电梯系统需求分析报告

1、性能需求需求分析图1电梯系统结构图:曳引轮一流速箱控制装置七1、驱动系统部分曳引驱动系统作为电梯的核心部分，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。对曳引电动机有如下的技 术性能要求：a、电动极为短时重复工作制，应能频繁起动、制动及正反转运行 b、能适应一定的电源电压波动，有足够启动力矩，能满足轿厢满 负荷启动、加速的要求；c、起动电流小；d、要有较硬的机械特性，不会因电梯载重的变化而引起电梯运行 速度的过大变化；e、要有良好的调速性能，尤其在低速时，转矩不能下降太大，避 免造成电机步进；f、应运行平稳、工作

2、可靠、噪声小且维护简单。2、PLC部分PLC作为逻辑控制部件，与驱动部分通讯采用的是开关量而不用 模拟量。曳引电动机的转速控制是闭环的， 具转速的检测由和电动机 同轴旋转的光电编码器完成，这样保证了平层的精度以及运行的可靠 性。在系统启动时，PLC通过编码器记忆各点的位置，实际使用时 P LC根据运行距离，决定运行的速度。PLC处理的逻辑信号有：a、楼层计数信号，该信号用来识别电梯所在的楼层位置以及位 置的变化情况，是控制电梯运行的重要依据。b、呼梯、选层信号，用以登记呼梯和选层情况，以便确定电梯 的启动和运行。c、定向信号，它根据电梯当前所在位置以及呼梯、选层情况决 定电梯的运行反向。d、换

3、速信号，用于停车前的换速控制。e、主控制信号，用来控制电梯的启动、运行和停靠。f、其他信号：开、关门控制，楼层显示，呼梯，选层显示，单、 双控制，安全条件自动检测，自动平层，消防等各种控制信号。3、驱动单元部分基于日t光IMS系列通用型伺服控制器，本系统采用电梯专用交 流伺服控制器，外形如图1所示。此控制器厚度仅为一块砖的厚度， 便于安装，适配功率为11kW ,载重1000kG ,最大电梯速度2m/s。2硬件电路原理图电梯专用伺服控制系统的性能a、正反向运行灵活，能够频繁起停，且启动停止曲线可调。b、输入电压围为380V440V ,允许的波动围+10%-15%,基本满足一般电源的要求。c、从0

4、Hz到基频能够以最大三倍额定转矩的恒转矩输出，保证了电梯刚启动时就有足够的力矩，且在启动后输出电流小。d、具有多种保护功能：过电流、过电压、功率模块过热、欠电 压、过载保护，QMCL语言编程错误保护。e、部的电流环保证了在电梯载重不同的情况下电梯运行速度的f、与控制交流同步电动机相比，省去了励磁电源或者永磁装置,结构简单，电机寿命长。g、具有一个机电式制动器，当主电路断电或控制电路断电时， 制动器必须动作。切断制动器电流，至少应由两个独立的电气装置来 实现。h、采用了零速抱闸制动技术，使机械摩擦制动过程减少到极限 状态。i、具有先进的速度图形生成器：根据人体工程学原理，做到运行曲线起停平稳。并

5、能真正做到直接停靠，提高了电梯的使用效率。速度运行曲线图3速度运行曲线为了提高乘客乘坐的舒适性，加减速曲线采用 S曲线方式，使 电机的运行曲线平滑，不但把对转动惯量的瞬时扰动降到最低，还可 提高机器运转速度和控制精度，使得各种构件的磨损率显著降低，同 时也增加人的舒适性。二、功能需求（以下只给出前三层）1.主要控制需求：(1)电梯运行到召唤位置后，能够自动开/关门，而且也能够手动开 /关门。(2)电梯指令和外部召唤指令的记忆，消除，并利用多个指示灯显示 电梯指令和外部指令。(3)方向选择功能 电梯接受到指令能够自动判别的运行方向， 并发 出指令。(4)电梯轿箱门由一个小功率电机驱动，电机正转，

6、箱门打开；电 机反转，箱门关闭；并具有延时开/关门功能，箱门上有红外线检测 装置，防止箱门关闭时夹伤乘客。(5)平层提前减速和启动加速功能(6)在电梯的行程的起始端安装行程开关，防止电梯运行超程，撞坏建筑物，伤害到乘客2.详细控制需求1 .系统应具备：有司机、无司机、消防三种工作模式。2 .系统应具备下列几项控制功能：1)自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。2)自动响应轿厢服务指令信号。3)自动完成轿厢楼层位置的显示(二进制方式)。4)自动显示电梯运行方向。5)具有电梯直达功能和反向最远停站功能。3 .系统提供的输入控制信号：AYS向上行驶按钮AYX向下行驶按钮YSJ有/无司机选择开关1

7、YC 一楼行程开关2YC二楼行程开关3YC三楼行程开关A1J 一楼指令按钮A2J二楼指令按钮A3J三楼指令按钮AJ指令专用开关(直驶)ZXF置消防开关A1S 一楼上召唤按钮A2S二楼上召唤按钮A2X二楼下召唤按钮A3S三楼上召唤按钮A3X三楼下召唤按钮4 .系统需要输出的开关控制信号：KM开门显示GM关门显不MGB门关闭显不DCS上行显示DCX下行显示S上行继电器（控制电动机正转）X下行继电器（控制电动机反转）YX运行显示A LED七段显示器a段发光二极管B LED七段显示器b段发光二极管C LED七段显示器c段发光二极管D LED七段显示器d段发光二极管E LED七段显示器e段发光二极管F

8、LED七段显示器f段发光二极管G LED七段显示器g段发光二极管1DJA 一楼指令信号登记显示2DJA二楼指令信号登记显示3DJA三楼指令信号登记显示1DAS 一楼上召唤信号登记显示2DAS二楼上召唤信号登记显示2DAX二楼下召唤信号登记显示3DAS三楼上召唤信号登记显示3DAX三楼下召唤信号登记显示 三、接口需求1、I/O点的估算：系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿指令按钮4个点； 楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16 点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示 灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计I/O点数为16/ 9; 四、可靠性和可

9、用性需求1、PLC的控制技术（1） PLC实现控制的过程一般是：图4 PLC典型开机流程(世门用龙中n瘠/都n#ia总丽n做4 m吗. 一Mdg国”呢"n 枷Itfoafcdt 记原理_ I 州也对PLC典型开机流程：输入刷新-再运行用户程序一再输出刷新一再 输入刷新-再运行用户程序-再输出刷新永不停止地循环反复地 进行着。图4所示的流程图反映的就是上述过程。它也反映了信息的时间 关系。有了上述过程，用PLC实现控制显然是可能的。因为：有了输 入刷新，可把输入电路监控得到的输入信息存入 PLC的输入映射区； 经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息；再经输出刷新，输出锁存器将反映

10、输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输 出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着，所以，输出总 是反映输入的变化的。只是响应的时间上，略有滞后。当然，这个滞 后不宜太大，否则，所实现的控制不那么及时，也就失去控制的意义。为此，PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短，是PLC 实现控制的基础。事实上，它的速度是很快的，执行一条指令，多的 几微秒、几十微秒，少的才零点几，或零点零几微秒。而且这个速度 还在不断提高中。三、运行环境约束电梯是安装在建筑物的用来往返运输旅客的交通工具。电梯通常 是安全可靠并易于使用的，通常用于楼层间进出和不同层间的运行， 安全系统是由设计、日常调整及检

11、查来保证的。典型的电梯安装是从 建筑物井道中完成的。电梯的支撑以及需要的附加设备是在电梯机房 安装完成的，通常在电梯系统的最高部分，基坑则位于最低的部分。 同时需要一些辅助设施，包括：驱动设备的电源和机房的现代化空调 系统；必须提供的通道包括楼层与电梯比邻的直通电梯前室的疏散 厅。为了方便维护和修理，必须有通向机房和基坑的入口。电梯的安 装者对于井道、机房、基坑、疏散厅的建筑结构往往很少关心，建筑 师和结构工程师提供的紧急出口的尺寸、 建筑荷载、以及其他附属需 非常重要的。设备运行时释放的热量及规定的废气排放，由通风与空调工程师解决；电气工程师根据设备的品质特性设计必要的电源设 备。在建筑物出

12、现紧急情况下，由于电梯的强制操作约束规则的限 制，必须建立建筑物的生命安全系统与设定的电梯系统的联络信号接 口。一般认为，由于电梯设备故障、电源故障以及可能的对乘客的误 导，设置轿箱外的通信是非常必要的。 顾客应该能够利用轿箱报警和 通信系统向外界通报一些轿箱的紧急情况。 到目前为止，电梯监控系 统已经可以制作得非常精良，并且可以预报电梯故障、给乘客提供辅 助需要的通知或潜在危害的预警。四、软件系统的确认测试准则1、PLC的性能指标(1)存储容量存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量 大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容

13、量为几万字。(2) I/O点数输入/输出(I/O)点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。I/O点数越多，外部可接的输入 设备和输出设备就越多，控制规模就越大。(3)扫描速度扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重 要指标。一般以扫描1K字用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通 常以ms/K字为单位。PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时 间，可以通过比较各种 PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫 描速度的快慢。(4)指令的功能与数量指令功能的强弱、数量的多少也是衡量 PLC性能的重要指标。 编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理

14、能力和控制能力也越强， 用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。(5)部元件的种类与数量在编制PLC程序时，需要用到大量的部元件来存放变量、中间 结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元 件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。(6)特殊功能单元特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。近年来各 PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊 功能单元种类日益增多，功能越来越强，使 PLC的控制功能日益扩 大(7)可扩展能力PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网 功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选

15、择 PLC时，经常需要考 虑PLC的可扩展能力。五、将来可能提出的要求PLC部分：1 .向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大 的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC 的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储 容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。2 .向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要 向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。 现已有 I/O点数达14336点的超大型PLC,其使用32位微处

16、理器，多CPU 并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活， 为了市场需要已开发了各种简易、 经济的超小型微型PLC,最小配置 的I/O点数为816点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱 公司口系列PLC。3 . PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能 模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程 I/O模块、通信和人机 接口模块等。这些带 CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了 PLC 功能，又使用灵活方便，扩大了 PLC应用围。加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网 通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己 的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC 都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产 厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统， PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。4 .增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%, I/O 接口占15%,输入设备占45%,输出设备占30%,线路占5%。前二 项共20%故障属于P