典型机电一体化系统产品

第1页随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。电梯是将机械原理应用、电气技术、电力电子技术、电机与拖动理论、微处理器技术、自动控制理论、电力拖动自动控制系统、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。关键词；集选运行；信号集选控制；PLC第2页目录摘要.........................................................错误!未定义书签。目录.........................................................................21.1可靠性.................................................................31.2安全性.................................................................31.3舒适感与快速性.........................................................3第二章电梯的结构............................................................42.1电梯的基本结构.........................................................42.1.1机房部分........................................................42.1.2井道及底坑部分..................................................42.1.3围壁部分........................................................62.1.4层站部分........................................................62.1.5曳引系统........................................................62.1.6导向系统........................................................62.1.7门系统..........................................................72.1.8轿厢............................................................72.1.9重量平衡系统....................................................72.1.10电力拖动系统...................................................72.1.11电气控制系统...................................................82.1.12安全保护系统...................................................8第三章电梯工作原理..........................................................93.1电梯系统工作原理.......................................................9第四章控制系统分析.........................................................104.1继电器控制系统........................................................104.2计算机控制系统........................................................114.3PLC控制系统..........................................................11第五章电梯的电气控制系统....................................................145.1概述..................................................................145.2电梯电气控制系统中的资源配置..........................................14第六章电梯模型PLC控制系统设计..............................................196.1I/O分配图............................................................216.2接线图................................................................226.3PLC程序梯形图.........................................................22第3页模拟调试....................................................................24参考文献....................................................................26致谢........................................................................27程序清单....................................................................28第一章电梯的主要性指标1.1可靠性电梯的可靠性非常重要，直接或间接地影响着人们生产、生活，电梯的故障主要表现在电力拖动控制系统中，因此要提高可靠性也主要从电力拖动控制系统入手，所以，电梯的拖动应尽量采用鼠笼型异步电动机。1.2安全性1.保护功能。用于限载、限速、限流以及行车与开关门互锁。限速保护主要由安全钳和限速器组成，轿厢的安全钳、限速器动作速度应不低于轿厢额定速度的115%。2.应设置厅门、轿门电气联锁装置。3.轿厢超越上、下限工作位置时，切断控制电路的装置。4.电梯因中途停电或电气系统故障不能正常运行时，应有轿厢慢速移动措施。1.3舒适感与快速性当电梯在减速下降或加速上升时，人体内脏的质量会向下压在骨盘上，身体有超重感；当电梯加速下降或减速上升时，支撑内脏的腹部肌肉就会失掉一部分重量，又产生失重感，因而会给乘客造成了身体的不适，甚头晕目眩。实验证明，乘客感觉与电梯速度无关，而与加速度和减速度有关，所以考虑生理系数ρ=da/dt的影响，电梯行业一般ρ1.3米/秒3，又要使电梯运行中尽可能减少起动，制动过程中的加减速所用时间。才能使电梯的运行速第4页度（主要是起动和制动过程的速度）符合人体的要求。第二章电梯的结构2.1电梯的基本结构电梯是机与电紧密结合的复杂产品，是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯。电梯的基本组成包括机械部份和电气部份，结构包括四大空间（机房部分、井道和底坑部分、围壁部分和层站部分）和八大系统（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）。电梯基本结构如图2—1所示：2.1.1机房部分机房用来安装曳引机、电控屏、限速器等。机房可以设置在井道顶部，也可设置在井道底部。当机房设于井道底部时，即为曳引机下置式曳引方式。这种方式结构复杂，建筑物承重大，对井道尺寸要求大，只有在机房无法顶置时才使用。对于绝大多数电梯，椭均设于井道顶部。机房必须有足够的面积，高度、承重能力及良好的通风条件。组成：总电源控制盒、控制柜、曳引机、导向轮、限速器。2.1.2井道及底坑部分井道由围壁、顶板及底坑围成一个在纳电梯轿厢和对重的有限空间。为了出人，在每个层站开有入口。井道的底坑深入地面，用于安装缓冲器、限速器、钢丝绳涨紧装置等。第5页由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水设施。组成：导轨、导轨支架、对重、缓冲器、限速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑、井道照明。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-曳引钢丝绳；9-开关碰铁；10-紧急终端开关；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-张紧装置；21-缓冲器；22-底坑；23-层门；24-呼梯盒；25-层楼指示灯；26-随行电缆；27-轿壁；28-轿内操纵箱；29-开门机；30-井道传感器；31-电源开关；32-控制柜；33-曳引电机；34-制动器电梯的基本结构剖视图图2-1第6页2.1.3围壁部分围壁的作用是将电梯与外界分隔开，当导轨架直接安装在围壁上时，它还应承受费切力。围壁的结构分为封闭式和空格式。2.1.4层站部分层站是各楼层中，电梯停靠的地点。每一层楼，电梯最多只有一个站；但可根据需要在某些层楼不设站。组成：层门（厅门）、呼梯装置（召唤盒）、门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置。2.1.5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。当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个甚至3个，这与曳引比有关。2.1.6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。第7页2.1.7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