、導向系統
導向系統由導軌，導靴和導軌架組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導軌做公升降運動。
三、門系統
門系統有轎廂門，層門，開門，連動機構等組成。轎廂門設在轎廂入口，由門扇，門導軌架，等組成，層門設在層站入口處。開門機設在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。
四、轎廂
轎廂是運送乘客或者貨物的電梯元件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機構，由橫樑，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。
轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風裝置，轎廂裝飾件和轎廂內操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數決定
五、重量平衡系統
重量平衡系統由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。
重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設計影響的裝置。
六、電力拖動系統
電力拖動系統由拽引電機，供電系統，速度反饋裝置，調速裝置等組成，它的作用是對電梯進行速度控制。拽引電機是電梯的動力源，根據電梯配置可採用交流電機或者直流電機。供電系統是為電機提供電源的裝置。
速度反饋系統是為調速系統提供電梯執行速度訊號。一般採用測速發電機或速度脈衝發生器與電機相連。調速裝置對拽引電機進行速度控制。
七、電氣控制系統
電梯的電氣控制系統由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據電梯的執行邏輯功能要求，控制電梯的執行，設定在機房中的控制櫃上。操縱裝置是由轎廂內的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的執行的。
平層裝置是發出平層控制訊號，使電梯轎廂準確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的停靠站時，欲使轎廂地坎與廳門地坎達到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內和廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的執行方向。
八、安全保護系統
安全保護系統包括機械的和電氣的各種保護系統，可保護電梯安全的使用。機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用，緩衝器起衝頂和撞底保護作用，還有切斷總電源的極限保護裝置。
電氣方面的安全保護在電梯的各個執行環節中都有體現。
曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速後帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的公升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建築物井道牆體上的固定導軌往復公升降運動，防止轎廂在執行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時鬆閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止公升降，並在指定層站上維持其靜止狀態，供人員和貨物出入。
轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩定，轎廂得以準確停靠。電氣系統實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。
指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯執行安全。
整個公升降電梯控制系統的組成由核心控制項plc、電機馬達開關、開關、按鈕、指示燈、和外部光電感測器等元部件組成。其中由面板旋鈕開關或帶鎖的鑰匙旋鈕開關選擇整個系統的工作狀態，通過狀態安全繼電器的得電或失電來區分自動執行和手動執行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統只有在自動執行狀態下時plc的輸出端子才有輸出電壓，當系統在手動執行狀態下時，plc輸出端子上無輸出電壓。
馬達開關作用為當系統指令電機以工頻方式工作時，起到保護電機的作用。人機介面能夠方便操作人員對裝置進行操作和監控，實時顯示裝置工作狀態。指示燈向plc傳輸外部狀態訊號，指示電梯的工作狀態。
自動化控制系統中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的裝置輸出中止權，即無論在手動還是自動狀態下，只要緊停按鈕被按下，裝置都會立即停止任何動作。電梯井除了在高處和低處安裝了感應電梯吊籃位置的光電感測器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機械式的行程限位開關，確保電梯轎廂不發生衝頂和撞底事故。
電梯系統電氣部分的主要組成就是電機拖動，訊號元件以及轎內和外部的控制按扭。如何合理的設定和使用這些資源，對於解決這類問題至關重要。設計中首先要了解控制物件的特點，從而確定有關的plc輸入、輸出點的選擇。
對於乙個四層電梯的控制，要解決的主要問題包括以下幾個方面：
（1） 轎內按扭以及各層門廳按扭的設定；
（2） 電梯執行位置的監測；
（3） 電梯和各層門廳開關門狀態的監測；
（4） 確定控制的邏輯。
通過上述問題的分析，可以完成對所需plc的控制點數的選擇，同樣作為乙個邏輯控制為主的系統，需要將被控電機作為唯一的控制目標，所有的邏輯實現都是針對這一目標進行的，而對此目標的控制又分成了正向/反向。當電梯轎內或門廳呼叫按鈕按下時，根據監測到的上行或下行指令給出相應的訊號，從而控制電梯的驅動電機進行相應的動作。當有多個呼叫訊號到達時，執行方式為優先響應電梯執行方向上的訊號，再響應另一方向訊號。
對未及時響應的訊號要進行保留。
上行要求：
1.當電梯停於1層或2層、或3層時，按s4按鈕呼梯則電梯上公升至ls4停。
2.當電梯停於1層，若按s2按鈕呼梯，則電梯上公升ls2停，若按s3按鈕呼梯，則電梯轎箱上公升至ls3停。
3.當電梯停於2層，若按s3按鈕呼梯，則電梯上公升到ls3停，
4.當電梯停於1層而s2、s3按鈕均有人呼梯時，電梯上公升到ls2暫停5秒後繼續上公升到ls3停。
5.當電梯停於2層，而s3、s4按鈕均有人呼梯時，電梯上公升到ls3暫停5秒後繼續上公升到ls4暫停。
6.當電梯、停於1層，而s2、s4按鈕均有人呼梯時，電梯上公升到ls2暫停5秒後，繼續上公升到ls4停。
7.當電梯停於1層，而s3、s4按鈕均有人呼梯時，電梯上公升到ls3暫停5秒後繼續上公升到ls4停。
8.當電梯停於1層，而s2、s3、s4按鈕均有人呼梯時，電梯上公升到ls2暫停5秒後繼續上公升到ls3暫停5秒後繼續上公升到ls4停。
下行要求：
9.當電梯在4層或3層或2層時，按s1呼梯，則電梯下降到ls1停。
10.當電梯停於4層，若按s3呼梯，則電梯下降到ls3停，若按s2呼梯，則電梯下降到ls2停。
11.當電梯停於3層，若按s2按鈕呼梯，則電梯下降到ls2停止。
12.當電梯停於4層，而s2、s3按鈕均有人呼梯時，電梯下降到ls3暫停5秒後繼續下降至ls2停。
13.當電梯停於4層，而s3、s1均有人呼梯時，電梯下降到ls3暫停5秒，繼續下降到ls1停止。
14.當電梯停於4層，而s3、s2、s1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到ls3暫停5秒繼續下降到ls2暫停5秒後，繼續下降到ls1停止。
15.當電梯停於3層，而s2、s1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到ls2暫停5秒後繼續下降到ls1停止。
16.當電梯停於2層，而s1、s3、s4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至ls1暫停5秒後，再上公升。
17.當電梯停於3層，而s1、s2、s4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至ls2暫停5秒後，繼續下降到ls1暫停5秒，再上公升至ls4停止。
注：選擇方向與執行方向不一致時，呼叫無效，內選同上。
為了完成設定的控制任務,主要根據電梯控制方式與輸入/輸出點數和占用記憶體的多少來確定plc的機型。本系統為四層樓的電梯,採用集選控制方式。所需輸入/輸出點數與記憶體容量估算如下:
1．輸入/輸出點的估算：
採用plc構成四層簡易電梯電氣控制系統。電梯的上、下行由一台電動機拖動，電動機正轉為電梯上公升，反轉為下降。一層有上公升呼叫按鈕k1和指示燈h1，二層有上公升呼叫按鈕k2和指示燈h2以及下降呼叫按鈕k4和指示燈h4，三層有上公升呼叫按鈕k3和指示燈h3以及下降呼叫按鈕k5和指示燈h5，四層有下降呼叫按鈕k6和指示燈h6。
一至四層有到位行程開關sq1～sq4。電梯內有一至四層呼叫按鈕k10～k7和指示燈h10～h7；電梯開門和關門按鈕sb5和sb6，電梯開門和關門分別通過電磁鐵km3和km4控制，關門到位由行程開關st1檢測，開門到位由行程開關st2檢測。轎廂上行和下行由接觸器km1和km2控制，並有上行記憶和下行記憶兩路指示燈。
輸入點共有14個，輸出點共有16個,總共30個。
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