项目4-任务41电梯控制实施

全国“十二五”职业教育规划教材马福军主编张智靓杨斌苏山祝小红沈霖副主编智能建筑电气控制工程实施（ISBN978-7-121-26181-7）项目4楼宇常用设备控制实施任务分析根据楼宇自动化系统的工程实践，对本项目配置了4个学习任务，分别是：1.任务1电梯控制实施；2.任务2空调系统控制实施；3.任务3给水排水控制实施；4.任务4锅炉房控制实施；任务4.1电梯控制实施1.电梯的分类1、按速度分类1）低速电梯，电梯运行的额定速度在lm／s以下。2）快速电梯，电梯运行的额定速度在1~2m／s之间。3）高速电梯，运行的额定速度在2m／s以上。4）超高速电梯，电梯运行的额定速度超过5m／s，甚至更高。2、按用途分类1）乘客电梯2）住宅电梯3）观光电梯4）载货电梯5）客货两用电梯6）医用（病床)电梯7）杂物（服务)电梯8）汽车电梯9）自动扶梯10）自动人行道11）其他电梯任务4.1电梯控制实施1.电梯的分类3、按拖动方式分类1）交流电梯2）直流电梯3）液压电梯4）齿轮齿条电梯5）螺杆式电梯6）直线电动机驱动的电梯4、按有无司机分类1）有司机电梯，必须由专职司机操作而完成电梯运行的电梯2）无司机电梯，不需专门司机操作3）有／无司机电梯，此类电梯可改变控制电路，平时由乘客自己操纵电梯运行，遇客流量大或必要时，改由司机操纵。任务4.1电梯控制实施5、按控制方式分类1）手柄操纵控制电梯2）按钮控制电梯3）信号控制电梯4）集选控制电梯5）并联控制电梯6）群控电梯6、按曳引机结构分类1）有齿曳引机电梯，曳引机有减速器，用于交、直流电梯2）无齿曳引机电梯，曳引机没有减速器，由曳引机直接带动曳引轮转动7、按其他方式分类按机房位置不同，可分为机房位于井道顶部的上置式电梯、机房位于井道底部或底部旁侧的下置式电梯、小机房电梯、无机房电梯。此外还有别墅电梯、船舶电梯、防爆电梯、防腐电梯等。1.电梯的分类任务4.1电梯控制实施2.电梯的基本结构电梯的八大组成部分电梯由曳引系统、导向系统、轿厢系统、重量平衡系统、门系统、安全保护系统、电气拖动系统、信号控制系统八大系统组成。电梯的主要部件分别装在机房、井道、厅门及底坑中。电梯整机示意图任务4.1电梯控制实施1、电梯机房里的主要部件1）曳引机曳引机是电梯的驱动装置，包括：驱动电动机、制动器、减速箱、曳引轮、导向轮或复绕轮带减速箱曳引机无齿轮曳引机2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施1、电梯机房里的主要部件2）限速器当轿厢运行速度达到限定值时，能发出电信号并产生机械动作的安全装置其上装有限速器开关，该开关串入电梯安全回路，从电气上控制电梯的超速运行电梯限速器2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施1、电梯机房里的主要部件3）控制柜电梯控制柜一般放置于电梯机房电梯控制柜是电梯的电控核心，内部装有电梯主控制器、电梯驱动用变频器，电梯轿厢检修盒、交流接触器等控制部件。电梯控制柜2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施2、电梯井道里的主要部件1）轿厢轿厢是电梯的主要部件，是容纳乘客或货物的装置。电梯轿厢实物图2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施2、电梯井道里的主要部件2）导轨供轿厢和对重在升降运行中起导向作用的组件。电梯T形导轨实物图2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施2、电梯井道里的主要部件3）对重装置设置在井道中，由曳引钢丝绳经曳引轮与轿厢连接，在运行过程中起平衡作用的装置。电梯对重装置2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施2、电梯井道里的主要部件4）缓冲器当轿厢超过下极限位置时，用来吸收轿厢或对重装置所产生动能的制停安全装置。缓冲器一般设置在井道底坑上。液压缓冲器是以油为介质吸收动能的缓冲器。弹簧缓冲器是以弹簧形变来吸收动能的缓冲器。电梯缓冲器2.电梯的基本结构2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施2、电梯井道里的主要部件5）限位开关该装置是可以装在轿厢上，也可以装在电梯井道上端站和下端站附近，当轿厢运行超过端站时，用于切断控制电源的安全装置。6）接线盒固定在井道壁上，包括井道中间接线盒及各层站接线盒。7）控制电缆包括随行电缆和井道电缆分别与轿内操作箱连接和井道中间接线盒连接。8）补偿链或补偿绳用于补偿电梯在升、降过程中由于曳引钢丝绳在曳引轮两边的重量变化。9）平层感应器或井道传感器在平层区内，使轿厢地坎与厅门地坎自动准确对准的装置。2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施3、轿厢上的主要部件1）操作箱装在轿厢内靠近轿厢门附近。用指令开关、按钮或手柄等，操作轿厢运行的电器装置，其上配置有轿内选层按钮、开关门按钮、楼层指示、司机操作/检修开关盒、紧急呼叫按钮等设备。2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施3、轿厢上的主要部件2）自动门机装于轿厢顶的前部，以微型的交流、直流、变频电动机为动力的自动开关轿门和厅门的装置。下图为某品牌电梯门机实物图及门机结构示意图。2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施3、轿厢上的主要部件3）安全触板（光电装置）设置在层门轿门之间，在层门、轿门关闭过程中，当有乘客或障碍物触及时，门立刻停止并返回开启的安全装置。载货电梯一般不设此装置。4）轿门设置在轿厢人口的门。5）称重装置能检测轿厢内负载变化状态，并发出信号的装置，适用于乘客或货物电梯等。6）安全钳由于限速器作用而引起动作，迫使轿厢或对重装置掣停在导轨上，同时切断控制回路的安全装置。右图为某型号电梯安全钳实物图。7）导靴设置在轿厢架和对重装置上，使轿厢和对重装置沿着导轨运行的装置。2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施4、电梯层门口的主要部件1）层门设置在层站入口的封闭门。2）层门门锁设置在层门内侧，门关闭后，将门锁紧，同时接通控制回路，轿厢可运行的机电联锁安全装置。3）楼层指示灯设置在层站层门上方或一侧，用以显示轿厢运行层站位置和方向的装置。一般安装在电梯层站层门上方。2.电梯的基本结构任务4.1电梯控制实施4、电梯层门口的主要部件4）层门方向指示灯（限于某些电梯需要）设置在层站层门上方或一侧，用以显示轿厢欲运行方向并装有到站音响机构的装置。5）呼梯盒设置在层站门侧，当乘客按下需要的召唤按钮时，在轿厢内即可显示或登记，令电梯运行停靠在召唤层站的装置。右图为不同形式的电梯层站呼梯盒，不带层楼和方向指示的是群控电梯的呼梯盒。电梯层站呼梯盒3.电梯的控制要求1）电梯的控制方法任务4.1电梯控制实施1、继电器一接触器控制系统这种控制系统是近乎淘汰的一种电梯电气控制系统。2、PLC控制系统PLC是一种通用逻辑控制器，在电梯的控制中占据一定的地位，尤其在电梯微机控制出现之前。电梯PLC控制系统功能强、可靠性高、寿命长、噪声低、能耗小、维护保养方便。目前还有不少采用PLC控制的电梯产品。3、微机控制系统电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再由“硬件”逻辑所固定，而是通过一种所谓“程序存贮器”中的程序（“软件”）而固定下来的控制系统。因此对于有不同功能要求的电梯控制系统，只要修改“程序存贮器”中的程序指令——“软件”即可，而无需变更或减少“硬件”系统的布线。因而，使用方便，功能强大，维保成本低。3.电梯的控制要求2）不同控制形式的单机运行电梯控制要求任务4.1电梯控制实施下面只介绍目前常用的集选控制的电梯控制要求1）有／无专职司机控制。2）自动开关门。3）到达预定停靠的中间层站时，提前自动将额定快速运行切换为慢速运行，平层时自动停靠开门。4）到达两端站时，提前自动强迫电梯由额定快速运行切换为慢速运行，平层时自动停靠开门。5）厅外有召唤装置，而且召唤时：①厅外有记忆指示灯信号；②轿内有音响信号和召唤人员所在层站位置及要求前往方向记忆指示灯信号。6）厅外有电梯运行方向和所在位置指示灯信号。7）自动平层。8）召唤要求实现后，自动消除轿内外召唤位置和要求前往方向记忆指示灯信号。9）在有司机状态下，司机控制程序和电梯性能与信号控制电梯相同。在无司机状态下除与轿内外按钮控制电梯相同外，还增加了轿内多指令登记和厅外顺向召唤指令信号截梯性能等。4.电梯的电力拖动任务4.1电梯控制实施电梯拖动系统主要由曳引电动机、供电装置、速度检测装置和调速装置等几部分构成，其中曳引电动机必须是能适应频繁起制动的电梯专用电动机。1、直流调速拖动系统直流调速拖动系统，电梯几乎都是由直流电动机拖动的。目前直流电梯的应用已经很少。2、变极调速拖动系统由电机学原理可知，只要调节定子绕组的磁极对数就可以改变电动机的转速。电梯用交流电动机有单速、双速及三速之分。变极调速只限于货梯上使用，现已趋于淘汰。3、变压调速拖动系统交流异步电动机的转速与定子所加电压成正比，改变定子电压可实现变压调速。变压调速具有结构简单、效率较高、电梯运行较平稳、较舒适等优点。但当电压较低时，最大转矩锐减，低速运行可靠性差，且电压又不能高于额定电压，这就限制了调速范围；此外，供电电源含有高次谐波，加大了电动机的损耗和电磁噪声，降低了功率因数。1）电梯拖动系统概述4.电梯的电力拖动任务4.1电梯控制实施4、变压变频调速拖动系统交流异步电动机转速与电源频率成正比，连续均匀地改变供电电源的频率，就可平滑地改变电动机的转速，但同时也改变了电动机的最大转矩，电梯为恒转矩负载，为了实现恒定转矩调速，获得最佳的电梯舒适感，变频调速时必须同时按比例改变电动机电源电压，即变压变频（VVVF）调速。其调速性能远远优于前两种交流拖动系统，可以和直流拖动系统相媲美。目前，这种电梯拖动系统是电梯工业中应用最多的拖动方式。4.电梯的电力拖动任务4.1电梯控制实施2）变压变频调速拖动系统1、VVVF电梯拖动系统结构VVVF电梯拖动调速系统的实质就是采用交流异步电动机驱动。VVVF电梯拖动系统结构图任务4.1电梯控制实施2、电梯用变频器电梯拖动系统结构图中，电梯曳引电动机由电梯专用变频器驱动。变频器由整流器、逆变器、控制模块等组成，它的作用是对三相交流电源进行变电压变频率控制，从而实现电梯的速度调节，因此，变频器在电梯电力拖动中起着十分重要的作用。下面着重介绍一种电梯专用变频器，意大利西威（SIEI）变频器，它在电梯永磁无齿轮曳引机驱动领域有广泛的应用。下图为西威变频器实物图。西威变频器实物图2）变压变频调速拖动系统任务4.1电梯控制实施2）变压变频调速拖动系统变频器接线端子熟悉变频器接线端子是变频器正确布线、阅读变频器驱动控制原理图的前提条件，是保证变频器正确安全使用的前提条件。右图为西威变频器的接线端子图。①数字量输入端子，信号标准为最大值+30V，3。2mA@15V；5mA@24V；6。4mA@30V。Digitalinput0（Dig.Inp.0)（Enable)：变频器使能信号，高电平有效；只有当使能信号有效时，其他的输入才有效。其上串联有电梯安全触点，如电梯主回路接触器辅助触点。任务4.1电梯控制实施2）变压变频调速拖动系统②C/BR1：接电梯制动电阻，当电梯减速运行时，曳引电机处于发电状态，这些电能必须由制动电阻来消耗，才能保证电梯的正常平层停车。当变频器功率超过一定值时，由外部制动单元实现制动能耗，接线端子为ExternalBUControl。③U1/L1，V1/L2，W1/L3：主电路三相交流电输入。④U2/T1，V2/T2，W2/T3：主电路三相变频变压交流输出，接电梯曳引电动机。变频器主电路输入输出切不可以接反，否则会损坏变频器。⑤XE接电梯专用旋转编码器，以实现电梯速度闭环控制。⑥R1K：接曳引电动机内部的PTC保护电阻，以防止电动机过热而损坏。任务4.1电梯控制实施2）变压变频调速拖动系统变频器键盘操作对变频器进行操作，必须通过变频器的人机接口进行，那就是变频器的键盘，键盘由一个带有两行16位字符的LCD显示器、7个发光二极管和九个功能键的组成。右图为变频器键盘和LED模块图。它可以用来：①启动/关闭变频器（此功能可以不开启）②提高/降低速度和点动操作③运行时显示速度、电压、诊断结果等。④设置参数和输入命令变频器键盘操作控制键文本名称功能[START]（[开始])（[开始])变频器运行的启动指令键[