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PLC 技术加变频调速控制电梯

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第 1 章绪论

随着我国经济的高速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,其应用

越来越广泛.而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，电梯性能的好坏对人们生活

的影响越来越显著，随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速的发展,其拖动技术

己经发展到了变频调速，其逻辑控制也由 PLC 代替原来的继电器控制。电梯是垂直

运输工具,属于位能负载，并且要求频繁起停,随着载客量多少的变化、上下行的变换，

在空载上行或重载下行时，电动机的负载最小,甚至是处于发电状态，而电梯在重载

上行或空载下行时,电动机的负载最大，是处于电动状态,这就要求电动机在四象限运

行。传统的电梯曳引电动机采用接触器来实现电动机工作状态的改变，双速异步电动

机在定子回路中串电抗与电阻来实现电动机的调速，这满足不了乘客的舒适感；另外，

传统的电梯控制系统由继电器控制逻辑组成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障

频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。因此本文用 PLC（可编程序控制器英

文:Programmable Logic Controller)技术加变频调速控制电梯.

1。1 电梯继电器控制系统的特点及问题

1。1。1 电梯及电梯控制系统的特点

（1）所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观,易于理解和掌握，适合

于一般技术人员和技术工人所掌握。

(2）系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器.

(3）大部分电器均为常用控制电器，更换方便,价格便宜。

(4)多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图

纸齐全,熟悉掌握的人员较多。

1.1。2 电梯继电器控制系统存在的问题

（1）系统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.

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（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。

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扰.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.

1.2 了解可编程序控制器（PLC)及其在电梯控制中的应用

国际电工委员会（IEC）在 1985 年的 PLC 标准草案第三稿中，对 PLC 作了如下

定义:“可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称 PLC，是一种数字运

算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来

在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通

过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

1。2.1 可编程序控制器(PLC）的特点

（1）编程方法简单易学

(2）功能强，性能价格比高

（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

(4）可靠性高，抗干扰能力强

(5）系统的设计、安装、调试工作量少

（6)维修工作量小，维修方便

(7)体积小,能耗低

[2]

1。2.2 可编程序控制器（PLC）控制电梯的优点

（1)在电梯控制中采用了 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大

提高。

（2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单,外部线路简化。

（3）PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。

(4）PLC 可进行故障自动检测报警显示，提高运行安全性,并便于检修。

（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。

(6）更改控制方案时不需改动硬件接线。

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第 2 章电梯及通用变频器

2.1 电梯设备

2.1。1 电梯的产生

1854 年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第

一次向世人展示了他的发明一历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范

围内得到了广泛应用。以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。

电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备.它具有一个轿厢,运行在至少两列

垂直上的倾斜角小于 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.它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通

工具。

追溯电梯这种提升设备的历史,早在公元前我国就有利用人力作动力和简单提升

设备，直到现在我国北方部分农村仍用手摇枯辘提取井水的升降提水装置，所以说，

我国是世界上最早出现这种提升设备——电梯雏形的国家之一.

随着电子工业的发展，新技术、产品不断用于电梯控制系统,如可编程控制器的

应用;单片机的应用;无触点半导体逻辑控制晶闸管(俗称可控硅）的应用；集成电路

及数字控制、计算机群控制及调频调压技术的应用、拖动系统简化、性能提高等。

生活在继续，科技在发展,电梯也在进步。电梯的材质由黑白到彩色，样式由直

式到斜式,在操纵控制方面更是步步出新一手柄开关操纵，按钮控制,信号控制，集选

控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控;双层轿箱电梯展示出节

省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；

不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封

闭.

一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升现

代人生活质量的承诺。

2.1。2 电梯技术的发展

（1）电梯的速度要求越来越快，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

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