分析电梯机械设计自动门设计

分析电梯机械设计自动门设计

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摘要：作为当前高层建筑工程的重要组成部分，电梯结构占据着重要位置。因此如何提高电梯安全与稳定性就成为了当前建筑电梯技术人员研究的重要内容。在这一研究中，技术人员将PLC，应用与电梯机械式自动门设计中，对于提高其设计质量起到了良好的技术促进作用。因此技术人员根据电梯机械式自动门在运行中主要设计要求，开展了PLC技术新型自动门设计研究，进而提高我国建筑电梯运行的整体质量。基于此，本文就从电梯机械设计自动门设计展开分析。

关键词：电梯；机械设计；自动门设计

1、机械式自动门的工作原理

电梯轿厢门通常由它励直流电动机驱动，电动机正转，轿厢门开，电动机反转，轿厢门关，每层电梯设有呼叫按钮，轿厢内开门按钮，轿厢内关门按钮。门机由电机带动主动轮，同步皮带通过主动轮和丛动轮做水平方向的移动，同步带带动门吊板使门吊板沿导轨运动，左右门吊板通过钢丝绳同步运动。

当轿厢停在层站时，门刀就卡在门锁轮两边。当轿门开启时，门刀挤压门球使门锁开启，然后通过门锁带动左门扇向左开启，同时通过传动钢丝绳使右门扇也同步向右侧开启。电梯日常使用过程中，除维修人员利用专业钥匙外，从厅外不能打开厅门的机电连锁装置，因此，门锁是电梯的安全装置。通过三角锁的拨杆拨动门锁，使门锁锁钩打开，从而厅门可以被开启。

老式电梯门的控制及运行大多采用一台直流电机配以继电器、限位开关及电阻等器件来实现开、关门的控制，门在运行中依靠安装在轿门上的开关打板依次撞击装在轿顶上的各换速行程开关，逐渐短接分压电阻，从而改变直流电机电枢绕组两端的电压来实现调速，这种方法实现电梯开、关门的缺点是平稳性较差、调试较为困难、易受外界干扰、故障点多且故障率较高，已无法满足新型电梯的技术要求。新型的电梯机械式自动门多采用PLC和变频器作为控制器来控制电梯门的自动开、关动作。

2、PLC技术在电梯自动门控制中的主要优势

2.1安全稳定性

随着各类电梯安全问题的曝光，电梯运行的安全稳定越来越受到社会各界与设计技术人员的重视。在这一过程中，PLC因其特有的高度集成性、保护电路以及自诊断功能，确保了其控制过程的安全与稳定性。因此采用PLC控制模式的机械式自动门系统，其安全性能远远高于传统继电器模式。

2.2控制灵活

由于PLC系统具有编程简单、组态灵活的特征，因此在电梯门控制中可以有效的提高其控制质量，同时减少了控制中能源浪费问题的出现。同时在控制过程中，由于其控制界面较为方便，可操作性较强，因此在控制中不需要具有专业的计算机控制技术能力，降低了系统控制着技术要求，便于技术工人控制的开展。

2.3安装的便利性

由于PLC单片机技术的应用，是其设备安装更加便利灵活。特别是不需要专用的安装机房，进一步提高了其安装的灵活性。

3、设计中采用的技术措施研究

3.1控制设计的基本原理分析

在实际的电梯机械式自动门设计过程中，其主要结构包括了机械系统（主要包括厅门、轿厢门）与逻辑控制系统（即PLC单片机）两个系统组成。下面我们分别就这两个系统设计原理进行研究。

3.1.1机械系统设计原理

在电梯自动门运行中，其机械系统是由安装在电梯轿厢顶部的自动开门装置带动轿厢门与厅门运行。其中两个门之间为联动关系，轿厢门为主动门由其带动厅门运动。在关闭状态下，轿厢门负责封闭轿厢出入口，而厅门负责封闭井道出入口。在设计中，这一控制电气线路装置包括了电梯开关门控制线路与拖动装置两个组成部分。其中拖动装置是其主要的控制系统。传统的电梯机械系统拖动装置是由继电器系统与电机、机械系统组成，进而完成对电梯门开关的速度、转向等进行调节控制。在其技术发展过程中，电子继电器、逻辑控制系统等已经逐渐的取代了传统的继电器模式，进而确保了拖动装置的运行稳定、效率与质量。

3.1.2逻辑控制系统

在新型电梯控制系统中，有PLC逻辑控制系统代替传统的继电器控制系统，是新型自动化电梯的主要特征。其控制的内容包括了电梯开关门控制中包含的各种形式控制逻辑。在PLC控制技术实践应用中，其开关门控制的基本原理即是确保电路中JKM或JGM通电，进而完成以下的几点控制工作。一是完成电梯系统的电气联锁。这一过程主要是保障电梯完成厅门与轿厢门在完成关闭后，再开始运行电梯行驶，同时确保系统中的JKM与JGM中间的互锁保护。二是实现电梯系统的自动开关门过程。这一运行过程主要是保证电梯在到达运行指定楼层位置后的自动开关门工作。如电梯到达指定位置的自动开门；规定时间（如5至10秒内）无人乘坐电梯情况下的自动关门等控制过程。三是完成电梯的手动指令控制过程。这主要是指在电梯运行中，由乘坐者利用控制按键（如开关键、楼层键等），完成电梯的门的开关控制等。四是安全保护控制。这一控制主要是在电梯运行中，为了避免因电梯门夹伤乘坐者进而在其关闭过程中对障碍物碰撞进行及时反映，进行电梯门打开处理，避免夹伤安全问题的出现。五是到达楼层开门过程。这主要是指电梯到达乘客指定楼层以及呼叫楼层后，控制系统可以自动执行开关门控制过程吗，实现自动开门的控制过程。

4、运行设计目标内容研究

在电梯自动门运行设计的实际过程中，其主要的设计目标内容就是合理的完成电梯轿厢门与厅门的自动控制过程。这种控制过程主要是在电梯整体安装完成后，其机械式自动门应避免受到客观因素影响，如电梯间空间、电梯停放位置等问题影响，进而造成电梯自动门难以正常开启、非电梯停放楼层门开启等故障，确保电梯停止与运行安全。为了达到这一控制目标，PLC系统控制下的电梯自动门控制内容包括了以下几点。

4.1电梯上升中的控制设计内容

在电梯在上升运行运行过程中，当电梯达到预定的停止楼层位置时，控制系统中的推板在PLC控制下推动托板装置，进而推动厅门沿滑道完成上升过程，达到预定的开启位置。一是当电梯上升至该位置停止的情况下，该楼层厅门在轿厢门的带动下开启，同时其他楼层厅门在PLC与机械系统的双重控制下确保关闭；二是电梯依然处于上升运行状态的情况下，托板装置会继续运动直至碰到档块，进而使推板装置围绕运行轴进行设计下的旋转过程，造成挡板与推板的脱节。在这一过程中，电梯厅门会在自重影响下，沿滑道逐渐下降至原有位置。这一过程代表电梯已离开本楼层，电梯厅门在PLC与机械系统的双重作用下确保关闭。

4.2电梯下降中的控制设计内容

在电梯处于下降运动的过程中，当其运行至预定楼层位置时，控制系统的拉板装置根据PLC控制程序拉动机械系统中的钢丝勾绳，将这一楼层厅门带到预定的开启位置，是厅门可以在轿厢门控制下完成开启过程，并确保其他楼层电梯门处于确保关闭状态。而在电梯继续下行的情况下，机械装置中的拉板在根部轴复位的弹簧的控制下，造成其与钢丝绳钩进行脱节。与此同时电梯厅门在自重影响下回落至原位置，确保厅门的关闭。

结束语

随着未来信息技术及传感技术的不断进步，电梯自动门的设计无论是结构形式还是控制方法，必将会产生更多智能化方案，其稳定性、可靠性、安全性必将会得到进一步的提升。

参考文献：

[1]杨凡.电梯机械式自动门设计探讨[J].科技展望，2016.

[2]李庆春.特种设备安全性分析[J].自动化与仪表，2012.

[3]许家杰.物联网远程电梯监控系统特性试验[J].中国测试，2016.