MM440变频器在电梯中的应用

1、 摘 要 本文介绍一种电梯变频器控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不 可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导 轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的 PLC 系统 也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由 PLC、 逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发 光指示器和 MM440 变频器组成为一体的控制系统。本设计控制单元采用以西门子的可编 程控制器 PLC 对机器进行全过程控制,采用 MM440 变频器进行速度调节，达到运行安全、 可靠、舒适的

2、要求。 整个系统通过 PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。 其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。 关键词：电梯，PLC 控制系统，变频器 Abstract This text introduces the control system of a kind of elevator PLC. The elevator is perpendicular directional of the conveyance equipments be indispensable in the high building of transportation equip

3、ments. It depends electric power, dragging along to move a car that can carry person or thing and lead a track in the building of the well way up do perpendicularity to ascend and descend sport, there is prominent function in the peoples life. And the control elevator circulate of the PLC system als

4、o has more and more high request, request to attain the movement purpose of steady, quasi-, quick of elevator movement. That system mainly from PLC, logic control the electric circuit constitute. Include an exchanges difference to tread electric motor among them, after the electric appliances, get i

5、n touch with a machine, route of travel switch and press button, give out light the indicator constitute and MM440 transducer for the control system of integral whole. The this machine control unit adoption carries on whole process a control to the machine by the programmable controller PLC of Sieme

6、ns company. The whole system passes PLC, logic control the electric circuit is to the rise and fall of elevator; Add, decelerate; Even layer; Start, make to move a control. Its structure is simple and circulate an efficiency, even layer accuracy, be easy to comprehension and control. Key words ： ele

7、vator ， PLC controls system ，transducer 第一章方案论证 .6 1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题.6 1.1.1 电梯继电器控制系统的优点.6 1.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题.7 1.2 PLC 及其在电梯控制中的应用特点.7 1.2.1 PLC 的特点.7 1.2.2 PLC 控制电梯的优点.9 1.3 电梯变频调速控制的特点.9 1.4 课题的来源.9 1.5 课题研究的实际意义.10 第二章电梯设备及其主要参数 .10 2.1 电梯的出现.10 2.2 电梯设备.11 2.2.1 电梯的分类.11 2.2.2 电梯的主要参数.11

8、 2.2.3 乘客电梯参数尺寸.12 2.3 电梯的发展概况.12 2.3.1 电梯技术发展概况.13 2.3.2 电梯发展展望.13 第三章 电梯的基本构成及控制原理 .14 3.1 电梯土建的基本结构.14 3.2 电梯机械的基本结构.14 3.3 电梯电气系统的基本结构.16 3.3.1 电梯的拖动系统.16 3.3.2 电梯的控制系统.17 3.4 电梯控制系统的原理与要求.17 第四章变频器的选择 .19 4.1 变频器的分类.19 4.2 变频器的选择.19 4.2.1 选择变频器品牌型号.19 4.2.2 选择变频器规格.19 4.2.3 选择的变频器应满足的条件.19 4.3

9、通用变频器.20 4.3.1 通用变频器概况.20 4.3.2 西门子 MM440 型通用变频器.21 第五章 PLC 的结构及基本指令.23 5.1 PLC 的结构原理.23 5.1.1 PLC 的硬件系统结构.23 5.1.2 可编程控制.25 5.2 PLC 的工作原理.25 5.2.1 PLC 的等效工作电路.25 5.2.2、PLC 的工作原理.26 5.3 PLC 的软件系统.26 5.4 STEP 7 编程软件的编程语言及基本指令.27 5.4.1 STEP 7 编程软件的编程语言.27 5.4.2 STEP 7 编程软件的基本指令.28 第六章 MM440 变频器电梯控制系统的

10、硬件设计.28 6.1 MM440 变频器电梯控制系统结构.28 6.2 MM440 变频器电梯控制系统.29 6.3 MM440 变频器电梯控制系统硬件开发 .30 6.3.1 设计思想.31 6.3 .2 电梯控制系统 PLC 硬件设计.33 6.3.3 电梯控制系统 MM440 变频器硬件设计.34 第七章 系统软件设计 .36 7.1 PLC 的编程语言.36 7.2 电梯设计流程图.37 7.3 三层电梯梯形图.38 7.3.1 外召唤信号登记及消除.38 7.3.2 内指令信号登记及消除.38 7.3.3 电梯的平层信号处理.40 7.3.4 选层定向及反向截梯.40 7.3.5

11、内指令外召唤信号的保持.43 7.3.6 各楼层停车信号.44 7.3.7 自动开关门.45 结 束 .47 致谢 47 参考文献 .49 前 言 电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库 需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,电梯在现代社会已像汽 车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于 乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。 追溯电梯这种升降设备的历史,据说它起源于公元前 236 年的古希腊。当时有个叫阿 基米德的人设计出-人力驱动的卷筒式卷扬机。1858 年

12、以蒸汽机为动力的客梯，在美 国出现,继而又在英国出现水压梯。1889 年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电 梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。1900 年还出现了第一台自动扶 梯。1949 年出现了群控电梯,首批 46 台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955 年 出现了小型计算机(真空管)控制电梯。1962 年美国出现了速度达 8 米/秒的超高速电梯。 1963 年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967 年可控硅应用于电梯， 使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971 年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数 控电梯。1976 年微处理机开始用于电梯

13、，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。 实际上，电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的， 电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足要求 的，因此，电梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制。目前电梯的控制普遍采用两种 控制方式：一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、运行状态和功能的 设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制 方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这 两种方式并没有太大的区别。国内厂家大多采用第二种方式，其原因在于用 PLC 控制有 许多

14、优点： 1，可靠性高，由于采取了一系类的 PLC 高可靠性的措施，PLC 的平均无故障 时间一般可达 3-5 万小时。而且 PLC 的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工 作；2，编程简单，PLC 最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易 掌握，不需要专门的计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改 变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活；3，体积小、结构紧凑、安装、维修方便。 PLC 的体积小，重量轻，便于安装。一般 PLC 都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等 功能。 可编程控制器不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求， 同时也照

15、顾到现场电气维护人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表 达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结 构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学、调试和查错都很容易。用户买到所需要的 PLC 后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可以灵活而 方便地将 PLC 应用于生产实践，而且用户程序的编制、修改和调试都不需要具有专门的 计算机编程语言知识。PLC 现在已经成为现代工业控制三大支柱 （PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程 序、具有远程通信联网功能、易与计算机接口、能对模拟

16、量进行控制、具备高速记数与 位控等高性能模块等优异性能，日益取代有大量中间继电器、时间继电器、记数继电器 等组成的继电-接触控制系统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、 交通等各行各业都得到广泛的应用。 自 20 世纪 80 年代初通用变频器问世以来，通用变频器更新换代了五次：第一代是 80 年代初的模拟式通用变频器，第二代是 80 年代中期的数字式通用变频器，第三代是 90 年代初的智能型通用变频器，第四代是 90 年代中期的多功能通用变频器，本世纪研制 上市了第五代集中型通用变频器。PWM 控制技术一直是变频技术的核心技术之一。由于 PWM 可以同时实现变频变压反抑制谐波的

17、特点，因此在交流传动乃至其他能量变换系统 中得到广泛应用。从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较，产生正弦脉 宽调制 SPWM 信号以控制功率器件的开关开始，到目前采用全数字化方案，完成优化的实 时在线的 PWM 信号输出，PWM 在各种应用场合仍占主导地位，并一直是人们研究的热点。 为了满足电梯安全、可靠、舒适运行的要求，本设计采用西门子 MM440 变频器进行速度 控制以达到以上要求。在典型的升降系统的轿厢控制中，要与配重相结合，系统表现为 很大的惯性复杂性。所以传动装置必须有很大的起动力矩。西门子 MM440 变频器可以控 制电梯从静止到平滑起动期间提供 200%三秒钟的过载能

18、力。MM440 变频器的矢量控制和 可编程的 S 曲线功能，使轿厢在任何情况下都能平稳的运行且保证乘客的舒适感，特别 在轿厢突然停止和突然起动时。MM440 变频器高力矩输出和过载能力保证电梯可靠、无跳 闸运行，通过调节变频器的调制频率，可以使电梯静音运行。S 形曲线设定保证电梯平滑 操作，提高乘坐舒适感。电梯采用变频器控制，减少了电梯的机械维护量。 总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为 电梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应 电梯控制的要求和发展，与 PLC 相比较，存在质的差别。电梯使用继电接触器控制的时 代，很难设

19、计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制 提供了更广阔的空间。同时，MM440 变频调速使用了先进的 SPWM 技术，具有优异的调速 性能和起制动性能、高效率和节电效果，得到广泛的应用。可编程控制器和 MM440 变频 器相结合，使得电梯的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干 扰性能增强、机械与电气部件有机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综 合在一起。因此它已成为电梯运行中的关键技术。 第一章 方案论证 随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们日常生活必不可少的代步工 具。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力

20、提高电梯系统的性能， 保证电梯的运行高效节能又安全可靠。电梯是垂直运输工具，属于位能负载，并且要求 频繁起停，随着载客量多少的变化、上下行的变换，在空载上行或重载下行时，电动机 的负载最小，甚至是处于发电状态，而电梯在重载上行或空载下行时，电动机的负载最 大，是处于电动状态，这就要求电动机在四象限运行。传统的电梯曳引电动机采用接触 器来实现电动机工作状态的改变，双速异步电动机在定子回路中串电抗与电阻来实现电 动机的调速，这满足不了乘客的舒适感；另外，传统的电梯控制系统由继电器控制逻辑 组成，存在着电气元件多、功能弱、电气故障频繁，可靠性差和工作寿命短等缺陷。可 编程控制器 PLC 是根据顺序逻

21、辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设 计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点，目前，电梯的继电器控制方式已逐渐 被 PLC 控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，电梯的拖动方式已由原来 直流调速逐渐过渡到了交流变频调速，不仅能满足乘客的舒适感和保证平层的精度，还 可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。因此，PLC 控制技术加变频调速已成为现代 电梯行列的一个热点。 1.1 电梯继电器控制系统的特点及存在问题 1.1.1 电梯继电器控制系统的优点 （1）所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于 一般技术人员和技术工人所掌握。 （2）系统的保

22、养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 （3）大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格便宜。 （4）多年来我国一直生产这类电梯，技术成熟，已形成系列化产品，技术资料图纸 齐全，熟悉掌握的人员较多。 1.1.2 电梯继电器控制系统存在的问题 （1）系统触点繁多接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障 率较高【1】。 （2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能 不易增加，技术水平难以提高。 （3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 （4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。 （5）由于线路复杂，

23、易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障 困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性， 经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成 电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 1.2 PLC 及其在电梯控制中的应用特点 1.2.1 PLC 的特点 PLC 是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC 与 普通微机一样。以通用或专用 CPU 作为字处理器，实现字运算和数据存储，另外还有位 处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。PLC 控制一般具有可靠性高、易操 作、维修。编程简单、灵活性

24、强等特点。 1、可靠性、可靠性 对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。 （1）PLC 不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统 的维修简单，维修时间短。 （2）PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障 诊断和信息保护及恢复等，提高了 MTTR，使可靠性提高。 （3）PLC 有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易 发生操作的错误。 （4）PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机更简单的 编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程错误率大大降低，而为工业

25、恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。 （5）在 PLC 的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件； 采用先进的工艺制造流水线制造；对干扰的屏蔽、隔离和滤波等；对电源的断电保护； 对存储器内容的保护等。 （6）PLC 的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波等； 软件自诊断；简化编程语言等。 2、易操作性、易操作性 PLC 的易操作性表现在下列几个方面： （1）操作方便 PLC 的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数 PLC 采用编程器进行输入和更改的 操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC，编程器采用了 CRT 屏幕显

26、 示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号 或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或 CRT 上显示。 （2）编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较 为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言，十分有助于编程人员的编程。 （3）维修方便 PLC 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求减低。当系统发生故障时，通过硬件 和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。 3、灵活性 PLC 的灵活性表现在以下几个方面： （1）编程的灵活性。 PLC 采用的编程语言有梯形图

27、、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。 编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。 （2）扩展的灵活性。 PLC 的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩 展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。 （3）操作的灵活性。 操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。 1.2.2 PLC 控制电梯的优点 （1）在电梯控制中采用了 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 （2）去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 （3）PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 （4）PLC 可进行故障自动检测报警显

28、示，提高运行安全性，并便于检修。 （5）用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 （6）更改控制方案时不需改动硬件接线【2】。 1.3 电梯变频调速控制的特点 随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的 发展也十分迅速。电动机交流变频技术是当今节电，改善工艺流程以提高产品质量和改 善环境、推动技术进步的一种手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、 高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最 有发展前途的调速方式。 （1）变频调速电梯使用的是异步电动机，比同容量的直流电动机具有体积小、占空 间小、结构简单、维护方便、可靠

29、性高、价格低等优点。 （2）变频调速电源使用了先进的 SPWM 技术 SVPWM 技术，明显改善了电梯运行质量和 性能；调速范围宽、控制精度高，动态性能好，舒适、安静、快捷，已逐渐取代直流电 机调速。 （3）变频调速电梯使用先进的 SPWM 和 SVPWM 技术，明显改善了电动机供电电源的质 量，减少谐波，提高了效率和功率因数，节能明显。 1.4 课题的来源 变频器以其优越的性能，在很多领域中得到了广泛的应用。在电梯业也是如此，目前 国内 7080 年代安装完成的电梯绝大部分是继电器控制，线路复杂，节点接线多，故障 率高，调速方式一般采用变极调速、调压调速、直流调速。维修困难，属于能耗型调速，

30、 效率低，发热量大，调速性能指标较差，严重地影响电梯运行质量。应对这些电梯进行 更新和改造。但是更新需要大量资金，对使用单位来说有一定困难，所以对电梯进行局 部改造是经济 的、实际的。近年来，采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制 电梯，取得了良好效果。利用 PLC 和变频器对旧电梯进行改造，不但可以增加电梯的舒 适感、安全性、可靠性，还可以降低能耗，节约能源，减少运行费用。 1.5 课题研究的实际意义 在电梯的控制中其控制量多、逻辑性强、随机性大是其主要特点，对于 PLC 控制设 计来说，电梯控制系统具有很强的实用性和典型性，研究、分析电梯的逻辑关系，进而 实现控制，对

31、于理解和学习 PLC 都具有很好的意义。 控制电梯运行的 PLC 系统要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主 要由 PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、 按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。本机控制单元采用以西门子公司的 可编程控制器 PLC 对机器进行全过程控制。整个系统通过 PLC、逻辑控制电路对电梯的开 关门，升降，加、减速，平层，起动、制动控制。要求其达到结构简单、运行效率高、 平层精度高、使其能够易于理解与掌握。 课题所研究的内容主要是用可编程控制器（PLC）和变频器改造在用电梯自动控制系 统。由于大部分老式电梯的电控系

32、统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造， 以节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路， 并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。针对老式电梯采用的继 电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能 强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯。调速系统采用交流变频调 速，在各种负载下都有良好的调速性能和准确的停车性能，满足乘客的舒适感和保证平 层精度（即准确停车），并能节约大量电能。 第二章电梯设备及其主要参数 2.1 电梯的出现 1854 年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫

33、斯奥的斯第 一次向世人展示了他的发明历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范围 内得到了广泛应用。以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。150 年以 来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。自从我国实行改革开放政策以 来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具电梯，其需求量日益增长。 各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运行。为了确保电梯正常运行、安全使用， 必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯【3】。 2.2 电梯设备 2.2.1 电梯的分类 电梯的分类有各式各样： （1）按用途分类乘客电梯；载货电梯；客货电梯；病床电梯；杂物电梯；住宅电

34、梯；特 种电梯； （2）按速度分类低速电梯 1m/s 以下；高速电梯 12m/s 超高速电梯 4m/s 以上 （3）按驱动电源分类交流电梯速度一般小于 2m/s 直流电梯速度一般大于 2m/s （4）按控制方式分类层间控制；简易集选控制；集选控制有无司机控制；群控 2.2.2 电梯的主要参数 （1）载重量(kg)制造和设计规定，电梯的额定载重量。 （2）轿厢尺寸(mm)宽*深*高。 （3）轿厢形式有单或双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜 色的选择，对电话的要求等等。 （4）轿门形式有栅栏门、封闭式中分门、封闭式双折门、封闭式双折中分门等。 （5）开门宽度(mm)轿厢门和

35、层门完全开启时的净宽度。 （6）开门方向人在轿外面对轿厢门向左方向开启的为左开门，门向右方向开启的为右开 门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称中分门。 （7）曳引方式常用的有半绕 1：1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。半 绕 2：1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳运行速度的一半。全绕 1：1 吊索法，轿厢 的运行速度等于钢丝绳的运行速度。 （8）额定速度(m/s)制造和设计所规定的电梯运行速度。 （9）电气控制系统包括控制方式、拖动系统的形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动， 轿内按钮控制或集选控制等。 （10）停层站数(站)凡在建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点均称为站

36、。 （11）提升高度(mm)由底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。 （12）顶层高度(mm)由底层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直 的距离。电梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。 （13）底坑深度(mm)由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电梯的运行速度越快， 底坑一般越深。 （14）井道高度(mm)由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。 （15）井道尺寸(mm)宽*深。 电梯的主要参数是电梯制造厂设计和制造电梯的依据。用户选用电梯时，必须根据电梯 的安装使用地点、载运对象等，按标准的规定，正确选择电梯的类别和有关参数与尺寸， 并根据这些参数

37、与规格尺寸，设计和建造安装电梯的建筑物，否则会影响电梯的使用效 果。 2.2.3 乘客电梯参数尺寸 本题目选取新国家标准 GB/T7025.1-7025.397 中的规定中的乘客电梯作为设计对象， 为适应我国电梯产品迅速发展的要求，原部颁标准 JB143574 和国标 GSB702586 已远 不能适应电梯产品的发展的需求。因此，国家在 1997 年又正式颁发具有国际水平的新的 国家标准 GB/T7025.1-7025.397 以取代前述各标准。新国标 GB/T7025.1-7025.397 对已批量生产的乘客电梯、住宅电梯，载货电梯，病床电梯，杂物电梯等类别电梯的主 要参数及轿厢、井道、机房

38、的形式与尺寸作了具体规定。 2.3 电梯的发展概况 随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要的标志，作为高层 建筑的垂直运载工具-电梯得到了快速发展。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降 设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直上的倾斜角小于 15的刚性导轨之间。轿 厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输 送人员 或货物的垂直提升设备的交通工具。追溯电梯这种提升设备的历史，早在公元前我国就 有利用人力作动力和简单提升设备，直到现在我国北方部分农村仍用手摇轱辘提取井水 的升降提 水装置，所以说，我国是世界上最早出现这种提升设备电梯雏形的国家

39、之一。随着 电子工业的发展，新技术、产品不断用于电梯控制系统，如可编程控制器的应用；单片 机的应用；无触点半导体逻辑控制晶闸管（俗称可控硅）的应用；集成电路及数字控制、 计算机群控制及调频调压技术的应用、拖动系统简化、性能提高等。生活在继续，科技 在发展，电梯也在进步。电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方 面更是步步出新手柄开关操纵，按钮控制，信号控制，集选控制、人机对话等，多台 电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿箱电梯展示出节省井道空间，提升运输能力 的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半 棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线

40、不再封闭。一个半世纪的风风雨雨，翻 天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升现代人生活质量的承诺【4】。 2.3.1 电梯技术发展概况 （1）电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。 （2）电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被 交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得 到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变级调速（AC- VP）发展成为调压调速（AC-VV）及调频调压调速（AC-VVVF），使得电梯的速度、加速 度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 （3）电梯的逻

41、辑控制已从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制器 （PLC）和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群 控等，电梯可靠性得到很大的提高。 （4）电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足拥护的使用功能 要求。如紧急停车操作，消防员专用、防捣乱系统等。 （5）智能群控管理得到广泛应用。 （6）机械传动方面，由于国际上机构加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动 在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。 2.3.2 电梯发展展望 （1）结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。随着新技术、新结构、新材料、 新工艺的发展，电梯的机械系统

42、结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、 外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。 （2）技术含量更高，性能更好。 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的 VVVF 电梯，如今 已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、 更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流；由于永磁技 术的先进性，将来很有可能取代 VVVF 技术。另外，网络控制和智能群控系统以其控制的 先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。 （3）安装更方便、更快捷 高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安

43、装的主要方式，随着技术的 开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。此 外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制、绿色环保安全、环保、节能、舒适， 也将是未来电梯的重要发展方向。 3.电梯的基本构成及控制原理 电梯是一种较为复杂的机电一体化的设备，一台完整的电梯主要由成土建部分，机 械部分和电气部分组成。 3.1 电梯土建的基本结构 土建部分大致由机房，井道，底坑组成。 一、电梯机房：通常电梯机房设在建筑物的顶楼，机房内没厢控制柜，电梯曳引主 机，导向轮，防止电梯超速的限速器，电梯的总电源盒等部件。 二、电梯井道：是在机房曳引机的上方是贯穿于建筑物通体高度的方形

44、直通道空间， 井道侧壁上安装有坚直的导轨，作为引导轿厢、对重运动提供空间。 三、底坑：井道的底部平面低于建筑物的最低层的地面，主在用于安装电梯轿厢， 对重缓冲器，以便在轿厢冲顶、蹲低有缓冲的空间起减速缓冲作用【5】。 3.2 电梯机械的基本结构 机械部分主要有曳引主机，导向轮，曳引钢丝绳-绳头，限速器-安全钳，导轨-导靴， 电梯轿厢，开关门连杆装置，层门-门锁，缓冲器等部件。 一、曳引机： 是电梯轿厢升降的主拖动机械，它由电动机、制动器、减速箱（无齿轮曳引机没有 减速箱） 、曳引轮、和底座等组成。 二、曳引钢丝绳： 电梯用曳引钢丝绳常采用电梯专用西鲁式钢丝绳（6X19S+NF 或 8X19S+

45、NF） ， 三、导向轮： 导向轮用于半绕时，俗称过桥轮，用于全绕式时，称为抗绳轮。导向轮是用来调整 钢丝绳与曳引轮之间的包角大小，与及调整轿厢与对重的相对位置。 四、限速器-安全钳： 限速器-安全钳装置由限速器、限速钢丝绳、安全钳、底坑张紧轮四部分组成。电梯 中限速器与安全钳成对出现和使用，它们是电梯中最重要的一道安全保护装 置。其作用 有：电梯由于超速、打滑、断绳、控制制失控等原因，起到了安全保护作用。 五、导轨-导靴 导轨和导靴是电梯轿厢和对重导向部分。电梯导轨材料多采用普通碳素钢 A3F 轧钢， 要求具有足够的强度、韧性，在受到强烈冲击时不致发生断裂。 导靴是轿厢与对重沿着导轨上下移动的导向装置。 六、电梯轿厢 电梯轿厢是电梯中装乘客或货物的金属结体。它由轿厢架、轿厢壁、轿厢底、轿厢 顶、轿门等到几部分组成。由上下四组导靴向沿导轨作垂直升降运动，完成垂直运输任 务。常用电梯轿厢内部净高和使用者正常出入门口净高一样，应不小于 2 米，宽度和深 度由电梯的实际载重量而定。 七、开门机及开关门机构 自动开门装在轿顶靠近轿门处，由电动机通过减速装置（齿轮传动或蜗轮传动或带 齿胶带传动）带动曲柄杆机构去开、关门。 八、层门 层门是电梯在各楼层的停站，也是供乘客或货物进出电梯轿厢通向各层大厅出入口， 又称为厅门。层门由