电梯plc控制系统的设计_毕业论文(编辑修改稿)

电梯plc控制系统的设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

产电梯以及零部件的出口提供了机会；我国电梯市场是很大的市场，也是很挑剔的市场。 随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快，尤其是西部大开发战略的实施，住宅建设势头不减，住宅电梯的需求量继续看好；电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品，其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装，而且更大程度上取决于完善的维修与保养。 为了更好地适应市场要求，电梯企业目前应该注意进一 步遵守市场行为规范，努力培育自主开发能力，组建完善的维修保养和售后服务网络，不断提高国产电梯和民族品牌的市场竞争力。 方案的比较和论证 影响电梯质量好坏的关键是它的控制系统。 传统的电梯自动控制一是由继电器 —— 接触器进行控制，其缺点是触点多，接线复杂，故障率高，可靠性差，维护工作量大，二是有 微机控制 ，其缺点是 系统抗干扰能力弱 ，而采用 PLC 组成的控制系统很好的解决了上述问题，它工作可靠性高，灵活性好，通用性高，编程简单，使用方便，而且它的抗干扰能力远远强于传统电梯的，它使电梯的运行更加安全，方便。 已成为目前电梯系统中使用最多的控制方式。 湖北理工学院毕业论文 5 第 1 章 电梯 的 控制系统 简介 电梯拖动与控制系统：电梯的拖动控制系统经历了从简单到复杂的过程。 用于电梯的拖动系统主要有：单、双速交流 电动机 拖动系统，交流电动机定子调压调速拖动系统，直流 发电机 一电动 机可控硅励磁拖动系统，可控硅直接供电拖动系统， VVVF 变频 变压调速拖动系统。 原理 电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、 PLC、变频器、调速系统构成，变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由 PLC 完成的。 PLC 负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给 PLC，形成双向联络关系。 系统还配置了与电动机同轴连接旋转编码器及 PG 卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。 此外系统还必须配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高。 电梯的 结构 机房部分、 井道及底坑部分、轿厢部分、层站部分。 图 1— 1 电梯模型结构 湖北理工学院毕业论文 6 1— 减速箱 ； 2— 曳引轮 ； 3— 曳引机底座 ； 4— 导向轮 ； 5— 限速器 ； 6— 机座 ； 7— 导轨支架 ； 8— 曳引钢绳 ； 9— 开关碰铁 ； 10— 紧急开 关； 11— 导靴 ； 12— 轿架 ； 13— 轿门 ； 14— 安全钳 ； 15— 导轨； 16— 绳头组合； 17— 对重 ； 18— 补偿链 ； 19— 补偿链导轮 ； 20— 张紧置； 21— 缓冲器 ； 22— 底坑 ； 23— 层门 ； 24— 呼梯盒； 25— 层楼指示灯 ； 26— 随行缆 ； 27— 轿壁 ； 28— 轿内操纵箱 ； 29— 开门机 ； 30— 井道传器 ； 31— 电源开关 ； 32— 控制柜； 33— 曳引 机； 34— 制动器 （ 1） 曳引系统：曳引系统的主要功能是输出与传递 动力 ，使电梯运行。 曳引系统主要由 曳引机 、曳引 钢丝绳 ， 导向轮，反绳轮组成。 （ 2） 导向系统：导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。 导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。 （ 3） 轿厢 ：轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。 轿厢由轿厢架和轿厢体组成。 （ 4） 门系统：门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。 门系统由轿厢门，层门， 开门机 ，门锁装置组成。 （ 5） 重量平衡系统：系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯 工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。 系统主要由对重和重量补偿装置组成。 （ 6） 电力拖动系统 ：电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。 电力拖动系统由曳引电动机， 供电系统 ，速度反馈装置， 电动机调速 装置等组成。 （ 7） 电气控制系统 ：电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。 电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏 (柜 )，平层装置，选层器等组成。 （ 8） 安全保护系统：保证电梯安全使用，防止一切危及 人身安全 的事故发生。 由 电梯限速器 、 安全钳 、夹绳器、缓冲器、 安全触板 、层门门锁、 电梯安全窗 、 电梯超载限制装置 、限位开关装置组成。 （ 1） 全数字识别乘客技术 （所有乘客进入电梯前进行识别，其中包括眼球识别、 指纹识别 ）。 （ 2） 数字智能型安全控制技术 （通过乘客识别系统或者 IC 卡以及数码监控设备，拒绝外来人员进入）。 （ 3） 第四代无机房电梯技术 （主机必须与 导轨 和轿厢分离，完全没有共振共鸣，速度可以达到 ，最高可以使用在 30 层以上 ）。 （ 4） 双向 安全保护技术 （双向安全钳、双向限速器，在 欧洲 必须使用， 中国 正在被普遍使用）。 （ 5） 快速安装技术 （改变过去的电梯安装方法，能够快速组装）。 （ 6） 节能技术 （采用 节能 技术，使电梯更节约能源）。 （ 7） 数字监控技术 （完全采用 计算机 进行电梯监控与控制）。 （ 8） 无线 远程控制 及报警装置（当电梯产生 故障 时，电梯可以通过无线装置给手机发送故障信息，并通过手机发送信号对电 梯进行简单控制 ）。 湖北理工学院毕业论文 7 电梯的 分类 （ 1） 乘客电梯 ，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的 安全设施 以及一定的轿内装饰。 （ 2） 载货电梯 ，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。 （ 3） 医用电梯 ，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 （ 4） 杂物电梯 ，供图书馆、 办公楼 、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 （ 5） 观光电梯 ，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 （ 6） 车辆电梯，用作装运车辆的电梯。 （ 7） 船舶电梯， 船舶 上使用的电梯。 （ 8） 建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。 （ 9） 其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。 （ 1） 交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。 根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。 （ 2） 直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。 这类 电梯的额定速度一般在 以上。 （ 3） 液压电梯 ，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 （ 4） 齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。 （ 5） 螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有 推力轴承 的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。 （ 6） 直线电机 驱动的电梯，其动力源是直线电机。 （ 7） 电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。 电梯无严格的速度分类，中国习惯上按下述方法分类。 （ 1） 低速梯，常指低于。 （ 2） 中速梯，常指速度在 ～。 （ 3） 高速梯，常指速度大于。 （ 4） 超高速梯，速度超过。 （ 5） 随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 （ 1） 有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。 湖北理工学院毕业论文 8 （ 2） 无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。 有 /无司机电梯，这类电梯可变换控制 电路 ，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵。 （ 1） 手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的 运行状态。 （ 2） 按钮控制电梯 ， 是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。 （ 3） 信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。 除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。 （ 4） 集选控制电梯 ，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。 （ 5） 并 联控制电梯， 2～ 3 台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。 （ 6） 群控电梯 ，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。 群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 （ 1） 斜行电梯 ： 轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的 输送设备。 特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。 （ 2） 立体停车场 用电梯 ： 根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。 （ 3） 建筑施工电梯 ： 是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。 它还可以作为 仓库 、码头、 船坞 、高塔、高 烟囱 的长期使用的垂直运输机械。 （ 4） 消防电梯 ： 在发生火警时 ， 用来运送消防人员 ， 乘客和消防器材等。 （ 5） 冷库电梯 ： 在大冷库或制冷车间 ， 运送冷冻货物。 但是需要满足门扇及导轨等活动处密封 ， 浸水等要求。 （ 6） 矿井电梯 ： 供矿井运送人员及货物之用。 （ 7） 特殊电梯 ： 供特殊环境条件下使用 ， 如防爆 ,防腐 ,耐热等特殊用途的电梯。 （ 8） 滑道电梯 ： 在建筑物内配置 ， 常与建筑物 ， 人行道平行使用。 （ 9） 运机电梯 ： 飞机库中几十吨或者上 百吨重量的飞机 ， 垂直提升到飞机场跑道上。 （ 10） 门吊电梯 ： 在大型门式起重机的门腿中 ， 运送在门机中的工作人员及检修机件等。 （ 11） 自动扶梯 ： 座椅电梯人坐在电动机驱动的椅子上 ， 控制椅子手柄上的按扭 ， 使椅子下部的动力驱动装置驱动人椅 ， 沿楼梯扶栏的导轨上下运动。 湖北理工学院毕业论文 9 其它 （ 1） 按机房位置分类 ： 则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（下机房）电梯，以及有机房在井道内部的（无机房）电梯。 （ 2） 按轿厢 尺寸 分类 ： 则经常使用 “ 小型 ” 、 “ 超大型 ” 等抽象词汇表示。 此外，还有双层轿厢电梯等。 特点 （ 1） 能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数，并能够在线监控运行过程； （ 2） 设备操作灵活方便，能够实现启动与暂停，自动与手动模式切换 ,计数与清零 ,气缸下压时间调整等； （ 3） 螺丝的自动排放，送料，固定，由机器一次性自动完成，不需人工辅助； （ 4） 高速的生产节拍，可实现单工位速度不低于 秒 /件。 定位精度高，位置误差不大于 毫米。 控制电梯的优点 （ 1） 在电梯控制中采用了 PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 （ 2） 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 （ 3） PLC 可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 （ 4） PLC 可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 （ 5） 用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 （ 6） 更改控制方案时不需改动硬件接线。 湖北理工学院毕业论文 10 第 2 章 电梯 PLC 控制系统 的 设计 电梯的控制要求 一层呼叫按钮 PB二层 上 呼叫按钮 PB二层 下 呼叫按钮 PB3，三层呼叫按钮 PB4，一层行程开关 SQ二层行程开关 SQ三层行程开关 SQ3；输出信号有：电梯上升 KM电梯下降 KM2，控制要求如下： 1．不允许同时有两层楼要求停电梯； 2．当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。 型号选择 PLC 的种类非常繁多，不同种类之间的功能设置差异很大，这既给 PLC 机型的挑选提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的难度。 机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，力争最好的性价比，并有一定的升级空间。 考虑到本次设计的电梯系统只有 3 层，且开关量居多，模拟量较少；对于开关量控制为主的系统而言，一般 PLC 的响应速度足以满足控制的要求，在小型 PLC 中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，但是在设计活动中，经常碰到一些估计的指标，在设计活动中需要进行局部调整，另外模块式 PLC 排除故障所需时间短；我们估 算输入输出接口比较多；由于考虑到本次设计的电梯系统只有 3 层，考虑到工厂造价，我们采用离线编程的方式，以减小软硬件的开销。 选用欧姆龙类型可编程控制器。 三层楼电梯输入输出端子分配表 表 2— 1 电梯 输入输出信号的 I/O 地址分配 输入电器 输入端子 输出电器 输出端子 一层呼叫按钮 PB1 00000 电梯上升 KM1 01000 二层上呼叫按钮 PB2 00001 电梯下降 KM2 01001 二层下呼叫按钮 PB3 00002 三层呼叫按钮 PB4 00003 一层行程开关 SQ1 00004 二层行程开关 SQ2。