电梯自动升降系统设计方案.doc

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1、电梯自动升降系统设计方案1.1课题背景电梯是当今世界最高层建筑中不可缺少的垂直方向的交通运输工具，特别是在现代社会和经济中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志。1850年，美国出现了世界上第一台以蒸汽机为动力的卷扬机，1857年以蒸汽机为动力的一端与轿厢连接，另一端固定在绳鼓上，靠钢丝绳被缠卷或释放而使轿厢提升或下降，但由于鼓轮不可能做得太长，所以使得钢丝绳的长度以及轿厢的行程受到限制，另外，由于钢丝绳的股数不能太多，致使轿厢的载重量也受到限制，特别是当时的安全措施不够完善，常常出现事故，使得鼓轮式电梯应用

2、与发展都受到了限制。20世纪初，美国出现了曳引式电梯。钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力，使轿厢与对重做一升一降的相反运动，显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数钧不受限制，当然轿厢的载重量以及提升的高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。因此，近一百年来，曳引式电梯一直受到重视，并发展沿用至今。当今在很多工业比较发达的国家，电梯的使用相当普遍，电梯技术以及使用状况和生产数量已经成为一些国家现代化程度的标志之一。90年代以

3、来，400多万台电梯在世界各地运行着，同时每年以15万台的需求量增加着，预计近十年世界平均增长率为7%，亚太地区增长率为9%。据有关资料统计，日本在1990~1991年的一年中，共生产电梯31500台。其中，直流电梯为23台，占0.07%；交流电梯为22690台，占72%；液压电梯为7829台，占24.8%；住宅电梯为966台，占3.1%。在亚洲，日本对电梯市场占有绝对优势，其占有率为67%。随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯控制系统，使电梯的拖动系统简化，性能提高。同时交流调压调速系

4、统的研制与开发，使交流电梯的调速性能有了明显的改善[1]。在我国，70年代的电梯产品主要是交流双速电梯，其调速原理是通过改变电梯牵引电动机的极对数而实现高速与低速运行的，这种电梯结构简单，使用和维护方便，尽管平滑了调速够理想、舒适感较差，但在调速指标要求一般的场合，任能满足使用需求。80年代，交流调调压调速电梯技术已趋于成熟，其调速原理是通过改变三相异步电动机的定子供电电压而实现电动机的转速变化，由于采用了闭环控制，使电机的转速跟踪给定速度变化，制动过程快而平稳，精度较高，其调速性能优于交流双速电梯。90年

5、代，出现了调压调频电梯，其调速方法是调节交流电机的定子绕组供电电压的幅值和频率。由于在调压调频电梯传递系统中，采用了微机控制技术、脉宽调制技术及矢量变化技术，使得其转速的控制与直流电机极为相似。这种电梯体积小、质量轻、节省能源、运行效率高，几乎囊括了以往电梯的所有优点，所以，自问世以来受到了国外电梯业的极大关注。电梯发展到今天，微机控制已成为电梯技术的发展方向。采用微机控制的电梯，从电梯运行的控制智能化角度考虑，采用模糊理论、神经网络、专家系统等方法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式、合理的配置与使用、远程

6、监控与故障诊断、节能以及减少环境污染等[2]。1.2本文主要研究容本次设计的主要容是以单片机为主控制器的电梯控制系统。本来电梯系统是一个相对复杂的系统，由于能力和经验有限，所以只能实现基本的功能如：有层站厅外呼梯召唤、自动停层、顺向截梯、轿厢选层信号、故障报警、掉电保护等。通过单片机输出控制信号给变频器然后控制电梯拖动轿厢上下运行，采用变频器交流调速使得电梯舒适度更好。2电梯控制系统方案的选择电梯控制系统是电梯正常运行的核心部分。电梯控制系统种类很多，采用的控制方法各有不同，但电梯控制的功能是相同的。电梯控

7、制系统设计包括硬件部分和软件部分两方面的容[3]。下面介绍系统设计的总体设计方案的选择。2.1传统方案采用继电器设计电梯控制系统的方案。继电器控制系统出现许多弊端。在继电器设计的控制系统中，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，技术成熟并形成了系列化产品。其缺点有：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；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；电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，

8、系统控制精度难以提高；由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；检查故障困难，费时费工。总之，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，给乘客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。所以目前电梯的继电器控制已经很少使用了。采用可编程序控制器设计控制系统的方案。可编程序控制器是一种用于工业自动化控制的专用计算机实质上