第七讲电梯逻辑控制系统设计

电气安全保护系统
限速器和安全钳
限速器和安全钳是电梯最重要 的安全保护装置，也称之为断绳 保护和超速保护。 限速器的钢丝绳围绕着绳轮和 底坑中的胀绳轮形成一个闭环， 其绳头部与轿厢紧固在一起，并 通过机械连杆与安全钳连起来。 如果轿厢超速，限速器立即动作， 触发夹绳装置夹紧钢丝绳。当轿 厢下降时，钢丝绳拉动安全钳运 作使安全钳对导轨产生摩擦力， 把轿厢迅速制动在导轨上，停止 运动。
若外部有人按下召唤按钮，符合此时电梯运行方向，则被截停，按下选层按钮， 完成运行登记，按启动按钮，当同向的指令都被完成后，电梯自动换向运行
1、无厅外召唤信号

运行登记 :乘客进入轿厢,根据各自欲前往的楼层，逐一按 下相应楼层的选层按钮，完成了电梯运行指令的预先登 记 ，电梯便自动决定运行方向 。

（5）互操作
上面考虑了很多利弊问题： 总线技术、PLC控制、变频调速：原理 特点：（1）（2）（3）（4）（5）
三、系统结构
外部以太网
上位机 监控 内部局域网（企业办公网）
以太网
可编程控制器 设备网 交流变频器 曳引电机 I/0适配器 I/0适配器
孟范伟 2015年03月26日
电梯的分类
1、按用途分
2、按驱动方式：曳引式、液压式、齿轮齿条 3、按控制方式：手柄、按钮、信号、集选、并联、群控
一、基本结构 1、空间考虑 （1）机房部分 （2）井道部分 （3）层站部分 （4）轿厢部分 书上31页图3.1 2、系统考虑
曳引电动机：提供动力
速度反馈装置：为电动机调速系统提供速度实测信号 电动机调速控制：根据电梯启动、运行和制动平层等
控制中心在哪？
硬接线方式：所有信号、点对点、大量的光缆 缺点是什么？ 安装复杂 更改和扩展？维护？
效率低，以及无法自我维护
现场总线：实现了控制技术、计算机技术、通信技术的集成， 特点
（1）数字化，双绞线等通信，总线拓扑结构相连
（2）数据传输速度高，实时性好，抗干扰能力强
采用基带传输：将基带信号频谱不搬移到较高的频带直接传输 通带传输？基带信号？频谱？ （3）分散的功能模块，便于维护、管理与扩展，提高可靠性 （4）开放式互联

轿厢中的乘客 每个层站等候的人

制动停车等控制需求
2、轿厢内的运行命令及召唤命令

内选信号：轿厢内操作盘上的选层按钮 外唤信号： 内选与外唤信号 在要求得到满足时要能自动消号
基本控制要求 3、电梯自动运行时的信号响应

由内选和外唤信号决定电梯运行方向和停站点 先上后下的原则 确定运行方向后，中途不响应反向呼唤信号

包括：登记、停站延时自动关门、同向逐一应答、平
层自动开门、自动换向反向应答、自动应召服务
2、司机操作功能


由司机关门启动运行、自动平层
轿内指令按钮选向
厅外召唤顺向截停
单台电梯的控制功能:11个
3、超载自动报警功能
4、轿厢内应急照明功能：停电时
5、故障时自动就近平层功能
6、开门时间自动设定功能：根据情况，自动调整开门时间 7、即时关门功能
（2）减少了控制系统的体积、降低能耗和易于维护保养
被控对象：
电力拖动系统 二、 总 体 设 计 方 案
主要任务：控制整过程的速度变化规律，减轻不舒适感 调速发展：直流和交流
继电器-接触器控制系统：最大的缺点是寿命短
半导体逻辑控制系统：随着半导体技术发展
电气控制系统
微机控制系统：随着大规模集成电路的发展 PLC控制系统：
场信号之间、弱电和强电之间，常用的隔离方式有光电隔离、继电
器隔离、变压器隔离、隔离放大器等。
PLC控制系统：
（2）CPU，存储器、I/O接口集成 （3）PLC使用梯形图和专用指令编程，沿用并发展了电气控制的概 念和设计思想，对于熟悉电气控制的普通工程技术人员易于学习、 掌握 。
《现代电气控制及PLC应用技术》
装置发出超载信号，在声光提示的同时，阻止电梯起动
并开门，直到满足限载要求，电梯方能恢复正常运行。
三、控制要求
平层控制
电力拖动系统
换速控制
平层传感器 检修控制
选层定向控制
信号指示控制
换速点信号
轿内指令 厅门召唤
楼层信号
指层 图3.2 电梯控制系统功能划分
显示输出
基本控制要求
1、电梯位置的确定和显示
电力拖动系统 三 大 系
要求，对曳引电动机进行转速调节的。 拖动电源：为电动机提供电源 控制装置：设置在机房的控制柜上，根据运行的逻辑
统
功能控制电梯的运行。 当电梯运行至上或下极限位置时不停车： 电气控制系统 操纵装置：实际上就是召唤按钮，用来操纵电梯运行 上下限位开关发出停车信号； 平层装置：发出平层控制信号，实现准确平层 压下强迫停车开关，强制运行； 位置显示装置：指示灯 通过机械装置带动极限开关切断曳引电动机电源，避免冲 顶和蹲底 安全窗：轿厢顶部，打开时，电梯不准运行， 紧急情况下疏散乘客 安全钳、限速器，上面见过了，见下页图 极限开关、强迫换速开关：位置安全装置
ຫໍສະໝຸດ Baidu
起动运行：按启动按钮，电梯自动关门，当门完全关闭后，
门锁微动开关闭合，使门锁继电器吸合，电梯开始起动、 加速，直至稳速运行 。

自动运行：当乘客进入轿厢时，只需按下欲前往的层站按 钮。电梯在到达规定的 6~8s停站延迟时间后，便自动关 门起动、加速，直至稳速运行。

减速运行:当电梯到达欲停靠的目的楼层前方某一位置时， 由井道传感器向电梯控制系统发出转换信号，电梯便自动 减速准备停靠 。 自动平层：当轿厢进入到平层区 (即停靠楼层上方或下方 的一段有限距离)时，井道平层传感器动作，发出平层信号 控制轿厢准确平层，并自动开门。如果在平层时精度低于 标准要求，则电梯进行校正运行，电梯以最低的速度慢行 到准确平行位。
主要任务：控制整过程的速度变化规律，减轻不舒适感 调速发展：直流和交流
继电器-接触器控制系统：最大的缺点是寿命短
接触器：指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭 合，以达到控制负载的电器。 因为可快速切断交流与直流主回路，可频繁地接通 与大电流控制电路的装置，所以经常用来控制电动 机；
电气安全保护系统
接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压 释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操
被控对象：
电力拖动系统 二、 总 体 设 计 方 案
主要任务：控制整过程的速度变化规律，减轻不舒适感 调速发展：直流和交流
继电器-接触器控制系统：最大的缺点是寿命短
半导体逻辑控制系统：随着半导体技术发展
电气控制系统
微机控制系统：随着大规模集成电路的发展 微处理器成功用于电梯控制系统中。 电梯的微机控制系统，实际上是使控制算法，不再由硬件 逻辑固定，而是通过程序存储器中的程序固定 好处是：不同功能情况下， 不需要增减改硬件布线 （1）便于使用、管理和变更功能要求；
PLC控制系统：起源
1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求； 1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制器PDP— 14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手 段应用于电气控制，这是第一代可编程逻辑控制器，称Programmable Logic Controller，简称PLC，是世界上公认的第一台PLC。 1971年，日本研制出第一台DCS-8； 1973年，德国西门子公司（SIEMENS）研制出欧洲第一台PLC，型号为 SIMATIC S4； 1974年，中国研制出第一台PLC，1977年开始工业应用。
作和远距离控制。
是自动控制系统中的重要元件之一
被控对象：
电力拖动系统 二、 总 体 设 计 方 案
主要任务：控制整过程的速度变化规律，减轻不舒适感 调速发展：直流和交流
继电器-接触器控制系统：最大的缺点是寿命短
半导体逻辑控制系统：随着半导体技术发展
电气控制系统
晶体三极管、二极管代替了有触点的继电器-接触器。 半永久性：不存在触点带来的使用寿命问题，但是以 硬件逻辑运算为基础，带来的问题是：根据控制算法 和要求进行布线，各元件布线必须单独进行，系统的 升级和扩展性差。
平层：即是指停车时，轿厢的底与门厅“地平面”应相平 齐，系统规定平层时两平面相差不得超过5mm。 继续运行：如果电梯继续同向运行，乘客只需按下起动按



钮，电梯便按预先登记的楼层，按序逐一自动停靠，自动 开门。
2、有厅外召唤信号

运行登记：登记外唤信号 先同向运行：只要申请乘梯方向符合此时电梯运行方 向，则电梯能被顺向截停 后反向运行：当同向登记指令都己被执行以后，乘客 只要按下起动按钮，电梯便自动换向运行，执行另一 方向的运行登记指令 在运行过程中，可逐一根据各楼层厅外召唤信号，对 符合运行方向的召唤信号，将逐一应答，自动停靠， 自动开门。在完成全部同向的登记以后，如有反向厅 外召唤信号，则电梯自动换向运行，应答反向厅外召 唤信号。如果没有召唤信号时，电梯便自动关门停机， 或自动驶回基站关门待命。如果某一楼层再有召唤信 号，电梯便自动起动前往应召。
二、工作过程 停靠在基站 乘客进入轿厢，按下想去楼层的按钮 按启动按钮 到达目标层前某一位置时 轿厢进入平层区
电梯运行指令的预先登记
电梯关门，开始起动、加速、稳速
井道传感器发出转换信号，自动减速
井道平层传感器发出平层信号，并自动开门
若平层精度低，则电梯进行校正运行，将以最低的速度慢行到准确平层位
继续同向运行，乘客只需按下启动按钮

3、特殊情况

障碍开门：如果电梯在某一楼层关门时，有人或物碰触
了门安全触板，或被非接触式的光电式、电子式装置检 测到关门障碍时，电梯便停止关门并立即转为开门。

本层开门：如果欲乘电梯的乘客正逢电梯关门时，可按 下厅外上、下召唤按钮中与电梯欲运行方向相同的按钮， 电梯便立即开门，即本层开门

电梯超载：如果由于载物过多而超载，则电梯超载检测
PLC控制系统：
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字 或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 PLC是一种用于工业现场控制的专用计算机，实质上仍属于微机控 制方式，但与普通微机控制有着明显的区别， PLC特点 （ 1） 抗干扰：强电磁干扰 措施是光电隔离：把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使测控装 置与现场仅保持信号联系，而不直接发生电的联系。测控装置与现
8、轿厢照明和风扇自动关闭
9、消防应急操作：消防开关闭合时，电梯自动返回基站
10、满员自动直达：满员后，不响应外部呼唤 11、防止轿内恶作剧：重量小于预设负载，开门后，内呼 指令全部取消。
群控电梯的控制功能:9个
1、最大最小功能：预测最大等候时间，待梯时间最小 2、优先调度功能：不超过规定值时，哪台应召？ 3、区域优先控制：多个召唤，先检测长时间的，再检 测这些召唤附近是否有电梯，若有？若无（最大最小）？ 4、已起动电梯优先：是否启动停层待命的电梯，若按时 间长短原则应由待命的负责，但系统先检测别的，是否 让乘客等待过久，若不过长，则已经在运行的电梯优先 5、节能运行：检测需求量，供大于求？否则？服务超过 需求？ 6、群控备用电源运行：备用电源开启，全部电梯返回指 定位置，然后限定几个电梯使用。 7、群控消防运行：按下消防开关，全部电梯驶向应急层
4、轿厢的启动和运行

启动运行的条件：方向确定、轿厢门关好 加速运行阶段、稳速运行阶段
5、轿厢的平层和停车

停车过程要在之前开始，先减速，再制动
6、安全保护：冲顶与蹲底、断绳、逃生、消防
单台电梯的控制功能:11个
1、集选控制功能

将轿厢内选信号和厅外召唤信号集中进行综合分析处 理的高度自动控制功能
8、不受控电梯处理：原来的指定召唤由别的电梯代替
9、故障备份：当群控系统发生故障时，可执行简单的功能
一、方案选择 系统充分调研基础之上进行的

电梯控制系统设计成败的关键-----系统总体控制方案
理论与数据支持
控 制 要 求
技 术 指 标
现 场 调 研
被控对象：
电力拖动系统 三 大 系 统 电气控制系统