电梯控制系统是指电梯的控制系统经历了从简单到复杂的过程。用于电梯的拖动系统主要有:单、双速交流电动机拖动系统,交流电动机定子调压调速拖动系统,直流发电机一电动机可控硅励磁拖动系统,可控硅直接供电系统,VVVF变频变压调速系统。

1.电梯控制系统组成结构

电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、调速系统构成,变频器只完成调速功能,而逻辑控制部分是由PLC完成的。PLC负责处理各种信号的逻辑关系,从而向变频器发出起停信号,同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC,形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接旋转编码器及PG卡,完成速度检测及反馈,形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻,当电梯减速运行时,电动机处于再生发电状态,向变频器回馈电能,抑制直流电压升高 。

电梯系统是一个六层六站的系统,井道内设有轿厢、安全窗、对重、安全钳、感应器、平层、楼层隔磁板、端站打板及各种动作开关,轿厢底部设有超载、满载开关,井道外每层设有楼层显示、呼梯按钮及指示、一层设基站电锁,井道顶部有机房,内设机房检修按钮、慢上、慢下开关、曳引机、导向轮和限速器,并道底部设有底坑,缓冲器、限速器绳轮;轿厢内设有厅门、轿门、门机机构、门刀机构、门锁机构、门机供电电路、安全触板、轿顶急停、检修、慢上、慢下开关及轿顶照明、轿顶接线厢,轿门和厅门上方设有楼层显示,轿门右侧设有内选按钮及指示、开关门按钮、警铃按钮、超载、满载指示。本文的重点是先将原由继电器控制的电梯控制柜进行改造,用PLC取代继电器进行电梯控制,以提高电梯的可靠性和安全性;然后将电梯的信号通过DDC采集送工作站进行电梯运行情况的监视。
直流电梯具有速度快、舒适感好、平层准确度高的特点,这是因为直流拖动系统调速性能好、调速范围宽。直流电动机的调速方法有改变端电压UA、调节调整电阻Rtj、改变励磁磁。

直流电梯的拖动系统通常有两种:

(1)、用发电机组构成的可控硅励磁的发电机一电动机的拖动系统 门禁电梯控制系统。

(2)、可控硅直接供电的可控硅一电动机拖动系统。

两者都是利用调整电动机端电压Ua的方法进行调速的,前者是通过调节发电机的励磁改变发电机的输出电压进行调速的,所以称为可控硅励磁系统。后者是用三相可控硅整流器,把交流变为可控直流,供给直流电动机的调速系统,省去了发电机组,因此降低了造价,使结构更加紧凑,直流电梯因其设备多,维护较为复杂,造价高,因此常用于速度要求较高的高层建筑,它具有舒适感好、平层准确高的特点、速度有1. 5-1.75m/s的快速梯和2.5—5m/s的高速梯。

电梯控制系统组成结构

2.电梯控制系统的种类

直流电动机具有调速性能好、调速范围大的特点,因此很早就应用于电梯上,采用发电机一电动机组形式驱动。它控制的电梯速度达4m/s,但是,机组结构体积大、耗电大、维护工作量较大、造价高,因此常用于对速度,舒适感要求较高的建筑物中。

电梯控制柜可控硅直接供电系统在工业上早有应用,但用于电梯上却要解决舒适感,尤其是低速段问题,因此应用较晚,它几乎与微机同时应用。比起电动机一发电机组形式的直流电梯,它有很多优点,如机房占地节省35%、重量减轻40%、节能25%-35%。世界上最高速度的10m/s电梯就是采用这种系统,其调速比达1:1200。

变频变压(VVVF)系统控制的电梯,它采用交流电动机驱动,却可以达到直流电动机的水平,速度已达6m/s。它的体积小、重量轻、效率高、节省能源等,几乎包括了以往电梯的所有优点,已成为通用的电梯拖动系统。电梯是垂直运动的运输工具,尤需旋转机构来拖动。更新的电梯拖动系统将是直线电机拖动系统。

1. 液压驱动式

以电机驱动,将高压油灌入油缸,驱动活动塞以驱动桥厢。速度慢,通常用于 20 米以下的建筑物。

2. 电机减速齿轮驱动式

以交、直流电机经减速齿轮及牵引机牵引钢索以驱动桥厢,多用于中低速梯。

3. 电机直接驱动式

又称 Gearless 型,以较大型多极电机直接带动牵引机,使用于高速梯,电控系统较为复杂。

4. 线性电机驱动式

以感应式或同步式线性电机驱动,电机置于升降道壁,动部置于桥厢外壳,不必使用钢索,直接驱动桥厢。不受建物高低限制,但耗电量高,尚在开发试用阶段。

5. 无机房驱动式

将牵引电机直接装置于桥厢顶部或底部,牵引环绕钢索以驱动桥厢,使用于小型桥厢,用于个人电梯,可省去传统型的机房。

按照拖动分类

1、交流单数感应电动机开环直接起动的电梯拖动系统。

2、交流双速电机变极调速电梯的开环拖动系统。

3、交流双速电机、半闭环调压调速拖动系统。

4、交流双速电机、全闭环调压调速的电梯拖动系统。(简称ACVV)

5、交流单速电机、全闭环调压调速的电梯拖动系统。(简称VVVF)

6、交流永磁同步电动机全闭环调压调速的电梯拖动系统。(简称VVVF)

7、直流电动机全闭环调压调速拖动系统。

按照控制分类

1、轿内手柄开关控制的电梯电气控制系统

2、轿内按钮开关控制的电梯电气控制系统。

3、轿外按钮开关控制的电梯电气控制系统。

4、轿内外按钮开关控制的电梯电气控制系统。

5、信号控制的电梯电气控制系统。

6、集选控制的电梯电气控制系统。

7、两台并联控制的电梯电气控制系统。

8、群控电梯电气控制系统。

按照装置分类

1、继电器控制:2、PLC控制:是一种工业控制用的微机。3、微机控制。

按照用途分类

1、载货电梯的电气控制系统。

2、杂物电梯的电气控制系统。

3、乘客电梯、住宅电梯、病床电梯的电气控制系统。

按管理方式分类:

1、有专职司机控制的电梯电气控制系统。

2、无专职司机控制的电梯电气控制系统。

3、有/无专职司机控制的电梯电气控制系统。

电梯控制系统的种类

3.电梯控制系统故障原因

自动开关

因为关好所有厅、轿门是电梯运行的首要条件,门联锁系统一旦出现故障电梯就不能运行。这类故障多是由包括自动
门锁在内的各种电气元件触点不良或调整不当造成的。

电气元件

电子电气元件绝缘在长期运行后总会由老化、失效、受潮或者其他原因引起绝缘击穿,造成电气系统的断路或短路引起电梯故障。

触点断路

由继电器、接触器构成的控制电路中,其故障多发生在继电器的触点上,如果触点通过大电流或被电弧烧蚀,触点被粘连就会造成短路.如果触点被尘埃阻断或触点的簧片失去弹性就会造成断路,触点的断路或短路都会使电梯的控制环节电路失效,使电梯出现故障.

电磁干扰

随着计算机技术的迅猛发展,特别是成本大大降低的微型计算机广泛应用到电梯的控制部分,甚至采用多微机控制以
及串行通讯传输呼梯信号等,驱动部分采用变频变压(VVVF)调速系统已经成为电梯流行的标准设计.近几年来变频门机也成为时尚,取代原来用电阻调速的直流门机。微机的广泛应用对其构成的电梯控制系统的可靠性要求越来越高,主要是抗干扰的可靠性。电梯运行中遇到的各种干扰,主要外部因素有:温度、湿度、灰尘、振动、冲击、电源电压、电流、频率的波动,逆变器自身产生的高频干扰,操作人员的失误及负载的变化等。在这些干扰的作用下,电梯会产生错误和故障,电梯电磁干扰主要有以下三种形式:

(1)电源噪声:它主要是从电源和电源进线(包括地线)侵入系统。特别是当系统与其它经常变动的大负载共用电源时会产生电源噪声干扰。当电源引线较长时,传输过程发生的压降,感应电势也会产生噪声干扰,影响系统的正常工作,电源噪声会造成微机丢失一部分或大部分信息,产生错误或误动作。

(2)从输入线侵入的噪声。当输入线与自身系统或其他系统存在着公共地线时,就会侵入此噪声,有时即使采用隔离措施,仍然会受到与输入线相耦合的电磁感应的影响,如果输入信号很微小时,极易使系统产生差错和误动作。

(3)静电噪声:它是由摩擦所引起的,摩擦产生的静电,是很微小的但是电压可高达数万伏。IEEE可靠性物理讨论会提供的材料表明,在毛毯上行走的人带电最高可达39KV,在工作台旁工作的人带电也可达3KV,因此要有高电位的人接触电脑板时,人体上的电荷向系统放电,急剧的放电电流造成噪声,影响系统工作,甚至会造成电子元器件的损坏。

针对以上的状况必须采用防干扰措施,防干扰措施自身也应该正确可靠,否则会产生电梯的故障。

(4)电气电子元件损坏或位置调整不当引起的故障:电梯的电气系统,特别是控制电路,结构复杂,一旦发生事故,要迅速排除故障,单凭经验还是不够的,这就要求维修人员必须掌握电气控制电路的工作原理及控制环节的工作过程,明确各个电气电子元器件之间的相互关系及其作用,了解各电气元件的安装位置,只有这样,才能准确地判断故障的发生点,并迅速予以排除。在这个基础上若把别人和自己的实际工作经验加以总结和应用,对迅速排除故障,减少损失会有益的,因为某些运行中出现的故障还是有规律的。

电梯控制系统故障原因