機電整合技術

機電整合是機電一體的技術，其英文為 mechatronics，結合機械工程 (mechanics)與電子工程(electronics)兩個字而成，主要是將「機械機構」與

「控制器」、「感測器」、「驅動器」結合在一起，搭配通訊界面，而成的一 種新興的自動化技術，其最終目的在於節省人力、提高工作效率[3-5]。

電梯設備結合了控制、感測、驅動及機構，在「控制器」方面，主要 有可程式控制(PLC)、個人電腦為主之控制器、微控制器等，但大多業界 多選用可程式控制器，在「感測」部分主要有各層的近接開關、出入口極 限開關、微動開關、光電開關、緊急停止鈕及其他安全保護裝置等，「驅 動」部分包含出入的開關門馬達、升降搬運馬達等，「機構」部分為電梯 外觀、燈號裝置、警示裝置(警鈴)、操作控制盤。由上述說明可以得知，

電梯為機電整合技術的一部份。電梯的重點在於快速而舒適地在乘客座垂 直運動，所以對馬達的速度控制、電動機控制技術、微電腦技術，以及其 他相關科技，並將其成功的整合。

本研究所開發出來的雙電梯，是基於可程式控制器來完成的控制系統，

並使用相關感測器與驅動器做為故障檢測的元件，而下一小節將針對 PLC

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的發展與電梯作進一步的說明。

2.1.1 可程式控制器的發展

可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC），廣泛應用 於現今的控制領域，後來隨著不斷的發展，計算機模塊已經有了包括邏輯 控制、時序控制、類比控制、多機通訊等許多的功能。

1970 年代開始，PLC 加入微處理機之技術，使得 PLC 具有算術運算 功能與多位元之數位信號輸出/輸入功能，並且能直接以階梯圖符號進行 程式之編寫。另外在 1971 年，日本從美國引進了相同的技術，並很快研 發成功了自己的 DCS-8 可程式邏輯控制器，德國與法國也在 1973 年至 1974 年間，相繼有了該項技術。1970 年代中期，PLC 成功加入遠距通訊 功能、類比輸出輸入、NC 伺服控制等相關技術。1980 年代以後，更引 進 PLC 高速通訊網路功能，同時設計一些特殊輸出/輸入界面、人機界面、

高功能函數指令、資料收集與分析能力等功能。

2.1.2 電梯控制基本結構

目前電梯牽引方式，大部份都是採用捲揚機和鋼索之間的磨擦來做驅 動。牽引式的電梯係依靠鋼索把車廂和配重做吊掛式結合，而分別由專用 的 T 字型導軌作引導，達到垂直升降之目的[6]。另外需要設置捲揚機和 控制機械室，通常設置在升降路的直上面，但是因建築結構的關係而設置 在升降路下方側面的也有，機械室控制器類似以活動電纜和車廂相連接。

圖 2-1 為簡易的電梯構造圖。

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控制盤 升降馬達

鋼索

樓層按鈕 車廂

門

配重

圖 2-1 電梯構造圖

2.1.3 電梯故障的原因

發生電梯故障的原因，不外乎是電梯品質問題，不好的品質，連帶會 影響到電梯裝置的故障率，再來是平日維修保養做得不確實，電梯的維護 品質取決於維修人員的經驗。一個經驗良好的維修人，應能了解基本的電 梯機械構造、電氣工作原理、修理技能以及電梯的安裝程序；熟悉並嚴格 執行電梯維護規程和安全操作規範，由於電梯維護工作的專業性較高，應 選派專職電梯維護人員負責，且須有電工機械的基礎知識，應經過專門培 訓，經過考核取得操作證，才能上崗工作。另外，當一般民眾不當使用或

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者不可抗力之因素下，造成電梯停止，這樣的情況看起來雖是故障，但嚴 格說起來，是因電梯所設置的保護裝置所引起的停止情形，綜合上述說明 各，整理電梯故障原因為：

1. 電梯使用不當

 操作錯誤─亂按緊急停止或其他按鈕。

 惡作劇─亂跳嬉鬧行走中做開門動作。

 疏失─梯門夾住物品。

2. 電梯管理不善

 未有專業廠商定期保養。

 清潔不良，異物堵塞門溝。

 處理不當，主開關切斷。

 建築物相關設備不良，如電壓不足、保險絲熔斷。

3. 電梯裝置故障

 如按鈕故障、感測故障、馬達故障

 接點不良 4. 不可抗力因素

 停電、水災、地震、火災 5. 其他原因致使安全開關動作

 如超過額定載重。

 強行打開救生門。

 強行打開外門。