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电梯控制系统

引⾔

随着现代⾼科技的发展，住房和办公⽤楼都已经逐渐向⾼层发展。电梯是⾼层宾馆、商店、住宅、多层仓库等⾼层建筑不可缺

少的垂直⽅向的交通运输⼯具。1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第⼀部以电动机为动⼒的升降机，同年在纽约市马

累特⼤厦安装成功。随着建筑物规模越来越⼤，楼层也越来越⾼，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更

⾼的要求。由于传统的电梯运⾏逻辑控制系统采⽤的是继电器逻辑控制线路。采⽤这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运

⾏寿命较短、占⽤空间⼤等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。

⽬前，由可编程控制器（PLC）或微型计算机组成的电梯运⾏逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。可编程控制器，是微机

技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是⼀种以微处理器

为核⼼⽤作数字控制的专⽤计算机，它有良好的抗⼲扰性能，适应很多⼯业控制现场的恶劣环境，所以现在的电梯控制系统主

要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强，每⼀台PLC都是根据⼀个设备⽽设计的，所以价格较昂贵。⽽单⽚

机价格相当便宜，如果在抗⼲扰功能上有所提⾼的话完全可以代替PLC实现对⼯控设备的控制。当然单⽚机并不象PLC那么有

针对性，所以由单⽚机设计的控制系统可以随着设备的更新⽽不断修改完善，更完美的实现设备的升级。

电梯控制系统是⽐较复杂的⼀个⼤型系统，在计算机诞⽣的⼏⼗年⾥，继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨⼤的贡献，但

在性能上和PLC还是有本质上的差距。在科技的不断发展下，我想单⽚机控制系统很快可以解决抗扰性，成为⽅便有效的电梯

控制系统。

由于时间和能⼒有限，在设计过程中难免有很多疏漏和不⾜之处，恳请⽼师批评指正，我将努⼒改正，争取做出完美的毕业设

计。

第1章绪论

1.1电梯的发展

在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质⽂明的⼀种标志。特别是在⾼层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输⼯具。

电梯作为纯制运输的升降设备，其特点是在⾼层建筑物中所占的⾯积很⼩，同时通过电⽓或其它的控制⽅式可以将乘客或货物

安全、合理、有效地送到不同的楼层。基于这些优点，在建筑业特别是⾼层建筑飞速发展的今天，电梯⾏业也随之进⼊了新的

发展时期。

电梯的存在，使得每幢⼤型⾼楼都可以成为⼀座垂直的城市。在纽约的前世界贸易中⼼⼤楼⾥，除每天有5万⼈上班外，还有8

万⼈次的来访和旅游，因此250台电梯和75台⾃动扶梯的设置和正常运⾏，才使得合理调运⼈员、充分发挥⼤楼的功能成为现

实。中国第⼀⾼楼、坐落在上海浦东的⾦茂⼤厦，⾼度420.5m，主楼地上88层，建筑⾯积220000㎡，集⾦融、商业、办公和

旅游为⼀体，其中60台电梯、18台扶梯的作⽤是显⽽易见的。

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图1-1曳引式电梯⽰意图

1—轿厢2—曳引轮3—对重

曳引轮上，⼀端与轿厢连接，⽽另⼀端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦⼒，使轿厢与对重作⼀

⽣⼀降的相反运动。显然，钢丝绳不⽤缠绕，因此钢丝绳的长度和股书均不受控制，当然轿厢的载重量以及提升的⾼度就得到

了提⾼，从⽽满⾜了⼈们对电梯的使⽤需求。因此，近⼀百年来，曳引电梯⼀直受到重视，并发展沿⽤⾄今。

在后来的⼏⼗年⾥，电梯的⾃动平层控制系统已经通过变换电动机级数的调速⽅法来调整电梯运⾏速度的技术相继研制成

功，1933年，世界上第⼀台运⾏速度为6m/s的电梯被安装在美国纽约的帝国⼤厦。

第⼆次世界⼤战后，建筑业的发展促使电梯进⼊了⾼峰发展时期，代表新技术的电⼦技术被⼴泛应⽤于电梯领域的同时，陆续

出现了群控电梯、超⾼速电梯。

随着电⼒电⼦技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地⽤于电梯系统，使电梯的拖动系统简化，性能提⾼。同时交流调压调速

系统的研制和开发，使交流电梯的调速性能

有了明显的改善。进⼊20世纪80年代，通过控制电动机定⼦供电电压与频率调整电梯运⾏速度的调压调频技术研制成功，出现

了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动的新领域。1993年，⽇本⽣产了12.5m/s的世界最⾼速交流变压变频调

速电梯，结束了⽀流电梯独占⾼速电梯领域的历史。

电梯发展到今天，在使⽤需求和新技术应⽤⽅⾯都竟如到了全⾯发展时期。随着智能化、信息化建筑的兴起与完善，要求电梯

不只是完成垂直运输的基本功能，还应以⼈为本，提⾼舒适度，特别从电梯运⾏的控制智能化⾓度考虑，电梯的优质服务不再

是单⼀的时“间最短”问题，⽽是采⽤模糊理论、神经⽹络、专家系统等⽅法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式、合理的配

置与使⽤、远程监控与故障