江苏建筑职业技术学院毕业设计说明书
2.2电梯的种类
2003年2月19日国务院颁布了《特种设备安全监察条例》,明确规定电梯是特种设备,并对电梯的含义做了叙述:“电梯是指动力驱动,利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级(踏板)进行升降或者平行运送人、货物的机电设备”。这种对电梯的论述,被称作广义电梯概念,既包括上下运送人、货物的升降式电梯,也包括用于水平或倾斜输送乘客的自动人行道(英语Passenger Conveyor)和自动扶梯(英语Escalator)。
现代电梯主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动,钢丝绳绕过曳引轮,两端分别连接轿厢和平衡重,电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。
目前,电梯行业及社会上对电梯的分类大致有以下几种:
(1)按用途分: 乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、其他专用电梯。
(2)按额定速度分: 低速梯,常指低于1.00m/s速度的电梯;中速梯,常指速度1.00~2.00m/s的电梯。高速梯,常指速度大于2.00m/s的电梯。超高速梯,速度超过5.00m/s的电梯。
(3)按拖动方式分:交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条式电梯、螺旋式电梯。 (4)按控制方式分:手柄操纵控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、向下集选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯、智能控制电梯。
其他分类方式还有:按电梯有无司机分类等。
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2.3电梯的原理
2.3.1电梯的结构原理
电梯是机、电一体产品,其机械部分好比是人的躯体,电气部分相当于人的神经,控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度,密切协同,使电梯可靠运行。尽管电梯的品种繁多,但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构,图2-1所示是电梯的基本结构图。
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1—控制柜(屏) 2一曳引机 3—曳引钢丝绳 4—限速器 5—限速器钢绳 6—限速器张紧装置 7—轿厢 8—安全钳 9—轿厢门安全触板 10—导轨 11—对重 12—厅门13—缓冲器
图2-1 电梯的基本结构
1.四大空间
从电梯空间位置使用看,由四个部分组成:依附建筑物的机房、井道;运载乘客或货物的空间——轿厢;乘客或货物出入轿厢的地点——层站。即机房、井道、轿厢、层站。 2.八大系统 (1)曳引系统
电梯曳引系统的功能是输出动力和传递动力,驱动电梯运行。主要由曳引机,曳引钢丝绳,导向轮和反绳轮组成。曳引机为电梯的运行提供动力,由电动机,曳引轮,连轴器,减速箱,和电磁制动器组成。曳引钢丝的两端分别连轿厢和对重,依靠钢丝绳和曳引轮之间的
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摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距,采用复绕型还可以增加曳引力。
(2)导向系统
导向系统由导轨,导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度,使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。 (3)门系统
门系统有轿厢门,层门,开门,连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口,由门扇,门导轨架,等组成,层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上,是轿厢和层门的动力源。 (4)轿厢
轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件,它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重机构,由横梁,立柱,底梁,和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底,轿厢壁,轿厢顶以及照明通风装置,轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定 (5)重量平衡系统
重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。 (6)电力拖动系统
电力拖动系统由曳引电机,供电系统,速度反馈装置,调速装置等组成,它的作用是对电梯进行速度控制。曳引电机是电梯的动力源,根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对曳引电机进行速度控制。 (7)电气控制系统
电梯的电气控制系统由控制装置,操纵装置,平层装置,和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求,控制电梯的运行,设置在机房中的控制柜上。操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发出平层控制信号,使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层,是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时,欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。位置显示装置是用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯,厅门指示灯还用尖头指示电梯的运行方向。
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(8)安全保护系统
安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统,可保护电梯安全的使用。机械方面的有:限速器和安全钳起超速保护作用,缓冲器起冲顶和撞底保护作用,还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。
2.3.2电梯的工作原理
曳引绳两端分别连着轿厢和对重,缠绕在曳引轮和导向轮上,曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动,靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力,实现轿厢和对重的升降运动,达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动,防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸,使电梯运转,在失电情况下制动,使轿厢停止升降,并在指定层站上维持其静止状态,供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件,对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化,使曳引电动机负载稳定,轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制,同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。
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第3章电梯运行总体设计
3.1 PLC控制系统方案设计
3.1.1电梯控制系统结构设计
电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图3-1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等
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。系统控
制核心为PLC主机,操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC,存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号,向拖动和门机控制系统发出控制信号
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。
图3-1电梯PLC控制系统的基本结构图
电梯的安全保护装置用于电梯的启停控制;轿厢操作盘用于轿厢门的关闭、轿厢需要到达的楼层等的控制;厅外呼叫的主要作用是当有人员进行呼叫时,电梯能够准确达到呼叫位置;指层器用于显示电梯达到的具体位置;拖动控制用于控制电梯的起停、加速、减速等功能;门机控制主要用于控制当电梯达到一定位置后,电梯门应该能够自动打开,或者门外有乘电梯人员要求乘梯时,电梯门应该能够自动打开。
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