三层电梯的自动控制系统设计

毕业设计（论文）课题三层电梯的自动控制系统设计函授站XXX专业机电一体化姓名上官叶烁I摘要本论文阐述了可编程控制器PLC在电梯控制系统中的应用，介绍了3层楼电梯的PLC控制系统的总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件电路、I/O分配表、电梯的控制梯形图及指令表，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析处理随机信号逻辑关系的基础上，进行了PLC的编程方法，设计了一套完整的电梯控制系统方案。电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少，使电梯运行更加安全、方便、舒适。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数。判定轿厢运行方向，较厢运行。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。本论文总的分了四章来系统的介绍了电梯的概述；电梯的硬件设计；电梯的软件设计及电梯的安装与调试运行。主要从电梯一般运行的状态，开门、关门、上升和下降总体的阐述和设计的三层电梯的自动控制。关键字：电梯控制程序设计可编程控制（PLC）II目录绪论....................................................................IV0.1选题背景............................................................IV0.2方案的论证..........................................................IV第1章电梯概述.............................................................11.1电梯技术发展.........................................................11.2电梯的基本结构.......................................................11.3电梯的类型...........................................................5第2章硬件的设计...........................................................62.1PLC的特点...........................................................62.2PLC控制电梯的优点...................................................62.3PLC型号选择.........................................................62.4电梯的主电路设计.....................................................72.5PLC输入输出接线示意图...............................................82.6硬件程序设计思路....................................................142.7传感器的选择.......................................................15第3章软件的设计..........................................................183.1电梯PLCI/O分配表..................................................183.2三层楼电梯梯形图程序................................................203.3三层楼电梯指令表....................................................25第4章电梯的安装与调试运行................................................314.1调试前的准备工作....................................................314.2具体调试过程........................................................32III结论.....................................................................33致谢.....................................................................34参考文献...................................................................35IV绪论0.1选题背景电梯作为现代化的产物，早在上个世纪就进入了我们的生活之中。大规模的经济建设尤其是蓬勃发展的房地产业给国内电梯行业开拓了更为广阔的市场。随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。由此，一个更为庞大的电梯市场已经在国内轰然形成。我国以前主要都是依靠国外的进口技术，本国的电梯厂商主要都是依靠为进口电梯作销售代理或者售后维修进行经营。但是随着技术的革新和与国外的交流，当今经济建设需求的各类电梯，几乎全部都可以在中国生产。电梯生产作为一门国家的新兴产业，它这种能有减少人口膨胀对环境所造成的巨大压力的特性，注定了其在中国具有一片光明的前景。国内电梯的生产能力、产品质量和制造成本有很强的国际竞争力。关税的降低使国外电梯产品的进口量有可能增长，但同时也给国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。0.2方案的论证影响电梯质量好坏的关键是它线复杂，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。1第1章电梯概述1.1电梯技术发展随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标志，作为高层建筑的垂直运载工具—电梯得到了快速发展。(1)结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。(2)技术含量更高，性能更好电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VVVF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。(3)安装更方便、更快捷高效、安全可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式;随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。(4)更加节能、绿色环保绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言“谁最先推出绿色产品并抢占市场，谁就掌握市场竞争主动权”。发展趋势主要有：不断改进产品的设计，生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式。电梯装璜将采用无（少）环境污染材料。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。安装电梯将无需安装手脚架。电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。1.2电梯的基本结构电梯是机电合一的大型复杂产品,机械部分相当于人的躯体,电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一,使电梯成了现代科学技术的综和产品。对于电梯的结构而言,传统的方法是分为机械部分和电气部分,但以功能系统来描述,则更能反映电梯的特点。下面简单介绍电梯机械部分的结构,而我们的主要目的是怎样来控制它。2【曳引系统--导向系统--门系统--轿厢--重量平衡系统--电力拖动系统--电气控制系统--安全保护系统】I．曳引系统：曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成；曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源；曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上），依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降；导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。II．导向系统：导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用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；导轨固定在导轨架上，导轨架是承重导轨的组件，与井道壁联接；导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。III．门系统：门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成；轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成；层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成；开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。IV．轿厢：轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。V．重量平衡系统：重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分的额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。VI．电力拖动系统：电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组成，对电梯实行速度控制；曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直流电机；供电系统是为电机提供电源的装置；速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电机相联；调速装置对曳引电机实行调速控制。VII．电气控制系统：电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制；操纵装置包括轿厢内的按钮操3作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱；控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成，是电梯实行电气控制的集中组件；位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站；选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方