1引言隨著我國(guó)巨大的建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展和樓宇智能化的需求，電梯的用量急升。預(yù)測(cè)據(jù)，我國(guó)全年對(duì)電梯和自動(dòng)扶梯的需求達(dá)到5萬(wàn)臺(tái)。目前，我國(guó)共擁有電梯約40萬(wàn)臺(tái)、扶梯5萬(wàn)臺(tái)，電梯生產(chǎn)能力每年約4萬(wàn)臺(tái)、扶梯6000臺(tái)。按照世界上每千人擁有1臺(tái)電梯的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)還有80萬(wàn)臺(tái)的電梯增長(zhǎng)空間。因此，電梯對(duì)于我國(guó)人民的生活將會(huì)有重要影響。電梯是集機(jī)械原理應(yīng)用、電氣控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)支于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久垂直交通工具。為滿足和提高人們的生活質(zhì)量，電梯的智能化、自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電梯的技術(shù)含量日益提高。針對(duì)現(xiàn)代電梯發(fā)展和應(yīng)用狀況，本設(shè)計(jì)在詳細(xì)介紹電梯結(jié)構(gòu)原理和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了電梯的PLC控制系統(tǒng)。2第一章緒論1.1電梯的定義及發(fā)展與現(xiàn)狀自從我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放政策以來(lái)，全國(guó)各地高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為高樓的垂直交通工具-電梯，其需求量日益增長(zhǎng)。各種類型、規(guī)格繁多的電梯已在高樓內(nèi)投入運(yùn)行。為了確保電梯正常運(yùn)行、安全使用，必須要了解電梯、熟悉電梯、管理電梯、維護(hù)好電梯。電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的傾斜角小于15的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)型式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的交通工具。追溯電梯這種提升設(shè)備的歷史，早在公元前我國(guó)就有利用人力作動(dòng)力的簡(jiǎn)單提升設(shè)備，直到現(xiàn)在我國(guó)北方部分農(nóng)村仍用手播轱轆提取井水的升降提水裝置，所以說(shuō)，我國(guó)是世界上最早出現(xiàn)這種提升設(shè)備-電梯雛形的國(guó)家之一。1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī),把它作為提升設(shè)備的動(dòng)力是在1858年首次應(yīng)用于美國(guó)紐約市的一臺(tái)客梯上。接著阿姆斯特郎發(fā)明的水壓梯替代了蒸汽機(jī)梯。隨著科技的發(fā)展新的動(dòng)力設(shè)備不斷出現(xiàn)并替代了舊的動(dòng)力設(shè)備，例如用液壓泵和液壓控制閥等。法拉第于1881年發(fā)明發(fā)電機(jī)后50年，美國(guó)率先采用直流電動(dòng)機(jī)作為電梯升降的驅(qū)動(dòng)單元，并為今天的電梯發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1903年美國(guó)生產(chǎn)可不帶減速器的無(wú)齒輪高速電梯，并把卷筒式傳動(dòng)改進(jìn)為曳引槽輪式傳動(dòng)，從而為今天高層的大行程電梯奠定了基礎(chǔ)。在動(dòng)力問(wèn)題得到解決之后，美國(guó)著手研制電氣控制及速度調(diào)節(jié)等方面課題，并獲得成功。1915年美國(guó)成功設(shè)計(jì)了自動(dòng)平層控制系統(tǒng)以及高速電梯（6m/s）。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷用于電梯控制系統(tǒng)，如無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制晶閥管（俗稱可控硅）的應(yīng)用；集成電路和數(shù)字控制、電腦和機(jī)群控制及調(diào)頻調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用；拖動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化、性能提高等。1.2我國(guó)電梯發(fā)展的狀況我國(guó)電梯事業(yè)起步較晚，但打造較快。19521954年先后在上海、天津、沈陽(yáng)建立了三家電梯制造廠，并先后成立有關(guān)科研單位，獨(dú)立自主制造各類電梯產(chǎn)品，如交流貨梯、客梯、直流快速、高速客梯等。用我們自己生產(chǎn)的電梯產(chǎn)品裝3備了人民大會(huì)堂、北京飯店等政府機(jī)關(guān)和國(guó)家賓館。60年代開(kāi)始批量生產(chǎn)自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道，用我們自己生產(chǎn)的自動(dòng)扶梯裝備了北京地鐵車站，用我們自己生產(chǎn)的自動(dòng)人行道裝備了北京首都機(jī)場(chǎng)。隨著我國(guó)對(duì)外開(kāi)放、對(duì)內(nèi)搞活經(jīng)濟(jì)的政策深入貫徹執(zhí)行，吸取和引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的電梯技術(shù)、先進(jìn)的電梯制造工藝與設(shè)備、先進(jìn)的科學(xué)管理，使我國(guó)電梯工業(yè)又取得巨大發(fā)展。產(chǎn)品連續(xù)多年成倍增長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量和整機(jī)性能明顯提高。為了進(jìn)一步推動(dòng)和發(fā)展電梯工業(yè)，在上海、北京、天津、廣州等地先后建立中外合資電梯制造公司，使電梯的控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，先后向時(shí)常推出一批耗能小、效率高、速度快、平層和舒適感好的交流調(diào)速電梯、直流高速電梯（包括機(jī)群控制電梯）。為了進(jìn)一步提高和控制產(chǎn)品質(zhì)量，近年頒布一批具有國(guó)際水平的電梯制造等標(biāo)準(zhǔn)，使各制造廠家用新標(biāo)準(zhǔn)去更新、設(shè)計(jì)電梯產(chǎn)品，加強(qiáng)管理，促進(jìn)電梯工業(yè)新發(fā)展。在控制技術(shù)方面，從手柄開(kāi)關(guān)控制發(fā)展到按鈕信號(hào)控制、集選控制及多臺(tái)電梯機(jī)群管理控制；從繼電器-接觸器的信號(hào)或集選控制到計(jì)算機(jī)（電腦）控制；從調(diào)壓調(diào)速到調(diào)頻調(diào)速控制系統(tǒng)。微電腦（或稱微處理機(jī)）在電梯控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，從而代替了傳統(tǒng)的數(shù)量眾多的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。微電腦電梯的特點(diǎn)：運(yùn)行可靠、故障率低、耗能少；控制屏（柜）體積小，從而機(jī)房的面積可相應(yīng)減??；設(shè)備投資費(fèi)減少；維修方便。調(diào)頻調(diào)壓的交流調(diào)速高速電梯也有了發(fā)展。為了適應(yīng)電梯運(yùn)行的性能，在簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的前提下，提高電梯運(yùn)行的性能，推出交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和低轉(zhuǎn)速直流電動(dòng)機(jī)，以便適應(yīng)于電梯的四象限運(yùn)行工作狀態(tài)的需要，由此，提高了電梯運(yùn)行的平穩(wěn)性，使乘坐電梯的舒適感更好。在電梯速度方面，有0.25m/s發(fā)展到0.5-1.0m/s的交流雙速電梯；由1.5-2.0m/s的快速電梯發(fā)展到2.5m/s的直流高速電梯；還有1.0-4.5m/s的交流調(diào)速電梯。在電梯品種方面，目前除了常有的貨梯、客梯外，還發(fā)展和開(kāi)發(fā)雙層轎廂和觀光電梯。在材料和裝潢方面，特別在電梯的機(jī)械不見(jiàn)、控制器、轎廂機(jī)器附屬件上將使用輕質(zhì)材料，使其在提高性能的同時(shí)，更便于操作，并能減少安裝費(fèi)用和節(jié)約機(jī)房空間。電梯轎廂的裝飾日趨豪華。1.3電梯的分類及規(guī)格型號(hào)41.3.1電梯的分類電梯可以按用途、驅(qū)動(dòng)方式、提升速度、曳引電動(dòng)機(jī)、操縱方式、有無(wú)蝸輪減速器或機(jī)房位置等進(jìn)行分類，如下所示。1、按用途分類1)乘客電梯：為運(yùn)送乘客而設(shè)計(jì)的電梯，有完善的安全裝置，一般裝飾豪華。2)載貨電梯：通常有人伴隨，主要是為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯。3)客貨（兩用）電梯：以運(yùn)送乘客為主但也可運(yùn)送貨物的電梯。4)住宅電梯：為供住宅樓使用而設(shè)計(jì)的電梯。5)雜物電梯：只運(yùn)送雜物不允許人員進(jìn)入的電梯。6)船用電梯：供船舶上安裝使用的電梯。7)汽車用電梯：垂直運(yùn)輸汽車的電梯。8)觀光電梯：供乘客觀光的轎廂壁透明的電梯。9)病床電梯：為醫(yī)院運(yùn)送病床而設(shè)計(jì)的電梯。10)其他電梯：包括冷庫(kù)電梯、建筑電梯、礦井電梯等。2、按拖動(dòng)方式分類1)交流電梯：交流電動(dòng)機(jī)拖運(yùn)的電梯。2)直流電梯：直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的電梯。3)液壓電梯：靠液壓傳動(dòng)的電梯。4)齒輪齒條式電梯：靠齒輪齒條傳動(dòng)的電梯。3、按電梯速度分類1)低速電梯：速度為1m/s及以下的電梯。2)快速電梯：速度大于1m/s而小于2m/s的電梯。3)高速電梯：速度在2-3m/s的電梯。4)超高速電梯：速度超過(guò)3m/s的電梯。4、按控制方式分類1)手柄開(kāi)關(guān)控制電梯：由司機(jī)用手柄操縱電梯的起動(dòng)、運(yùn)行和平層進(jìn)行控制的電梯。2)按鈕控制電梯：一種具有簡(jiǎn)單自動(dòng)控制方式的電梯，具有自動(dòng)平層功能。3)信號(hào)控制電梯：一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。4)集選控制電梯：有/無(wú)司機(jī)操縱的電梯。5)并聯(lián)控制電梯：2或3臺(tái)電梯的廳外如喚信號(hào)并聯(lián)共用，電梯具有集選功能。6)梯群控制電梯：多臺(tái)電梯集中排列，共用廳外召喚按鈕，按規(guī)定程序和客流量的客流量的變化由電腦集中調(diào)度和控制電梯。55、按有無(wú)減速裝置分類1)無(wú)齒輪電梯：曳引機(jī)由曳引輪和制動(dòng)輪組成，由電動(dòng)機(jī)直接連接，用于高速電梯。2)有齒輪電梯：曳引機(jī)由曳引輪、減速箱和制動(dòng)輪組成，通過(guò)齒輪減速箱與電動(dòng)機(jī)連接，用于低速和快速電梯。6、按操作方式分類1)無(wú)司機(jī)電梯：電梯的各種工作狀態(tài)，由乘客進(jìn)入電梯轎廂，按照所需要去的樓層，在操縱箱上操縱樓層按鈕。2)有司機(jī)電梯：電梯的各種工作狀態(tài)，有專職電梯司機(jī)操縱。3)有/無(wú)司機(jī)兩用電梯：電梯具有可變換控制電路，其控制線路基本上按照無(wú)司機(jī)操縱設(shè)計(jì)。同時(shí)亦考慮有司機(jī)操縱工作狀態(tài)的線路設(shè)計(jì)。7、按驅(qū)動(dòng)方式分類1)液壓式電梯。2)曳引式電梯。3)螺旋式電梯。4)爬輪式電梯。8、按有無(wú)機(jī)房分類1)有機(jī)房電梯。2)無(wú)機(jī)房電梯。1.3.2電梯的規(guī)格與主要參數(shù)介紹圖1所示給出了電梯的結(jié)構(gòu)和主要部件的名稱。1、電梯的主要參數(shù)電梯的主要參數(shù)由來(lái)確定電梯的服務(wù)對(duì)象、運(yùn)送能力、工作性能及對(duì)井道、機(jī)房等土建設(shè)計(jì)的要求，包括以下幾個(gè)方面：1）額定載重量：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯的額定載重量。2）轎廂尺寸：寬深高3）轎廂尺寸：有單面或雙面開(kāi)門及其他特殊要求等，包括對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求等。4）轎門形式：柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙折門、封閉式雙折中分門等。5）開(kāi)門寬度：轎廂門和層門完全開(kāi)啟時(shí)的餓凈寬度。6）開(kāi)門方向：人在轎廂外面對(duì)轎廂門向左方開(kāi)啟的為左開(kāi)門，門向右方開(kāi)啟的為右開(kāi)門，兩扇門分別向左右兩邊開(kāi)啟者為中開(kāi)門，也稱中分門。6圖1電梯的整體結(jié)構(gòu)7）曳引方式：常用的有半繞11吊索法，轎廂的原形速度等于鋼絲繩的餓運(yùn)行速度；半繞21吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲繩運(yùn)行速度的一半；全繞11吊索法，轎廂的運(yùn)行速度大呢關(guān)于鋼絲繩的運(yùn)行速度。8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)對(duì)規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等，如交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)或支流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、轎內(nèi)按鈕控制或幾選控制等。10）停層站數(shù)：凡在建筑物內(nèi)個(gè)樓層用語(yǔ)出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。711）提升高度：由底層端站樓面至頂層端站樓面之間的垂直距離。12）頂層高度：由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。13）底坑深度：由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越高。14）井道高度：由井道底面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。15）井道尺寸：寬深2、我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定為了加強(qiáng)對(duì)電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，我國(guó)于1974年頒布了一批電梯產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，1986年又頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB70251986，并取代原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)。自從GB70251986頒布后，對(duì)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)已批量生產(chǎn)的乘客電梯、載貨電梯、病床電梯、雜物電梯等類別的電梯及其井道、機(jī)房的形式、基本參數(shù)與尺寸做了規(guī)定。1997年我國(guó)又頒布了新的推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T70251997。電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠設(shè)計(jì)和制造電梯的依據(jù)。擁護(hù)選用電梯時(shí)，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點(diǎn)、載運(yùn)對(duì)象等、按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設(shè)計(jì)和建造安裝電梯的建筑物，否則會(huì)影響電