1、 摘 要 本文介紹一種電梯變頻器控制系統。電梯是垂直方向的運輸設備，是高層建筑中不 可缺少的交通運輸設備。它靠電力，拖動一個可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內導 軌上做垂直升降運動，在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運行的 PLC 系統 也要求越來越高，要求達到電梯運行的“穩、準、快”的運行目的。該系統主要由 PLC、 邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動機、繼電器、接觸器、行程開關、按鈕、發 光指示器和 MM440 變頻器組成為一體的控制系統。本設計控制單元采用以西門子的可編 程控制器 PLC 對機器進行全過程控制,采用 MM440 變頻器進行速度調節，達到運行安全、 可靠、舒適的

2、要求。 整個系統通過 PLC、邏輯控制電路對電梯的升降；加、減速；平層；起動、制動控制。 其結構簡單、運行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。 關鍵詞：電梯，PLC 控制系統，變頻器 Abstract This text introduces the control system of a kind of elevator PLC. The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equip

3、ments. It depends electric power, dragging along to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport, there is prominent function in the peoples life. And the control elevator circulate of the PLC system als

4、o has more and more high request, request to attain the movement purpose of steady, quasi-, quick of elevator movement. That system mainly from PLC, logic control the electric circuit constitute. Include an exchanges difference to tread electric motor among them, after the electric appliances, get i

5、n touch with a machine, route of travel switch and press button, give out light the indicator constitute and MM440 transducer for the control system of integral whole. The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Sieme

6、ns company. The whole system passes PLC, logic control the electric circuit is to the rise and fall of elevator; Add, decelerate; Even layer; Start, make to move a control. Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control. Key words ： ele

7、vator ， PLC controls system ，transducer 第一章方案論證 .6 1.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題.6 1.1.1 電梯繼電器控制系統的優點.6 1.1.2 電梯繼電器控制系統存在的問題.7 1.2 PLC 及其在電梯控制中的應用特點.7 1.2.1 PLC 的特點.7 1.2.2 PLC 控制電梯的優點.9 1.3 電梯變頻調速控制的特點.9 1.4 課題的來源.9 1.5 課題研究的實際意義.10 第二章電梯設備及其主要參數 .10 2.1 電梯的出現.10 2.2 電梯設備.11 2.2.1 電梯的分類.11 2.2.2 電梯的主要參數.11

8、 2.2.3 乘客電梯參數尺寸.12 2.3 電梯的發展概況.12 2.3.1 電梯技術發展概況.13 2.3.2 電梯發展展望.13 第三章 電梯的基本構成及控制原理 .14 3.1 電梯土建的基本結構.14 3.2 電梯機械的基本結構.14 3.3 電梯電氣系統的基本結構.16 3.3.1 電梯的拖動系統.16 3.3.2 電梯的控制系統.17 3.4 電梯控制系統的原理與要求.17 第四章變頻器的選擇 .19 4.1 變頻器的分類.19 4.2 變頻器的選擇.19 4.2.1 選擇變頻器品牌型號.19 4.2.2 選擇變頻器規格.19 4.2.3 選擇的變頻器應滿足的條件.19 4.3

9、通用變頻器.20 4.3.1 通用變頻器概況.20 4.3.2 西門子 MM440 型通用變頻器.21 第五章 PLC 的結構及基本指令.23 5.1 PLC 的結構原理.23 5.1.1 PLC 的硬件系統結構.23 5.1.2 可編程控制.25 5.2 PLC 的工作原理.25 5.2.1 PLC 的等效工作電路.25 5.2.2、PLC 的工作原理.26 5.3 PLC 的軟件系統.26 5.4 STEP 7 編程軟件的編程語言及基本指令.27 5.4.1 STEP 7 編程軟件的編程語言.27 5.4.2 STEP 7 編程軟件的基本指令.28 第六章 MM440 變頻器電梯控制系統的

10、硬件設計.28 6.1 MM440 變頻器電梯控制系統結構.28 6.2 MM440 變頻器電梯控制系統.29 6.3 MM440 變頻器電梯控制系統硬件開發 .30 6.3.1 設計思想.31 6.3 .2 電梯控制系統 PLC 硬件設計.33 6.3.3 電梯控制系統 MM440 變頻器硬件設計.34 第七章 系統軟件設計 .36 7.1 PLC 的編程語言.36 7.2 電梯設計流程圖.37 7.3 三層電梯梯形圖.38 7.3.1 外召喚信號登記及消除.38 7.3.2 內指令信號登記及消除.38 7.3.3 電梯的平層信號處理.40 7.3.4 選層定向及反向截梯.40 7.3.5

11、內指令外召喚信號的保持.43 7.3.6 各樓層停車信號.44 7.3.7 自動開關門.45 結 束 .47 致謝 47 參考文獻 .49 前 言 電梯是隨著高層建筑的興建而發展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫 需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯;百貨大樓和賓館需要有客梯,電梯在現代社會已像汽 車、輪船一樣,成為人類不可缺少的交通運輸工具。據統計,美國每天乘電梯的人次多于 乘載其它交通工具的人數。當今世界,電梯的使用量已成為衡量現代化程度的標志之一。 追溯電梯這種升降設備的歷史,據說它起源于公元前 236 年的古希臘。當時有個叫阿 基米德的人設計出-人力驅動的卷筒式卷揚機。1858 年

12、以蒸汽機為動力的客梯，在美 國出現,繼而又在英國出現水壓梯。1889 年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電 梯動力,這才出現名副其實的電梯,并使電梯趨于實用化。1900 年還出現了第一臺自動扶 梯。1949 年出現了群控電梯,首批 46 臺群控電梯在紐約的聯合國大廈被使用。1955 年 出現了小型計算機(真空管)控制電梯。1962 年美國出現了速度達 8 米/秒的超高速電梯。 1963 年一些先進工業國只成了無觸點半導體邏輯控制電梯。1967 年可控硅應用于電梯， 使電梯的拖動系統筒化，性能提高。1971 年集成電路被應用于電梯。第二年又出現了數 控電梯。1976 年微處理機開始用于電梯

13、，使電梯的電氣控制進入了一個新的發展時期。 實際上，電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的， 電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足要求 的，因此，電梯控制系統應采用隨機邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種 控制方式：一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯的信號采集、運行狀態和功能的 設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制 方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這 兩種方式并沒有太大的區別。國內廠家大多采用第二種方式，其原因在于用 PLC 控制有 許多

14、優點： 1，可靠性高，由于采取了一系類的 PLC 高可靠性的措施，PLC 的平均無故障 時間一般可達 3-5 萬小時。而且 PLC 的環境適應性也很強，它能在工業環境下可靠地工 作；2，編程簡單，PLC 最常用的編程語言是梯形圖語言。這種編程語言形象直觀，容易 掌握，不需要專門的計算機知識，便于廣大現場工程技術人員掌握。當工作流程需要改 變時，可以現場改變程序，使用方便、靈活；3，體積小、結構緊湊、安裝、維修方便。 PLC 的體積小，重量輕，便于安裝。一般 PLC 都具有自診斷、故障報警、故障種類顯示等 功能。 可編程控制器不僅充分利用微處理器的優點來滿足各種工業領域的實時控制要求， 同時也照

15、顧到現場電氣維護人員的技能和習慣，擯棄了微機常用的計算機編程語言的表 達方式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結 構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學、調試和查錯都很容易。用戶買到所需要的 PLC 后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可以靈活而 方便地將 PLC 應用于生產實踐，而且用戶程序的編制、修改和調試都不需要具有專門的 計算機編程語言知識。PLC 現在已經成為現代工業控制三大支柱 （PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程 序、具有遠程通信聯網功能、易與計算機接口、能對模擬

16、量進行控制、具備高速記數與 位控等高性能模塊等優異性能，日益取代有大量中間繼電器、時間繼電器、記數繼電器 等組成的繼電-接觸控制系統，在機械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、 交通等各行各業都得到廣泛的應用。 自 20 世紀 80 年代初通用變頻器問世以來，通用變頻器更新換代了五次：第一代是 80 年代初的模擬式通用變頻器，第二代是 80 年代中期的數字式通用變頻器，第三代是 90 年代初的智能型通用變頻器，第四代是 90 年代中期的多功能通用變頻器，本世紀研制 上市了第五代集中型通用變頻器。PWM 控制技術一直是變頻技術的核心技術之一。由于 PWM 可以同時實現變頻變壓反抑制諧波的

17、特點，因此在交流傳動乃至其他能量變換系統 中得到廣泛應用。從最初采用模擬電路完成三角調制波和參考正弦波比較，產生正弦脈 寬調制 SPWM 信號以控制功率器件的開關開始，到目前采用全數字化方案，完成優化的實 時在線的 PWM 信號輸出，PWM 在各種應用場合仍占主導地位，并一直是人們研究的熱點。 為了滿足電梯安全、可靠、舒適運行的要求，本設計采用西門子 MM440 變頻器進行速度 控制以達到以上要求。在典型的升降系統的轎廂控制中，要與配重相結合，系統表現為 很大的慣性復雜性。所以傳動裝置必須有很大的起動力矩。西門子 MM440 變頻器可以控 制電梯從靜止到平滑起動期間提供 200%三秒鐘的過載能

18、力。MM440 變頻器的矢量控制和 可編程的 S 曲線功能，使轎廂在任何情況下都能平穩的運行且保證乘客的舒適感，特別 在轎廂突然停止和突然起動時。MM440 變頻器高力矩輸出和過載能力保證電梯可靠、無跳 閘運行，通過調節變頻器的調制頻率，可以使電梯靜音運行。S 形曲線設定保證電梯平滑 操作，提高乘坐舒適感。電梯采用變頻器控制，減少了電梯的機械維護量。 總之，電梯的控制是比較復雜的，在計算機誕生前的幾十年里，繼電器控制系統為 電梯控制的發展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已經無法滿足與適應 電梯控制的要求和發展，與 PLC 相比較，存在質的差別。電梯使用繼電接觸器控制的時 代，很難設

19、計出質量優良的電梯控制系統，而現在，可編程控制器的使用為電梯的控制 提供了更廣闊的空間。同時，MM440 變頻調速使用了先進的 SPWM 技術，具有優異的調速 性能和起制動性能、高效率和節電效果，得到廣泛的應用。可編程控制器和 MM440 變頻 器相結合，使得電梯的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩、可靠、抗干 擾性能增強、機械與電氣部件有機結合在一個設備內，把儀表、電子和計算機的功能綜 合在一起。因此它已成為電梯運行中的關鍵技術。 第一章 方案論證 隨著現代城市的發展，高層建筑日益增多，電梯成為人們日常生活必不可少的代步工 具。電梯性能的好壞對人們生活的影響越來越顯著，因此必須努力

20、提高電梯系統的性能， 保證電梯的運行高效節能又安全可靠。電梯是垂直運輸工具，屬于位能負載，并且要求 頻繁起停，隨著載客量多少的變化、上下行的變換，在空載上行或重載下行時，電動機 的負載最小，甚至是處于發電狀態，而電梯在重載上行或空載下行時，電動機的負載最 大，是處于電動狀態，這就要求電動機在四象限運行。傳統的電梯曳引電動機采用接觸 器來實現電動機工作狀態的改變，雙速異步電動機在定子回路中串電抗與電阻來實現電 動機的調速，這滿足不了乘客的舒適感；另外，傳統的電梯控制系統由繼電器控制邏輯 組成，存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，可靠性差和工作壽命短等缺陷。可 編程控制器 PLC 是根據順序邏

21、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。鑒于其種種優點，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸 被 PLC 控制代替。同時，由于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，不僅能滿足乘客的舒適感和保證平層的精度，還 可以降低能耗，節約能源，減小運行費用。因此，PLC 控制技術加變頻調速已成為現代 電梯行列的一個熱點。 1.1 電梯繼電器控制系統的特點及存在問題 1.1.1 電梯繼電器控制系統的優點 （1）所有控制功能及信號處理均由硬件實現，線路直觀，易于理解和掌握，適合于 一般技術人員和技術工人所掌握。 （2）系統的保

22、養、維修及故障檢查無需較高的技術和特殊的工具、儀器。 （3）大部分電器均為常用控制電器，更換方便，價格便宜。 （4）多年來我國一直生產這類電梯，技術成熟，已形成系列化產品，技術資料圖紙 齊全，熟悉掌握的人員較多。 1.1.2 電梯繼電器控制系統存在的問題 （1）系統觸點繁多接線線路復雜，且觸點容易燒壞磨損，造成接觸不良，因而故障 率較高【1】。 （2）普通控制電器及硬件接線方法難以實現較復雜的控制功能，使系統的控制功能 不易增加，技術水平難以提高。 （3）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。 （4）系統結構龐大，能耗較高，機械動作噪音大。 （5）由于線路復雜，

23、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擾。且電梯一旦發生沖頂或蹲底，不但會造成 電梯機械部件損壞，還可能出現人身事故。 1.2 PLC 及其在電梯控制中的應用特點 1.2.1 PLC 的特點 PLC 是一種用于工業自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC 與 普通微機一樣。以通用或專用 CPU 作為字處理器，實現字運算和數據存儲，另外還有位 處理器（布爾處理器），進行點（位）運算與控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操 作、維修。編程簡單、靈活性

24、強等特點。 1、可靠性、可靠性 對可維修的產品，可靠性包括產品的有效性和可維修性。 （1）PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統 的維修簡單，維修時間短。 （2）PLC 采用了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障 診斷和信息保護及恢復等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 （3）PLC 有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易 發生操作的錯誤。 （4）PLC 是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機更簡單的 編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程錯誤率大大降低，而為工業

25、惡劣操作環境設計的硬件使可靠性大大提高。 （5）在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件； 采用先進的工藝制造流水線制造；對干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對電源的斷電保護； 對存儲器內容的保護等。 （6）PLC 的軟件方面，也采取了一系列提高系統可靠性的措施。例如，采用軟件濾波等； 軟件自診斷；簡化編程語言等。 2、易操作性、易操作性 PLC 的易操作性表現在下列幾個方面： （1）操作方便 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數 PLC 采用編程器進行輸入和更改的 操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的 PLC，編程器采用了 CRT 屏幕顯

26、 示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據所需要的地址編號 或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示。 （2）編程方便 PLC 有多種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較 為接近，容易掌握和理解。采用布爾助記符編程語言，十分有助于編程人員的編程。 （3）維修方便 PLC 具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求減低。當系統發生故障時，通過硬件 和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。 3、靈活性 PLC 的靈活性表現在以下幾個方面： （1）編程的靈活性。 PLC 采用的編程語言有梯形圖

27、、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。 編程方法的多樣性使編程方便、應用面拓展。 （2）擴展的靈活性。 PLC 的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據應用的規模不同，即可進行容量的擴 展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。 （3）操作的靈活性。 操作十分靈活方便，監視和控制變得十分容易。 1.2.2 PLC 控制電梯的優點 （1）在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實現對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。 （2）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統結構簡單，外部線路簡化。 （3）PLC 可實現各種復雜的控制系統，方便地增加或改變控制功能。 （4）PLC 可進行故障自動檢測報警顯

28、示，提高運行安全性，并便于檢修。 （5）用于群控調配和管理，并提高電梯運行效率。 （6）更改控制方案時不需改動硬件接線【2】。 1.3 電梯變頻調速控制的特點 隨著電力電子技術、微電子技術和計算機控制技術的飛速發展，交流變頻調速技術的 發展也十分迅速。電動機交流變頻技術是當今節電，改善工藝流程以提高產品質量和改 善環境、推動技術進步的一種手段。變頻調速以其優異的調速性能和起制動平穩性能、 高效率、高功率因數和節電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優點而被國內外公認為最 有發展前途的調速方式。 （1）變頻調速電梯使用的是異步電動機，比同容量的直流電動機具有體積小、占空 間小、結構簡單、維護方便、可靠

29、性高、價格低等優點。 （2）變頻調速電源使用了先進的 SPWM 技術 SVPWM 技術，明顯改善了電梯運行質量和 性能；調速范圍寬、控制精度高，動態性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電 機調速。 （3）變頻調速電梯使用先進的 SPWM 和 SVPWM 技術，明顯改善了電動機供電電源的質 量，減少諧波，提高了效率和功率因數，節能明顯。 1.4 課題的來源 變頻器以其優越的性能，在很多領域中得到了廣泛的應用。在電梯業也是如此，目前 國內 7080 年代安裝完成的電梯絕大部分是繼電器控制，線路復雜，節點接線多，故障 率高，調速方式一般采用變極調速、調壓調速、直流調速。維修困難，屬于能耗型調速，

30、 效率低，發熱量大，調速性能指標較差，嚴重地影響電梯運行質量。應對這些電梯進行 更新和改造。但是更新需要大量資金，對使用單位來說有一定困難，所以對電梯進行局 部改造是經濟 的、實際的。近年來，采用功能強、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制 電梯，取得了良好效果。利用 PLC 和變頻器對舊電梯進行改造，不但可以增加電梯的舒 適感、安全性、可靠性，還可以降低能耗，節約能源，減少運行費用。 1.5 課題研究的實際意義 在電梯的控制中其控制量多、邏輯性強、隨機性大是其主要特點，對于 PLC 控制設 計來說，電梯控制系統具有很強的實用性和典型性，研究、分析電梯的邏輯關系，進而 實現控制，對

31、于理解和學習 PLC 都具有很好的意義。 控制電梯運行的 PLC 系統要求達到電梯運行的“穩、準、快”的運行目的。該系統主 要由 PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動機、繼電器、接觸器、行程開關、 按鈕、發光指示器和變頻器組成為一體的控制系統。本機控制單元采用以西門子公司的 可編程控制器 PLC 對機器進行全過程控制。整個系統通過 PLC、邏輯控制電路對電梯的開 關門，升降，加、減速，平層，起動、制動控制。要求其達到結構簡單、運行效率高、 平層精度高、使其能夠易于理解與掌握。 課題所研究的內容主要是用可編程控制器（PLC）和變頻器改造在用電梯自動控制系 統。由于大部分老式電梯的電控系

32、統可靠性欠佳，用戶尋求對電梯的電控系統進行改造， 以節約資金。因此，對電梯控制技術進行研究，找出一條適合國產老式電梯的改造之路， 并進而提高國產電梯的技術水平和質量，具有十分重要的意義。針對老式電梯采用的繼 電器邏輯控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作壽命短等缺陷，提出采用功能 強、故障率低、可靠性高的可編程控制器（PLC）來控制電梯。調速系統采用交流變頻調 速，在各種負載下都有良好的調速性能和準確的停車性能，滿足乘客的舒適感和保證平 層精度（即準確停車），并能節約大量電能。 第二章電梯設備及其主要參數 2.1 電梯的出現 1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫

33、斯奧的斯第 一次向世人展示了他的發明歷史上第一部安全升降梯。從那以后，升降梯在世界范圍 內得到了廣泛應用。以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150 年以 來，她已經發展成為世界、亞洲和中國領先的電梯公司。自從我國實行改革開放政策以 來，全國各地高層建筑不斷涌現，作為高樓的垂直交通工具電梯，其需求量日益增長。 各種類型、規格繁多的電梯已在高樓內投入運行。為了確保電梯正常運行、安全使用， 必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護好電梯【3】。 2.2 電梯設備 2.2.1 電梯的分類 電梯的分類有各式各樣： （1）按用途分類乘客電梯；載貨電梯；客貨電梯；病床電梯；雜物電梯；住宅電

34、梯；特 種電梯； （2）按速度分類低速電梯 1m/s 以下；高速電梯 12m/s 超高速電梯 4m/s 以上 （3）按驅動電源分類交流電梯速度一般小于 2m/s 直流電梯速度一般大于 2m/s （4）按控制方式分類層間控制；簡易集選控制；集選控制有無司機控制；群控 2.2.2 電梯的主要參數 （1）載重量(kg)制造和設計規定，電梯的額定載重量。 （2）轎廂尺寸(mm)寬*深*高。 （3）轎廂形式有單或雙面開門及其他特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏 色的選擇，對電話的要求等等。 （4）轎門形式有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙折門、封閉式雙折中分門等。 （5）開門寬度(mm)轎廂門和

35、層門完全開啟時的凈寬度。 （6）開門方向人在轎外面對轎廂門向左方向開啟的為左開門，門向右方向開啟的為右開 門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱中分門。 （7）曳引方式常用的有半繞 1：1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。半 繞 2：1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲繩運行速度的一半。全繞 1：1 吊索法，轎廂 的運行速度等于鋼絲繩的運行速度。 （8）額定速度(m/s)制造和設計所規定的電梯運行速度。 （9）電氣控制系統包括控制方式、拖動系統的形式等。如交流電機拖動或直流電機拖動， 轎內按鈕控制或集選控制等。 （10）停層站數(站)凡在建筑物內各樓層用于出入轎廂的地點均稱為站

36、。 （11）提升高度(mm)由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。 （12）頂層高度(mm)由底層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之間的垂直 的距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。 （13）底坑深度(mm)由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越快， 底坑一般越深。 （14）井道高度(mm)由井道底面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之間的垂直距離。 （15）井道尺寸(mm)寬*深。 電梯的主要參數是電梯制造廠設計和制造電梯的依據。用戶選用電梯時，必須根據電梯 的安裝使用地點、載運對象等，按標準的規定，正確選擇電梯的類別和有關參數與尺寸， 并根據這些參數

37、與規格尺寸，設計和建造安裝電梯的建筑物，否則會影響電梯的使用效 果。 2.2.3 乘客電梯參數尺寸 本題目選取新國家標準 GB/T7025.1-7025.397 中的規定中的乘客電梯作為設計對象， 為適應我國電梯產品迅速發展的要求，原部頒標準 JB143574 和國標 GSB702586 已遠 不能適應電梯產品的發展的需求。因此，國家在 1997 年又正式頒發具有國際水平的新的 國家標準 GB/T7025.1-7025.397 以取代前述各標準。新國標 GB/T7025.1-7025.397 對已批量生產的乘客電梯、住宅電梯，載貨電梯，病床電梯，雜物電梯等類別電梯的主 要參數及轎廂、井道、機房

38、的形式與尺寸作了具體規定。 2.3 電梯的發展概況 隨著現代建筑的發展，日益增高的高層建筑已成為現代都市的重要的標志，作為高層 建筑的垂直運載工具-電梯得到了快速發展。電梯是服務于三分之一樓層的固定式升降 設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直上的傾斜角小于 15的剛性導軌之間。轎 廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內，是輸 送人員 或貨物的垂直提升設備的交通工具。追溯電梯這種提升設備的歷史，早在公元前我國就 有利用人力作動力和簡單提升設備，直到現在我國北方部分農村仍用手搖轱轆提取井水 的升降提 水裝置，所以說，我國是世界上最早出現這種提升設備電梯雛形的國家

39、之一。隨著 電子工業的發展，新技術、產品不斷用于電梯控制系統，如可編程控制器的應用；單片 機的應用；無觸點半導體邏輯控制晶閘管（俗稱可控硅）的應用；集成電路及數字控制、 計算機群控制及調頻調壓技術的應用、拖動系統簡化、性能提高等。生活在繼續，科技 在發展，電梯也在進步。電梯的材質由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方 面更是步步出新手柄開關操縱，按鈕控制，信號控制，集選控制、人機對話等，多臺 電梯還出現了并聯控制，智能群控；雙層轎箱電梯展示出節省井道空間，提升運輸能力 的優勢，變速式自動人行道扶梯大大節省了行人的時間；不同外形的扇形、三角形、半 棱形、圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線

40、不再封閉。一個半世紀的風風雨雨，翻 天覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升現代人生活質量的承諾【4】。 2.3.1 電梯技術發展概況 （1）電梯的速度要求越來越快，高速、超高速電梯的數量愈來愈多。 （2）電梯的拖動技術有了較大的發展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。逐步被 交流電梯所替代，液壓電梯由于運行平穩，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得 到愈來愈廣泛的應用。交流拖動電梯更是得到迅速的發展，已由以前的變級調速（AC- VP）發展成為調壓調速（AC-VV）及調頻調壓調速（AC-VVVF），使得電梯的速度、加速 度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。 （3）電梯的邏

41、輯控制已從過去簡單的繼電器接觸器控制發展為可編程序控制器 （PLC）和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發展為集選控制、并聯控制、群 控等，電梯可靠性得到很大的提高。 （4）電梯的管理功能不斷加強，電梯廣泛采用微機控制技術，不斷滿足擁護的使用功能 要求。如緊急停車操作，消防員專用、防搗亂系統等。 （5）智能群控管理得到廣泛應用。 （6）機械傳動方面，由于國際上機構加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動 在電梯上的應用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化。 2.3.2 電梯發展展望 （1）結構不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化。隨著新技術、新結構、新材料、 新工藝的發展，電梯的機械系統

42、結構簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、 外觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發展。 （2）技術含量更高，性能更好。 電梯行業技術發展非常迅速，幾年前推出的具有先進性能、高舒適性的 VVVF 電梯，如今 已成為電梯行業的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳引機具有更節能、更潔凈、更安全、 更安靜、更經濟的特點，所以永磁同步曳引機逐步成為新型曳引機的主流；由于永磁技 術的先進性，將來很有可能取代 VVVF 技術。另外，網絡控制和智能群控系統以其控制的 先進性、快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發展潮流。 （3）安裝更方便、更快捷 高效、安全、可重復使用的無腳手架安裝，將是高層電梯安

43、裝的主要方式，隨著技術的 開發、應用，電梯的硬件系統給安裝帶來更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此 外，電梯的雙向安全裝置、無底坑、無線控制、綠色環保安全、環保、節能、舒適， 也將是未來電梯的重要發展方向。 3.電梯的基本構成及控制原理 電梯是一種較為復雜的機電一體化的設備，一臺完整的電梯主要由成土建部分，機 械部分和電氣部分組成。 3.1 電梯土建的基本結構 土建部分大致由機房，井道，底坑組成。 一、電梯機房：通常電梯機房設在建筑物的頂樓，機房內沒廂控制柜，電梯曳引主 機，導向輪，防止電梯超速的限速器，電梯的總電源盒等部件。 二、電梯井道：是在機房曳引機的上方是貫穿于建筑物通體高度的方形

44、直通道空間， 井道側壁上安裝有堅直的導軌，作為引導轎廂、對重運動提供空間。 三、底坑：井道的底部平面低于建筑物的最低層的地面，主在用于安裝電梯轎廂， 對重緩沖器，以便在轎廂沖頂、蹲低有緩沖的空間起減速緩沖作用【5】。 3.2 電梯機械的基本結構 機械部分主要有曳引主機，導向輪，曳引鋼絲繩-繩頭，限速器-安全鉗，導軌-導靴， 電梯轎廂，開關門連桿裝置，層門-門鎖，緩沖器等部件。 一、曳引機： 是電梯轎廂升降的主拖動機械，它由電動機、制動器、減速箱（無齒輪曳引機沒有 減速箱） 、曳引輪、和底座等組成。 二、曳引鋼絲繩： 電梯用曳引鋼絲繩常采用電梯專用西魯式鋼絲繩（6X19S+NF 或 8X19S+

45、NF） ， 三、導向輪： 導向輪用于半繞時，俗稱過橋輪，用于全繞式時，稱為抗繩輪。導向輪是用來調整 鋼絲繩與曳引輪之間的包角大小，與及調整轎廂與對重的相對位置。 四、限速器-安全鉗： 限速器-安全鉗裝置由限速器、限速鋼絲繩、安全鉗、底坑張緊輪四部分組成。電梯 中限速器與安全鉗成對出現和使用，它們是電梯中最重要的一道安全保護裝 置。其作用 有：電梯由于超速、打滑、斷繩、控制制失控等原因，起到了安全保護作用。 五、導軌-導靴 導軌和導靴是電梯轎廂和對重導向部分。電梯導軌材料多采用普通碳素鋼 A3F 軋鋼， 要求具有足夠的強度、韌性，在受到強烈沖擊時不致發生斷裂。 導靴是轎廂與對重沿著導軌上下移動的導向裝置。 六、電梯轎廂 電梯轎廂是電梯中裝乘客或貨物的金屬結體。它由轎廂架、轎廂壁、轎廂底、轎廂 頂、轎門等到幾部分組成。由上下四組導靴向沿導軌作垂直升降運動，完成垂直運輸任 務。常用電梯轎廂內部凈高和使用者正常出入門口凈高一樣，應不小于 2 米，寬度和深 度由電梯的實際載重量而定。 七、開門機及開關門機構 自動開門裝在轎頂靠近轎門處，由電動機通過減速裝置（齒輪傳動或蝸輪傳動或帶 齒膠帶傳動）帶動曲柄桿機構去開、關門。 八、層門 層門是電梯在各樓層的停站，也是供乘客或貨物進出電梯轎廂通向各層大廳出入口， 又稱為廳門。層門由