摘 要

本论文首先阐述电梯的作用和发展趋势，然后叙述了电梯的结构，通过电梯的结构引用了本论文的重点乘客电梯电气拖动系统，从硬件和电路方面全面分析了乘客电梯电气拖动系统和拖动控制系统，尤其重要的综述了VVVF电梯拖动系统，综述拖动系统的原理、速度、位置的检测、速度闭环控制，最后进行可编程控制器的选型、输入输出点的估算、开关输入输出模块的选择、I/O点的分配。

关键词：电梯电气拖动系统 电梯拖动控制系统 可编程控制器

This paper first elaborates the function and development trend of the elevator, then describes the structure of the elevator. through the structure of the elevator, it cites the key passenger elevator electrical drive system of this paper, and comprehensively analyzes the passenger elevator electrical drive system and drive control system from the aspects of hardware and circuit. especially, it summarizes VVVF elevator drive system, summarizes the principle, speed, position detection and speed closed-loop control of the drive system, and finally makes the selection of programmable controllers, estimation of input and output points, selection of switch input and output modules, and distribution of I / o points.

Key words: elevator electrical dragging system, elevator dragging control system, programmable controller

绪论 2

1电梯的概述 3

1.1电梯的作用及发展趋势 3

1.11电梯的作用 3

1.12 电梯的发展史和发展趋势 3

2 电梯的结构 4

2.1机房部分 5

2.2井道部分 7

2.3层站部分 9

2.4 轿厢部分 10

3 电梯的电力拖动系统 12

3.1常见的电梯的电力拖动方式 12

3.2电梯的速度曲线 12

3.21电梯运行的速度曲线的确定方法 12

3.22 电梯速度曲线的计算 13

3.3电动机而定功率的确定和校验 15

3.31电动机额定功率的粗选 15

3.32曳引电动机的过载和启动校验 16

3.4变频调速电梯拖动控制方式 17

3.41变频调速的基础知识 17

3.42变频调速电梯的主电路设计 18

4 电梯的拖动控制系统 19

4.1概述 19

4.11基本概念 19

4.12拖动控制系统的原理 21

4.2速度测量和位置检测装置 22

4.21速度测量 22

4.22电梯运行位置检测 22

4.3 VVVF电梯的速度闭环控制 23

4.31变频器 23

4.32 PWM控制器 25

4.33低、中速VVVF电梯拖动控制系统 25

5可编程控制器的设计 27

5.1 PLC的选型 27

5.2 可编程控制器的硬件设计 29

5.2.1 输入输出点的估算 30

5.2.2开关量输入、输出模块的选择 30

5.2.3 I/O点的分配 30

6 经济性分析及总结与展望 33

6.1总结： 33

6.2 展望： 33

6.3 经济性分析： 33

参考文献 35

绪论

伴随着世界科技和经济的发展，以及人们对空间的要求越来越大，许多的现代化城市的规划者把战略目光投向了高层建筑。随着建筑物高度的增加，人们会要求建筑内的电梯运行速度和舒适性提高。因此电梯成为了人们进出高层建筑的主要交通工具，电梯已经和人们的生活有着密切的关系，而且随着人们生活水平的不断提高，人们对于电梯运行的速度以及舒适性等方面有了更高的要求。

在20世纪60年代美国出现了一种新型电梯，这种电梯主要利用了半导体逻辑控制的技术；在五年之后晶闸管开始运用在电梯的设计当中，这很大程度上简化了电梯的拖动系统，提高了电梯的性能；在20世纪70年代，集成电路开始运用于电梯当中；在四年之后，电子计算机技术开始运用在电梯的设计当中，使得微电子和软件技术能够被用到了电梯的控制技术当中。微电子技术和软件技术应用在电梯控制技术当中标志了电梯进入群控系统发展时代。在这之后人们还发明了变压变频交流电梯，对电梯的运行速度进行了进一步的提升，使得电梯的运行速度已经超过了十米每秒，从而进入了电梯电力拖动的新时期，改变了过去主要运用直流技术的电梯时代。

电梯从出现发展到今天，其产品技术已经包括了变频系统工程以及机电一体化，另外在电梯的设计当中还使用了大量的新型技术。由于直流电动机在调速性能方面有着良好的运行效果，因此在早期电梯的拖动系统当中主要运用了直流电动机，使用了发电机和电动机为主要驱动形式的动力系统，可以确保电梯始终处于高速运行状态。但是这一动力系统也有着很多的缺点，比如整体动力系统的体积过大，动力系统在造价维护以及效率等方面也存在着诸多问题。在电梯发展的中后期，晶闸管直接供电直流电动机系统开始逐渐应用在电梯的动力系统当中，能够使得电梯在低速运行时还能保持平稳，提高乘客的舒适感。这一动力系统和直流电梯相比，在占地面积重量以及智能方面都有着很大的优势。最高速度超过十米每秒的电梯是当时世界上运行速度最快的电梯，该种电梯采用的就是晶闸管直接供电直流电动机系统。

在20世纪80年代，人们发明了世界上第一台变压变频电梯，变压变频电梯的性能可以与直流电梯相当。变压变频电梯在体积重量效率以及节能等方面都有着很好的运行效果。变压变频电梯是现代化电梯的理想电力驱动系统，主要是因为变压变频电梯改变了过去由旋转运动的部分，直接改变为了直线运动的运行结构。

在20世纪80年代末，人们发明了世界上第一台交流直线电动机变频驱动电梯，这一电梯在结构和技术等方面都有了重大的改进，使得电梯技术进入了一个新的时代。交流直线电动机变频驱动电梯在结构方面取消了过去的机房设计，改变了传统电梯的主要技术。晶闸管调压调速装置之所以有着调速范围较窄、调节不够平稳以及在舒适性和平层精度等方面有着诸多缺点的原因，主要是晶闸管调压调速装置有着一些无法改变的缺点。而交流直线电动机变频驱动电梯的技术对于定子供电电源的频率进行了改变，使得交流电动机的同步转速能够更加平滑。在对于电动机的速度进行调整时，为了确保电动机的最大转矩不发生变化，需要对于气息磁通进行保持，这就需要对于定子电压的数值进行调节。所以对于电动机进行工作时，要同时满足条件和调频的两种功能，这就产生了相应型号的变频器。

对于我国电梯控制系统的类型进行总结和分析后可以知道，我国电梯控制系统主要包括继电器、微机以及plc控制系统三种类型。其中plc控制系统是我国电梯控制系统的主要类型，主要因为plc控制系统和其他电梯控制系统相比有着明显的优势。我国在二十级八十年代使用的电梯的控制系统主要是继电器控制以及交流调制形式，这类电梯在起动电流调速性能以及结构等方面存在着许多问题，另外，这些电梯从使用到现在已经有了较长的使用年限，电梯的零部件已经老化容易发生故障，但又十分缺乏这些电梯的零部件。针对这些影响因素，我国提出了使用变频调速器，将上述电梯改造成为交流直线电动机变频驱动电梯。在20世纪90年代末，对于可编程控制器和变频器进行了结合，plc控制系统主要包括了双速电梯系统以及变压变频调速系统，变压变频调速系统可以对于电机供电的电压和频率进行改变，从而使得电梯的运行速度更加平滑。

1电梯的概述

1.1电梯的作用及发展趋势

1.11电梯的作用

随着现在社会和经济的不断发展，城市发展和电梯之间的关系也更加紧密。在城市的高层建筑当中，电梯是人们建筑高楼和物资运输的主要通道。电梯作为城市高层建筑的主要交通形式，有着很多的优点，主要包括在高层建筑当中所占的面积较小，能够通过电气等控制方式使得电梯能够运行平稳，将乘客输送到目标楼层，提高了高层建筑的运行速率。

1.12 电梯的发展史和发展趋势

在20世纪初期，曳引式电梯被发明于美国，在之后的100多年当中，越野式电梯被广泛运用在电梯的使用领域当中，并延续到今天。在曳引式电梯被发明的几十年之内，对于电梯运行至关重要的自动平衡控制系统以及通过交换电动机进行调速的方法逐步被发明，其中通过交换电动机调速的方法可以对于电梯的运行速度进行调整。在第二次世界大战结束之后，电梯领域开始逐渐使用了电子技术，电梯的类型也逐步演化，出现了包括群控电梯在内的多种类型电梯。

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