電梯設計的關鍵技術分析

冼繼康

摘要：電梯的設計中，集成了大量新型技術，如PLC、FPGA等，這些程序可以和硬件結合從而實現較多的功能，本文從電梯設計的關鍵技術入手，對于電梯存在的問題與發展趨勢進行展望。

關鍵詞：電梯設計；關鍵技術；分析

1電梯結構分析

1.1機房部分

包括電源開關、曳引機、控制柜、限速器等。曳引機是電梯的拖動機械，可分有齒輪和無齒輪曳引機。有齒輪曳引機。有齒輪曳引機包括驅動電機、減速齒輪箱、電磁制動器和曳引輪。本次設計的電梯的曳引機選用有齒輪曳引機。無齒輪曳引機則沒有減速齒輪箱，直接由電機驅動曳引輪。電磁制動器通電時打開，斷電時閉合。電磁制動器用來控制轎廂速度當電梯超速時發出信號并產生機械動作，使安全鉗動作，將轎廂卡在導軌上。

1.2井道部分

包括導軌、對重、緩沖器、限速鋼絲繩張緊裝置、限位裝置、井照明等。

導軌通過導軌架被固定在井道壁上，導軌是轎廂上下行的軌道。

對重與轎廂相稱托起平衡作用，它與平衡補償裝置組成了曳引式電梯的重量平衡系統。

緩沖器是當電梯的各種保護措施失效轎廂下落時，用來緩沖轎廂與井底的沖擊。

2.3廳門部分

包括廳門、召喚按鈕箱、層樓顯示裝置等。廳門有中分式、旁開式等。

自動廳門的開閉是由轎廂帶動的，為防止有人從廳門外將廳門打開，廳門安有門鎖裝置，門鎖有機械門鎖和電聯鎖。

2我國電梯設計存在的問題

我國電梯設計及產品存在以下幾點不足：

產品功能過于單一。國外在電梯上已經逐漸實現多元化，電梯內已經集成了較好的通訊、報警等模塊，而國內的電梯在設計階段并沒有考慮其多元化適用性。沒有改造空間，這也導致企業在購買時往往選擇一臺進口設備，相對于多臺國內設備，不僅節約了空間、人力，且更穩定、可靠，生產效率更高。

綜合技術薄弱，資源得不到充分利用。我國的電梯設計發展混亂，缺乏綜合素質較高的技術人員，大部分的技術員對伺服技術、電機拖動同步技術不了解，研發水平較低，不注重高新技術的融合利用，一味的模仿國外先進設備，不進行開發創新，浪費了大量資源，且始終無法推動我國的加工機械設計整體發展。

加工機械設計外觀呆板。隨著人們生活水平的提高，人們對于產品的要求已經不僅滿足于質量、效率，也開始注重造型美觀、設計感。這點意大利的加工機械生產企業做的很好，不僅產品性能過硬，其外觀設計也成為了消費者比較看重的方面。但國內由于起步較晚，還處于性能開發研究的階段，對于外觀設計幾乎沒有要求，隨處可見國內的加工設備造型呆板、螺釘等配件直接暴露在外。

3電梯設計技術分析

3.1PLC與電梯

PLC是專門從事工業環境中應用及數字設計操作應用，存儲器可以編程，在其內部存儲及進行指令操作，并通過輸入/輸出裝置控制生產過程。 PLC因為其可靠、編程簡單易操作、抗干擾性能強、可靠度高、低成本等優點，獲得了多種行業的青睞，并且在國內已經逐漸使用到很多技術的改造上。

當前的電梯技術主要集中于EDA、PLC與FPGA技術。 由于數字流是極為模塊化的，前端產生標準化的設計描述，可以編譯調用，而不考慮內部技術，單元使用特定的集成電路技術實現邏輯或其他電子功能。制造商通常為其生產過程提供組件庫，并提供適合標準仿真工具的仿真模型。模擬電梯技術工具不是模塊化的，因為需要更多的功能，它們更強烈地交互從而實現設計的自動化和模塊化。隨著加工技術的不斷擴展，電梯技術的重要性迅速增加，用戶通過操作加工制造設施來對產品進行設計和改良，這使得數控加工更加地體系化、規范化、科學化。

可編程邏輯控制器（PLC）是工業數字計算機，其已經加固并且適于控制制造過程，例如裝配線或機器人裝置或者需要高可靠性控制和易于編程的過程故障診斷。它們首先在汽車工業中開發，以提供靈活、堅固耐用且易于編程的控制器來替代硬連線繼電器和計時器。從那時起，它們已被廣泛用作適合惡劣環境的高可靠性自動控制器。PLC是實時系統的示例，因為必須在有限的時間內響應于輸入條件產生輸出結果，否則將導致非預期的操作。PLC結合電梯，使其具有高速生產、精準生產的特點。

3.2 FPGA與計算機輔助制造

賽靈思FPGA的Spartan FPGA包含可編程邏輯塊陣列和重構互連層次，允許塊連線在一起，如可以采用不同配置互連的許多邏輯門。邏輯塊可以被配置為執行復雜的組合功能或者僅僅是諸如AND和XOR的簡單邏輯門。在大多數FPGA中，邏輯塊還包括存儲器元件，其可以是簡單的觸發器或更完整的存儲器塊。它們的優點在于對于計算機輔助制造，它們速度可以顯著加快，因為它們在用于批量生產方面具有并行性質和最優性。

3.3系統測試

采用系統測試可以對電梯系統進行監測，對于電梯系統和實際情況進行比對，使得系統的不足之處可以顯示出來，通過這樣的方法可以看出系統模塊中存在的問題，對于系統的運營進行分析。采用軟件測試主要有黑箱和白箱兩種方法，采用內部與外部綜合分析的方法，對于其輸入與輸出問題進行了探究，白箱主要是研究其中的邏輯關系與對應情況，而黑箱主要從輸入輸出來對系統的功能進行驗證，使其滿足于系統的控制管理要求。

4總結

隨著電梯設計技術的發展，我國工業制造技術也將不斷進步。由此也可以看出，傳統的工廠生產已經不再適合現代化大規模智能生產的需要。電梯設計技術的更新換代是一條光明而曲折的路，在這條路上會出現很多難題與挑戰，這個任務長期而又艱巨，需要結合實際生產經驗，不斷地進行總結歸納。為實現自身的長遠發展而進行大膽革新，需要利用創新思維進行現代化建設，從而大踏步地走向高效生產的工業化目標。

參考文獻：

[1]何峰峰.電梯基本原理及安裝維修全書[M].機械工業出版社，2006.

[2]張文修.模糊控制與系統[M].西安.西安交通大學出版社，2004.

[3]謝麗萍.高性能變頻調速及其典型控制系統[M].人民郵電出版社，2009.endprint