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電梯設計論文

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更新時間：2014-09-20
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電梯設計論文
第一章引言

自1889年美國奧梯斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來，電梯在驅動方式上經歷了卷筒式驅動、牽引式驅動等歷程，逐漸形成了直流電機拖動和交流電機拖動兩種不同的拖動方式。如今電梯已成為人們進出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們在運行的平滑性、高速性、準確性、高效性等一系列靜、動態性能方面對它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復雜、一旦接收完成不易更改等缺點，所以需要開發一種安全、高效的控制方式。可編程控制器（PLC）既保留了繼電器控制系統的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質性能。因此，PLC在電梯控制領域得到了廣泛而深入的應用。
隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展，PLC（即可編程控制器）在工業控制領域內得到十分廣泛地應用。PLC是一種基于數字計算機技術、專為在工業環境下應用而設計的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設備和生產過程。
電梯是隨著高層建筑的興建而發展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯;百貨大樓和賓館需要有客梯,自動扶梯......。在現代社會,電梯已像汽車、輪船一樣,成為人類不可缺少的交通運輸工具。據統計,美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數。當今世界,電梯的使用量已成為衡量現代化程度的標志之一。追溯電梯這種升降設備的歷史,據說它起源于公元前236年的古希臘。當時有個叫阿基米德的人設計出-----人力驅動的卷筒式卷揚機。1858年以蒸汽機為動力的客梯，在美國出現,繼而有在英國出現水壓梯。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力,這才出現名副其實的電梯,并使電梯趨于實用化。1900年還出現了第一臺自動扶梯。1949年出現了群控電梯,首批4~6臺群控電梯在紐約的聯合國大廈被使用。1955年出現了小型計算機(真空管)控制電梯。1962年美國出現了速度達8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進工業國只成了無觸點半導體邏輯控制電梯。1967年可控硅應用于電梯，使電梯的拖動系統筒化，性能提高。1971年集成電路被應用于電梯。第二年又出現了數控電梯。1976年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發展時期。

第二章概述
2.1電梯硬件的分析
2.1.1 電梯的組成
(1)曳引系統
曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運行。
曳引系統主要由曳引機、曳引鋼絲繩，導向輪，反繩輪組成。
(2)導向系統
導向系統的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。
導向系統主要由導軌，導靴和導軌架組成。
(3)轎廂
轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件，是電梯的工作部分。
轎廂由轎廂架和轎廂體組成。
(4)門系統
門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。
門系統由轎廂門，層門，開門機，門鎖裝置組成。
(5)重量平衡系統
系統的主要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內，保證電梯的曳引傳動正常。
系統主要由對重和重量補償裝置組成。
(6)電力拖動系統
電力拖動系統的功能是提供動力，實行電梯速度控制。
電力拖動系統由曳引電動機，供電系統，速度反饋裝置，電動機調速裝置等組成。
(7)電氣控制系統
電氣控制系統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。
電氣控制系統主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。
(8)安全保護系統
保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發生。
由限速器，安全鉗，緩沖器，端站保護裝置組成。

2.1.2電梯的工作原理
曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩定，轎廂得以準確停靠。電氣系統實現對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。
2. 2可編程控制器的介紹
2.2.1可編程控制器的發展
第一臺可編程控制器的設計規范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點的基礎上，同時具有現代化生產線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出后，美國數字設備公司（DEC）于1969年研制成第一臺PLC，型號為PDP-14，投入通用汽車公司的生產線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創了PLC的新紀元。
第一臺PLC具有模塊化、可擴充、可重編程及用于工業環境的特性。這些控制器易于安裝，占用空間小，可重復使用。盡管控制器編程有些瑣碎，但它具有公共的工廠標準—梯形圖編程語言，這樣使得不熟悉計算機的人也能方便的使用它。
在短時間內，PLC在其他工業部門也得到應用。到70年代初，食品、金屬和制造等工業部門相繼使用PLC代替繼電器控制設備，邁出了其實用化階段的第一步。
70年代中期，由于大規模集成電路的出現，使8位微處理器和位片處理器相繼問世，使可編程控制技術產生了飛躍。在邏輯運算功能的基礎上，增加了數值運算、閉環控制、提高了運算速度，擴大了輸入輸出規模。在這個時期，日本、西德（原）和法國相繼研制出了自己的PLC，我國在1974年也開始研制。
70年代由于超大規模集成電路的出現，使PLC向大規模、高速性能方向發展，形成了多種系列化產品。這是面向工程技術人員的編程語言發展成熟，出現了工藝人員使用的圖形語言。在功能上，PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機DDC系統。
進入八九十年代后，PLC的軟硬件功能進一步得到加強，PLC已發展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統，能與其他設備通信，生成報表，調度產生，可診斷自身故障及機器故障。這些改進使PLC符合今天對高質量高產出的要求。盡管PLC功能越來越強，但他仍然保留了先前的簡單與易于使用的特點
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