电梯控制的技术总结

1、电梯的控制方式手柄操纵控制电梯。    此种电梯由司机操纵轿厢内的手动开关，实现轿厢运行的控制。电梯轿门和厅门的开关有自动和手动两种型式。对于自动门电梯，当轿厢运行到平层区域时，司机将手柄开关回到零位，电梯就会换速自动平层，自动开门；对于手动门电梯，则需由司机手动将门关闭或打开。按钮控制电梯。    这是一种通过操纵层门外侧按钮或轿厢内按钮发出指令，使轿厢停靠层站的电梯。这种电梯也有自动和手动两种型式。自动门电梯具有自动平层、开关门功能。对于手动门电梯，在电梯到站平层后，需要有人将门打开，并通过人工将门关闭以后，电梯得到按钮指令才可运

2、行。信号控制电梯。    这是一种由电梯司机操纵轿厢运行的电梯，具有将层门外上下召唤信号、轿厢内选层信号和其他各种专用信号加以综合分析判断的功能，因而自动控制程度较高。集选控制电梯。    此种电梯自动控制程度更高，可以实现将层门外上下召唤信号、轿厢内选层信号和其他各种专用信号加以综合分析判断后自动决定轿厢运行，无需司机控制。集选控制电梯一般均设“有无司机”操纵转换开关，可根据使用需要灵活选择。如人流高峰或特殊需要时，可转换为有司机操纵，从而成为信号控制电梯。在其他情况下作正常行驶时，可转为无司机操纵，即为集选控制电梯。向下集选控制（

3、向下集中控制）电梯。    这种电梯的特点是，对于各层站的呼梯信号，轿厢只有在向下运行时才能顺向应答召唤停靠。并联控制电梯。    将两三台电梯集中排列，共用层门外召唤信号，按规定顺序自动调度，确定其运行状态。采用此种控制方式的电梯，在无召唤信号时，在主楼面有一台电梯处于关门备用状态，另外一台或两台电梯停在中间楼层随时应答厅外呼梯信号，前者常称为基梯，后者称为自由梯。当基梯起动运行后，自由梯可自动起动至基站等待。若厅外其他层站有呼梯信号时，自由梯则前往应答与其运行方向相同的所有召唤信号。对于与自由梯运行方向相反的召唤信号，则由基梯前往

4、应答。如果两台（或三台）电梯都在应答两个方向的呼梯信号时，先完成应答任务的电梯返回主楼面备用。这种控制方式有利于提高电梯运输效率，节省乘客候梯时间。第四章电梯的拖动控制系统第一节概述第二节速度、位置检测装置第三节比例积分控制第四节直流电梯的速度闭环控制第五节交流调压调速电梯的速度闭环控制第六节变频调速电梯的速度闭环控制第七节典型VVVF电梯拖动控制系统分析小结思考与练习第五章电梯的信号控制系统第一节概述第二节电梯信号控制系统的典型电路第三节电梯的PLC控制第四节电梯的微机控制第五节电梯的群控系统第六节电梯远程监控系统中国电梯：当代电梯控制系统的发展历程与展望当代电梯控制系统的发展历程与展望&#

5、160;      History and Prospect of Morden Elevator Control System电梯，作为现代化城市必备的垂直交通运输工具已经逐渐成为人们生活中必不可少的重要组成部分。我国的电梯事业历史不长，1979年以前我国电梯总产量约为10 000台，2004年国内电梯总产量已达11万多台，预计2010年电梯总产量突破3O万台，电梯产业的飞速发展带动了电梯控制系统的长足发展。下面我们对中国电梯控制系统发展进行一些回顾与展望。1 电梯控制系统的回顾1)运行逻辑控制系统国内早期的电梯运行逻辑控制是由继电器回路组成

6、。所有的电梯运行指令处理都是通过继电器或时间继电器触点组成的开关式逻辑电路实现。它经历了一个较长的发展时期，并过渡了电梯使用的几种早期模式。即手柄操纵控制电梯(司机通过手柄的左、右、下方向的扳动实现控制电梯的上、下、停状态，并且电梯的平层在一定程度上取决于司机的停车控制时间);单指令控制电梯(仅对单独指令响应，其他指令滞后处理的控制模式);司机控制电梯;到现在的单台电梯集选控制电梯、并联控制电梯。随着微处理器技术在工业界的广泛应用，微机控制系统很快取代了继电式控制电梯的位置， 电梯的功能得到了一个质的飞跃，微机控制电梯从8位到64位，从单微机到多微机，从单片机到DSP。逻辑及数运算的便利也辅助

7、群控控制电梯的出现。目前市面的电梯都是以微机控制为核心控制的电梯系统。2)电梯拖动系统的发展国内电梯拖动系统的发展主要经历了交流双速、交流调压调速、直流调速、交流调频调压调速拖动阶段。交流双速电梯是利用电机内高低速绕组的切换实现电梯的两段速控制，并在启动和停止时串接阻抗或采用能耗制动以实现平滑过渡，其缺点是电机结构复杂、耗电量大。交流调压调速是一种相对优秀的交流调速系统，它通过电子电路产生电梯运行速度曲线模拟量，采用可控硅或其他电子开关手段调整电机输入电压随速度曲线变化从而实现电机调速;其缺点是为了有较好的速度力矩特性，电机需要特制、耗能大、速度特性不能满足高速电梯要求。直流调速则是为了达到高

8、速电梯的高速高控制精度控制要求而设计的拖动系统;其缺点是电机结构复杂、维护困难、体积庞大、价格成本较高，该拖动方式在80年代欧美地区使用较为普遍。交流调频调压调速控制系统是目前电梯控制系统中普遍采用的技术，该技术也包含了多个不同的控制方式，例如恒压频(u/f)控制模式、矢量控制模式、直接转矩控制模式，其技术仍在不断更新优化当中。2 电梯控制系统的发展对于目前电梯行业的控制系统技术未来发展方向，我认为可以从6个方面进行思考。以下借用2010年中国国际电梯展展示的一些成果进行介绍。3 电梯规格能力的拓展包括电梯的速度、载重、提升高度等，可以说这些参数是电梯产品的硬指标，也是体现一个公司综合技术能力

9、的技术标杆数据，一般在几个知名品牌中较量。目前各大主力电梯公司不断刷新相关数据。世界上在用产品中，标称运行速度最高的是台湾101大厦用的是东芝电梯标称最高运行速为16.8m/s，而日本日立电梯近期也对外宣称其新建的世界最高电梯试验塔G1 TOWER将用于实施18m/s电梯的开发试验。用户时空1 新技术的引入各行各业不断涌现新技术、新材料应用，如加以关注并结合电梯特性，可以形成较有竞争力的产品。例如近年来同步电机的应用、能量回馈技术的应用等就是较好的技术引用例子。本次展会，三菱展示他们的SiC电力电子技术，据称其功耗比传统si降低90%。相应的它所产生的热损耗以及体积将大大缩减。虽然我们暂时无法

10、确认该技术应用到电梯行业的具体时间，但是还是可以预知该项技术对电梯控制系统可以产生极其深远的影响。超级电容以其容量超大、快速充放电、较长寿命、低污染等特性，近年被推动得沸沸扬扬。世博会期间，上海公交车的成功应用，更是让人们对该项新材料技术产生了许多联想。其实电梯行业也已经开始关注该项技术，本次展览中虽然没有发现展示具体的成功应用方案，但经各方了解，还是有一定的计划与进展。而三菱本次也展示了他们在该项材料技术上的成果，展示了双层电容(EDLC)结构的蓄电技术。2 绿色环保技术随着国际低碳、节能的趋势日趋强烈，“节能、环保”技术必然是各电梯及其部件厂商新产品或新技术的主流方向。本次展会上与节能环保

11、相关的技术有能量回馈、共母线回馈技术、节能群控技术、LED应用、EMC、ROSH、水溶漆等等。在上述技术中，能量回馈无疑是最具发展潜力的技术应用，因为电梯在使用过程中，电动和发电的比例基本上是一致的，扣除设备本身的损耗，可以回馈的能量是相当可观的，该部分能量既可回馈电网，也可以储存供电梯后续运行使用。目前该技术应用产品已基本可见，未来发展的趋势将是进一步优化其回馈效率及回馈质量特性，另一方面需要配合相关法规、标准进一步完善。环保技术则是五花八门，既可以针对生产、使用也可以针对流通、安装等各个环节，务求达到环保效果即好。3 系统挖潜拓展电梯产品从开发至今已经超过l50年，可以说即使在中国，电梯也

12、已经是一个成熟行业，无论是技术还是市场。要做出与其它竞争对手不一样的产品，其中一种有效做法是通过不断观察客户的需求、市场潮流的变化并在现有系统中挖掘潜在的功能或用途。例如本次展会中几个较为显眼的技术，例如无级调速、可变速控制、节能群控技术、静态磁极自学习、无称重启动补偿功能等。这些技术都是通过充分利用现有系统资源，通过修改软件算法等方式拓展电梯输出功能、特性、用途的设计思路实现。其实，这也是最有效拓展产品自身价值的方法。4 安全部件电子化如何将安全部件做得体积更小，特性更好，成本更低。安全部件电子化将是一条可见的出路。随着国际标准IEC 61508：1998(电气/电子/可编程电子安全相关系统

13、的功能安全)标准PES的诞生，以及电梯行业国际标准ISO 22201：200X (电梯安全相关的可编程电子系统的设计与开发)即PESSRAL (电梯安全相关的可编程电子系统)的诞生，各电梯厂家已经开始其应用的研究， 目前国内成功应用到产品上的案例还不多。本次展会上三菱展示了他们的SETS(端站强迫减速系统)系统，其原理主要采用冗余的检测系及判断系统在保证系统稳定的状况下进行安全监控的精确控制。该项技术与日立的ETSD系统基本类似。5 控制系统微型化当今电子集成化技术发展神速，而且许多控制手段都已逐步在数字化系统中得以完美实现，因此高集成数字化系统得以不断更新换代，并且体积和可靠性也同时得到了改

14、善。在本次展会上出现频度最高的产品类别应该是各参展商推出的多功能一体化控制系统，基本是以单板结构配合变频模块实现电梯电气系统一体化解决方案。该技术及产品目前在市场上应用比较广泛。机电设备检验研究院了解到，广州70%以上的电梯可进行节能改造，其中20%30%急需改造。目前广州有电梯6.1万台，平均每年新增6 000台，电梯节能意义重大。上世纪90年代生产的直流电梯、交流双速电梯能耗比较大，而近年推出了变频有齿轮电梯，最新的还有变频永磁同步电梯，这些能效较好。按照试验室的数据，交流双速电梯升级为变频同步的，可以节能30%-50%。另外，变频电梯还可以继续升级为变频永磁同步电梯，这又有30%的节能空

15、间。6 使用先进的电梯控制技术，达到节能目的将梯群程序控制系统的原理置于单梯和并联梯的程序控制系统中，根据大厦客流情况，有电脑和控制系统软件中专家系统自动选择适合该大厦的最佳运行方式、待电梯停靠楼层， 自动分配电梯运行时间，达到节能目的。如广日电梯现主推的小机房GreenMax电梯，在电梯节能方面做了以下工作：1)采用32位微机一体化控制系统，将拖动控制系统和逻辑控制系统合理地结合在一起，将控制柜的接线减到最小，有效地增强了电梯控制系统的耗能。2)采用国际先进的永磁同步曳引技术及成熟可靠的控制技术，使整梯损耗下降约50% ，高效节能，使用期间能节省大量的电费。采用无齿轮曳引机后主机不需要大量的

16、润滑油，减少了油污的污染，使环境更加清洁。3)采用CAN总线串行通讯网络化系统，并具有自学习、自诊断、故障记录、远程监控等功能，智能和网络化便于电梯的维护和管理。4)主机体积小，一体化控制系统和紧凑的机房布置，使机房占用面积减少到传统机房的60% 左右，与井道的尺寸一致，机房高度相应降低，节省土建投入。另外在新产品新技术的开发方面考虑采用新技术新材料、轿厢照明使用LED节能灯、太阳能利用等，均可达到节能的目的。4小结电梯不仅是现代化垂直交通工具的典型代表，也是人们生活水平提高的重要标志。电梯的技术发展也不仅仅只是电梯专业技术的发展，它同时包含着各项基础技术运用的发展步伐。舒适、高效、安全、绿色

17、的电梯将是我们永恒不变的追求。5 结语通过电梯节能技术的采用，不仅缓解国内日益增长的电力紧张局势，随着每年的电梯数量、用电价格逐年增长，那么综合全国电梯节能的巨大潜力对社会将是巨大贡献。以能源再生技术为例，该技术能使电梯在下降的过程中将能量返回电网，进入电能再生运营的状态，这种再生能源的状态使全球电梯市场节能技术的运用有了质的飞跃。目前有些电梯能源再生驱动系统在相同的电梯运行条件下，可以比非能源再生系统最多节约70%的电能。当今世界非常清晰地认识到生存与发展的关系，不环保就无法生存，没有生存根本谈不上发展。绿色理念在全球已经深入人心，绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言，谁最先推出绿色产品并抢

18、占市场，谁就掌握市场竞争主动权。一、电梯对曳引传动系统的要求 电梯曳引系统的作用是输出动力和传递动力。曳引机又称主机，是电梯的动力源。 （一）曳引电动机的特性要求 根据电梯的使用条件及工作要求，曳引电动机一般应有如下技术性能： 电动机的额定容量为短时重复工作制，要求能承受沉重而频繁的起动、制动和正向、反向运转。 要具有大的起动转矩，使之能满足轿厢满载加速时的起动力矩要求。起动应迅速，无滞迟之感。为了获得较大的起动转矩，并能抑制起动电流，电机一般采用深槽，并采用高阻铜导条。额定电压下，保证堵转转矩与额定转矩之比不低于倍，低速时不低于倍。 起动电流要小，避免由于电梯频繁的起制动而过大地影响电网电压

19、并使电机发热。在额定电压下，电机堵转电流与额定电流之比不应大于 ）要具有发电制动特性，能由电动机本身的性质来限制电梯在满载下行或空载上行时的速度，而达到安全运行之目的。 电机确度。 ）运转平稳，噪声低，脉动转矩小，工作可靠，无需精细维护和调整。展望未来电梯发展方向 文章类型：行业史话 文章加入时间：2003年4月9日11:341 电梯群控系统将更加智能化电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等。这些群控系统能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线

20、性表现等动态特性。随着智能建筑的发展，电梯的智能群控系统能与大楼所有的自动化服务设备结合成整体智能系统。2 超高速电梯速度越来越高21世纪将会发展多用途、全功能的塔式建筑，超高速电梯继续成为研究方向。曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。3 蓝牙技术在电梯上广泛应用蓝牙（bluetooth）技术是一种全球开放的、短距无线通讯技术规范，它可通过短距离无线通讯，把电梯各种电子设备连接起来，无需

21、纵横交错的电缆线，可实现无线组网。这种技术将减少电梯的安装周期和费用，提高电梯的可靠性和控制精度，更好地解决电气设备的兼容性，有利于把电梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。4 绿色电梯将普及     要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与建筑物协调等。甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯补充能源。5 电梯产业将网络化、信息化电梯控制系统将与网络技术相结合，用网络把各地的电梯监管起来进行维保；通过电梯网站进行网上交易，包括电梯配置、招投标等，也可以在网上申请电梯定期检验。6

22、0;乘电梯去太空 坐电梯进入太空，这一设想是前苏联科学家在1895年提出来的，后来一些科学家相继提出了各种解决方案。2000年，美国国家宇航局（nasa）描述了建造太空电梯的概念，这需要极细的碳纤维制成的缆绳并能延伸到地球赤道上方3.5万km。为使这条缆绳突破地心引力的影响，太空中的另一端必须与一个质量巨大的天体相连。这一天体向外太空旋转的力量与地心引力抗衡，将使缆绳紧绷，允许电磁轿厢在缆绳中心的隧道穿行。普通人登上太空这个梦未来将实现。电梯的驱动系统文章类型：电梯常识 文章加入时间：2007年11月29日14:46    电梯的电力驱动系统对电梯的启动

23、加速，稳速运行，制动减速起着控制作用。驱动系统的优劣直接影响电梯的起动，制动加减速度，平层精度，乘座的舒适性等指标。  一 变极调速系统     电机极数少的绕组称为快速绕组，极数多的绕组称为慢速绕组。变极调速是一种有极调速，调速范围不大，因为过大地增加电机的极数，就会显著地增大电机的外形尺寸。    快速绕组作为起动和稳速之用，而慢速绕组作为制动和慢速平层停车用。  二 交流调压调速系统     双速梯采用串电阻或电抗起动，变极减速平层，一般起制动加减速

24、度大，运行不平稳。因此可用可控硅取代起，制动用电阻，电抗器，从而控制起，制动电流，并实现系统闭环控制。通常采用速度反馈，运行中不断检查电梯运行速度是否符合理想速度曲线要求，以达到起制动舒适，运行平稳的目的。这种系统由于无低速爬行时间，使电梯的总输送效率大大提高，而且按距离制动直接停靠楼层，电梯的平层精度可控制在+-10mm之内。 调压调速电梯也常以制动方式来划分，有如下几种：  能耗制动型 - 采用可控硅调压调速再加直流能耗制动组成 涡流制动器调速系统 - 通常由电枢和定子两部份组成 反接制动方式 - 电梯减速时，把定子绕组中的两相交叉改变其相序，使定子磁场的旋转方向改变。

25、而转子的转向仍未改娈，即电机转子逆磁场旋转方向运转，产生制动力矩，使转速逐渐降低，此时电机以反相序运转于第2象限。当速度下降到零时，需立即切断电机电源，抱闸制动，否则电机就自动反转。  三 变压变频调速系统     交流异步电动机的转速是施加于定子绕组上的交流电源频率的函数，均匀且连续地改变定子绕组的供电频率，可平滑地改变电机的同步转速。但是根据电机和电梯为恒转矩负载的要求，在变频调速时需保持电机的最大转矩不变，维持磁通恒定。这就要求定子绕组供电电压要作相应的调节。因此，其电动机的供电电源的驱动系统应能同时改变电压和频率。即对电动机供

26、电的变频器要求有调压和调频两种功能。使用这种变频器的电梯常称为vvvf型电梯。  a. 变频器  变频器可分为交-交变频器和交-直-交变频器两大类。 交-交变频器的频率只能在电网频率以下的范围内进行变化。 交-直-交变频器的频率是由逆变器的开关元件的切换频率所决定，即变频器的输出频率不受电网频率的限制。  b. pwm控制器  目前，电梯用vvvf调速系统大多采用脉宽调制控制器pwm。它按一定的规律控制逆变器中功率开关元件的通断，从而在逆变器的输出端获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波，用来近似等效于正弦波。 

27、; c. 低，中速vvvf电梯拖动系统  vvvf电梯的驱动部份是其核心，也是与定子调压控制方式的主要区别之处。vvvf驱动控制部份由三个单元组成：第一单元是根据来自速度控制部份的转矩指令信号，对应该供给电动机的电流进行运算，产生出电流指令运算信号；第二单元是将数/模转换后的电流指令和实际流向电动机的电流进行比较，从而控制主回路转换器的pwm控制器；第三单元是将来自pwm控制部份的指令电流供给电动机的主回路控制部份。  主回路的控制部份构成：  将三相交流电变换成直流的整流器部份 平滑该直流电压的电解电容器 电动机制动时，再

28、生发电处理装置以及将直流转换成交流的大功率逆变器部份  d. vvvf电梯驱动系统  矢量变换控制原理（参见教材） 矢量变换控制的高速vvvf电梯拖动系统（参见教材）  四 电梯的直流驱动系统      直流电梯的拖动系统通常有二种：      一是用发动机组成的可控硅厉磁的发电机-电动机驱动系统     二是可控硅直接供电的可控硅-电动机系统 第二章 电梯的电力拖动控制系统 电梯在垂直升降运行过

29、程中，其运行区间较短经常要频繁地进行启动和制动，处于过渡过程运行状态。因此，曳引电动机的工作方式属于断续周期性工作制。此外，电梯的负载经常在空载与满载之间随机变化。考虑到乘坐电梯的舒适性，需要限制最大运行加速度和加速度变化率。总之，电梯的运行对电力拖动系统提出了特殊要求。 自19世纪直流电动机拖动和交流电动机拖动问世，直至20世纪前半叶，凡是对调速性能要求较高的电梯，都采用直流电动机拖动c仅在对调速性能要求不高的场合，刁·采用单速或双速交流电动机拖动。 直流电动机拖动系统具有调速范围宽、可连续平稳地调速以及控制方便、灵活、快捷、准确等优点。然而，早期的直流电动机拖动系统往往是直流发电

30、机屯动机组调速系统，其体积、重量、能耗和噪声都很大。尽管后来用品闸管可控整流器取代了直流发电机，可是直流电动机结构较复杂、价格较贵、可靠性差、维护较为困难。 到了肋年代，由于电力电子技术及电力电子器件的不断发展和完善，相继出现了交流调压调速系统和交流变压变频调速系统，使交流调速系统的性能得到明显改善；而交流感应电动机的结构简单、运行可靠、价格便宜。因此，高性能的交流调速系统得到越来越广泛的应用，而且显示出了用可调速的交流电动机拖动取代直流电动机拖动的趋势。目前，除了少数大容量电梯仍然采用直流电动机拖动系统以外，几乎都采用交流电动机拖动系统。 本章主要讲述交流调速电梯的电力拖动系统。首先讲述电梯

31、拖动系统的共性问题，包括电梯运动系统的动力学、电梯运行速度曲线和电梯交流曳引电动机等内容。然后，分别讨论交流双速电梯、全闭环控制交流调压调速电梯、半闭环控制交流调速电梯以及变压变频调速电梯等交流电梯调速系统的组成工作原理。电梯的运行逻辑控制系统第三章31 概 述 上一章洪述了电梯的电力拖动控制系统，是保证电梯在运行效率和乘坐舒适感等方面具有良好性能的速度调节系统。除此之外，还需要对电梯运行进行逻辑控制，即对轿内指令、厅召唤信号和井道信号等多种外来信号按一定逻辑关系自动进行综合处理，并通过拖动控制系统操纵电梯的运行。电梯控制的自动化程度主要反映在运行逻辑控制系统上。 传统的电梯运行逻辑控制系统采

32、用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不方便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。 目前，由可编程控制器(简称冗)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用Pc控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯根受欢迎。采用微机控制的电梯进一步提高了电梯的性能，使电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。 电梯的运行逻辑控制系统与拖动控制系统各自都有明确的控制任务，但两者又是相互联系紧密相关的，它们共同构成一个电梯控制系统的有机整体。 由于电梯的继电器控制系统工作原理简单、直观，便于分析、理解电梯的逻辑控制关系，以及目前在国内还仍然有一些继电器控制的电梯在运行使用，所以本章首先分析电梯继电器运行逻辑控制系统的工作原理，为电梯运行逻辑控制的分析与设计打下良好的基础。然后，介绍电梯