電梯控制系統

電梯控制系統

單、雙速交流電動機拖動系統
電梯控制系統是指電梯的控制系統經曆了從簡單到複雜的過程。用于電梯的拖動系統主要有:單、雙速交流電動機拖動系統,交流電動機定子調壓調速拖動系統,直流發電機一電動機可控矽勵磁拖動系統,可控矽直接供電系統,VVVF變頻變壓調速系統。
    中文名:電梯控制系統 外文名: 别名: 構成:轎廂操縱盤、廳門信号 操作方法:自動門機、指令按鈕 系統硬件:轎廂操縱盤、廳門信号、PLC、變頻器、調速系統構成

結構

電梯控制系統硬件由轎廂操縱盤、廳門信号、PLC、變頻器、調速系統構成,變頻器隻完成調速功能,而邏輯控制部分是由PLC完成的。PLC負責處理各種信号的邏輯關系,從而向變頻器發出起停信号,同時變頻器也将本身的工作狀态輸送給PLC,形成雙向聯絡關系。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,電動機處于再生發電狀态,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,井道内設有轎廂、安全窗、對重、安全鉗、感應器、平層、樓層隔磁闆、端站打闆及各種動作開關,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,内設機房檢修按鈕、慢上、慢下開關、曳引機、導向輪和限速器,并道底部設有底坑,緩沖器、限速器繩輪;轎廂内設有廳門、轎門、門機機構、門刀機構、門鎖機構、門機供電電路、安全觸闆、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,轎門右側設有内選按鈕及指示、開關門按鈕、警鈴按鈕、超載、滿載指示。

本文的重點是先将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;然後将電梯的信号通過DDC采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、舒适感好、平層準确度高的特點,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矽勵磁的發電機一電動機的拖動系統門禁電梯控制系統。

(2)、可控矽直接供電的可控矽一電動機拖動系統。

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,所以稱為可控矽勵磁系統。後者是用三相可控矽整流器,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,直流電梯因其沒備多,維護較為複雜,造價高,因此常用于速度要求較高的高層建築,它具有舒适感好、平層準确高的特點、速度有1.5-1.75m/s的快速梯和2.5—5m/s的高速梯。

種類

直流電動機具有調速性能好、調速範圍大的特點,因此很早就應用于電梯上,采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,因此常用于對速度,舒适感要求較高的建築物中。

電梯控制櫃可控矽直接供電系統在工業上早有應用,但用于電梯上卻要解決舒适感,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,如機房占地節省35%、重量減輕40%、節能25%-35%。世界上最高速度的10m/s電梯就是采用這種系統,其調速比達1:1200。

變頻變壓(VVVF)系統控制的電梯,它采用交流電動機驅動,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将是直線電機拖動系統。

1.液壓驅動式

以電機驅動,将高壓油灌入油缸,驅動活動塞以驅動橋廂。速度慢,通常用于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,多用于中低速梯。

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,使用于高速梯,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,電機置于升降道壁,動部置于橋廂外殼,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

将牽引電機直接裝置于橋廂頂部或底部,牽引環繞鋼索以驅動橋廂,使用于小型橋廂,用于個人電梯,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、轎内手柄開關控制的電梯電氣控制系統。

2、轎内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、轎内外按鈕開關控制的電梯電氣控制系統。

5、信号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、兩台并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。

選層定向控制

常用的機種如下: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,雙穩态磁開關和電子數字電路定向,電子脈沖式選層裝置定。

電梯的定向,選層線路:電梯的方向控制就是根據電梯轎廂内乘客的目的層站指令和各層樓召喚信号與電梯所處層樓位置信号進行比較,凡是在電梯位置信号上方的轎廂内指令和層站召喚信号,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:

轎内召喚指令優先于各層樓召喚指令而定向。電梯要保持最遠層樓乘客召喚信号的方向運行,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,在檢修狀态下,電梯的方向控制由檢修人員直接持續揿按轎内操縱箱上或轎廂頂上的方向按鈕,電梯才能運行,而當松開方向按鈕,電梯即停止。

樓層顯示線路:

乘客電梯轎廂内必定有樓層顯示器,而層站上的樓層顯示器則由電梯生産廠商視情況而定。過去的電梯每層都有顯示,随着電梯速度的提高,群控調度系統的完善,現在很多電梯取消了層站樓層顯示器,或者隻保留基站樓層顯示,到達召喚站時采用聲光預報闆,如電梯将要到達,報站鐘發出聲音,方向燈閃動或指示電梯的運行方向,有的采用轎内語音報站,提醒乘客。

檢修運行線路:

為了便于檢修和維護,應在轎頂按裝一個易于接近的控制裝置。該裝置應有一個能滿足電氣安全要求的檢修運行開關。該開關應是雙穩态的,并設有無意操作防護。同時應滿足下列條件:一經進入檢修運行,應取消正常運行,緊急狀态下的電動運行,對接裝卸運行。隻有再一次操作檢修開關,才能使電梯重新恢複正常工作。上下行隻能點動操作,為防止意外,應标明運行方向。轎廂檢修速度應不超過渡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。

故障原因

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内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後總會由老化、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.

電磁幹擾

随着計算機技術的迅猛發展,特别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,甚至采用多微機控制以及串行通訊傳輸呼梯信号等,驅動部分采用變頻變壓(VVVF)調速系統已經成為電梯流行的标準設計.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,主要是抗幹擾的可靠性。電梯運行中遇到的各種幹擾,主要外部因素有:溫度、濕度、灰塵、振動、沖擊、電源電壓、電流、頻率的波動,逆變器自身産生的高頻幹擾,操作人員的失誤及負載的變化等。在這些幹擾的作用下,電梯會産生錯誤和故障,電梯電磁幹擾主要有以下三種形式:

(1)電源噪聲:它主要是從電源和電源進線(包括地線)侵入系統。特别是當系統與其它經常變動的大負載共用電源時會産生電源噪聲幹擾。當電源引線較長時,傳輸過程發生的壓降,感應電勢也會産生噪聲幹擾,影響系統的正常工作,電源噪聲會造成微機丢失一部分或大部分信息,産生錯誤或誤動作。

(2)從輸入線侵入的噪聲。當輸入線與自身系統或其他系統存在着公共地線時,就會侵入此噪聲,有時即使采用隔離措施,仍然會受到與輸入線相耦合的電磁感應的影響,如果輸入信号很微小時,極易使系統産生差錯和誤動作。

(3)靜電噪聲:它是由摩擦所引起的,摩擦産生的靜電,是很微小的但是電壓可高達數萬伏。IEEE可靠性物理讨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闆時,人體上的電荷向系統放電,急劇的放電電流造成噪聲,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采用防幹擾措施,防幹擾措施自身也應該正确可靠,否則會産生電梯的故障。

(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,特别是控制電路,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,明确各個電氣電子元器件之間的相互關系及其作用,了解各電氣元件的安裝位置,隻有這樣,才能準确地判斷故障的發生點,并迅速予以排除。在這個基礎上若把别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。

安全管理

《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,例如強化制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。

四是針對國内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,确保公共安全。

現代應用

電梯智能整體機是集驅動技術、控制技術、網絡通訊技術為一體設計理念的新一代智能化電梯控制系統。它采用變頻矢量控制技術、智能化電梯控制技術、網絡通訊技術,将電梯的驅動、控制、管理有機地結合為一體,使産品在安全可靠性、操作簡易性、經濟性、個性化設計等方面都有了全方位的優化提高。

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