電梯控制系統

電梯控制系統硬體由轎廂操縱盤、廳門信號、PLC、變頻器、調速系統構成，變頻器只完成調速功能，而邏輯控制部分是由PLC完成的。PLC負責處理各種信號的邏輯關係，從而向變頻器發出起停信號，同時變頻器也將本身的工作狀態輸送給PLC，形成雙向聯絡關係。系統還配置了與電動機同軸連接旋轉編碼器及PG卡，完成速度檢測及反饋，形成速度閉環和位置閉環。此外系統還必須配置制動電阻，當電梯減速運行時，電動機處於再生髮電狀態，向變頻器回饋電能，抑制直流電壓升高。

電梯系統是一個六層六站的系統，井道內設有轎廂、安全窗、對重、安全鉗、感應器、平層、樓層隔磁板、端站打板及各種動作開關，轎廂底部設有超載、滿載開關，井道外每層設有樓層顯示、呼梯按鈕及指示、一層設基站電鎖，井道頂部有機房，內設機房檢修按鈕、慢上、慢下開關、曳引機、導向輪和限速器，並道底部設有底坑，緩衝器、限速器繩輪；轎廂內設有廳門、轎門、門機機構、門刀機構、門鎖機構、門機供電電路、安全觸板、轎頂急停、檢修、慢上、慢下開關及轎頂照明、轎頂接線廂，轎門和廳門上方設有樓層顯示，轎門右側設有內選按鈕及指示、開關門按鈕、警鈴按鈕、超載、滿載指示。本文的重點是先將原由繼電器控制的電梯控制櫃進行改造，用PLC取代繼電器進行電梯控制，以提高電梯的可靠性和安全性；然後將電梯的信號通過DDC採集送工作站進行電梯運行情況的監視。

直流電梯具有速度快、舒適感好、平層準確度高的特點，這是因為直流拖動系統調速性能好、調速範圍寬。直流電動機的調速方法有改變端電壓UA、調節調整電阻Rtj、改變勵磁磁。

直流電梯的拖動系統通常有兩種：

(1)、用發電機組構成的可控硅勵磁的發電機一電動機的拖動系統門禁電梯控制系統。

(2)、可控硅直接供電的可控硅一電動機拖動系統。

兩者都是利用調整電動機端電壓Ua的方法進行調速的，前者是通過調節發電機的勵磁改變發電機的輸出電壓進行調速的，所以稱為可控硅勵磁系統。後者是用三相可控硅整流器，把交流變為可控直流，供給直流電動機的調速系統，省去了發電機組，因此降低了造價，使結構更加緊湊，直流電梯因其設備多，維護較為複雜，造價高，因此常用於速度要求較高的高層建築，它具有舒適感好、平層準確高的特點、速度有1.5-1．75m/s的快速梯和2．5—5m/s的高速梯。

直流電動機具有調速性能好、調速範圍大的特點，因此很早就應用於電梯上，採用發電機一電動機組形式驅動。它控制的電梯速度達4m/s，但是，機組結構體積大、耗電大、維護工作量較大、造價高，因此常用於對速度，舒適感要求較高的建築物中。

電梯控制櫃可控硅直接供電系統在工業上早有應用，但用於電梯上卻要解決舒適感，尤其是低速段問題，因此應用較晚，它幾乎與微機同時應用。比起電動機一發電機組形式的直流電梯，它有很多優點，如機房佔地節省35%、重量減輕40%、節能25%-35%。世界上最高速度的10m/s電梯就是採用這種系統，其調速比達1：1200。

變頻變壓(VVVF)系統控制的電梯，它採用交流電動機驅動，卻可以達到直流電動機的水平，速度已達6m/s。它的體積小、重量輕、效率高、節省能源等，幾乎包括了以往電梯的所有優點，已成為通用的電梯拖動系統。電梯是垂直運動的運輸工具，尤需旋轉機構來拖動。更新的電梯拖動系統將是直線電機拖動系統。

1.液壓驅動式

以電機驅動，將高壓油灌入油缸，驅動活動塞以驅動橋廂。速度慢，通常用於 20米以下的建築物。

2.電機減速齒輪驅動式

以交、直流電機經減速齒輪及牽引機牽引鋼索以驅動橋廂，多用於中低速梯。

3.電機直接驅動式

又稱Gearless型，以較大型多極電機直接帶動牽引機，使用於高速梯，電控系統較為複雜。

4.線性電機驅動式

以感應式或同步式線性電機驅動，電機置於升降道壁，動部置於橋廂外殼，不必使用鋼索，直接驅動橋廂。不受建物高低限制，但耗電量高，尚在開發試用階段。

5.無機房驅動式

將牽引電機直接裝置於橋廂頂部或底部，牽引環繞鋼索以驅動橋廂，使用於小型橋廂，用於個人電梯，可省去傳統型的機房。

按照拖動分類

1、交流單數感應電動機開環直接起動的電梯拖動系統。

2、交流雙速電機變極調速電梯的開環拖動系統。

3、交流雙速電機、半閉環調壓調速拖動系統。

4、交流雙速電機、全閉環調壓調速的電梯拖動系統。（簡稱ACVV）

5、交流單速電機、全閉環調壓調速的電梯拖動系統。（簡稱VVVF）

6、交流永磁同步電動機全閉環調壓調速的電梯拖動系統。（簡稱VVVF）

7、直流電動機全閉環調壓調速拖動系統。

按照控制分類

1、轎內手柄開關控制的電梯電氣控制系統。

2、轎內按鈕開關控制的電梯電氣控制系統。

3、轎外按鈕開關控制的電梯電氣控制系統。

4、轎內外按鈕開關控制的電梯電氣控制系統。

5、信號控制的電梯電氣控制系統。

6、集選控制的電梯電氣控制系統。

7、兩台並聯控制的電梯電氣控制系統。

8、群控電梯電氣控制系統。

按照裝置分類

1、繼電器控制：2、PLC控制：是一種工業控制用的微機。3、微機控制。

按照用途分類

1、載貨電梯的電氣控制系統。

2、雜物電梯的電氣控制系統。

3、乘客電梯、住宅電梯、病床電梯的電氣控制系統。

五、按管理方式分類：

1、有專職司機控制的電梯電氣控制系統。

2、無專職司機控制的電梯電氣控制系統。

3、有/無專職司機控制的電梯電氣控制系統。

自動門機是安裝於轎廂頂上，它在帶動轎門啟閉時，還需通過機械聯動機構帶動層門與轎門同步啟閉。為使電梯門在啟閉過程中達到快，穩的要求，必須對自動門機系統進行速度調節。當用小型直流伺服電機時，可用電阻串並聯方法。採用小型交流轉矩電動機時，常用加渦流制動器的調速方法。直流電機調速方法簡單，低速時發熱較少，交流門機在低速時電機發熱厲害，對三相電機的堵轉性能及絕緣要求均較高。

轎內指令和層站召喚控制

轎內操縱箱上對應每一層樓設一個帶燈的按鈕，

電梯控制系統也稱指令按鈕。乘客入轎廂后按下要去的目的層站按鈕，按鈕燈便亮，即轎內指令登記，運行到目的層站后，該指令被消除，按鈕燈熄滅。電梯的層站召喚信號是通過各個樓層門口旁的按鈕來實現的。信號控制或集選控制的電梯，除頂層只有下呼按鈕，底層只有上呼按鈕外，其餘每層都有上下召喚按鈕。

常用的幾種如下：手柄開關定向，井道分層轉換開關定向，井道永磁開關與繼電器組成的邏輯電路定向，機械選層器定向，雙穩態磁開關和電子數字電路定向，電子脈衝式選層裝置定。

電梯的定向，選層線路：電梯的方向控制就是根據電梯轎廂內乘客的目的層站指令和各層樓召喚信號與電梯所處層樓位置信號進行比較，凡是在電梯位置信號上方的轎廂內指令和層站召喚信號，令電梯定上行，反之定下行。方向控制環節必須注意以下幾點：

轎內召喚指令優先於各層樓召喚指令而定向。電梯要保持最遠層樓乘客召喚信號的方向運行，在司機操縱時，當電梯尚未啟動運行的情況下，應讓司機有強行改變電梯運行方向的可能性，在檢修狀態下，電梯的方向控制由檢修人員直接持續(注意點動檢修)撳按轎內操縱箱上或轎廂頂上的方向按鈕，電梯才能運行，而當鬆開方向按鈕，電梯即停止。

樓層顯示線路：乘客電梯轎廂內必定有樓層顯示器，而層站上的樓層顯示器則由電梯生產廠商視情況而定。過去的電梯每層都有顯示，隨著電梯速度的提高，群控調度系統的完善，很多電梯取消了層站樓層顯示器，或者只保留基站樓層顯示，到達召喚站時採用聲光預報板，如電梯將要到達，報站鍾發出聲音，方向燈閃動或指示電梯的運行方向，有的採用轎內語音報站，提醒乘客。

自動開關

因為關好所有廳、轎門是電梯運行的首要條件，門聯鎖系統一旦出現故障電梯就不能運行。這類故障多是由包括自動門鎖在內的各種電氣元件觸點不良或調整不當造成的。

電氣元件

電子電氣元件絕緣在長期運行后總會由老化、失效、受潮或者其他原因引起絕緣擊穿，造成電氣系統的斷路或短路引起電梯故障。

觸點斷路

由繼電器、接觸器構成的控制電路中，其故障多發生在繼電器的觸點上，如果觸點通過大電流或被電弧燒蝕，觸點被粘連就會造成短路．如果觸點被塵埃阻斷或觸點的簧片失去彈性就會造成斷路，觸點的斷路或短路都會使電梯的控制環節電路失效，使電梯出現故障．

電磁干擾

隨著計算機技術的迅猛發展，特別是成本大大降低的微型計算機廣泛應用到電梯的控制部分，甚至採用多微機控制以及串列通訊傳輸呼梯信號等，驅動部分採用變頻變壓（VVVF）調速系統已經成為電梯流行的標準設計．近幾年來變頻門機也成為時尚，取代原來用電阻調速的直流門機。微機的廣泛應用對其構成的電梯控制系統的可靠性要求越來越高，主要是抗干擾的可靠性。電梯運行中遇到的各種干擾，主要外部因素有：溫度、濕度、灰塵、振動、衝擊、電源電壓、電流、頻率的波動，逆變器自身產生的高頻干擾，操作人員的失誤及負載的變化等。在這些干擾的作用下，電梯會產生錯誤和故障，電梯電磁干擾主要有以下三種形式：

（1）電源雜訊：它主要是從電源和電源進線（包括地線）侵入系統。特別是當系統與其它經常變動的大負載共用電源時會產生電源雜訊干擾。當電源引線較長時，傳輸過程發生的壓降，感應電勢也會產生雜訊干擾，影響系統的正常工作，電源雜訊會造成微機丟失一部分或大部分信息，產生錯誤或誤動作。

（2）從輸入線侵入的雜訊。當輸入線與自身系統或其他系統存在著公共地線時，就會侵入此雜訊，有時即使採用隔離措施，仍然會受到與輸入線相耦合的電磁感應的影響，如果輸入信號很微小時，極易使系統產生差錯和誤動作。

（3）靜電雜訊：它是由摩擦所引起的，摩擦產生的靜電，是很微小的但是電壓可高達數萬伏。IEEE可靠性物理討論會提供的材料表明，在毛毯上行走的人帶電最高可達39KV，在工作台旁工作的人帶電也可達3KV，因此要有高電位的人接觸電腦板時，人體上的電荷向系統放電，急劇的放電電流造成雜訊，影響系統工作，甚至會造成電子元器件的損壞。

針對以上的狀況必須採用防干擾措施，防干擾措施自身也應該正確可靠，否則會產生電梯的故障。

（4）電氣電子元件損壞或位置調整不當引起的故障：電梯的電氣系統，特別是控制電路，結構複雜，一旦發生事故，要迅速排除故障，單憑經驗還是不夠的，這就要求維修人員必須掌握電氣控制電路的工作原理及控制環節的工作過程，明確各個電氣電子元器件之間的相互關係及其作用，了解各電氣元件的安裝位置，只有這樣，才能準確地判斷故障的發生點，並迅速予以排除。在這個基礎上若把別人和自己的實際工作經驗加以總結和應用，對迅速排除故障，減少損失會有益的，因為某些運行中出現的故障還是有規律的。

為了便於檢修和維護，應在轎頂安裝一個易於接近的控制裝置。該裝置應有一個能滿足電氣安全要求的檢修運行開關。該開關應是雙穩態的，並設有無意操作防護。同時應滿足下列條件：

一經進入檢修運行，應取消正常運行，緊急狀態下的電動運行，對接裝卸運行。只有再一次操作檢修開關，才能使電梯重新恢復正常工作。上下行只能點動操作，為防止意外，應標明運行方向。轎廂檢修速度應不超過0.63m/s，電梯運行應仍依靠安全裝置，運行不能超過正常的運程範圍。

一般設有如下保護環節：超速保護開關，層門鎖閉裝置的電氣聯鎖保護，門入口的安全保護，上下端站的超越保護，缺相，斷相保護，電梯控制系統中的短路保護，曳引電機的過載保護。

電梯的消防控制功能：電梯應能適應消防控制的基本要求，有幾種典型的消防控制系統：

電梯的底層（或基站）設置有供消防火警用的帶有玻璃窗的專用消防開關箱。在火警發生時，敲碎玻璃窗，撥動箱內開關，就可使電梯立即返回底層。電梯的底層（或基站）設置有供消防火警用的帶有玻璃窗的專用消防開關箱外，尚有可供消防員操作的專用鑰匙開關，只要接通該鑰匙開關就可使已返回底層（或基站）的電梯消防員使用。電梯返回底層（或基站）后，供消防員控制操作的專用鑰匙開關設置在轎廂內的操縱箱上。消防員專用鑰匙開關不是設在轎廂內操縱箱上，而是設置在底層（或基站）外多個召喚按鈕箱中的某一個按鈕箱上，只要消防員專用鑰匙開關工作，即可使一組電梯中的所有電梯均投入消防緊急運行狀態。

《廣州市電梯安全管理辦法》是廣州市2012年度政府規章制定計劃正式項目，由市質監局負責起草，2012年11月，陳建華市長主持召開14屆44次常務會議，審議通過了廣州市政府規章《廣州市電梯安全管理辦法(草案)》。

一是明晰電梯使用管理者的概念，對電梯所有權人、物業服務企業、項目建設單位、實際使用人(如承租人等)作為電梯使用管理者的情形進行了規範，落實電梯安全管理責任主體。

二是抓住電梯安全監管的核心環節，強化對電梯日常維護保養工作的監管。《廣州市電梯安全管理辦法(草案)》專設“在用電梯的日常維護保養”一章，規定了一系列的針對性的制度，例如強化製造單位在電梯日常維護保養中的售後服務和技術支持義務；通過備案制度和培訓教育機制，加強對電梯日常維護保養從業單位和人員的管理；落實國家有關技術規範的要求，細化了電梯日常維護保養單位的工作規範等。

三是通過規定電梯使用前的監督檢驗、在用電梯的自行檢測、定期檢驗、抽查檢驗和安全技術評價等檢驗檢測制度，構建了多層次的電梯安全監控體系，通過技術手段提高電梯安全技術管理水平。

四是針對國內當前公共電梯安全事故頻發的問題，《廣州市電梯安全管理辦法(草案)》對公共場所使用的電梯規定了更為嚴格的安全管理措施，防範公共電梯安全事故的發生，確保公共安全。