电梯控制系统设计文献综述.doc

西安建筑科技大学毕业设计 (论文)文献综述院 （系）： 信息与控制工程学院专业班级： 测控技术与仪器 综述题目： 电梯的远程控制系统设计与研究 学生姓名： 胡明源 学 号： 080650112 指导教师： 宋丽君 2012年3月13日电梯控制系统设计文献综述1 电梯的定义及历史回眸1.1 电梯的定义一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。它是服务于规定楼层的固定式升降设备。具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。1.2 电梯的发展历史回眸电梯技术发展大致分为两个阶段1：（1）电梯的雏形阶段1785年，英国出现了用蒸汽机驱动的升降机；1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。（2）现代电梯的发展阶段1903年，美国奥的斯公司生产了不带减速器的无齿轮高速电梯，电梯传动机构采用曳引驱动代替以往的卷筒式，为当今高层的大行程、高速度电梯奠定了基础；1976年，电梯上开始运用微处理机，之后随着大功率晶体管模块的问世，以及微机及数字调节器技术的不断成熟，人们利用调节脉冲宽度来调节电子逆变器，实现了对电梯中电动机的调压调频（VVVF），达到了线性调速的目的；1990年，电梯控制系统由并行信号传输向以串行为主的信号传输过渡，提高了整体系统的可靠性，为实现电梯的群控，智能化和远程监控提供了条件。1.3 我国电梯事业的发展现状2大规模的经济建设尤其是蓬勃发展的房地产业给电梯行业开拓了广阔的市场，2001年我国电梯产量达4.5万台，创造了行业发展史上的一个新的高峰，被业内人士称为“第三次浪潮”。目前，中国经济建设需求的各类电梯、几乎全部可以在中国生产。据统计，全世界平均1000人有1台电梯。我国如果要达到这个水准，还需要新装80万台。到那时候，每年仅报废更新就需要6万台。目前房屋建设势头仍然很好，电梯市场供需两旺，前景一片光明。2 电梯技术发展趋势展望3 4 5 6电梯的普及给人们的生活带来了极大的优越性，而电梯技术也只有不断的发展才能更好地满足高层建筑及其群体的需要。展望未来，电梯的发展趋势应包括以下几点：2.1 无机房电梯无机房电梯不单单是电梯有无机房的简单局部改进，而是涉及到一系列技术问题，如曳引系统、控制柜、限速器等的安装位置以及轿厢、极限开关、缓冲器等部件，都要进行重新设计，变更部件的尺寸与安装位置也要重新考虑。它是电梯发展过程中的一次意义深远的变革，它所采用的一些关键技术将会被进一步推广用到其它电梯产品上，进而促进整个电梯行业技术的进步。2.2 绿色电梯绿色电梯的研究主要在电梯制造、配置及安装、使用过程中节能和减少环境污染等方面。节能主要体现在以下几个方面：原材料的充分利用；电梯数量与参数的优化配置；高效的驱动系统；减少机械系统的惯性和摩擦阻力；选用节能照明；客货流量规划等方面。减小对环境的污染主要体现在两方面：油污染降至最低；电梯的电磁兼容性问题。由于电梯是在大厦中频繁启动的大容量电器，由此产生的电磁辐射将对大楼的办公设备构成严重干扰。2.3远程监控系统远程监控系统的应用，使得电梯状态监控的智能可以在监控中心就可以监测到电梯的运行状态，监控中心随时可以监控电梯发生的故障，并且可以诊断出故障的类型和发生的位置，使电梯维护更加安全、方便。2.4 全微机化电梯全微机化电梯的开发和使用，是电梯发展趋势的一个重要方向。全微机化电梯是指电梯的传动系统及操纵控制系统方面实现微机控制的电梯。随着现代微机技术的不断进步和完善，全微机化电梯（ 包括单微机控制电梯、多微机控制电梯及人工智能控制电梯） 必将全面满足人们对电梯高质量，高水平，高标准的要求。2.6 太空电梯1895年前苏联科学家设想坐电梯进入太空，后来一些科学家相继提出了各种解决方案。2000年，美国国家宇航局（NASA）描述了建造太空电梯的概念，这需要极细的碳纤维制成的缆绳并能延伸到地球赤道上方3.5万km。为使这条缆绳突破地心引力的影响太空中的另一端必须与一个质量巨大的天体相连。这一天体向外太空旋转的力量与地心引力抗衡，将使缆绳紧绷，允许电磁轿厢在缆绳中心的隧道穿行。普通人登上太空这个梦想未来将实现。除以上几方面外，诸如IC卡的智能管理系统，应用模糊理论和神经网络技术的群管理系统，以及数码技术、声控技术、载波技术等也将在电梯技术领域中得到推广和发展。4 电梯的控制技术7 84.1电梯系统的控制电梯的控制从性质上可以分为两个方面，一是其传动系统的控制，二是电梯逻辑控制。(1) 传动系统的控制它是以速度给定曲线为依据，利用模拟或数字控制装置，针对曳引电机的不同调速方式构成闭环或开环的速度控制系统，从而实现电梯运动状态的控制。(2) 电梯的逻辑控制电梯作为一种多层站、长距离的垂直交通工具，只对传动系统进行控制还不能满足实际运行的需要，它必须能实时的接受来自厅站、轿厢、井道、机房等不同位置、不同性质的外部信号，将它们按一定的逻辑关系进行综合处理，并将其处理结果反应到传动控制系统中控制电梯运行。例如，电梯同时接受到不同层站的召唤信号，其中有上行也有下行，那么应本着尽量减少电梯起动次数，缩短乘客侯梯时间的原则，使电梯先响应部分召唤，而把另一部分暂时记忆下来，待电梯响应完前一批召唤后，再响应所一记忆的另一部分召唤信号。这是电梯控制的另一方面，称为电梯逻辑控制，也称电梯逻辑操纵系统。(3) 电梯逻辑控制的基本功能轿内指令功能:由司机或乘客在轿箱内控制电梯的运行方向和到达层站。厅外呼梯功能:由乘客或使用人员在厅外呼唤电梯前往该层执行运送任务。减速平层功能:电梯达到目的层站前的某一位置时，能自动的使电梯开始减速，当到达目的层站平面时，能自动使电梯停止。选层、定向功能:当电梯接受到若干个轿内、厅外指令时，能根据电梯目前的状态选择最合理的运行方式及停靠层站。指示功能:能在各层厅站及轿厢中指示电梯当前所处位置，能在某按钮信号被响应时消去其记忆。保护功能:当电梯出现异常，如出现超速、断绳、越限、运行中开门、过载等现象时，控制电梯停车或禁用。检修功能:有检修开关、检修主令元件，便于检修人员在机房、轿顶或轿内独立控制电梯以检修方式运行。4.2 电梯控制系统10电梯控制系统主要采用以下三种方式：一是继电器控制系统、二是PLC控制系统、三是微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高，控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已逐渐被人们所淘汰。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而PLC控制系统由于运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强等优越性，成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。4.2.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题（1）系统的触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。（2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。（3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。（4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。（5）由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。（6）电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。4.2.2 PLC及其在电梯控制中的应用特点PLC是一种用于工业自动给控制的专用计算机。实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，能通用或专用CPU作为字处理器，实现通道（字）的运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。PLC控制一般具有如下特点：（1）高可靠性。PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短；PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高；PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高；在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施，如采用可靠性的元件，采用先进的工艺制造流水线制造，对于干扰的屏蔽、隔离和滤波等，对电源的断电保护，对存存储器内容的保护等；PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施，如采用软件滤波，软件自诊断，简化编程语言等。（2）易操作性。操作方便，对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可显示，更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序查找，然后进行更改，更改的信息可在液晶屏或CRT上显示；编程方便结束语: 电梯技术的发展水平体现了社会的科学文明。摩天大楼的高度限制,不仅是建筑技术上的因素,一个重要的因素是受电梯提升高度的限制。相信,随着电梯技术的开发研究,高效、高速、智能化控制的电梯一定会提供优质良好的服务。无机房、无齿轮、电磁兼容性、远程监控等技术将是电梯工业今后几年的重要研究方向。参考文献1 魏志精.可编程控制器应用基础【M】电子工业出版社,20032 武锋.可编程控制器PLC的基本原理及应用J.电子世界，2002，（11）3 孟红军.三菱变频调速器FR-A500使用手册,20044 唐勇奇，赵葵银.电梯变频调速PLC控制的设计与实现J.电机电器技术，20005张凤池.现代工厂电气控制M.北京：机械工业出版社，20006 廖常初、PLC梯形图程序的设计方法与技巧、电工