交流双速电梯.pdf

内容摘要

电梯作为高层建筑中的垂直交通工具，已成为须臾不可缺的重要设备。我们不

可想象一座几十层高数万平方米的大厦，就连十几层高的居民住宅楼，如果电梯停开

一天，也将给群众带来不小的麻烦。

近年来，电梯生产和控制技术飞速发展使电梯的设计、制造、维修都得到较大的

改进，甚至出现了新型电梯，同时电梯的控制方式也得到了飞速发展。一些自动化、

高智能化的电梯控制方式的出现，既提高了电梯乘坐的舒适性，也减少了人的参与，

操控也更加简单、方便，在电梯的生产、改造过程中，中国科技人员充分发挥了他们

的聪明才智，开发出了自己的交流调压调速（ACVV）电梯控制，交流变频调速（VVVF）、

串行通讯、微机控制的电梯控制系统，也推出了具有中国特色的可编程控制器（PLC）

的电梯控制系统。

本论文先简单介绍交流双速电梯的工作原理，进而详细介绍基于西门子S7-200

系列PLC的交流双速电机控制系统。

关键词：电动机、继电器、PLC、按钮、电梯

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目录

第一章概述3

1.1交流双速电梯简介3

1.2交流双速电梯控制系统的功能要求4

第二章系统总体设计7

2.1交流双速电梯控制系统的结构7

2.2交流双速电梯控制系统的工作原理8

2.3电梯中变极调速主电路9

第三章硬件系统配置11

3.1PLC选型12

3.2PLC的I/O资源配置14

3.3其他资源配置16

第四章软件系统设计19

4.1总体流程设计19

4.2各个模块梯形图设计20

第五章系统设计中的问题及解决方法30

第六章设计小节31

参考文献32

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第一章概述

第一章概述

1.1交流双速电梯简介

早在1889年，美国的一家公司制造出世界上第一部以电动车为动力的升降机，

当时采用直流电动机作为动力源。随着社会的发展，人们对电梯的调速精度、调速范

围等各种指标提出更高的要求，但是由于直流电动机能较好的满足调速的要求，而交

流电动机受到当时技术的限制无法满足要求，因此没有得到广泛应用。在第二次世界

大战后，电梯制造业也进入发展时期，各种新技术也应用于电梯制造业设计中，随着

电力电子技术的发展，对交流电动机的控制也能达到直流电动机的控制性能，开始应

用于电梯中。

根据电梯用途、载重、运行速度、传动机构和控制方式等基本规格的要求，电梯

可按多种方式进行分类，其中包括以下几个方面。

（1）按电梯用途分类：客梯、货梯、住宅梯、观光梯、和自动扶梯，以及其他

特种电梯等。

（2）按照电梯运行速度分类：分为低速、快速、高速和超高速电梯。速度在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，5m/s以上为超

高速电梯。

（3）按电梯操纵方式：分为按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、并

联控制电梯和智能控制电梯等。

（4）按电梯电动机种类分类：分为交流电梯和直流电梯两种。一般来说，直流

电动机拖动电梯运行的性能要好于交流电梯，但是由于交流电动机的结构和使用价值

都强于直流电动机，对其进行改进后，其性能与直流电动机相当，因此在现代电梯中

大多使用交流电动机。

随着电子技术和自动控制技术的发展，电梯的控制技术逐步成熟，电梯制造业也

迅速发展起来，出现了交流调压调速电梯、变压变频调速电机和交流双速电机。交流

调压调速电机，其调压调速方法是改变三相异步电动机的定子供电电压，来实现电动

机的调速。由于电梯制动减速性能要求较高，所以采用的制动方法也有所不同，通常

多为能耗制动。在能耗制动中，将电动机定子绕组接至直流电源，再加上采用闭环控

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第一章概述

制方式，从而有效地控制了能耗制动转矩，使制动减速过程快速平稳，且制动精度高。