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1电梯的电气控制系统2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。3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。4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5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。6继电器逻辑线路QA为启动按钮TA为急停按钮C为继电器7PLC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。8PLC内部结构功能图9PLC主要功能模块输入模块存贮模块编程器CPU10PLC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。11PLC主要功能模块存贮模块：一般由EPROM、ROM、RAM组成。EPROM用来存放用户程序；ROM固化了此PLC的基础运行程序；RAM则用来存放动态的设置参数和用户数据。有些机种把用户程序也放在RAM中，使用后备电池来保持程序和数据，以防止其因掉电而丢失。12PLC主要功能模块编程器：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。13PLC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14继电器控制电路15PLC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。16PLC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。17PLC的编程继电器控制电路PLC控制电路18PLC常用的指令19PLC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。20微电脑系统逻辑线路相当于用一台计算机来控制和实现逻辑功能的系统。与PLC相比，它具有以下区别和优势：1．采用了更高一级的CPU，使得处理速度和指令的复杂性得到本质的提高。2．有更宽广的存贮器做后盾，提高了软件设计的复杂性，并成为大规模化控制系统的保障条件。3．更加灵活、功能全面的软件设计范围，为人机交互图形化等智能化、人性化的实现打好了基础。4．更加方便、功能强大的扩展能力，为各种特殊要求的硬件、软件功能的实现提供了保障。5．使综合管理、多台控制、随机情况监视、汇总成为可能。21电气控制系统电梯的正常运行、动作都是由其各个部分的正常动作所协调控制来实现的。因此电梯的电气控制系统也就是电梯各部分的电气控制所协调组合的系统。下面我们就电梯的各个部分的电气控制和基本动作控制的方式和思路分别加以说明。22电气控制系统组成1.起动、减速制动控制2.轿内指令控制3.层站召唤线路4.选层、定向控制5.平层、再平层控制6.指层线路7.开关门控制8.检修运行控制9.消防运行控制10.超载控制11.电气安全控制线路23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。24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。25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。26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。27轿内指令线路对于使用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。28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。29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。30层站召唤线路当第二层站的2AS与2AX均被选中时，2CS、2CX均得电自保．若电梯轿厢下行至此，XF’与2JX’均打开致使2CX掉电熄灭2XD指示灯，此时2CS仍由2CS→SF’→2CS得电自保。若电梯轿厢上行至此，SFI’与2JX’均打开致使2CS掉电熄灭2SD指示灯，此时2CX仍由2CX'→XF→2CX得电自保。31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。32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。33平层、再平层控制平层控制一般在层站平层区域都设有三个感应器：中间为门区感应器，上下两个为上平层和下平层感应器。当电梯上（下）行到这一层站附近需要响应指令平层停站时，下（上）平层感应器动作，控制系统使电梯以低速运行，直至门区感应器、上（下）平层感应器均动作（全部插入），使制动器抱闸，电动机失电，打开轿门（层门），完成平层动作。34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。35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。36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37指层线路38开关门控制电梯的开、关门动作是由电动机带动轿门和层门动作而实现的。因此自动开关门的控制也就是对电动机（门机）正反转、减速、停止的动作控制，右图是门机结构的控制线路。39开关门控制关门时开始快速起动，当门关闭到约2/3处轿门触及轿顶上的限位开关1GM，短接RGM部分电阻，电动机第一次减速关门速度变慢，当关门到约3/4处，轿门又触及限位开关2GM,RGM电阻大部分被短接，电动机第二次减速，关门速度更慢，直到门全部关闭轿门触及3GH切断电源，电动机处于能耗制动迅速停止转动。关门结束。40开关门控制开门时开始快速，当门开到约2/4处轿门触及IK