电梯作为高层建筑中重要交通工具

1.概述电梯作为高层建筑中的重要交通工具，它与一般交通工具不同。电梯运行的安全舒适、高效、节能等都是对电梯本身提出的严格要求。良好的电梯控制技术是电梯高质量运行的重要保证。1.1电梯的起源与发展电梯是高层宾馆高层酒店高层住宅多层厂房和多层仓库的高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。作为升降设备，据说它起源于公元前236年的古希腊。当时有个叫阿基M德的人出一种人力驱动的卷筒式卷扬机，共造出了三台，安装在妮罗宫殿里。人们把这三台卷扬机看作是现代电梯的鼻祖。事实上，早在公元前，我们的祖先和古埃及也都曾用了这种人力卷扬机。在瓦特发明了蒸汽机之后，于1850年，在美国纽约是出现了世界上第一台由沃特曼制造的以蒸汽机为动力的卷扬机。1852年美国人伊莱沙格-雷夫斯-奥梯斯发明了世界上第一部以蒸汽机为动力配有安全装置的载人升降机，这就是世界上第一部备有安全装置的客机。在1857年被安装在纽约市豪华商厦里。在次期间，英国的阿姆斯特郎发明了水压梯。随着水压梯的发展，蒸汽梯也就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯。直到今天液压梯仍在使用。在1889年美国的奥梯斯电梯公司推出了世界第一部以电动机为动力的升降机,这才出现名副其实的电梯,同年在纽约市的马累特大厦安装成功，并使电梯趋于实用化。在1903年又将卷筒式驱动方式改进为曳引式驱动。所谓卷筒式驱动，就是将曳引绳缠卷在卷筒上来提升重物；而曳引式驱动，是在曳引绳一端提升重物，另一端为衡重，依靠曳引绳分开有绳槽的曳引轮之间的摩擦来驱动重物作垂直运动。因此，只要在曳引系统的容量和强度允许范围，通过改变曳引绳长度就可适应不同的提升高度，而不再像卷筒式那样受卷筒长度的限制。此外，当重物或平衡重碰底时，曳引绳与曳引槽会由于摩擦力减小而打滑，从而避免了象卷筒式那样，在失控时造成的曳引绳断裂等严重事故的发生。曳引式驱动可以使用多条曳引绳，而卷筒式驱动方式使用的曳引绳条数却受到限制。曳引式驱动方式为长行程并具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。当时的电梯使用直流电动机驱动，用改变串接在电枢回路中的电阻值的方法来调节电梯运行速度。后来发明了交流感应电动机，在1900年开始用于驱动电梯。最初的交流电动机只是单速的，电梯运行性能很不理想。直到发明了交流双速电动机，才基本满足了电梯的运行要求。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多。所以，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。尽管交流电动机的结构简单，造价便宜，但在调速性能方面去难以满足更高的要求，而对直流电动机来讲，由于后来采用了发电机-电动机组调速系统，能较好地满足电梯调速的要求。因此，在20世纪前半叶，电梯的电力拖动，尤其是高层建筑物中的电梯速度的调节，几乎都是采用直流调速系统来实现的。1900年美国奥梯斯电梯公司制造出世界上第一台自动扶梯。1915年已设计成功电梯自动平层控制系统。1933年美国制造出6m/s的高速电梯。在第二次世界大战以后，美国的建筑业得以快速发展，促使电梯也进入了发展时期，新技术被广泛用于电梯。1949年研制出了电梯的群控系统。1955年出现了真空管小型计算机控制的电梯。1962年在美国出现了8.5m/s的高速电梯。在1976年将固体晶闸管用于电梯拖动系统。随着电力电子技术的发展，在用晶闸管取代直流发电机-电动机组的同时，研制出了变流调压调速系统，使交流电梯的调速性有了明显的改善。1976年将微处理器应用于电梯。至此，电梯的控制技术已经有了很大的发展。进入80年代，电梯控制技术又有了新的变化。由于固体功率器件的不断发展和完善以及微电子技术的应用，使电梯发展更加现代化。1985年日本生产出世界上第一台螺旋式自动扶梯，使其明显减小了占地面积。当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还要采用直流拖动系统以外，用交流变频调速方式取代了直流调速方式，已成为高速电梯的主流。应用微机全方面取代了继电器控制逻辑实现闭环控制，进一步提高了电梯的性能和可靠性，并减少了现场调试要求。是电梯控制技术的方向。现代电梯技术更加强调运行质量和降低噪音，电梯控制将趋向多微机分散分层控制。电梯群控系统是现代电梯技术的又一重要组成部分。它不但有完善的分区服务、运行监控、客流交通统计分析等功能，还具备故障诊断功能。在品种方面，出现了双层电梯，大吨位的集装厢电梯等。为了适应摩天大楼对电梯的特殊要求，目前正在研制无绳直线驱动电梯。对电梯的曳引机，目前除了中、低速范围的电梯还采用蜗轮副减速装置外，其它均已采用圆柱斜齿轮曳引系统，使效率提高15%--25%。此外，用电子位置传感器取代机械选层器，用更先进的装置取代门安全触板，增设轿厢内通讯设施以及轿厢非安全门区语音提醒和运行状态语音等装置，也是电梯技术现代化的体现。对现代化电梯性能的衡量，主要着重于它的可靠性、安全性和乘坐的舒适性，此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应的要求。随着时代的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢里内心的压抑感和恐惧感也应该有所考虑。因此，提倡对电梯进行豪华一点的装修。时至今日，电梯已进入了全面发展的新时期。1.2电梯的结构电梯作为现代化的交通工具，已不再是简单的机电结合体。其机械装置从设计到应用，无不渗透着最新的科学技术，其结构也正在适应着飞速发展的电梯控制技术的需要。电梯结构中的机械装置通常有轿厢、门系统、导向系统、对重系统及机械安全保护系统等。1.轿厢轿厢是乘客或货物的载体，由轿厢架及轿厢体构成的。在曳引钢丝绳的牵引作用下，沿敷设在电梯井道中的导轨，做垂直上、下的快速、平稳运行。它是电梯主要设备之一。轿厢门供乘客或服务人员进出轿厢使用，门上装有联锁触头，只有当门扇密闭时，才允许电梯启动；门上还装有安全触板，如有人或物品碰到安全触板，依靠联锁触头作用使用门自动停止关闭并迅速开启。2.门系统门系统是由电梯门、自动开门机、门锁、层门联动机构及门安全装置等构成。电梯门类型可分为中分式、旁开式及闸门式等。本次设计所用的是中分式电梯门。电梯门的开启和关闭是由自动开门机构实现的。门系统中还有厅们联动机构。中分式门联动机构常采用钢丝绳式结构。3.导向系统电梯导向系统有导轨的导轨架、导轨等组成。导轨限定了轿厢与对重在井道中的相互位置，导轨架是导轨的支撑部件，它被固定在井道壁上，导靴被安装在轿厢和对重架两侧，其靴衬与导轨工作面配合，使轿厢与对重沿着导轨做上下运行。4.曳引系统曳引系统由曳引机组、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳及反绳轮等组成。曳引机组是电梯机房设的主要传动设备，其作用是产生动力并负责传送。它是由曳引电动机，制动器及减速器等组成的。曳引电动机通常采用适用于电梯拖动的三相异步电动机。制动采用的电磁制动器（闭式电磁制动器），当电机接通时松闸，而当电机断电即电梯停止时抱闸制动。曳引轮是具有半圆形带切口绳槽轮，与钢丝绳之间的摩擦力带动轿厢与对重做垂直上下运行。钢丝绳一方面联接轿厢与对重，同时与曳引轮之间产生摩擦牵引力。导向轮安装在曳引机机架上或承重梁上，使轿厢与对重保持最佳相对位置。反绳轮是指设置在轿厢顶和对重顶上的动滑轮及设置在机房的定滑轮，曳引钢丝绳绕过反绳轮可构成不同曳引比的传动方式。5.对重系统对重系统包括对重及平衡补偿装置。对重系统也称重量平衡系统。对重起到了平衡轿厢自重及载重的作用，从而可大大减轻曳引电动机的负担。而平衡补偿装置则是为电梯在整个运行中平衡变化时设置的补偿装置。6.机械安全保护系统电梯安全保护系统分为机械系统和电气系统。机械系统中的典型机械装置有机械限速装置、缓冲装置及端保护装置。1.3电梯的种类根据电梯基本规格的使用要求，电梯分类方法有很多，分类如下：1.按电梯用途分类根据用户对电梯的使用要求，常用电梯种类有客梯、货梯、客货两用梯、住宅梯、医用梯、服务梯、观光梯、自动扶梯及其它类型的特种电梯。随着现代科技的高速发展，满足人们对电梯多方面要求的各种类型的电梯将应运而生。可以预料，在不远的将来将会有更多用途的电梯服务于人类。2.按电梯运行速度分类高层建筑电梯，其运行速度可分为低速、快速、高速、及其超高速。通常认为：当速度V在1m/s以下为低速电梯，2m/s以下为快速电梯，5m/s以下为高速电梯，而当V在5m/s及以上时称为超高速电梯。目前在我国，超过百M以上的高层建筑大都采用超高速电梯。3.按电梯操纵控制方式分类电梯操纵控制系统结构及其控制方式标志着电梯发展水平，在我国目前使用的电梯，按其操纵方式分类有按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、并联控制电梯、程序控制群梯及其智能控制群梯等。其中客梯的集选控制方式应用最为广泛。所谓集选控制方式是指电梯具有自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼叫信号的登记和消除、顺向截梯以及自动换向等功能。当无呼梯信号时，电梯自动关门停机或自动返回基站关门待命。当有呼梯信号时，再自动起动，应答服务。集选控制电梯还可实现有或无司机操纵的转换。集选控制电梯是一种高度自动控制的电梯。4.按电梯曳引电机种类分类常用电梯多为交流电梯与直流电梯。所谓交流电梯是指电梯的曳引电机为专用的三相异步电动机，直流电梯是指电梯的曳引电机为直流电动机。一般的说，直流电梯运行性能要优于交流电梯，但是由于交流电机本身的构造及其使用都优于直流机，再加上改进后的交流电梯的性能及结构几乎与直流电梯不相上下，所以近代电梯大多数都是交流电梯。1.4电梯的运行简介电梯是现代楼宇的主要交通工具。电梯在特有的井道内作垂直方向的运行。电梯由于被局限在井道，司机和乘客只能观察到轿厢内的情况，司机也无法根据自己的观察对电梯实行全面的操纵和控制。正因为如此，电梯的操纵控制的自动化程度要远远高于汽车等。电梯在基站和终端站之间往返运行，无论是电梯的定向启动、稳速运行、平层、开关门，还是换向等都是由司机或乘客按动控制按钮下达主令信号后而自动进行的。电梯能接纳前进方向层站上候梯的乘客，而对相反方向层站上的乘客只有当电梯返回时才能接纳。电梯作为现代化交通工具是当之无愧的，电梯的司机或乘客只要注意操纵盘上的按钮就行了。电梯的运行与操纵等性能是其它交通工具无法比拟的。1.有司机操纵司机用钥匙打开基站厅门及停在基站的电梯轿厢门进入轿厢。司机根据轿厢内的乘客要求，按下操纵盘上的相应层站的选层按钮，电梯便自动定出运行方向，然后司机按下方向开车按钮，电梯自动关门，门关好后，电梯快速启动、加速、直到稳定运行。当电梯临近靠站时，选层器发出减速信号，同时平层装置动作，确定电梯停靠站。直到准确平层停车，开门放客及其接纳新的乘客进入轿厢，电梯司机再次按下方向开车按钮，电梯再次关门，又重复上个过程。为了防止乘客进入时被夹现象的发生，电梯门都设有安全保护触板或光电保护装置。若电梯关门有乘客或物品被夹时，由安全触板或光电保护装置的作用使电梯停止关门，并使门被打开，直到被夹现象消失，电梯再次关门。为了防止超载，轿厢底下设置超载传感器，可在操纵盘上显示超载信号，并控制电梯启动，起到了超载保护作用。集选控制电梯能自动应答与运行方向一致的厅外呼梯信号，并能在选层器的控制下减速停车，这一功能被称为“顺向截梯”。但不具备“反向截梯”功能。2.无司机操纵当乘客进入电梯轿厢后，只要按下楼层按钮，电梯便自动关门、定向启动、加速、稳定运行直至到达预定停靠站，停车开门放客。电梯停站时间到达规定时间后，便自动关门起动运行。无司机操纵的集选电梯在运行中逐一登记各楼层呼梯信号，对于符合运行方向的呼梯信号，逐一停靠应答。待全部完成顺向指令后，便自动换向应答反向召唤信号。1.5电梯控制系统的电气装置1.操纵装置操纵装置是电梯司机或电梯乘用人员对电梯发出控制指令的电气装置。它实际上就是设置在电梯轿厢内的按钮盘及门口的呼梯按钮盒。按钮盘上通常设有各种功能的开关、按钮，例如启动按钮、选层按钮、应急按钮、报警按钮、安全开关、照明按钮、钥匙开关及换向开关等。厅门口设置的按钮盒供轿厢外乘梯人员选用，分上下行按钮，按钮还带有灯光显示。厅门上端设置的信号灯指示了电梯轿厢所到达的楼层及轿厢正在运行的方向。2.平层装置平层装置实际上就是能产生电梯平层信号的传感器。电梯到达每一层站，平层装置都要发出一个到站信号。根据电梯结构的不同，平层装置也有不同的型式。干簧管磁感应器、双稳态磁开关、光电开关、霍耳开关及编码器等都是电梯中经常采用的平层装置。3.选层器选层器是为乘客和电梯司机选择楼层用的电气装置，通常货梯不设选层器。选层器是电梯集选控制系统中的重要单元，其作用包括指示轿厢位置、选择楼层、楼层信号登记与消除、确认电梯运行方向及发出电梯减速信号等。选层器分为机械选层器、电气选层器及微机选层器。机械选层器是一种模拟电梯运行的一种机电装置，实际上它就是按一定比例缩小的电梯。电气选层器及微机选层器一改机械选层器的机械部分，完全以电气及微机处理方法实现电梯的模拟运行。选层器的应用，大大地简化了电梯操纵控制系统的结构。2.电梯各部件的名称及功能2.1电梯系统装置组成1.电梯的箱体实验台由整个箱体组成，是整个设备的外围大框架。轿厢在运行过程中都是在箱体内部进行的，轿厢在内部的运行状况在箱体的面板上能显示出来，让我们能清楚的了解电梯的运行状况。2.轿厢轿厢是乘客或货物的载体，由轿厢架及轿厢体构成的。在曳引系统的牵引作用下，沿在轿厢两侧的导轨运行。它是电梯主要设备之一。本实验装置有两个轿箱。它是人和货物的栽体，当没有外界呼叫轿厢将停止在平层状态等待呼叫，有呼叫轿厢就根据控制系统而运行到所到的位置。3.轿箱门轿箱门所用的是中分式门。电梯门的开启和关闭是由自动或手动机构实现的，它是用来供乘客进出轿箱的。本设备共有八个轿箱门，轿箱门的上方有两根导轨通过皮带让轿箱门和电机相连接起来的，每个门的上方都有一个主动轮和一个从动轮与一个小电机相连来控制门的开关，每个电梯门都有一个电机来控制，通过电机的正反转来控制门的开和关。为了防止电梯在开门的过程中会超过范围，在控制面板上用了两个传感器来检测开门和关门位置。4.垂直导轨在两个轿箱的两边分别有两个长长的丝杠，它连接了箱体的底部和顶部，用来固定轿箱位置并让轿箱沿着同一方向做垂直运行。5.操作面板操作面板位于箱体的表面而区别于箱体的颜色，这里的操作面板选择是银色的。本电梯共五个操作面板。5.1每层操作面板有四个小的操作面板位于箱体正前方的中间位置，这四个小的面板分别是四层电梯每层运行状态或呼叫控制的操作面板。每个面板都分为几个部分。最上面的点阵块是两个轿厢在运行过程中的状态显示。1号轿厢内和2号轿厢内的运行显示都是由上下两个块组成的，上面那个块是显示所在电梯的运行状态是上升还是下降，下面的块显示的是电梯所在的楼层位置；中间的厅外按钮和内部一样，只是把它们放在了一起方便查看，左边的是1号轿厢，右边的代表2号轿厢。中间的黄色的上升下降按钮代表轿厢外的呼叫，在电梯能到达的所在楼层只要按下你想去的楼层电梯都会有响应，由于电梯是双联动用一组按钮就可以了，最上面一层的上升按钮和最下一层的下降按钮无效。按钮通过控制器和轿厢相连，当呼叫有响应轿厢会相应动作来响应呼叫。两边的按钮分别表示1号和2号轿厢内部按钮，紧急呼叫按钮为蓝色，它为电梯内部发生紧急情况或有危险发生时应用到的按钮；手动开关门按钮为方便乘客出入的按钮，电梯可以自动开关门但是需要一个过程，所以乘客可以有手动开关门的选择。位于两边的最下方有四个红色的按钮，是轿厢内部楼层选择按钮。用于乘客选择想去的楼层，当轿厢里的乘客想去那一层时，只要按下想去楼层的按钮，轿厢就会有相应的响应。5.2整体控制面板整体控制面板是反应整个电梯系统的控制状态的。它包括了1号电梯、2号电梯、厅门开关系统、显示屏控制、主控单元。1号电梯和2号电梯在面板上均安有每层的平层到达显示灯和顶层限位开关、底层限位开关。四个平层到达开关显示灯是当电梯到达所在的楼层时，对应的灯亮；顶层和底层限位开关是用来限制电梯运行范围的，电梯不得超出这个范围运行。否则系统会损坏。厅门开关系统是把电梯的开关门用直观的方式显示出来了，开门关门信号由传感器来检测。显示屏控制是把内部单片机的控制原理也直接的显示出来了，让我们很清楚的知道显示是由什么组成控制实现的。主控单元由几个开关组成，有电梯控制电源和1号电梯和2号电梯分别控制单元按钮，电梯运行前必须按下电梯控制电源。如果要单梯运行的话，只要按下一个电梯的控制单元就可以了，这样就是单梯运行状态了。6.配重系统配重系统是在箱体内部和轿厢相对的由链条通过齿轮及电机相连的机构，是为了让轿厢得到平衡而设计的。2.2控制系统组成电梯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。电梯PLC控制系统的基本结构主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、厅外呼梯盘、门机、拖动系统等。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。HBT－Ⅱ双联动电梯控制系统采用了电机的PLC控制系统及楼层显示的单片机控制系统，两套系统的使用加强了整个控制系统的多样性及复杂性。1.电机的控制本实验设备共采用了两种电机来控制运行的，两个大电机分别来控制电梯的两个轿厢的运行，用电机的正反转来控制电梯的上升和下降运行。如图1是一号电梯的正反转接线图，二号电梯的接线图和一号电梯一样，这里就不一一了。图1.一号电梯的正反转接线图用小电机的正反转来控制门的开和关，这里每个门都用了一个小电机来控制，利用电机的运转过程中带动主从动轮，由于主从动轮通过硬件和门相连，从而带动电梯的平层开关门。图2是一号电梯的开关门接线图，本电梯共用了8台小电机来控制每层门的开关。这里就不一一说明了。图2.一号电梯的开关门接线图2.信号系统控制电梯信号控制基本由PLC软件实现。控制系统有PLC控制系统和单片机控制电梯显示系统两个部分。电梯信号控制系统输入到PLC的控制信号有：:运行方式选择(如自动、有司机、故障运行方式等)、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、开关门及限位信号、平层信号等。电梯的显示部分由单片机来控制，它主要由处理器部分、I/O部门及电路等构成。这里处理器选的是常用的C51系列。I/O部分的输入部分采用PLC输出的信号及限位开关直接输入，输出部分采用的是LED点阵输出。电路部分主要包括了（上电）复位部分和晶振部分。3.电梯控制系统实现的功能(1)两台大电机分别控制电梯的两个轿厢的上升和下降，8台小电机分别控制8个电梯门的开和关。(2)每层均设有上升/下降呼叫开关。(3)每个电梯到位后都具有自动开门关门功能。(4)电梯外的面板上均设有层楼内指令键，开关门按键。(5)电梯的面板上设有方向指示灯及电梯当前层信号指示灯。(6)待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开门迎客。(7)自动关门与提早关门：在一般情况下，电梯停站4-6秒应能自动关门。在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时就可提前实现关门动作。(8)按钮开门。在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下面板上的开关按钮，门将打开。(9)内指令记忆。当轿厢面板上有多个内按钮选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠车门，并能自动确定运行方向。(10)呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。(11)自动换向。当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。(12)自动关门待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门并在该层待梯。4.输入状态信号输入信号是由传感器、开关等处理后将信号传输到控制器PLC上面，然后PLC和指示灯相连接让输入输出信号能显示出来。当有信号输入的时候对应信号的指示灯会有响应，所以信号的输入我们可以直观的看出。由于PLC的点数有限，这里增加了扩展。输入信号分配：序号地址输入信号状态1X0紧急制动配电箱2X1复位配电箱3X2一号电梯下限开关4X3一号电梯一层限位5X4一号电梯二层限位6X5一号电梯三层限位7X6一号电梯四层限位8X7一号电梯上限开关9X10二号电梯下限开关10X11X二号电梯一层限位11X12二号电梯二层限位12X13二号电梯三层限位13X14二号电梯四层限位14X15二号电梯上限开关15X16空16X17空17X20空18X21空19X22空20X23空21X24一号电梯紧急呼叫22X25一号电梯开门23X26一号电梯关门24X27一号电梯一层25X30一号电梯二层26X31一号电梯三层27X32二号电梯四层28X33二号电梯紧急呼叫29X34二号电梯开门30X35二号电梯关门31X36二号电梯一层32X37二号电梯二层33X40二号电梯三层34X41二号电梯四层35X42一层上升呼叫36X43二层下降呼叫37X44二层上升呼叫38X45三层下降呼叫39X46三层上升呼叫40X47四层下降呼叫5.输出状态信号输出信号也是由指示灯显示出来，当有信号输出时指示灯会有相应的响应。输出信号分配：序号地址输出信号状态1Y0一号电梯上升2Y1一号电梯下降3Y2二号电梯上升4Y3一号电梯下降5Y4一号电梯一层电机开门6Y5一号电梯一层电机关门7Y6一号电梯二层电机开门8Y7一号电梯二层电机关门9Y10一号电梯三层电机开门10Y11一号电梯三层电机关门11Y12一号电梯四层电机开门12Y13一号电梯四层电机关门13Y14二号电梯一层电机开门14Y15一号电梯一层电机关门15Y16一号电梯二层电机开门16Y17一号电梯二层电机关门17Y20一号电梯三层电机开门18Y21一号电梯三层电机关门19Y22一号电梯四层电机开门20Y23一号电梯四层电机关门21Y24一号电梯紧急呼叫灯亮，蜂鸣器122Y25一号电梯内部开门灯23Y26一号电梯内部关门灯24Y27一号电梯内部一层呼叫灯25Y30一号电梯内部二层呼叫灯26Y31一号电梯内部三层呼叫灯27Y32一号电梯内部四层呼叫灯28Y33二号电梯紧急呼叫灯亮，蜂鸣器129Y34二号电梯内部开门灯30Y35二号电梯内部关门灯31Y36二号电梯内部一层呼叫灯32Y37二号电梯内部二层呼叫灯33Y40二号电梯内部三层呼叫灯34Y41二号电梯内部四层呼叫灯35Y42电梯外部一层上升按钮灯36Y43电梯外部二层下降按钮灯37Y44电梯外部二层上升按钮灯38Y45电梯外部三层下降按钮灯39Y46电梯外部三层上升按钮灯40Y47电梯外部四层下降按钮灯41Y50一号电梯一层42Y51一号电梯二层43Y52一号电梯三层44Y53一号电梯四层45Y54二号电梯一层46Y55二号电梯二层47Y56二号电梯三层48Y57二号电梯四层48Y60一号电梯紧急制动49Y61二号电梯紧急制动50Y6251Y6352Y64一号电梯大电机正转53Y65一号电梯大电机反转54Y66二号电梯大电机正转55Y67二号电梯大电机反转6.PLC外围接线图PLC外围接线图实验1.电梯的外呼叫实验A.实验目的电梯的外呼叫实验，梯外呼叫时，无论轿厢在哪层，按上升用按钮或下降用按钮都可以形成呼叫，两个电梯都会有响应并看响应的先后顺序而运行。B.准备件1.P.L.C说明------------------------------一台2.电梯实验装置(HBT-Ⅱ)-------------------------------一台3.导线-------------------------------若干C.安全注意事项1.电梯有门所以关门之后可以使用轿厢内部的开关，指示想去的楼层，想去那层就按内部该去的楼层按钮。但在实验装置中，门的开和关按钮均显示在外面的面板上，关门和开门检测也是在面板上。2.两台电梯都遵守集选规则，即将呼叫信号先进行登记，对与电梯运行同向的呼叫信号逐一应答，当同向指令和召唤应答完毕后电梯可以自动换向。3.两个联动电梯各层有层指示灯和层位置指示灯各有八个，当乘客按下想去的楼层按钮的时候，各层上的对应的指示灯同时亮，当轿厢到达指定楼层时灯才熄灭。4.乘客在轿厢内部，当电梯在运行过程中，面板上会显示出电梯的运行方向和电梯所在的楼层位置。5.电梯在运行到该楼层和在该楼层运行的过程中均显示该楼层的位置，直到完全离开该楼层位置。6.这里当某一层出现厅外呼叫的情况的时候，两个电梯会有一个响应的先后顺序，谁先响应谁先运行。D．编程电梯的外呼叫实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X42一层上升呼叫2X43二层下降呼叫3X44二层上升呼叫4X45三层下降呼叫5X46三层上升呼叫6X47四层下降呼叫输出信号：序号地址输出信号状态1Y42电梯外部一层上升按钮灯2Y43电梯外部二层下降按钮灯3Y44电梯外部二层上升按钮灯4Y45电梯外部三层下降按钮灯5Y46电梯外部三层上升按钮灯6Y47电梯外部四层下降按钮灯7Y50一号电梯一层8Y51一号电梯二层9Y52一号电梯三层10Y53一号电梯四层11Y54二号电梯一层12Y55二号电梯二层13Y56二号电梯三层14Y57二号电梯四层2.梯形图：E．实验说明电梯的外呼叫实验就是乘客在厅外呼叫电梯的响应及运行结果。无论乘客的厅外呼叫是在待梯楼层的上面还是下面都会有记忆的能力，按下按钮后灯会亮，直到电梯运行到该层的时候，记忆信号会自动消失。厅外召唤信号同样需要进行登记、显示本层停梯信号，信号的登记采用自锁原理和反向保号，例如：一楼有人要去楼上，按下上升信号就可以把信号发给电梯，电梯有输出并自锁，信号会保持。当电梯上升到达一层平层时，下降不动作，平层信号有响应，常闭触点通电被打开，登记信号消除。在同时有人在三层按下下降按钮，在电梯不在三楼平层的情况下，电路会接通，下降信号也会有显示形成自锁并保持到电梯到达三层平层时信号才消除。当电梯在上升的过程中，电梯外呼有下降输出的话，电梯有反向保号功能。例如：电梯在上升的过程中，三楼有下降信号输出，由于有上升继电器常开闭合，输出信号不会消除。直到下降过程中到达该层平层时信号才消失。在运行的过程中，如果有人在一楼按下了上升按钮的时候，两个电梯谁先响应谁先动作，当1号电梯动作的时候，如果有人按下想去楼上的按钮时，2号电梯作为“忙梯”开始立即启动并定向运行去接该层站的乘客。实验2.电梯的内置呼叫实验A.实验目的乘客在电梯内呼叫轿厢到达该去的楼层时，无论轿厢在哪层，按下想去的楼层按钮时可以形成呼叫，所在的电梯会有响应并看响应的先后顺序而运行。B.准备件1.P.L.C说明------------------------------一台2.电梯实验装置(HBT-Ⅱ)-------------------------------一台3.导线-------------------------------若干C.安全注意事项1.两个联动电梯各层有层指示灯和层位置指示灯各有八个，当乘客按下想去的楼层按钮的时候，各层上的对应的指示灯同时亮，当轿厢到达指定楼层时灯才熄灭。2.乘客在轿厢内部，当电梯在运行过程中，面板上会显示出电梯的运行方向和电梯所在的楼层位置。3.电梯在运行到该楼层和在该楼层运行的过程中均显示该楼层的位置，直到完全离开该楼层位置。D．编程电梯的内置呼叫实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X27一号电梯一层2X30一号电梯二层3X31一号电梯三层4X32一号电梯四层5X36二号电梯一层6X37二号电梯二层7X40二号电梯三层8X41二号电梯四层输出信号：序号地址输入信号状态1Y27一号电梯内部一层呼叫灯2Y30一号电梯内部二层呼叫灯3Y31一号电梯内部三层呼叫灯4Y32一号电梯内部四层呼叫灯5Y36二号电梯内部一层呼叫灯6Y37二号电梯内部二层呼叫灯7Y40二号电梯内部三层呼叫灯8Y41二号电梯内部四层呼叫灯2.梯形图：E．实验说明在内指令呼叫的时候，这两个电梯是根据自己本身的呼叫而单独运行的。内指令信号的处理包括信号的登记，显示层消息等。信号的登记采用自锁原理，和外呼信号一样，不论电梯上行或下行，当轿厢运行至有内指令的楼层时，均要停梯，并消除登记信号。例如：如果有人从楼上下来一层的话，只要按下一层的内指令信号，只要轿厢不在一层，电路就一直处于闭合状态，所以输出就是通电状态，一直会有响应，信号被登记；当电梯到达一层时，输出信号动作，失电，信号被取消。电梯在平层时按该层按钮无效。实验3.电梯的当前层实验A.实验目的要运行牵引装置或电梯，必须知道轿厢的现在位置。使用开关检索轿厢运行中的楼层，即现在的位置，用指示灯表示的回路实验。B.需准备件1.P.L.C实验设备-------------------------------一台2.电梯实验装置（HBT-Ⅱ）-------------------------------一台3.导线用-------------------------------若干C.安全注意事项1.为了检索运行中的各层，每层必要安装平层限位开关。2.从牵引装置运行特点上看，如果是在第一层运转，所以指示灯也安装在运转所处的第一层。3.电梯的轿厢是在从第一层到第四层之间上下运转，所以所用的电动机必须是正反运转的。D．编程电梯的当前层实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X3一号电梯一层限位2X4一号电梯二层限位3X5一号电梯三层限位4X6一号电梯四层限位5X11二号电梯一层限位6X12二号电梯二层限位7X13二号电梯三层限位8X14二号电梯四层限位输出信号：序号地址输入信号状态1Y50一号电梯一层2Y51一号电梯二层3Y52一号电梯三层4Y53一号电梯四层5Y54二号电梯一层6Y55二号电梯二层7Y56二号电梯三层8Y57二号电梯四层2.梯形图：E．实验说明一号电梯当前层1.在电梯运行中，当1号电梯到一层时一楼楼层限位开关动作发出信号为开，+1被送入1号电梯当前层存储器，这时电梯可进行开门动作；到二层时二楼楼层限位开关动作发出信号为开，+2被送入1号电梯当前层存储器，这时电梯可进行开门动作；到三层时三楼楼层限位开关动作发出信号为开，+3被送入1号电梯当前层存储器；到四层时四楼楼层限位开关动作发出信号为开，+4被送入1号电梯当前层存储器；单片机的输出端与LED点阵连接，无需外部硬件译码器，由单片机直接驱动LED点阵显示楼层数。二号电梯当前层2.在电梯运行中，二号电梯的情况和一号电梯几乎差不多。当2号电梯到一层时一楼楼层限位开关动作发出信号为开，+1被送入1号电梯当前层存储器，这时电梯可进行开门动作；到二层时二楼楼层限位开关动作发出信号为开，+2被送入1号电梯当前层存储器，这时电梯可进行开门动作；到三层时三楼楼层限位开关动作发出信号为开，+3被送入1号电梯当前层存储器；到四层时四楼楼层限位开关动作发出信号为开，+4被送入1号电梯当前层存储器；单片机的输出端与LED点阵连接，无需外部硬件译码器，由单片机直接驱动LED点阵显示楼层数。实验4.电梯的自动开关门实验A.实验目的电梯到达指定的楼层，响应了平层信号后，经过延时通过门电机的正反转来实现自动开关门实验。B.需准备件1.P.L.C实验设备-------------------------------一台2.电梯实验装置（HBT-Ⅱ）-------------------------------一台3.导线用-------------------------------若干C.安全注意事项1.为了知道电梯是否到达所在的楼层，每层必须有平层限位开关和平层检测开关。2.两个电梯的开关门之间没有任何直接的关系。3.每一层电梯的开关门都是由一个电机的正反转来控制的，在开关门的程序中，开关门信号必须互锁。4.在开门后经过一段时间的延时后才开始实现关门动作。5.开门和关门的范围必须要固定，以免发生以外情况。6.电梯必须确定门关好后开始运行，在电梯的运行过程中开门动作无效。D．编程电梯的当前层实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X3一号电梯一层限位2X4一号电梯二层限位3X5一号电梯三层限位4X6一号电梯四层限位5X11二号电梯一层限位6X12二号电梯二层限位7X13二号电梯三层限位8X14二号电梯四层限位9X25一号电梯开门10X26一号电梯关门11X34二号电梯开门12X35二号电梯关门输出信号：序号地址输入信号状态1Y4一号电梯一层电机开门2Y5一号电梯一层电机关门3Y6一号电梯二层电机开门4Y7一号电梯二层电机关门5Y10一号电梯三层电机开门6Y11一号电梯三层电机关门7Y12一号电梯四层电机开门8Y13一号电梯四层电机关门9Y14二号电梯一层电机开门10Y15二号电梯一层电机关门11Y16二号电梯二层电机开门12Y17二号电梯二层电机关门13Y20二号电梯三层电机开门14Y21二号电梯三层电机关门15Y22二号电梯四层电机开门16Y23二号电梯四层电机关门2.梯形图：E．实验说明本层开门是指电梯在停车状态和非检修(有/无司机)条件下，当轿厢所在楼层有上召唤且没有定下方向，或有下召而没有定上方向时，电梯自动开门。例如：电梯接近一层时，到一层接近开关动作，在电梯完全停止运行的情况下，开门动作，并在同时开始计时，这时开门输出形成自锁，在计时到所定的时间，（这里开门定时为几秒即可）计时器开始动作，它的常闭触点断开，开门动作结束。也可手动开门，当电梯到达平层时，可用手动按下轿厢内开门按钮就可以进行开关门动作。这样就不用延时等待开门了。可以引申到其它任何一层，这里就不一一说明了。关门的条件有以下几种：停车状态下按关门按钮、无司机状态下自动关门时间到等。当开门放客和等待上梯结束后，电梯会自动关门。当开门时间到达后，关门时间继电器的常开闭合，开门信号就回到复位状态。在电梯停车状态，开门信号消失的情况下，关门信号响应并自锁。在有超载的情况下，超载信号会断开使得关门信号暂时消失，直到电梯没有超载信号才开始关门。当有乘客没有来得及上梯或者有没有被夹住，这里有红外线扫描信号。当左右任何一边有人将要上梯时，红外线信号都会响应，电梯将会推迟关门。乘客也可以自己手动关门，按下轿厢内关门按钮，关门信号响应。其它与自动关门动作一样。这里就不一一介绍了。实验5.电梯的轿厢上下运行实验A.实验目的电梯在响应呼叫后的运行情况。B.需准备件1.P.L.C实验设备-------------------------------一台2.电梯实验装置（HBT-Ⅱ）-------------------------------一台3.导线用-------------------------------若干C.安全注意事项1.乘客按上升或下降按钮中的一个按钮可以完成电梯的呼叫。2.电梯起初运转时，注意必须都触摸轿厢所到层的按钮才能运转。3.层位置指示灯当轿厢进入指定层时指示灯会亮，当轿厢进入别的层会亮别的层的灯。4.当电梯未能在最上层（四层）停止，继续上升超过最顶层限位开关时会停止运行并发出警报。相反，在第一层未能停止，继续下降超过下降限界，限位开关检测到停止运行并发出警报。5.重量平衡与轿厢的重量可以维持平衡，无论电动机往哪一个方向运转也不会产生超负荷。重量平衡的重量与轿厢的重量（乘客重量）一样才是最理想的。6.电梯运行在一层到四层之间，但由于故障等原因超出运行范围，这时限位开关会工作并发出警报的时停止轿厢。7.层指示灯不仅表示呼叫者所在的层的指示灯，而且别的层指示灯也同时工作。8.电梯在运行的过程中必须遵循在上升的过程中均不响应下降呼叫；在下降的过程中均不响应上升呼叫。D．编程电梯的当前层实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X27一号电梯一层2X30一号电梯二层3X31一号电梯三层4X32一号电梯四层5X36二号电梯一层6X37二号电梯二层7X40二号电梯三层8X41二号电梯四层9X42一层上升呼叫10X43二层下降呼叫11X44二层上升呼叫12X45三层下降呼叫13X46三层上升呼叫14X47四层下降呼叫输出信号：序号地址输出信号状态1Y0一号电梯上升2Y1一号电梯下降3Y2二号电梯上升4Y3二号电梯下降5Y64一号电梯大电机正转6Y65一号电梯大电机反转7Y66二号电梯大电机正转8Y67二号电梯大电机反转2.梯形图：E．实验说明PLC控制系统图如下：由于本设备是两台电梯双联动，两个电梯的单独运行状态是一样的，所以这里以一台电梯的上下运行来说明一下：1.一号电梯上升逻辑当1号电梯一层有外呼或1号电梯有内一层有请求时，此时＋1送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯二层有外呼或1号电梯内去二层有请求时，此时＋2送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯三层有外呼叫时或1号电梯有内去三层有请求时，此时＋3送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯四层有外呼叫时或1号电梯有内四层有请求时，此时＋4送入1号电梯的最终层存储器。当1号电梯的最终层小于当前层，门此时是关着的时，电机正转信号复位，电机反转信号置位电机反转，电梯向下运行。(转下降逻辑)电机正转信号为ON，电机正转，电梯向上运行，1号电梯四层外呼叫时或1号电梯内四层有请求时,＋4送入1号电梯的最终层存储器。电机正转信号为ON，三楼上升灯亮或最终层在三层，三楼下降灯亮，或电机正转信号为ON,内三层有请求时，且当前层低于三层时，此时＋4送入1号电梯的最终层存储器；电机正转信号为ON，二楼上升灯亮或最终层在二层，二楼下降灯亮，或电机正转信号为ON内二层有请求时，且当前层低于二层时，此时＋,2送入1号电梯的最终层存储器。当1号电梯四层有外呼时或1号电梯内四层有请求时，此时＋4送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯三层有外呼叫时或1号电梯有内三层有请求时，此时＋3送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯行且二层有外呼时或1号电梯内二层有请求时，此时＋2送入1号电梯的最终层存储器；当1号电梯一层有外呼叫时或1号电梯内一层有请求或上电降到一层时，此时＋1送入1号电梯的最终层存储器。2.一号电梯下降逻辑当1号电梯的最终层大于当前层，门此时是关着的时,电机正转置位,电机反转复位电机正转，电梯向上运行。（转上升逻辑）电机反转置位，电机反转，电梯向下运行，当1号电梯在运行且不在一层时或1号电梯内一层有请求或上电降到一层时，此时＋1送入1号电梯的最终层存储器；电机反转最终层在二层二楼上升灯亮或二楼下降灯亮，或电机反转时内二层有请求时，且当前层高于二层时，此时＋2送入1号电梯的最终层存储器；最终层在三层,三楼上升灯亮或三楼下降灯亮，或内三层有请求时，且当前层高于三层时，此时＋3送入1号电梯的最终层存储器。实验6.电梯的综合运行实验A.实验目的综合前实验的部分回路，完成组装完整的乘客用电梯的实验。B.需准备件1.P.L.C实验设备-------------------------------一台2.电梯实验装置（HBT-Ⅱ）-------------------------------一台3.导线用-------------------------------若干C.安全注意事项1.乘客按上升或下降按钮中的一个按钮可以完成电梯的呼叫。2.层位置指示灯当轿厢进入指定层时会亮，当轿厢进入别的层会亮别的层的灯。3.当电梯未能在最上层（四层）停止，继续上升超过上升限界限位开关检测后会停止运行并发出警报。相反，在第一层未能停止，继续下降超过下降限界，限位开关检测后会停止运行并发出警报。4.重量平衡与轿厢的重量可以维持平衡，无论电动机往哪一个方向运转也不会产生超负荷。重量平衡的重量与轿厢的重量（乘客重量）一样才是最理想的。5.电梯运行在一层到四层之间，但由于故障等原因超出运行范围，这时限界开关会工作并发出警报的时停止轿厢。6.层指示指示灯不仅表示呼叫者所在的层的指示灯，而且别的层指示灯也同时工作。D．编程电梯的当前层实验的编程如下：1.变量目录：输入信号：序号地址输入信号状态1X0紧急制动配电箱2X1复位配电箱3X2一号电梯下限开关4X3一号电梯一层限位5X4一号电梯二层限位6X5一号电梯三层限位7X6一号电梯四层限位8X7一号电梯上限开关9X10二号电梯下限开关10X11X二号电梯一层限位11X12二号电梯二层限位12X13二号电梯三层限位13X14二号电梯四层限位14X15二号电梯上限开关15X16空16X17空17X20空18X21空19X22空20X23空21X24一号电梯紧急呼叫22X25一号电梯开门23X26一号电梯关门24X27一号电梯一层25X30一号电梯二层26X31一号电梯三层27X32二号电梯四层28X33二号电梯紧急呼叫29X34二号电梯开门30X35二号电梯关门31X36二号电梯一层32X37二号电梯二层33X40二号电梯三层34X41二号电梯四层35X42一层上升呼叫36X43二层下降呼叫37X44二层上升呼叫38X45三层下降呼叫39X46三层上升呼叫40X47四层下降呼叫输出信号：序号地址输出信号状态1Y0一号电梯上升2Y1一号电梯下降3Y2二号电梯上升4Y3一号电梯下降5Y4一号电梯一层电机开门6Y5一号电梯一层电机关门7Y6一号电梯二层电机开门8Y7一号电梯二层电机关门9Y10一号电梯三层电机开门10Y11一号电梯三层电机关门11Y12一号电梯四层电机开门12Y13一号电梯四层电机关门13Y14二号电梯一层电机开门14Y15一号电梯一层电机关门15Y16一号电梯二层电机开门16Y17一号电梯二层电机关门17Y20一号电梯三层电机开门18Y21一号电梯三层电机关门19Y22一号电梯四层电机开门20Y23一号电梯四层电机关门21Y24一号电梯紧急呼叫灯亮，蜂鸣器122Y25一号电梯内部开门灯23Y26一号电梯内部关门灯24Y27一号电梯内部一层呼叫灯25Y30一号电梯内部二层呼叫灯26Y31一号电梯内部三层呼叫灯27Y32一号电梯内部四层呼叫灯28Y33二号电梯紧急呼叫灯亮，蜂鸣器129Y34二号电梯内部开门灯30Y35二号电梯内部关门灯31Y36二号电梯内部一层呼叫灯32Y37二号电梯内部二层呼叫灯33Y40二号电梯内部三层呼叫灯34Y41二号电梯内部四层呼叫灯35Y42电梯外部一层上升按钮灯36Y43电梯外部二层下降按钮灯37Y44电梯外部二层上升按钮灯38Y45电梯外部三层下降按钮灯39Y46电梯外部三层上升按钮灯40Y47电梯外部四层下降按钮灯41Y50一号电梯一层42Y51一号电梯二层43Y52一号电梯三层44Y53一号电梯四层45Y54二号电梯一层46Y55二号电梯二层47Y56二号电梯三层48Y57二号电梯四层48Y60一号电梯紧急制动49Y61二号电梯紧急制动50Y6251Y6352Y64一号电梯大电机正转53Y65一号电梯大电机反转54Y66二号电梯大电机正转55Y67二号电梯大电机反转2.梯形图：E．实验说明两台电梯都遵守集选规则，即将呼叫信号先进行登记，对与电梯运行同向的呼叫信号逐一应答，当同向指令和召唤应答完毕后电梯可以自动换向。除此以外，电梯联动运行还遵循的相应的调度原则：正常情况下，当电梯使用以后，由于是两个电梯联动所以总有一个优先级的问，在运行的过程中1号或2号电梯其中一个电梯应作为忙梯待命，当某层站有门厅呼叫信号时，则“忙梯”立即启动并定向运行去接该层站的乘客。当两台电梯因轿厢内指令而到达基站后关门待命时，则应按照有效利用的原则，执行相互交替程序段。不论是1号电梯还是2号电梯均停留在最后停靠的层站待命。当其中一个电梯正在上行时，若其上方出现任何方向的门厅呼叫信号或是其下方出现向下的门厅呼叫信号，则均由该电梯本身在顺行上升一周的行程中去完成，而另一待梯的电梯不予应答运行；若在运行中电梯的下方出现向上的门厅呼叫信号，则由另一个待梯的电梯来应答信号而发梯运行接客。当运行中的电梯正在下行时，若其下方出现任何方向的门厅呼叫信号，则均由忙梯在一周行程中去完成，而待梯的电梯不予应答运行。但是，若在运行电梯的上方出现任何向上或是向下的门厅呼叫信号，则由待梯的电梯来应答信号而发梯运行接客。当其中一台电梯由于故障而停止运行，另一台电梯则自动承担全部的运行任务，遵循单台电梯的运行规则。无论是作为1号电梯还是2号电梯,由于轿内呼叫信号而使电梯定向的,电梯都必须启动运行。电梯停用以后，不论当前处在哪一层，都关门停梯待客。当没有任何呼叫时，电梯停留在所在楼层直到有呼叫响应才开始运行。