《电梯的继电控制》课件

电梯的继电控制电梯继电器控制系统是电梯技术发展的重要里程碑，虽然现代电梯多采用和变频控制技术，但继电器控制原理仍是理解电梯控制逻辑的基PLC础本课程将深入解析传统电梯继电控制系统的工作原理，帮助技术人员掌握电梯控制的核心概念继电器控制系统以其简单可靠的特点，在电梯行业中应用了数十年学习继电器控制不仅有助于维修老旧电梯系统，更重要的是为理解现代控制奠定坚实基础通过本课程的学习，您将全面掌握电梯继电控PLC制的精髓课程概述1继电器控制系统基础知识深入学习继电器的工作原理、分类和基本控制电路，为后续学习打下坚实基础2电梯控制系统发展历程了解从机械控制到现代智能控制的技术演进过程，理解继电器控制的历史地位3继电器控制电梯原理详解系统分析电梯各个控制回路的工作原理和相互关系，掌握整体控制逻辑4典型电梯继电控制回路分析通过实际案例分析，深入理解安全回路、门控制、方向控制等核心回路的设计思路第一部分电梯控制技术发展1机械控制时代早期电梯采用纯机械控制，通过机械联动装置实现楼层选择和安全保护，控制精度有限但结构简单2继电器控制时期继电器控制系统引入电气逻辑控制，大大提高了电梯的运行可靠性和控制精度，成为电梯控制的重要里程碑3微机控制阶段微处理器技术的应用使电梯控制实现了智能化，提供了更丰富的功能和更高的运行效率4现代网络化控制串行通信、智能化管理与变频调速技术的融合，实现了电梯群控和远程监控等先进功能电梯控制历史演变早期机械控制（1920-1950年代）这一时期的电梯主要依靠机械传动系统，操作员手动控制电梯运行控制系统简单但需要专门的操作人员，安全性和舒适性相对较低机械控制系统虽然可靠，但反应速度慢，控制精度有限，无法满足现代建筑的需求继电器控制时期（1950-1980年代）继电器控制系统的引入标志着电梯控制技术的重大突破通过电气逻辑控制，电梯实现了自动化运行，提高了运行效率和安全性继电器控制系统结构清晰，维修相对简单，在这一时期得到了广泛应用微机控制阶段（1980-2000年代）微处理器和单片机技术的成熟，使电梯控制进入了智能化时代微机控制系统具有强大的逻辑处理能力，能够实现复杂的控制算法，提供更好的乘坐舒适性和更高的运行效率为什么学习继电器控制？理解控制逻辑的基础PLC梯形图相似性现有系统应用继电器控制是所有电气梯形图编程语言直许多在用电梯系统仍然PLC控制系统的基础，掌握接源于继电器控制回路，采用继电器控制或混合继电器控制原理有助于学习继电器控制有助于控制方式，维修人员必理解复杂的现代控制系快速掌握编程须掌握相关技术PLC统故障诊断必备继电器控制知识是电梯维修人员进行故障诊断和系统维护的必备技能第二部分继电器基础知识继电器工作原理常见继电器类型继电器是一种电控制器件，利根据功能和结构不同，继电器用电磁铁控制机械触点的开闭，分为电磁继电器、时间继电器、实现电路的通断控制当线圈热继电器、中间继电器和固态通电时，电磁铁产生磁场，吸继电器等每种类型都有其特引衔铁动作，带动触点切换定的应用场合和技术特点，在断电时，弹簧复位，触点恢复电梯控制系统中发挥不同作用原状基本控制电路继电器控制电路包括自保持电路、互锁电路、顺序控制电路和延时控制电路等基本类型这些基本电路是构成复杂控制系统的基础单元，掌握这些电路对理解电梯控制系统至关重要继电器原理电磁铁控制继电器线圈通电产生磁场，磁场强度与电流大小成正比，当磁场力大于弹簧反力时衔铁被吸合触点动作衔铁动作带动触点组切换，常开触点闭合，常闭触点断开，实现电路的通断控制电气隔离控制回路与被控回路之间实现电气隔离，提高系统安全性和抗干扰能力信号转换将弱信号转换为强信号，实现小功率控制大功率的目的，扩大控制范围继电器分类电磁继电器时间继电器热继电器中间继电器最基本的继电器类型，通具有延时功能的继电器，利用热效应工作的保护继用于传递和放大信号的继过电磁感应原理工作结可以实现通电延时或断电电器，主要用于电机过载电器，具有多组触点，可构简单，工作可靠，广泛延时动作在电梯控制中保护当电流超过设定值以同时控制多个回路在应用于各种控制电路中用于实现各种时序控制功时，热元件发热使双金属电梯控制系统中起到信号具有动作快速、触点容量能，如开门保持时间、关片弯曲，触发保护动作中转和逻辑运算的作用大的特点门延时等基础继电控制电路自保持电路互锁电路利用继电器的常开触点并联在启动按钮两两个或多个继电器相互制约，确保不会同端，实现继电器的自保持功能时动作，防止误操作造成设备损坏延时控制电路顺序控制电路利用时间继电器实现延时控制，在电梯系按照预定顺序依次动作的控制电路，前一统中用于各种时序配合步的执行是后一步执行的条件第三部分电梯系统结构安全回路最高优先级的保护系统运行控制回路电梯正常运行的核心控制指令与召唤回路乘客指令和外部召唤处理指示与显示回路状态显示和信息反馈辅助控制回路照明、通风等辅助功能电梯系统基本组成机械系统电气控制系统安全保护装置曳引机是电梯的动力源，通过钢丝绳控制柜是电梯的大脑，集成了所有控限速器监测轿厢运行速度，超速时触带动轿厢和对重运动导轨系统确保制继电器和保护装置按钮系统接收发安全钳制停轿厢各种安全开关监轿厢平稳运行，对重系统平衡轿厢重乘客指令，传感器监测电梯状态，显测门的状态，确保电梯在安全条件下量，减少电机负荷缓冲器在底坑提示系统提供运行信息反馈运行缓冲器提供最终的保护供最后的安全保护主控制柜与继电器限速器与安全钳••曳引机与减速器•轿内外操纵按钮门锁与安全触板••钢丝绳与滑轮组•位置与状态传感器超载保护装置••轿厢与对重装置•楼层显示与指示灯紧急制动系统••导轨与导靴系统•电梯控制系统层次安全回路（最高优先级）监控所有安全部件状态，任何安全条件不满足时立即切断主电源运行控制回路控制电梯的启动、运行、制动等基本动作，实现电梯的正常运行功能指令与召唤回路处理轿内指令和厅外召唤信号，确定电梯的运行目标和服务顺序指示与显示回路提供电梯运行状态信息，包括楼层显示、方向指示、故障报警等电梯主要控制回路安全回路串联所有安全开关，确保电梯在安全条件下运行，任何安全设备故障都会切断电源门控制回路控制轿门和厅门的开启、关闭，包括门锁检测、开门保持、关门保护等功能层楼确认回路确定电梯当前位置和目标楼层，为运行控制提供准确的位置信息运行方向回路根据指令和召唤信号确定电梯运行方向，控制上行和下行的逻辑切换第四部分安全回路串联保护安全继电器欠压保护所有安全设备的开关串继电器控制直通过电阻实现欠压JY110V RY联连接，任一设备故障流电源分配，是安全回保护，电压不稳定时自都会断开安全回路，确路的核心控制元件动切断控制电源保失效安全原则状态监测实时监测安全回路状态，为故障诊断提供重要信息安全回路构成安全部件开关串联急停开关、限速器开关、安全钳开关、缓冲器开关等所有安全部件的常闭触点串联连接，形成完整的安全监控链路任何一个安全部件动作都会断开安全回路控制电源继电器JY安全回路控制JY继电器的线圈，JY继电器的触点控制110V控制电源的分配只有在安全回路完整时，JY继电器才能吸合，向各控制回路供电安全回路中断保护当安全回路中断时，JY继电器失电释放，切断所有控制电源，电梯立即停止运行并进入安全状态制动器自动抱闸，确保轿厢安全停止主电源与控制电源关系主电源为电机提供动力，控制电源为控制系统供电安全回路只控制控制电源，确保在紧急情况下能够迅速切断控制回路，实现安全停梯安全继电器JY线圈控制触点配置继电器线圈由安全回路控制，只有继电器配置多组常开和常闭触点，JY JY安全回路完整时线圈才能通电吸合分别控制不同的控制回路电源失效安全电源分配继电器失电时自动释放，切断控制电通过触点将直流控制电源分JY110V源，确保系统进入最安全状态配给各个控制回路，实现集中控制欠电压保护设计110V85%标准电压释放电压继电器线圈额定工作电压继电器可靠释放的最低电压比例RY保护电阻串联在JY线圈回路中的保护电阻电阻RY的作用是实现欠电压保护功能继电器的吸合电压通常为额定电压的70-80%，而维持电压仅需60-70%当电源电压下降到一定程度时，虽然继电器可能仍保持吸合状态，但控制可靠性会大大降低通过在JY线圈回路中串联适当阻值的电阻RY，当电源电压下降时，电阻上的压降会增大，使继电器线圈电压进一步降低，迫使继电器可靠释放这种设计确保了在电压不稳定时系统能够及时进入安全状态，避免因控制电压不足导致的误动作安全回路实例分析安全部件开关类型动作条件故障后果急停开关常闭按钮手动按下立即停梯限速器常闭触点超速动作触发安全钳安全钳常闭开关制动动作轿厢制停门锁回路强制型门锁门未关好无法启动缓冲器常闭开关压缩动作底部保护检修开关转换开关检修位置检修运行完整的安全回路包含了电梯所有重要的安全保护装置每个安全部件都通过常闭触点串联在安全回路中，形成了一个完整的安全监控网络当任何一个安全条件不满足时，相应的开关就会断开，导致整个安全回路中断第五部分门控制回路门控制回路是电梯控制系统中最复杂的部分之一，涉及门机控制、安全联锁、开关门时序等多个方面现代电梯门系统不仅要求开关门动作准确可靠，还要具备完善的安全保护功能，包括防夹人保护、超时保护等门控制回路的设计直接影响电梯的使用安全和乘坐舒适性门控制基本原理门机控制继电器门状态监测开关开关门控制逻辑门机控制继电器和分别控制门到位开关和分别检测门的开门命令具有较高优先级，可以中断JKM JGM1KM1GM开门和关门动作继电器吸合时，开启和关闭到位状态开门到位时关门过程关门命令只有在满足安全JKM门机正转实现开门；继电器吸合动作，关门到位时动作这条件时才能执行，包括门区内无障碍JGM1KM1GM时，门机反转实现关门两个继电器些开关为控制系统提供准确的门位置物、光幕未遮挡等控制逻辑确保门通过电气互锁，确保不会同时动作反馈信息动作的安全性和可靠性门锁安全联锁电气安全联锁门锁系统确保只有在门完全关闭并锁紧时电梯才能运行门锁回路检测门锁触点串联在安全回路中，提供门状态的电气确认信号强制型门锁机械联锁确保门锁触点只有在门真正锁紧时才能闭合状态监控实时监测每层门锁状态，确保电梯运行的安全性开关门指令处理开门命令优先级关门命令执行条件光幕保护与障碍检测开门命令具有最高优先级，可以随时关门命令的执行需要满足多个安全条光幕保护系统在门关闭过程中持续监中断关门过程司机操作按钮、轿内件门区内无障碍物、光幕保护未被测门区域，一旦检测到障碍物就立即开门按钮、厅外召唤信号到达时的自触发、开门保持时间已到、无新的开反向开门安全触板等机械保护装置动开门等都属于开门命令系统设计门命令等只有在所有条件都满足时，提供最后一道安全防线，确保乘客不确保乘客安全需求得到及时响应关门命令才会被执行会被夹伤门控制回路实例1开门时序接收开门命令后，继电器吸合，门机正转开门，直到开门到JKM1KM位开关动作，继电器释放JKM2开门保持门开启后进入保持状态，时间继电器开始计时，保持设定时间后如无新指令则准备关门3关门时序关门条件满足后，继电器吸合，门机反转关门，同时监测安全保JGM护装置状态4关门完成门完全关闭后关门到位开关动作，继电器释放，门锁系统1GM JGM锁紧，电梯准备运行第六部分层楼确认回路层楼继电器平层控制每层配置专用继电器，明确精确控制轿厢停靠位置，确标识当前所在楼层保与楼面平齐位置检测位置反馈通过各种传感器精确检测电向控制系统提供准确的位置梯轿厢的楼层位置信息用于运行控制层站信息获取方式机械触点感应早期电梯采用机械凸轮和微动开关的组合来检测楼层位置在井道中安装凸轮，轿厢上的滚轮触发相应楼层的微动开关这种方式结构简单但精度有限，容易受到机械磨损影响现在主要在老式电梯中还能见到磁开关层站信号利用磁性开关和磁铁的配合来检测楼层位置在井道中每层安装磁开关，轿厢上安装永磁铁，当轿厢到达相应楼层时磁开关动作这种方式无机械接触，可靠性较高，是继电器控制电梯的主要检测方式编码器层站识别现代电梯多采用旋转编码器配合钢带或钢丝绳来精确测量轿厢位置编码器可以提供连续的位置信息，精度很高通过软件处理可以实现精确的楼层识别和平层控制，是目前最先进的位置检测方式层楼继电器功能1JCn一层一继电器继电器编号每个楼层对应一个专用的层楼继电器层楼继电器通常编号为JC

1、JC2等100%位置准确性确保电梯位置信息的准确性和唯一性层楼继电器系统采用一层一继电器的配置方式，每个楼层都有对应的层楼继电器如JC

1、JC

2、JC3等当电梯轿厢到达某一楼层时，相应的层楼继电器吸合动作，其他楼层的继电器保持释放状态这种设计确保了电梯位置信息的唯一性和准确性层楼继电器的状态直接反映了电梯当前所在的楼层，为控制系统的逻辑判断提供了可靠的依据同时，层楼继电器的触点还用于控制楼层显示、指令响应等功能平层控制原理平层开关检测平层开关安装在每层的门区位置，检测轿厢是否到达精确的停靠位置通常采用磁性开关或光电开关，具有很高的位置精度提前减速控制在到达目标楼层前的适当距离开始减速，通过减速开关或距离计算实现减速时机的准确控制直接影响平层精度和乘坐舒适性精确平层调整利用平层开关的信号进行最后的位置微调，确保轿厢地板与楼面高度一致通过控制电机的精确启停实现毫米级的平层精度平层完成开门只有在平层开关确认轿厢位置正确后，控制系统才允许开门操作这确保了乘客上下电梯的安全性，避免因位置偏差造成的意外层楼回路实例分析典型层楼检测电路平层信号处理故障诊断要点以三层电梯为例，井道中安装三个磁平层开关通常安装在每层的门口位置，层楼回路故障通常表现为楼层显示错性开关，分别对应一层、二层、三层采用更精密的检测装置平层信号不误、无法准确停靠或开门异常诊断轿厢上的永磁铁随轿厢移动，当到达仅用于控制电梯停靠，还用于确认开时应检查磁开关的安装位置、电气连某层时触发相应的磁开关每个磁开门条件只有平层开关动作后，系统接和继电器工作状态磁铁位置偏移关的触点控制对应层楼继电器的线圈才允许开门操作或磁开关损坏是常见故障原因平层开关对应一层检查磁开关安装位置•1PL•一层磁开关控制继电器•JC1平层开关对应二层测试继电器动作状态•2PL•二层磁开关控制继电器•JC2平层开关对应三层验证平层开关功能•3PL•三层磁开关控制继电器•JC3第七部分运行方向控制智能方向判断系统根据当前位置、指令分布和召唤信号自动确定最优运行方向，提高运行效率方向继电器控制和继电器分别控制上行和下行方向，确保电梯按正确方向运行JFS JFX方向锁定机制运行过程中方向保持锁定，避免中途改变方向造成的安全隐患方向切换逻辑到达端站或完成所有同向指令后，系统重新判断并切换运行方向运行方向确定逻辑分析方向判断控制系统分析当前楼层位置、轿内指根据最近指令原则和顺向服务规则，令和厅外召唤信号的分布情况确定最优的运行方向方向指示继电器动作方向继电器同时控制方向指示灯，向方向确定后，相应的方向继电器JFS乘客显示电梯当前运行方向或吸合，启动对应方向的运行JFX方向继电器控制继电器功能动作条件控制对象JFS上行方向有上行指令或召唤上行接触器JFX下行方向有下行指令或召唤下行接触器JKS上行运行JFS吸合且启动条电机正转件满足JKX下行运行JFX吸合且启动条电机反转件满足方向控制采用双层继电器结构，方向继电器JFS和JFX负责方向判断和锁定，运行继电器JKS和JKX负责实际的电机控制这种设计分离了逻辑控制和功率控制，提高了系统的可靠性司机操作时可以通过AYS（上行）和AYX（下行）按钮直接控制运行方向，这主要用于检修运行或特殊情况下的手动控制正常自动运行时，方向由控制逻辑自动确定方向切换逻辑运行维持电梯运行过程中方向保持不变，避免突然改向带来的安全隐患和乘坐不适到站判断到达目标楼层停靠后，系统检查是否还有同方向的服务请求重新扫描完成同方向服务后，扫描反方向的指令和召唤信号方向切换有反方向服务需求时切换方向，无服务需求时保持待机状态方向控制回路实例上行控制回路下行控制回路上行方向的控制包括方向判断和下行控制回路的结构与上行类似，运行控制两个环节继电器由和继电器构成负JFS JFXJKX JFX根据指令分析结果吸合，其触点责下行方向的逻辑判断，控JKX为继电器提供吸合条件制电机反转回路中还包含了必JKS继电器控制电机正转接触器，要的互锁保护，防止上下行同时JKS实现上行运动同时触点还动作造成的短路故障JFS控制上行方向指示灯故障诊断方法方向控制故障通常表现为电梯不能启动、方向错误或方向指示异常诊断时应检查方向继电器的工作状态、触点接触情况和控制逻辑的正确性常见故障包括继电器粘连、触点氧化和控制电路断线等第八部分启动与制动回路启动与制动回路是电梯动力控制的核心，负责控制曳引电机的启动、运行、调速和制动继电器控制电梯通常采用交流异步电机，通过接触器控制电机的启动方式和运行速度制动系统确保电梯在停止时能够可靠抱闸，防止溜梯事故的发生电机控制基本原理电机保护过载保护和短路保护启动控制降压启动减小冲击电流接触器控制主接触器和方向接触器三相异步电机电梯曳引动力源交流异步电机具有结构简单、运行可靠的特点，是传统电梯的主要动力源电机通过主接触器控制通断，方向接触器控制正反转为了减小启动电流对电网的冲击，通常采用星三角启动或自耦变压器启动等降压启动方式速度控制与转换1启动阶段电机以慢速启动，减小机械冲击和电流冲击，确保平稳启动2加速阶段启动稳定后切换到快速运行，提高运行效率，缩短运行时间3减速阶段接近目标楼层时切换回慢速运行，为精确平层做准备4平层阶段以慢速进行最后的位置调整，确保准确停靠在楼层位置压降启动原理启动电阻RQA串联在电机回路中的启动电阻，通过增加回路阻抗来限制启动电流启动时电阻全部投入，随着电机转速上升逐步切除电阻，最终实现全压运行启动电抗XQ电抗器利用电感特性限制启动电流，相比电阻启动损耗更小电抗器的电感值根据电机功率和启动要求精心设计，确保启动过程平稳可控接触器1A控制接触器1A控制启动电阻的投入和切除启动时1A处于释放状态，电阻投入回路；运行稳定后1A吸合，短接电阻实现全压运行切换时序严格控制避免电弧损伤时序控制逻辑启动过程的时序控制通过时间继电器实现，确保电机有足够时间加速到稳定转速后再切除启动电阻时序参数需要根据电机特性和负载情况进行调整制动器控制逻辑制动器结构电梯制动器通常采用电磁制动方式，由制动轮、制动瓦、制动弹簧和电磁线圈组成制动弹簧提供制动力，电磁线圈通电时产生反向力释放制动这种失效安全设计确保断电时自动抱闸制动控制回路制动器继电器控制制动线圈的通断正常运行时吸合，制动JZD JZD线圈通电，制动器释放；停止时释放，制动线圈断电，制动器抱JZD闸制动控制与运行控制严格联锁，确保动作协调安全保护机制制动系统具有多重安全保护制动力监测确保制动效果；制动器开关监测制动状态；紧急情况下可强制制动任何制动系统故障都会触发安全保护，切断电梯电源并发出故障报警。