電梯控制系統分析工作原理

2023-01-27 17:51:05 字數 3578 閱讀 1029

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。也有台階式,踏步板裝在履帶上連續執行,俗稱自動電梯。 服務於規定樓層的固定式公升降裝置。

它具有乙個轎廂,執行在至少兩列垂直的或傾斜角小於15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便於乘客出入或裝卸貨物。

電梯的安全保護裝置用於電梯的啟停控制;轎廂操作盤用於轎廂門的關閉、轎廂需要到達的樓層等的控制;廳外呼叫的主要作用是當有人員進行呼叫時,電梯能夠準確達到呼叫位置;指層器用於顯示電梯達到的具體位置;拖動控制用於控制電梯的起停、加速、減速等功能;門機控制主要用於控制當電梯達到一定位置後,電梯門應該能夠自動開啟,或者門外有乘電梯人員要求乘梯時,電梯門應該能夠自動開啟。

電梯控制系統結構圖如圖1—1所示:

圖1-1 電梯控制系統結構圖

電梯訊號控制基本由plc軟體實現。輸入到plc的控制訊號有執行方式選擇(如自動、有司機、檢修、消防執行方式等)、執行控制、轎內指令、層站召喚、安全保護訊號、開關門及限位訊號、門區和平層訊號等。

電梯訊號控制系統如圖1—2所示:

圖1-2 電梯訊號控制系統

電梯繼電器控制系統是最早的一種實現電梯控制的方法。但是,進入九十年代,隨著科學技術的發展和計算機技術的廣泛應用,人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高,繼電器控制的弱點就越來越明顯。

電梯繼電器控制系統存在很多的問題:系統觸點繁多、接線線路複雜,且觸點容易燒壞磨損,造成接觸不良,因而故障率較高;普通控制電器及硬體接線方法難以實現較複雜的控制功能,使系統的控制功能不易增加,技術水平難以提高;電磁機構及觸點動作速度比較慢,機械和電磁慣性大,系統控制精度難以提高;系統結構龐大,能耗較高,機械動作噪音大;由於線路複雜,易出現故障,因而保養維修工作量大,費用高,而且檢查故障困難,費時費工。電梯繼電器控制系統故障率高,大大降低了電梯的可靠性和安全性,經常造成停梯,給乘用人員帶來不便和驚憂。

且電梯一旦發生衝頂或蹲底,不但會造成電梯機械部件損壞,還可能出現人身事故。

計算機控制系統在工業控制領域中,其主機一般採用能夠在惡劣工業環境下可靠執行的工控機。工控機有通用微機應用發展而來,在硬體結構方面匯流排標準化程度高,品種相容性強,軟體資源豐富,能提供實時作業系統的支援,故對要求快速,實時性強,模型複雜的工業物件的控制占有優勢。但是,它的使用和維護要求工作人員應具有一定的專業知識,技術水平較高,且工控機在整機水平上尚不能適應惡劣工作環境。

可程式設計控制器對此進行了改進,變通用為專用,有利於降低成本,縮小體積,提高可靠性等特性,更適應過程控制的要求。

可程式設計序控制器(plc)最早是根據順序邏輯控制的需要而發展起來的,是專門為工業環境應用而設計的數字運算操作的電子裝置。鑑於其種種優點,目前,電梯的繼電器控制方式已逐漸被plc控制所代替。同時,由於電機交流變頻調速技術的發展,電梯的拖動方式已由原來直流調速逐漸過渡到了交流變頻調速。

因此,plc控制技術加變頻調速技術己成為現代電梯行業的乙個熱點。

可程式設計序控制器的應用領域,在發達的工業國家,可程式設計序控制器已經廣泛地應用在所有的工業部門,隨著可程式設計序控制器的效能**比的不斷提高,過去許多使用專用計算機的場合也可以使用可程式設計序控制器。比如用在開關量的控制,這是可程式設計序控制器最基本最廣泛的應用,它的輸入和輸出訊號都是只有通、斷狀態的開關量訊號,這種控制與繼電器控制最為接近,可以用**較低,僅有開關量控制的功能的可程式設計序控制器作為繼電器控制系統的替代物。開關量邏輯控制可以用於單台裝置,也可以用於自動線生產線,如工具機控制、沖壓、鑄造機械、運輸帶、包裝機械的控制,同樣也可以用於電梯的控制。

可程式設計序控制器的特點:

① 可靠性高、抗干擾能力強

② 控制系統構成簡單、通用性強

③ 程式設計簡單,使用、維護方便

④ 組合方便、功能強、應用範圍廣

⑤ 體積小、重量輕、功耗低

通過上述的簡述,plc電梯控制系統應能夠達到如下要求:

(1)安全性

電梯是運送乘客的,即使載貨電梯通常也有人伴隨,因此對電梯的第一要求便是安全。電梯中設定有必要的安全措施,它們主要有:

① 超速保護裝置

② 轎廂超越上、下極限工作位置時,切斷控制電路的裝置,交流電梯(除

雜物電梯)還應有切斷主電路電源的裝置,直流電梯在井道上、下端站前,應有強迫減速裝置。

③ 撞底緩衝裝置

④ 對三相交流電源應設斷相保護的裝置和相序保護裝置

⑤ 應設定廳門、轎門電氣聯鎖裝置

⑥ 電梯因中途停電或電氣系統有故障不能執行時,應有轎廂慢速移動措施

the 鐢 plank 瓧鍨嬫墭鐩 ?(2)可靠性

電梯的可靠性也很重要,如果一部電梯工作起來經常出故障,就會影響人們正常的生產、生活,給人們造成很大的不便。不可靠也是事故的隱患,是不安全的起因。要想提高電梯的可靠性,首先應提高構成電梯的各個零、部件的可靠性,只有每個零、部件都是可靠的,整部電梯才可能是可靠的。

(3)乘坐舒適感

根據人們生活中的經驗證明,在運動速度不變的情況下,速度值的大小對人們的器官基本上沒有什麼影響,這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行的任意方向運動的情況而言的。高速的公升降運動就和上述運動有所不同。這是由於在公升降運動中,人體周圍氣壓的迅速變化,對人們的器官產生影響。

例如耳膜會感到壓力而嗡嗡響等等。只要採取一定措施,這些影響是可以消除的。所以目前電梯的執行速度雖已高達10m/s。

仍能使乘客無大的不適感。

(4)快速性

鐭 ▼shu ц 電梯作為一種交通工具,對於快速性的要求是必不可少的。快速可以節省時間,這對於在快節奏的現代社會中的乘客是很重要的。快速性主要通過以下方法得到:

the 鑷姩鍖栦粨 qian?① 提高電梯額定速度

the 閿? 敭鍖呰 ?② 集中布置多台電梯,通過電梯台數的增加來節省乘客候梯時間

③ 見面可能減少電梯起、停過程中加、減速所用的時間

鎷ㄥ洖(5) 停站準確性

qi 濈 (6)電梯理想執行曲線

the 鍗婃嫋 qi?根據大量的研究和實驗表明,人可接受的最大加速度為am≤1.5m/s2,加速度變化率ρm≤3m/s3,電梯的理想執行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形,由於正弦波形加速度曲線實現較為困難,而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段的轉折點處的加速度變化率均大於梯形曲線,即 ρm跳變到-ρm或由-ρm跳變到 ρm的加速度變化率,故很少採用,因梯形曲線容易實現並且有良好加速度變化率頻繁指標,故被廣泛採用。

the geng bian 紡 qi?變頻器構成的電梯系統,當變頻器接收到控制器發出的呼梯方向訊號,變頻器依據設定的速度及加速度值,啟動電動機,達到最大速度後,勻速執行,在到達目的層的減速點時,控制器發出切斷高速度訊號,變頻器以設定的減速度將最大速度減至爬行速度,在減速執行過程中,變頻器能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離,並計算出優化曲線,從而能夠按優化曲線執行,使低速爬行時間縮短至0.3s,在電梯的平層過程中變頻器通過調整平層速度或制動斜坡來調整平層精度。

即當電梯停得太早時,變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值,反之則減少低速度值或增大制動斜坡值,在電梯到距平層位置4—10cm時,有平層開關自動斷開低速訊號,系統按優化曲線實現高精度的平層,從而達到平層的準確可靠。(其速度曲線如圖4—1所示)

the 鏈夋晥 yue ㈡埛鍙嶅簲圖4-1 拋物線——直線綜合速度曲線

the ying 樿 chuai 鎺у埗拋物線——直線綜合速度曲線的加速時間的起始階段(ta/n)和最末段(ta/n)均為拋物線形速度曲線,而中間段(n-2)ta/n為直線形的速度曲線;n為起動時間係數。

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