機電一體化產(chǎn)品分析-電梯

1機電一體化產(chǎn)品分析——電梯機電—體化(Mechatronics)一詞最早(20世紀70年代初)起源于日本，它是機械學個學科的綜合。機電一體化最初指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能與控制功能上引進電子技術(shù)，并將機械裝置與電子設(shè)備以及軟件等有機結(jié)合起來而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。電一體化”本身的含義也被賦予了新的內(nèi)容。其基本概念和含義可概括為：機電學習控制等各種各樣的控制。作為由若干具有特定功能的機械與微電子要素組成的有機整現(xiàn)今世界，電梯已是人們離不開的極其重要的文通（代步）工具。技術(shù)的綜合產(chǎn)物，是未來信息社會的典型縮影。電梯作為大廈控制系統(tǒng)的重要成員，有著舉足輕重的地位。電梯是一種以電動機為動力的垂直升降機，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運貨層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱。2蒂斯研制出鋼絲繩提升的安全升降機。80年代，驅(qū)動裝置有進一步改進，如電動機通過蝸桿傳動帶動纏繞卷筒、采用平衡重等。19世紀末，采用了摩擦輪傳動，大大機械系統(tǒng)由曳引系統(tǒng)、轎廂和對重裝置、導向系其中曳引系統(tǒng)由曳引機、導向輪、曳引鋼絲繩、曳引繩錐套等部件組成。導向系統(tǒng)由導軌架、導軌、導靴等部件組成。機械安全保護系統(tǒng)主要由緩沖器、限速器和安全鉗、制動器、門鎖等部件組成。廳轎門和開關(guān)門系統(tǒng)由轎門、廳門、開關(guān)門機構(gòu)、門鎖等部件組電氣控制系統(tǒng)主要由控制柜、操縱箱等十多個部件和幾十個分別裝在各有關(guān)電梯部件上的電器元件控制系統(tǒng)主要指軟件部分。3護系統(tǒng)等組成。其中曳引系統(tǒng)由曳引輪、曳引繩、導向輪、反繩輪等部件組成。導向系統(tǒng)由導軌架、導軌、導靴等部件組成。廳轎門和開關(guān)門系統(tǒng)由轎門、廳門、開關(guān)門機構(gòu)、門鎖等部件組成。機械安全保護系統(tǒng)主要由緩沖器、限速器和安全鉗、制動器、門鎖等部件組成。成部分有：曳引輪、曳引繩、導向輪、反繩輪。速度反饋裝置（光碼盤）、慣性輪等。根據(jù)電動機之間是否有減速箱，又可以分為有齒曳引對于有齒輪曳引機，在曳引電動機轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間安裝減速器(箱)．目的是將電梯運行的要求。根據(jù)減速器的不同結(jié)構(gòu)，常采用蝸輪蝸桿傳動在制動器的旁側(cè)，與電動機軸、制動器軸在同一軸線上。置上下運動。所以說，它是電梯賴以運行的主要部件之一。4、制動器對于有齒輪曳引機，制動器安裝在電動機的旁邊，即在電動機軸與蝸輪軸相連的制動輪處。若是無齒輪曳引機則安裝在電動機與曳引輪之間。制動器通常由制動電磁鐵、制動臂、制動在曳引電梯中，轎廂和對重懸掛于曳引輪兩側(cè)。體包括轎廂底、轎廂壁、轎廂頂和轎廂門等組成。對重平衡裝置由對重和補償裝置組成；對重的作用是為了減輕電動機的負擔，提高曳引電梯的導向系統(tǒng)由導軌、導靴和導軌架組成。作用是保證轎廂和對重始終在垂直方向上4侯梯人員和物品墜入井道或者轎內(nèi)人員和物品與井道相碰撞而發(fā)生危險。對于電梯，無論是轎門還是廳門，均由門扇、門滑輪、門靴、門地坎、門導軌等部件組成。廳門和轎門均由門滑輪懸掛在各自的門導軌上，下部通過門靴(滑塊)與各自的門地坎配合。對同一部電梯，其廳門必須和轎門是同一類型的。電梯門按運動方式不同可分為兩類即滑動門和旋轉(zhuǎn)門。滑動門按其開門方向又可分為中分式、旁開式和直分式三種。電梯轎門、廳門的開關(guān)操作有手動開關(guān)與自動開關(guān)兩種，所對應的開關(guān)門機構(gòu)有手動和自動兩種。手動方式目前在電梯上的使用已很少見。自動開門機除了能自動開啟、閉合轎廂門外，還具有自動調(diào)速的功能，因此，自動開門機主要由減速裝置和執(zhí)行裝置組成。或者失控，將會帶來無法估計的人員傷亡與經(jīng)濟損失。為了確保電梯的安全運行，必須設(shè)置限速器部分主要由限速器、鋼絲繩和張緊裝置等組理不同限速器可以分為擺錘式和離心式兩種。該裝置能夠反映轎廂或者對重的實際運行速度，當電梯的運行速度達到或者超過設(shè)定的極限值時（額定速度的繩機構(gòu)提拉起安裝在轎廂梁上的連桿機構(gòu)，通過機械動作發(fā)出信號，切斷控制電路，同時迫使安全鉗動作，從限速器不起作用。張緊裝置由支架、張緊輪和配重組成。它的作用是使鋼絲繩張緊，保證鋼絲繩與限速器之間有足夠的摩擦力，以準確地反映轎廂的運行速度。張緊輪安裝在張緊裝置的支架軸上，可以靈活地轉(zhuǎn)動．調(diào)整其配重的質(zhì)量．可以調(diào)整鋼絲繩的張力。使用。制停部分常稱為安全鉗，通常成對的安裝在轎廂架下的橫梁上；操縱部分是一組連桿系統(tǒng)，由限速器動作時同步操縱。然情況時，安全鉗能夠接受限速器的操縱，以機械動作將電梯轎廂緊急制停，并夾持在按其動作過程的不同安全鉗可分為瞬時式安全鉗和滑移式安全鉗。緩沖器是電梯極限位置的最后一道安全裝置。當所有保護措施都失效時，帶有較大速度消耗轎廂能量的裝置，以減少損失。緩沖器恰是這樣一種能吸收或消耗轎廂能量的裝置。5繼而發(fā)生沖頂或撞底事故，而在轎廂導軌的上、下終端支架上安裝的裝置。終端超越保護裝置一般由強迫減速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)部分，以及相應的打板、開關(guān)的碰輪相接觸，使開關(guān)內(nèi)的觸點發(fā)出指令信號，迫使電梯停駛。限位開關(guān)是為了防止電梯沖頂或撞底的第二道防線。當轎廂超出頂層或底層的位置而強迫減速開關(guān)又未能使電梯減速停駛時，上限位開關(guān)或下限位開關(guān)動作，迫使電梯停止運行。電梯因限位開關(guān)動作而被迫停駛時，仍能應答層樓召喚信號，并可以向相反方向繼續(xù)運行。就會隨著電梯的繼續(xù)運行去碰撞裝在井道內(nèi)的第三道防線——極限開關(guān)的碰輪。因碰輪動作，使極限開關(guān)斷開電源，迫使電梯立即停止運行。6電力拖動系統(tǒng)是電梯驅(qū)動執(zhí)行部件完成相應運動的動力來源。在電梯中的主要運動有轎動，在控制上多采用閉環(huán)控制方式。b)在運動中有正確的速度控制，以保證有良好的舒適性和平層的準確度；c)動作靈活、反應迅速，在特殊情況下能夠迅速制停；e)運行平穩(wěn)、安靜，噪聲小于國家標準要求；f)對周圍電磁環(huán)境無超標的污染；g)動作可靠，維修量小，壽命長。轎廂運動的常用電力拖動方式主要分為直流和交流兩種。④斬波控制的直流電機拖動。①雙速交流異步電機定子串電阻調(diào)速拖動；②交流調(diào)壓-能耗制動的交流異步電機拖動；③交流調(diào)壓-渦流制動的交流異步電機拖動；④交流調(diào)壓-反接制動的交流異步電機拖動；⑤變壓變頻（VVVF）交流異步電機拖動；電機拖動方式由于其優(yōu)異的性能和逐步降低的價格而大受青睞，占據(jù)了新裝電梯的大部轎門及廳門開關(guān)運動的電力拖動方式主要有以下幾種：①直流電動機電樞串、并聯(lián)電阻調(diào)速拖動方式；7阻值來改變電動機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)開(關(guān))門過程的“慢一快一慢”的要求。這種調(diào)速方式在早易出故障，造成維修工作量增大，可取性差，效率較低，目前已較少采用。直流電動機斬波調(diào)壓調(diào)速拖動方式采用大功率晶體管組成的無觸點開關(guān)通過改變導通樞串、并聯(lián)電阻調(diào)速拖動方式的替代方法。交流異步電動機VVVF變頻調(diào)速拖動方式是近些年出現(xiàn)的新型調(diào)速方法。這種調(diào)速方法刷—換向器部件，可靠性進一步提高，采用VVVF變頻調(diào)速控制．運行平穩(wěn)，效率更高，是當前電梯開關(guān)門電路中較普遍采用的方法。力矩異步電動機具有較大轉(zhuǎn)矩，能夠承受長時間的堵轉(zhuǎn)而不會燒壞，由力矩異步電動機驅(qū)動的開關(guān)門方式適宜用于環(huán)境較差、容易出現(xiàn)堵卡門現(xiàn)象的電梯中。驅(qū)動電機，其反應靈活，響應迅速，是一種有發(fā)展前途的開關(guān)門方式。引電動機經(jīng)減速器與曳引輪連接，曳引輪兩側(cè)懸掛轎廂和對重，測速發(fā)動機與電動機通州安裝，其輸控制的結(jié)果是電機轉(zhuǎn)速回升，達到期望值為止。本系統(tǒng)中，電動機是控制對象，電動機軸上的轉(zhuǎn)速n是被控制量。轉(zhuǎn)速n經(jīng)測速發(fā)電機測出并轉(zhuǎn)換成適量的電壓后，再經(jīng)反饋通道送至電壓放大器的入端與速度給定電壓比較82.層樓顯示器4.檢修開關(guān)盒5.平層裝置6.旋轉(zhuǎn)編碼器7.轎廂位置檢測裝置電梯的信號控制可以分為單梯信號控制、雙（三）梯并聯(lián)控制和梯群控制三種。為了實可靠性高、通用性強和靈活的特點。1、單臺電梯的信號控制客電梯中幾乎全部采用集選控制方式。有關(guān)國家規(guī)范標準將集選控制方式定義為：將層門外上下召喚信號、轎廂內(nèi)選層信號和其他各種專用信號加以綜合分析、判斷后，自動決定轎廂運行的無司機控制。可見集選控制并把乘客送到目的地。（1）應用可編程控制器（PLC）掉了大部分繼電器(及機械選層器)，主要由PLC實現(xiàn)電梯運行的自動控制。PLC控制程序包括層樓位置譯碼、指令、上下召喚、定向、反截、啟動和制動控制等軟件模塊。a)轎廂樓層位置檢測方法b)轎內(nèi)指令和外召喚信號的處理c)開關(guān)門控制d)定向與選層換速e)樓層位置指示9a）轎廂樓層位置檢測方法最常用的是旋轉(zhuǎn)編碼器輸入用于測量轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及位移梯PLC控制系統(tǒng)中，可使用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測電梯運行過程中轎廂所處樓層位置。b）轎內(nèi)指令和外召喚信號的處理內(nèi)指令信號處理包括信號登記、顯示及本層停車消號。信號的登記采用自鎖原理，軟件上采用邏輯與運算指令實現(xiàn)，不論電梯上行還是下行，當轎廂運行至有內(nèi)指令要求的樓層時，均需換速停車，并消除登記信號，不需反向保號。廳功能。具體程序如下圖所示。行狀態(tài)下0001與0002均為ON，當打急停或檢修時0001或0002為OFF，與本層位置信號0214、0301—0315分別為上召喚和下召喚信號;1500—1514、1601—1615分別為上召喚和下召喚信號登記通道。1000—1015為樓層位置用跳轉(zhuǎn)指令JMP—JME實現(xiàn)直駛和反向保號，當直駛時0008為OFF，不管上運行還是下運行，所有外召喚信號均保持。點直接驅(qū)動一個內(nèi)選或外呼指示燈，這一方法雖然線路比較簡單，查線維護方便，但占用c）開關(guān)門控制d）定向與選層換速則換速和按時間原則換速兩種方式。旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖輸入PLC，通過設(shè)置PLC高速計數(shù)器指令的上下限數(shù)值便可準確地按距離(脈沖數(shù))換速。換速的條件是，有選層信號且轎廂運行至該層站時，電梯換速平層停車。換速程序可采用邏輯與運算指令。e）樓層位置指示控制可直接驅(qū)動層燈和數(shù)碼管。在長春工程學院學報中林海波所寫文章中提及的一安裝在兩層樓間的一個位置檢測信號輸入0100，經(jīng)如果用一個通道的每一位分別表示一層站，可用BIN(23)指令將HR9中的四位十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六位二進令中的參數(shù)應為#0010。（2）應用多微機控制系統(tǒng)PLC控制本質(zhì)上也是微機控制，但是其控制能力有限，通常適于