第四章 电梯的电气控制系统

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轿内指令线路
若电梯有n 层站停靠，则 轿厢内有n 个轿内指令按钮， n 个轿内指令继电器，n×2 -2 = 2 ( n -1 ）个层站招唤按 钮，2 ( n -1 ）个层站招唤继 电器。 一般的轿内指令线路见 右图。其中1JD、 2JD、…nJD为轿内指令继 电器；1JD 、2JD … nJD 为 轿内指令按钮信号指示灯 1JX ‘、2JX ‘… nJX ‘为各层 的层楼继电器的触点1A 、 2A … nA 为轿内各层站的 指令按钮。
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继电器控制电路
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PLC 的工作原理
继电器的动作无非是产生其触点的导通或 切断两种状态；如果我们用“1”来表示这个继 电器触点的导通；用“0”来表示切断，并把这 个“1 ”或 “0 ”放在一个给定的内存单元中。 这时这个内存单元的数值在“1 ”与“0 ”之间 随着继电器“动作”而改变，完全表达了继电 器动作的含义。 进一步地，如果把继电器的动作用软件指 令方式来控制实现，那么继电器逻辑控制工作 就完全可以在PLC 内部以软件（程序）和内存 状态（数据值）来实现了。
起动、减速制动控制 轿内指令控制 层站召唤线路 选层、定向控制 平层、再平层控制 指层线路 开关门控制 检修运行控制 消防运行控制 超载控制 电气安全控制线路
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起动、减速制动控制
起动：KMvw或KMDw （上、下行继电器）↑→制动 继电器↑→KMM↑→运行继 电器↑→降压运行→KMA1↑， 这时快速绕组得到全压运行 减速：平层减速信号 KMM↓→KML↑慢车运行继 电器↑→串电抗、电阻运行延 时继电器↑→KMA2↑（受延时 继电器1 控制的短接继电器） →串电抗运行→KMA3↑，这 时电机慢速绕组得全压运行。
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层站召唤线路
每个层站都有两个召唤按钮（除最上层和最下层 外），因此控制电路中就增加了对其上行召唤和下行 召唤分别处理控制方式。实际上，利用电梯桥厢运行 的方向继电器就可以实现“顺向截梯”的原则。
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层站召唤线路
1AS 、2AS 、…… （n 一1 ) AS 为各层站上行 召唤按钮，2AX 、 3AX 、…… nAX 为各层站 下行召唤按钮，SF1为上方 向运行继电器触点，XF’为 下方向运行继电器触点， 1SD 、2XD 、……nXD 为 各层站召唤按扭信号指示 灯，1CS 、2CS 、 2CX 、…… nCX 为各层站 上、下行召唤指令继电器。
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平层、再平层控制
再平层控制
因再平层动作是发生在轿门（层门）打开、人员 进出的时候，所以对再平层的运行范围、速度、时间 都有严格的限制条件，以防止可能出现电梯开门运行 的危险。 对用电子式选层器（脉冲计算距离法）来预置和 定位轿厢位置时，平层感应器的动作不但是再平层运 行的条件和依据，而且还同时使控制系统中计算脉冲 数的误差所造成的积累距离控制误差得到校正。
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轿内指令线路
当轿内2A 按下后，轿 厢不在第二层站则2JX '常 闭，2J 得电使2J'闭合形成 自锁，同时2JD 由2J得电 点亮，完成选层指令动作。 当轿厢到达第二层站， 2JX’因2JX 动作而打开， 使2J 掉电后2J ‘打开，同时 2JD 也掉电熄灭，完成到 站消号动作。
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轿内指令线路
编程器： 用来输入用户程序的装置。它还可以 用来监视内部数据区的状态，方便调试。 CPU ： 这是PLC的心脏，用来执行基础运行 程序，并根据它解释运算用户程序产生 数据。
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PLC 的编程
在继电器逻辑控制线路的基础上，为了方 便对其进行PLC 编程，都预先要将线路规范 为PLC 能够用指令来实现的、横向以串接为 主的逻辑功能连接图，即梯形图。实际上它与 继电器逻辑线路基本相似，只是所用符号不一 样罢了。由于不同类型PLC有不同的输入继电 器地址分配编号和不同的指令系统。 下图为前面继电器逻辑控制线路给出一种 梯形PLC连接及程序的示例
继Байду номын сангаас器控制电路 PLC控制电路
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PLC 常用的指令
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PLC 的高级应用
PLC本身就是一个缩微的计算机系统， 再加上提供的一系列指令系统，在编程 和处理问题时，不仅仅局限于逻辑性联 锁连接方式，我们还可以充分利用PLC 本身的运算功能来解决一些用传统方式 处理起来比较繁琐的问题和环节。
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微电脑系统逻辑线路
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电气控制系统
电梯是一种运输工具，它总是按照轿厢内 指令、层站召唤信号的要求来进行起动、运行、 减速制动和停站的。而这些动作和辅助的选层 定向、平层（再平层）、开关门、检修运行、 安全保护等动作都是由电气控制系统的逻辑控 制来实现的。因此，电气控制系统不仅是电梯 的灵魂，决定了电梯运行性能的好坏，而且还 是安全运行和功能扩展的基本保障之一。
对于使用PLC 或微电脑控制系统来说，只需把 这样按钮信号直接输人PLC 或微电脑输人端，信号 灯接至其输出端，在其内部用软件指令来进行控制即 可。 当电梯停层站数较多时，直接将指令信号一个个 单独地输人PLC 或微电脑控制系统是不现实的。现 在多采用矩阵编码或串行通信联接来实现众多指令的 输入。比如有n 个层站的电梯，其轿内指令信号（n 个）可以由n / 2 条输人线通过矩阵编码或2 条输人线 通过串行通信联接的方式被PLC 或微电脑系统采集。
电梯的电气控制系统
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重点内容

什么是电气的控制系统，它的重要性如何? 简述控制系统由哪几种型式组成？并指出它们 各自的优缺点。 试述PLC 的工作原理。 试述电梯的开关门分别在哪些状态和情况下受 到不同的控制。 简述电梯检修运行应遵循的要求和其控制的方 式和思路。 试述电子式选层器的工作原理，并指出哪些基 本控制单元将直接受其影响。
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指层线路
指层线路的作用是根据轿厢的位置，通过 指示灯、数码显示或声音来给出信号。 对于机械式选层器的电梯，其硬旋转触头 组就可以编排成各层站的指层信号控制开关。 对于电气选层器的电梯，是通过继电器来 控制指层信号的。为了达到连续反映指层信号 的目的，常用自锁回路来实现。其基本原理如 下图
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PLC 的工作原理
因此，PLC 在其RAM 中专门把数据存贮 区分类定义成输入继电器区、中间继电器区。 特殊继电器区、计算区和输出继电器区，并给 以特定的编号（地址）。这样所有的“继电器 元器件”都有了，我们只需要用程序语言把它 们“连接”在一起就组成一套完整的逻辑控制 系统。
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PLC 的编程
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继电器逻辑线路
QA 为启动按钮 TA 为急停按钮 C 为继电器
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PLC 系统逻辑线路
由PLC 为主的控制连接线路就是PLC 系统 逻辑线路．一般由于PLC 输出接口（开关） 受到容量的限制和为防止干扰，需要设置一些 硬触点，因此控制逻辑线路都由PLC不和少量 的继电器共同组成。
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PLC内部结构功能图
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起动、减速制动控制
制动：平层停站信号→KM 系列继电器令→制动继电器今↓， 这时电动机失电、制动器失电抱 闸停止运转。 其中，上、下行继电器是 由控制系统经过自动定向线路、 安全线路来决定；平层减速信号、 停站信号均是由控制系统经过选 层线路、平层线路来决定。而且 我们看到为了限制起动电流，减 小电网电压的波动及减小起动时 的加速度，改善乘坐舒适感和防 止对机件的冲击，在起动中都经 过了一个定子串电阻（电抗）进 行降压起动的过程。
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选层、定向控制
选层控制就是在电梯运行中如何给出正确的减速 停站信号来正确响应电梯轿内指令或层站召唤信号。 定向控制就是综合比较电梯现在的位置信号和轿 内指令及层站召唤信号来决定电梯是上行还是下行。
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选层、定向控制
这里面的关键就是如何知道电梯现在所在的位置。产生 轿厢位置信号的装置就叫选层器。目前主要有机械式、电气 式和电子式三种型式。机械式的选层器靠与轿厢联动的施转 触头组来判断轿厢的位置，现在已被淘汰不用了。电气式的 选层器则多用磁性元件来反映位置信号。电子式选层器则在 电梯井道中设有设置专门的感应装置，完全靠对电子脉冲计 数和运算来分析得出电梯的位置信息。通常，我们在电动机 轴端、与轿厢硬连接一起的钢带的钢带轮上、限速器旋转轮 上均可以设置旋转编码器来产生电子脉冲。通过以上的一个 或多个（可以相互参照和校核）旋转编码器所产生的脉冲， 送由控制系统内部（软件）进行运算分析，可以得到准确的 电梯位置信息，还可以方便进行各种“智能”控制（如减速 点实时选取等）。电子式选层器是今后发展的方向。
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PLC 主要功能模块

输入模块 存贮模块 编程器 CPU
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PLC 主要功能模块
输入模块：
它主要采集接收外部指令元件、控制单元和检测 单元的信号并送上总线到用户数据区（RAM ）。其 输入方式有二种：一种是数字量（开关量）直接输入； 一种是模拟量通过特定的A／D 单元进行输入。输入 部件均是带有光电藕合的电路、将PLC 与外部电路 隔离开来，以提高PLC 的抗干扰能力。所能够输入 的输入量个数受到所用PLC 的设计点数限制，当然 还可以采用扩展另外的功能模块的方式来扩充。
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控制系统组成
继电器逻辑线路 PLC 系统逻辑线路 微电脑系统逻辑线路

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继电器逻辑线路
继电器逻辑线路就是通过一系列的硬触点 开关和其它继电器的常开或常闭触点来控制一 些继电器通（断）电，其常开（闭）触点再参 与另一些继电器的通（断）电控制，直至接触 器的动作，所连接的一整套线路和元器件组 合．（接触器就是大容量输出触点的继电器） 下图为一个交流电机单向运转的启停控制、运 行线路图。
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平层、再平层控制
再平层控制
再平层是当因其它原因（如曳引绳弹性伸长、负载剧烈 变化等），在电动机未运转的情况下，电梯偏离了平层位置， 控制系统为此使电梯蠕动（电动机运转）再回到平层位置。 再平层动作的控制方式与电梯的平层感应器相一致。这 里以常见的双感应器和一个平层插板为例来说明。当电梯平 层时，两个感应器都由平层插板隔离（插板插人状态）而动 作；当电梯偏离了平层位置，则两个（上、下）平层感应器 必有一个失去插板隔离而复位，另一个保持动作。这样控制 系统根据上、下平层感应器中不同的状态而判断出电梯需要 平层运行的方向，驱动电机使电梯以（0 . 3m / s 的速度再返 回到平层位置。