1、燕山大學畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 文獻綜述院 （ 系）： 電氣工程系專 業(yè) 班 級 ： 09 過 控 2 班綜 述 題 目 ： 電 梯 控 制 系 統(tǒng) 的 研 究 學生姓學 號：指導(dǎo)教師電梯控制系統(tǒng)設(shè)計文獻綜述一 電梯的起源及歷史回眸1.1 電梯的起源電梯起源于公元前 2600 年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的 提升 系統(tǒng)說起，但這一類起重機的能源均為人力。 1203 年，法國的二修 道院安裝了一臺起重機。所不同的是該機器是利用驢作為動力，載荷由 繞在一個大滾筒上的繩子進行起吊。此種方法一直沿用到現(xiàn)在，直到瓦 特發(fā)明了蒸汽機， 約在 1800 年，煤礦主才利用起重機把礦井中的煤輸送 上來。數(shù)

2、百年來人們制造過各種各樣的升降機，它們都具有一個共同的缺 陷：只要起吊繩突然斷裂，升降機便急速地墜落到底層。前兩代無機房電梯在歐洲已經(jīng)淘汰，淘汰的原因是安全隱患嚴重， 所以在 1997 年開始幾乎沒有歐洲公司再使用該類無機房電梯了。 而第三 代無機房電梯屬于改變前兩代的新產(chǎn)品，所以一直受到青睞。但是主機 放在轎廂頂部的安全問題及噪音十分不受歡迎，所以在歐洲也沒得到發(fā) 展。在帶三代無機房電梯受到發(fā)展的只有通力的電梯。但是通力的產(chǎn)品雖然比前兩代有了技術(shù)方面的突破，特別是主機的 突破應(yīng)該說對無機房技術(shù)的普遍應(yīng)用提供了十分好的契機，不過公振共 鳴問題沒有側(cè)地解決是一個重要的技術(shù)設(shè)計缺陷。同時該種技術(shù)限

3、制了 速度與高度的提高。1.2 電梯的發(fā)展歷史電梯進入人們的生活已經(jīng) 150 年了。一個半世紀的風風雨雨，翻天 覆地的是歷史的變遷，永恒不變的是電梯提升人類生活質(zhì)量的承諾。人類利用升降工具運輸貨物、 人員的歷史非常悠久。 早在公元前 2600 年，埃及人在建造金字塔時就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基 本原理至今仍無變化；即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。早期 的升降工具基本以人為動力。 1203 年，在法國海岸邊的一個修道院里安 裝了一臺以驢子為動力的起重機，這才結(jié)束了用人力運送重物的歷史。 英國科學家瓦特發(fā)明蒸汽機后，起重機裝置開始采用蒸汽為動力。緊隨 其后，威廉。湯姆遜研制出用液

4、壓驅(qū)動的升降梯。液壓的介質(zhì)是水。在 這些升降梯的基礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師門在不斷改進 升降梯的技術(shù)。然而，一個關(guān)鍵的安全問題始終沒有得到解決，那就是一旦升降梯拉升繩纜發(fā)生斷裂時，負載平臺就一定會發(fā)生墜毀事故。 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進步。 150 年來，電梯的材質(zhì) 由黑白道彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新 手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號控制、集選控制、人機對話等等，多臺 電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控等等，雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道 空間，提升運輸能力的優(yōu)勢，如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各 大著名電梯公司各展風姿，仍在繼續(xù)進行電梯新品的研發(fā)，并不斷

5、完善 維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠程監(jiān)控、主機節(jié)能、控制柜低 噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)保 一款款集納了人類在機械、電子、光學等 領(lǐng)域最新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性 的光輝，人們的生活因此變得更加美好。1.3 我國電梯事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 大規(guī)模的經(jīng)濟建設(shè)尤其是蓬勃發(fā)展的房地產(chǎn)業(yè)給電梯行業(yè)開拓了廣 闊的市場， 2001 年我國電梯產(chǎn)量達 4.5 萬臺，創(chuàng)造了行業(yè)發(fā)展史上的一 個新的高峰，被業(yè)內(nèi)人士稱為 “第三次浪潮 ” 。目前，中國經(jīng)濟建設(shè)需求 的各類電梯、幾乎全部可以在中國生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界平均 1000 人有 1 臺電梯。我國如果要達到這個水準，還需要新裝 80

6、萬臺。到那時候， 每年僅報廢更新就需要 6 萬臺。目前房屋建設(shè)勢頭仍然很好，電梯市場 供需兩旺，前景一片光明。二 電梯技術(shù)發(fā)展趨勢展望 電梯的普及給人們的生活帶來了極大的優(yōu)越性，而電梯技術(shù)也只有 不斷的發(fā)展才能更好地滿足高層建筑及其群體的需要。展望未來，電梯 的發(fā)展趨勢應(yīng)包括以下幾點：2.1 降低能耗減少電梯能耗的措施是多方面的。 主要包括： 選擇高效的驅(qū)動系統(tǒng)； 減少電梯機械系統(tǒng)的慣性和摩擦阻力；合理運用對重和平衡力。1. 驅(qū)動系統(tǒng)采用永磁同步無齒輪曳引機。 由它的工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現(xiàn)的，不需要定子額外提供勵磁電流，因而電機的工作因數(shù)可以達到很高同時永磁同步電機的轉(zhuǎn)子無電流通過

7、，不存在轉(zhuǎn)子耗損問題。由于沒有效率低、高能耗蝸輪蝸桿傳 動副，能耗進一步降低。1.4 在停站較少的群梯布置中， 一個主機驅(qū)動兩個轎廂分別上下運行 是一種節(jié)能的方案。 而減少能耗的另一種途徑是電梯運行過程的 能耗控制。利用電梯空載上行、滿載下行時電機處以發(fā)電狀態(tài)的 特性，將再生能量反饋給電網(wǎng)，這種節(jié)能措施在高速梯上效果顯 著。1.5 還有一種節(jié)能方案將在軟件控制中得以實現(xiàn)。 如建立實時控制的 交通模式，盡量以較少的運行次數(shù)來運載較多的乘客，使電梯的 停站次數(shù)減至最少。 電梯召喚與轎廂指令合一的樓層入口乘客登 記方案使原來層站上乘客未知的目的層變得一目了然。1.6 而另一措施是將電梯運行中的加減速

8、度模式設(shè)置成變參數(shù)， 即電 梯控制系統(tǒng)中運行的速度、 加速度以及加速度變化率曲線既隨運 行距離變化，也隨轎廂負載變化。1.7 利用電梯機房在樓頂?shù)膬?yōu)勢， 充分利用太陽能作為電梯的補充能 源也將是新的研究課題。2.2 綠色化綠色電梯的研究主要在電梯制造、配置及安裝、使用過程中節(jié)能和減少 環(huán)境污染等方面。節(jié)能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：原材料的充分利用； 電梯數(shù)量與參數(shù)的優(yōu)化配置；高效的驅(qū)動系統(tǒng)；減少機械系統(tǒng)的慣性和 摩擦阻力；選用節(jié)能照明；客貨流量規(guī)劃等方面。減小對環(huán)境的污染主 要體現(xiàn)在兩方面：油污染降至最低；電梯的電磁兼容性問題。由于電梯 是在大廈中頻繁啟動的大容量電器，由此產(chǎn)生的電磁輻射將對大樓

9、的辦 公設(shè)備構(gòu)成嚴重干擾。2.3 遠程監(jiān)控系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使得電梯狀態(tài)監(jiān)控的智能可以在監(jiān)控中心就 可以監(jiān)測到電梯的運行狀態(tài)，監(jiān)控中心隨時可以監(jiān)控電梯發(fā)生的故障， 并且可以診斷出故障的類型和發(fā)生的位置， 使電梯維護更加安全、 方便。1.8 藍牙技術(shù)的應(yīng)用2.4藍牙技術(shù)在電梯安裝過程的應(yīng)用。安裝過電梯的人都知道放線、 對線是費時、費力、極容易錯的工作。而應(yīng)用藍牙技術(shù)，安裝期將減少 30%以上，其直接好處是降低安裝成本，客戶也因從訂梯到使用電梯周 期費用減少和提高現(xiàn)金周轉(zhuǎn)率。2.5 舊梯改造更加容易，所需時間，費用將會減少。據(jù)統(tǒng)計每年將有 5 萬臺舊梯進入更新改造市場，該技術(shù)使用將會產(chǎn)生巨大

10、社會效益和企業(yè) 效益。2.6很好地解決了電梯控制與外圍設(shè)備的兼容和聯(lián)系。 如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過藍牙技術(shù)連接起來實現(xiàn)無線召喚，將會 是電梯控制的另一場革命，同時為我們帶來巨大好處。1.9 智能化 隨著計算機技術(shù)，通訊技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展是大廈的智能化成為 現(xiàn)實，而電梯在這當中充當著重要的角色，其技術(shù)發(fā)展及智能化程度也 備受世人關(guān)注。電梯的智能化首先要與大廈中所有自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如 與樓宇控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，保安監(jiān)控系統(tǒng)等互相聯(lián)網(wǎng)。從電梯運行的控制智能化角度講，要求電梯有優(yōu)質(zhì)的服務(wù)質(zhì)量。控 制程序中采用先進的調(diào)度規(guī)則，使群控管理有最佳的派梯模式。現(xiàn)在的 群控方法中已不是單一地依賴 “乘客等候時

11、間最短 ”為目標，而是將要 綜合考慮的因素吸收到群控系統(tǒng)中去。 “以人為本 ”設(shè)計的電梯控制系統(tǒng)， 將會使電梯的服務(wù)質(zhì)量越來越好。除以上幾方面外， 諸如 IC 卡的智能管理系統(tǒng)， 應(yīng)用模糊理論和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的群管理系統(tǒng)，以及數(shù)碼技術(shù)、聲控技術(shù)、載波技術(shù)等也將在 電梯技術(shù)領(lǐng)域中得到推廣和發(fā)展。三 電梯的控制技術(shù)電梯控制系統(tǒng)主要采用以下三種方式：一是繼電器控制系統(tǒng)、二是PLC 控制系統(tǒng)、三是微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，控 制方式不靈活及功率消耗大等缺點，目前已逐漸被人們所淘汰。微機控 制系統(tǒng)雖然在智能控制方面有較強大的功能， 但也存在一定的不足之處， 即抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計較復(fù)雜，

12、一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)， 這些都限制了微機控制系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性。而 PLC 控制系統(tǒng)由于運行可 靠、使用維修方便、抗干擾性強等優(yōu)越性，成為目前在電梯控制系統(tǒng)中 使用最多的控制方式。. 1 電梯繼電器控制系統(tǒng)的特點及存在問題 （1）系統(tǒng)的觸點繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點容易燒壞磨損，造成 接觸不良，因而故障率較高。（ 2）普通控制電器及硬件接線方法難以實現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高。（3）電磁機構(gòu)及觸點動作速度比較慢，機械和電磁慣性大，系統(tǒng)控 制精度難以提高。（ 4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機械動作噪音大。（ 5）由于線路復(fù)雜， 易出現(xiàn)故障， 因而保養(yǎng)維修

13、工作量大， 費用高， 而且檢查故障困難，費時費工。（ 6）電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高， 大大降低了電梯的可靠性和安 全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖 頂或蹲底，不但會造成電梯機械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。2 PLC 及其在電梯控制中的應(yīng)用特點PLC 與普通微機一樣，能通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實現(xiàn)通道（字）的運算和數(shù)據(jù)存儲， 另外還有位處理器 （布爾處理器），進行點（位） 運算與控制。 PLC 是一種用于工業(yè)自動給控制的專用計算機。實質(zhì)上屬 于計算機控制方式。PLC 控制一般具有如下特點：（ 1）操作方便，對 PLC 的操作包括程序輸入和程序更改的操作

14、。大 多數(shù) PLC 采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信 息的顯示，對大中型的 PLC ，編程器采用了 CRT 屏幕顯示，因此，程序 的輸入直接可顯示，更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或 接點號進行搜索或順序查找，然后進行更改，更改的信息可在液晶屏或 CRT 上顯示；編程方便（ 2）可靠性高。 PLC 不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的 接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短； PLC 采用了 一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計，例如，冗余設(shè)計，斷電保護，故障 診斷和信息保護及恢復(fù)等，提高了 MTBF ，降低了 MTTR ，使可靠性提高； PLC 是為

15、工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比通用計算 機控制更簡單的編程語言，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計的硬件使可靠性 大大提高；在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施，如采 用可靠性的元件，采用先進的工藝制造流水線制造，對于干擾的屏蔽、 隔離和濾波等，對電源的斷電保護，對存存儲器內(nèi)容的保護等； PLC 的 軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施，如采用軟件濾波， 軟件自診斷，簡化編程語言等。結(jié)束語電梯技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn)了社會的科學文明。 摩天大樓的高度限制 , 不僅是建筑技術(shù)上的因素 , 一個重要的因素是受電梯提升高度的限制。相信, 隨著電梯技術(shù)的開發(fā)研究 , 高效、高速、智能化控制的電梯一定會提 供優(yōu)質(zhì)良好的服務(wù)。無機房、無齒輪、電磁兼容性、遠程監(jiān)控等技術(shù)將 是電梯工業(yè)今后幾年的重要研究方向。參考文獻1 魏志精 . 可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ) M 電子工業(yè)出版社 ,20032 武鋒. 可編程控制器 PLC 的基本原理及應(yīng)用 J. 電子世界， 2002 ，（11 ）3 孟紅軍 . 三菱變頻調(diào)速器 FR-A500 使用手冊 ,20044 唐勇奇，趙葵銀 . 電梯變頻調(diào)速 PLC 控制的設(shè)計與實現(xiàn) J. 電機電器 技術(shù)， 20005 張鳳池 . 現(xiàn)代工廠電氣控制 M. 北京：機械工業(yè)出版社， 20006 廖常初、 PLC 梯形圖程序的設(shè)計方法與技巧、電工