毕业设计基于变频调速的电梯PLC控制系统的设计.doc

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1、湘潭大学毕业设计说明书题 目： 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2010年05月20日 湘 潭 大 学毕业论文（设计）任务书设计（论文）题目： 基于变频调速电梯的计算机控制系统设计 学 号： 2006500615 学生姓名 专 业： 机械设计制造及其自动化指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求： 1、检索国外电梯的发展动态，分析国内的现状； 2、分析基于变频调速电梯的计算机控制系统的关键技术问题； 3、完成基于变频调速电梯的计算机控制系统的总体方案设计； 4、完成基于变频调速电梯的计算机控制系统的输入输出点数计算设计；

2、 5、完成基于变频调速电梯的计算机控制系统的硬件选择及接线图设计； 6、完成基于变频调速电梯的计算机控制系统的显示电路模块设计； 7、完成基于变频调速电梯的计算机控制系统的控制程序模块设计； 8、完成毕业论文的文稿工作，要求：总字数不低于一万字，使用A4编辑及打印装订成册； 9、技术图纸：控制系统原理图1张（1号）、电梯门机主电路图1张（3号）、电梯输入输出模拟图1张（3号）； 11、翻译英文技术资料：翻译变频调速电梯控制系统的（或相关课题）开发及研究的英文资料。要求：3000单词，复印原稿与翻译(打印)稿同册装订。 二、重点研究的问题： 1、电梯控制方案选择设计； 2、基于变频调速电梯的计算

3、机控制系统的软件设计； 3、基于变频调速电梯的计算机控制系统硬件的设计。 三、进度安排 各阶段完成的内容起止时间1资料检索、查询2010年2月20 日 3月5 日2系统总体方案构思及设计2010年3月6日 3月20日3完成变频调速电梯方案选择设计2010年3月 21日 4月10日4完成变频调速电梯硬件设计； 2010年4月11日 4月25日5完成变频调速电梯软件的设计2010年4月26日 5月10日6毕业设计论文撰写和编辑2010年5月11日 5月19日7交毕业设计说明书和图纸，答辩准备2010年5月 20 日 5月 25 日四、应收集的资料及主要参考文献1 巫莉，黄江峰. 电气控制与PLC应

4、用M. 北京:中国电力出版社，2008 2 李惠升.电梯控制技术M. 北京:机械工业出版社，2005 3 殷洪义，吴建华. PLC原理与实践M. 北京:清华大学出版社，2008 4 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.北京：机械工业出版社,2004 5 张汉杰.现代电梯控制技术M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001 6 吕汀，石红梅.变频技术原理与应用M.北京：机械工业出版社，2003 7 王永华.现代电气控制及PLC应用技术M.北京：北京航空航天大学出片社，20088 吴忠智，黄立培，吴加林.调速用变频器及配套设备选用指南M.北京；机械工业出版社，2003 9 冯垛生.变频器实用指南M.

5、北京：人民邮电出版社，2007 湘 潭 大 学毕业论文（设计）评阅表学号 2006500615 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 基于变频调速电梯的计算机控制系统设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，

6、论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 2010年5月 日 湘 潭 大 学毕业论文（设计）鉴定意见学 号： 2006500615 学生姓名： 专 业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 83 页 图 表 3 张论文（设计）题目： 基于变频调速电梯的计算机控制系统设计 内容提要：随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速、交流双速

7、电动机驱动，到交流调压调速控制，发展到交流调压调频技术控制， 使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大发展。本设计在介绍电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的起源与与当今电梯的发展状况及末来的发展趋势，利用电梯的拖动原理和控制原理，简单介绍了电梯的基本结构及其安全装置，电梯信号控制方案及变频调速的基本原理，通过合理的设计变频调速电梯的输入输出点数，选择合理的PLC及变频器，设计了其硬件接线图、门机主电路图及程序流程图，重点分析了电梯变频调速系统改造中如何用PLC编制控制程序，合理的控制变频器、显示器、蜂鸣器及门机，研究并提出了基于PLC和变频器的

8、VVVF电梯控制系统的实现方案，完成了PLC电梯控制程序的模块设计，主要有一至五层指令登记与清除模块、上/下行外呼召唤信号模块、开/关门模块、楼层显示模块、上/下行定向模块、停层与启动信号模块及电梯启动与停止速度控制模块。并简单介绍了当前电梯的群控发展趋势。指导教师评语唐亮同学生在整个毕业设计过程中，态度端正，积极学习，刻苦钻研，设计合理，说明书论述充分、通顺、清晰，设计结论正确，反映出该生具有较强的分析问题和解决问题的能力，以及创新能力。建议评定成绩为：优秀。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日目 录第一章 课题意义11.1

9、电梯概述11.1.1电梯的起源与发展11.1.2国外电梯的情况31.1.3国内电梯的情况31.2电梯发展趋势41.3课题研究的意义5第二章 电梯控制系统的概要设计62.1可行性分析62.2电梯基本结构设计62.2.1曳引机82.2.2曳引轮82.2.3减速器82.2.4补偿装置92.2.5自动开门机92.3电梯控制柜92.4机械安全装置10第三章 变频调速电梯控制系统设计123.1控制方案比较123.2 电梯信号控制系统分类及特点比较123.2.1继电器信号控制系统123.2.2微机信号控制系统133.2.3 PLC信号控制系统133.2.4 PLC简介143.3电梯调速控制技术163.3.1

10、变频调速电梯调速基本原理163.3.2各调速技术比较17第四章 电气系统构架及基本方案确定184.1设计思想184.2系统的总体结构184.2.1电梯模型的主体结构与控制柜184.2.2电梯层门194.2.3轿厢内控制屏194.2.4系统构成原理204.3变频器的选择214.3.1变频器的基本构成214.3.2变频器分类214.3.3通用变频器概况224.3.4 VS-616G5型变频器简介234.3.5安川变频器的参数设置254.3.6变频器容量计算274.4可编程序控制器(PLC)的选择274.4.1轿厢位置检测274.4.2可编程控制器(PLC)的选型28第五章 变频调速电梯硬件系统设计

11、305.1硬件设计构思305.1.1信号控制系统305.1.2电梯控制系统实现的功能315.1.3电梯操作方式315.1.4速度给定曲线325.1.5减速及平层控制335.2 I/O点数的分配及机型的选择335.2.1 PLC输入信号的确定335.2.2 PLC输出信号的确定345.2.3 内部继电器的确定355.3轿厢楼层位置显示方式的确定365.4硬件接线图38第六章 变频调速电梯软件件系统设计406.1程序流程图406.1.1程序流程图的作用406.1.2流程图采用的符号406.2 PLC电梯控制程序模块设计426.2.1一至五层指令登记与清除426.2.2上/下行外呼召唤信号登记与清除

12、446.2.3开/关门控制456.2.4楼层显示476.2.5上行定向控制486.2.6下行定向控制496.2.7停层信号506.2.8启动信号516.2.9电梯启动与停止速度控制526.3电梯控制程序总梯形图536.4电梯控制程序语句表53第七章 电梯群控系统54第八章 程序调试运行56第九章 总结57参考文献58附录A 电梯硬件接线图59附录B 梯形图60附录C 语句表66附录D 英文文献70基于变频调速电梯的计算机控制系统设计摘要：随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速、交流双速电动机驱动，到交流调压调速(ACVV)控制，发展到交流调压调频技术(VVVF,

13、Variable Voltage Variable Frequency)控制，使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大发展。本设计在介绍电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的起源与与当今电梯的发展状况及末来的发展趋势，利用电梯的拖动原理和控制原理，简单介绍了电梯的基本结构及其安全装置，电梯信号控制方案及变频调速的基本原理，通过合理的设计变频调速电梯的输入输出点数，选择合理的PLC及变频器，设计了其硬件接线图、门机主电路图及程序流程图，重点分析了电梯变频调速系统改造中如何用PLC编制控制程序，合理的控制变频器、显示器、蜂鸣器及门机，研究并提出了基于

14、PLC和变频器的VVVF电梯控制系统的实现方案，完成了PLC电梯控制程序的模块设计，主要有一至五层指令登记与清除模块、上/下行外呼召唤信号模块、开/关门模块、楼层显示模块、上/下行定向模块、停层与启动信号模块及电梯启动与停止速度控制模块。关键字：电梯 调频调压 变频调速 可编程程序控制器 安全控制The design of frequency-based elevator computer control systemAbstract: As the rapid development of elevator drag and control technique，the elevator ha

15、s been developed from the DC motor drive to the AC single speed and AC double speed motor driveAnd then to the AC variable voltage(ACVV) controlNow it is running to the variable voltage variable frequency(VVVF)control，and this development leads to the infinite progress of the elevators reliability，s

16、ecurity,comfort，floor precision，lifting speed，power saving and noise preventingThis design introduces the basic structure of the lift, based on the origin and the described of elevatorr today and the future development trends, use the drag lift principle and control theory, briefly introduced the ba

17、sic structure and safety elevator devices, elevator signal control scheme and the basic principles of frequency control, frequency control through the rational design of elevator input and output points, select a reasonable PLC and inverter, wiring diagram of the hardware design, door flowchart of t

18、he main circuit and the focus of the elevator Frequency Control System Upgrade,how to prepare PLC control program, a reasonable control of inverter, display, buzzer and door to study and put forward based on PLC and inverter VVVF elevator control system implementations completed PLC elevator control

19、 program module design, the main one to five and remove the module command register, up / down signal modules for outbound calls, open / close module, floor display module, up / down directional module, stop layer and start signal start and stop modules and elevator speed control module.Keyword: Ele

20、vator VVVF frequency control of motor speed PLC safety control第一章 课题意义1.1电梯概述1.1.1电梯的起源与发展电梯属于垂直提升运输设备，起源于我国古代农业和建筑的原始提升工具。公元前十一世纪，我国北方劳动人民发明了辘轳。公元前236年，希腊人阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机，共造出三台，安装在妮罗宫殿里。在瓦特发明了蒸汽机之后，于1850年，在美国纽约市出现了世界上第一台由亨利沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。1852年美国人伊莱沙格雷夫斯奥梯斯发明了世界上第一部阻蒸汽机为动力、配有安全装置的载人升降机。这便是世界

21、上第一部备有安全装置的客梯，在1857年被安装在纽约市豪华商厦里。在此期间，英国的5日姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展，蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯，而直到今天液压梯仍在使用。在1889年，美国奥梯斯升降机公司推出了世界第一部以电动机为动力的升降机，这才开始出现了名副其实的电梯，同年在纽约市的马累特大厦安装成功。在1903年，又将卷筒式驱动方式改进为槽轮式(即曳引式)驱动。所谓卷筒式驱动，是将曳引绳缠卷在卷筒上来提升重物，而槽轮式也称为曳引式驱动，是在曳引绳一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳和曳引轮的绳槽之间的摩擦来驱动重物作垂直运动。因此，只要在曳引系

22、统的容量和强度允许范围内，通过改进曳引绳长度就可适应不同的提升高度，而不再像卷筒式那样受卷筒长度限制。此外，当重物或平衡重碰底时，曳引绳与曳引槽会由于摩擦力减小而打滑，从而避免了像卷筒式那样，在失控时造成的曳引绳断裂等严重事故的发生。曳引式驱动可以使用多条曳引绳，面卷简式驱动方式使用的曳引绳条数却受到限制。曳引式驱动方式为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。当时的电梯使用直流电动机驱动，用改变串接在电枢回路中的电阻值的方法来调节电梯运行速度。后来发明了交流感应电动机，在1900年开始用于驱动电梯。最初的交流电动机只是单速的，电梯运行性能很不理想。直到发明了交流双速电动机，才基本满足了电

23、梯的运行要求。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多。所以，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。尽管交流电动机结构简单，造价便宜，但在调速性能方面却难以满足更高的要求，而对直流电动机来讲，由于后来采用了发电机电动机组调速系统，能较好地满足电梯调速的高要求。因此，在20世纪前半叶，电梯的电力拖动，尤其是高层建筑物中的电梯速度的调节，几乎都是采用直流调速系统来实现的。1900年美国奥梯斯电梯公司制造出世界上第一台自动扶梯。1915年已设计成功电梯自动平层控制系统。1933年美国制造出6ms的高速电梯。在第二次世界大战以后，美国的建筑业得以快速发展，促使电梯也进入发

24、展时期，新技术被广泛用于电梯。1949年研制出4-6台电梯的群控系统。1955年出现了真空电子管小型计算机控制的电梯。1962年在美国已出现了8.5ms的超高速电梯。在1967年将固体晶闸管用于电梯拖动系统。随着电力电子技术的发展，在用晶闸管取代直流发电机电动机组的同时，研制出了交流调压调速系统，是交流电梯的调速性能得到了明显改善。1976年将微处理器应用于电梯。1977年日本三菱电机株式会社开发出了l0m/s的超高速电梯。至此，电梯的控制技术有了很大发展。进入80年代，电梯控制技术又有了新的变化。由于固体功率器件的不断发展和完善以及微机技术的应用，出现了交流变频调速系统。1984年在日本已将

25、其用于2m/s以上的高速电梯。1985年以后，又将其延伸到中、低速交流调速电梯。交流变频调速技术被认为是电梯行业的当代技术。1985年日本生产出世界上第一台螺旋式自动扶梯，使其明显减少了占地面积。1993年日本生产的12.5m/s世界上最高速的交流变频调速电梯已投入运行。当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还采用直流拖动系统以外，用交流变频调速方式取代直流调速方式，以成为高速电梯的主流。应用微机全面取代继电器控制逻辑实现闭环控制，可进一步提高电梯的性能和可靠性，并可降低现场调试要求，是电梯控制技术的方恂。电梯群控系统是现代电梯的技术的又一重要组成部分。它不但有完善的分区服务、运行监控、客流

26、交通统计分析等功能，还具备故障诊断功能。在电梯品种方面，出现了双层电梯、大吨位的集装箱电梯等。为适应摩天大楼对电梯的特殊要求，目前正在研制无绳宜线驱动电梯。对于电梯的曳引机，目前除了中、低速范围的电梯还采用蜗轮副减速装置外，其他均已采用圆柱斜齿轮曳引系统，使效率提高了15-25。此外，用电子位置传感器取代机械选层器、用更先进的装置取代门安全触板、增设轿厢内通信设施以及轿厢非安全门区语音提醒和运行状态语音报告等装置，也是电梯技术现代化的体现。对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，对人在与外界

27、隔离封闭的电梯轿厢内心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此，提倡对电梯进行豪华性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象；进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案，并且在彩色调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。时至今日，电梯已进入了全面发展的新时期。1.1.2国外电梯的情况当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国

28、奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51。其中，奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将成为电梯家族中新的组成部分。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造。安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能

29、全面保证电梯的最终高质量，在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队和维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。据资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。1.1.3国内电梯的情况解放前，全国只有2000台电梯，几乎没有电梯生产企业。解放后，随着我国经济建设的发展，电梯企业应运而生。我国的电梯企业由60年代开始起步，到了70年代已

30、初具规模。改革开放以来，我国电梯的需求量急剧上升。在我国通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术，产生了一支以中外合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、苏州迅达公司和广州电梯工业公司等企业，就是通过合资和补偿贸易方式，引进发达国家的先进管理和技术，不断改善现有产品结构和管理体制，使企业素质和产品质量都提高到了一个新水平，推出一代电梯新产品。目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型，使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。

31、除了合资企业外，也有其他厂家开发出了交频调速电梯新产品。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅们、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能；对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺。总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距，但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达1万台左右，约占亚洲市场的1/50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。近年来，为保证电梯最终质量，在建立全国性完整的电梯管理法规、落实检查机构、壮大安装调试队伍、组建维修保养网络

32、和提高相关人员技术素质等方面，正在进行着一系列实质性的工作。我国电梯行业，正在走向法规化，加速步入世界先进行列。1.2电梯发展趋势随着电梯技术发展，电梯己有了如下的变化:(1)电梯的速度需求越来越快，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，使得在低楼层场合愈来愈广泛的应用。(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，电梯可靠性得到了很大提高。(4)电梯的管理功

33、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)智能群控管理得到了广泛应用。(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，已使电梯的传动形式多样化。21世纪的建筑将是智能化、多用途、多功能的建筑，它将集住宅、办公、教育、购物、娱乐、休闲、体育、文化艺术等功能为一体。为适应这种需要，未来电梯的发展有以下几个方面: (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。 (

34、2)技术含量高，性能好。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，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、可重复使用的无脚架安装，高层电梯安装;随着新技术的出现、应用、电梯给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、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、节能、舒适、也将是未来电梯的重要发展方向。1.3课题研究的意义面对我国电梯行业的现状，国家采取各种措施，大力发展我国的电梯事业。目

35、前，我国已有不少电梯公司，研制出多种型号的电梯系统，电梯的性能也得到很大的改善，我国电梯行业已初步形成规模。然而，我国生产的高性能电梯，大都集中在合资企业手中，特别是电梯控制系统，大多以进口国外为主。电梯作为现代建筑中的重要交通工具，它与一般的交通工具有着较大的差别。良好的电梯控制技术是电梯高质量运行的重要保障，电梯运行安全舒适、高效、节能、控制器价格的低廉等都是电梯技术发展面临的重大问题。（1）节能问题越来越多的电梯进入高层建筑，电梯的节能运行是电梯开发和使用的关键。从控制的角度来看，有效地改善供电电能的质量、充分地利用电能是一个良好的举措，现代VVVF电梯普遍采用的变频装置是对上述问题的一

36、个有效解决方案。(2)高效问题电梯作为一种位能型负载，运行过程中需要作频繁地升降运动，研究一种或多种电梯速度给定曲线，合理地选择运行速度曲线，是提高运行效率至关重要的一环，而目前国内生产的大多数电梯存在着给定速度曲线实现困难、资源耗用率高等系列不足，极大地限制了电梯高效地运行。因而开发我们自己的高性能电梯控制系统，使我国的电梯行业立足国内，走向世界显得尤为重要，在这方面进行了有益的探索和实践。根据当今电梯控制系统和电梯拖动系统的发展趋势，本设计的采用三菱公司的FX2N系列变频器，与安川公司的通用变频器VS-616G5一起使用，完成电梯控制系统的硬件选择与系统程序编制，开发其控制系统。第二章 电

37、梯控制系统的概要设计2.1可行性分析我国电梯控制系统主要有三种方式：继电器控制系统、微机控制系统和PLC控制系统。其中PLC控制系统以其显著的优点成为电梯控制系统的主流。八十年代初投入使用的电梯大部分采用继电器控制、交流调速方式，这类电梯普遍存在起动电流大、调速性能差、结构复杂、舒适感差、能耗大等问题，加之使用年限较长、电梯零部件残旧老化、故障频繁、配件缺乏等原因，我们提出了采用VVVF变频调速器将该类电梯改造成VVVF型电梯。从1990年底至1998底，利用可编程控制器(PLC)与VVVF变频器结合，利用PLC变压变频调速系统，通过改变电机供电的电压和频率，平滑调节电梯速度，可以获得更好的乘

38、坐舒适感，它平层精度高，并具有显著的节能效果，保障了电梯的可靠性。由于交流变频调速系统具备了调速范围宽、稳速精度高、动态响应快、能四象限可逆运行等良好的技术性能，以及节约能源、减少维修费用、节省占地面积等优点，近二十年来得到了日益广泛的应用。交流变频调速主要有两大类，即交-交变频和交-直-交变频。交-交变频调速方式属一次换流，故变换器效率较高，同时其低频脉动小。一般适用于大功率低速同步电动机，如轧钢机、鼓风机、水泵、球磨机等。交-直-交变频调速方式具有频率范围宽、结构简单、功率因数高等优点，一直是中、小功率变频调速的首选方案，并已有大功率产品。其特点是低频脉动大，高频性能佳。当然，还有许多新型

39、的交流变频调速器在不断涌现。可使输入、输出电压、电流波形达到近乎完美的程度，功率因数超过0.95,，系统效率达98%以上，电机效率也明显提高。2.2电梯基本结构设计电梯是机与电紧密结合的复杂产品，其基本组成包括机械部份和电气部份，从空间上一般划分为以下几部份：机房部分 包括电源开关、曳引机、控制柜（屏）、选层器、导向轮、减速器、限速器、极限开关、制动抱闸装置、机座等。井道部分 包括导轨、导轨支架、对重装置、缓冲器、限速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑及井道照明等。层站部分 包括层门（厅门）、呼梯装置（召唤盒）、门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置等。轿厢部分 包括轿厢、轿厢门、安全钳装置、

40、平层装置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵箱、指层灯、通讯及报警装置等。图2-1电梯基本结构示意图电梯各结构设计主要有以下几个结构：2.2.1曳引机电梯的核心部分是它的传动系统。电梯曳引驱动系统对电梯的起动加速、稳速运行和制动减速起着控制作用，其性能直接影响电梯的起动、制动、加减速度、平层精度和乘坐舒适性等指标。目前电梯曳引电动机以感应电动机为主，其驱动技术经历了从继电器控制的双速驱动到可编程序控制的调压调速驱动，进而到微机控制的调频调压及矢量控制驱动。电梯曳引机作为驱动电梯的动力源，主要采用电机配以减速器的传动方式。曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端悬吊轿箱，另一端悬

41、吊对重装置，由钢丝绳和曳引轮之间的摩擦产生曳引力驱动轿厢作上下运行。电梯曳引机的主要组成部分有：曳引轮、曳引绳、导向轮、反绳轮等。曳引机是电梯的主要拖动机械，它驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运动。其组成部分主要有：曳引机动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座。根据需要，有的曳引机还装有冷却风机、速度反馈装置（光码盘）、惯性轮等。根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，可分为有齿曳引机和无齿曳引机。曳引机具有以下主要性能：（1） 具有能重复短时工作、频繁起、制动及正、反转运转的特性。（2） 具有能适应一定的电源电压波动，有足够的起动力矩，能满足轿箱满负荷起动，加速迅速的特性。（3） 具有起动电流小的特

42、性。（4） 具有发电制动的特性，能由电动机本身的性质来控制电梯在满载下行或空载上行时的速度。（5） 具有较硬的机械特性，不会因电梯运行时负荷的变化造成电梯运行速度的变化。（6） 有良好的调速性能。（7） 运转平稳、工作可靠、噪音小及维护简单。2.2.2 曳引轮曳引轮是嵌挂曳引钢丝绳的轮子，也称曳引绳轮或驱绳轮，绳的两端分别与轿厢和对重装置联接。对于有齿轮曳引机，它安装在减速器中的蜗轮轴上，而对于无齿轮曳引机，则装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢和对重装置上下运动。它是电梯赖以运行的主要部件之一。2.2.3

43、减速器对于有齿轮曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮轴之间安装减速器（箱），目的是将电动机轴输出的较大转速降低到曳引轮所需的较低转速，同时得到较大的曳引轮矩，以适应电梯运行的要求。减速器多采用蜗轮蜗杆传动，根据减速器的不同结构，按传动方式分为蜗轮蜗杆传动和斜齿传动，按蜗杆蜗轮的相对装配位置分为蜗杆上置式和蜗杆下置式。2.2.4补偿装置电梯在运行中，轿厢侧和对重侧的钢丝绳以及轿厢下的随行电缆的长度在不断变化。随着轿厢和对重位置的变化，这个总重量将轮流地分配到曳引轮的两侧。为了减少电梯传动中曳引轮所承受的载荷差，提高电梯的曳引性能，宜采用补偿装置。补偿装置的型式采用补偿链，补偿绳或补偿缆。2.2.5自动开门机自动开门机装在轿厢轿顶靠近轿门处，由电动机通过减速装置(齿轮传动或蜗轮传动或带齿胶带传动)带动曲柄摇杆机构去开、关轿门，再由轿门带动层门开关。由轿门带动层门开关有一个最大的好处就是安全，不会造成层门的误开，早开晚开而造成重大安全隐患。早期的自动开门机常用直流电机，在励磁作用下，通过对电枢进行串并联电阻调