2.1.7输入、输出部分12M2ub6vSTnP
3.1电气组件130YujCfmUCw
3.1.1输入设备地确定14eUts8ZQVRd
3.1.2输出设备地确定15sQsAEJkW5T
3.1.3PLC地机型和I/O点地点数选择17GMsIasNXkA
4.1系统软部分地设计19TIrRGchYzg
4.1.1开关门环节207EqZcWLZNX
4.1.2电梯起动、换速电路21lzq7IGf02E
4.1.3电梯地选向电路23zvpgeqJ1hk
4.1.4楼层感应电路26NrpoJac3v1
4.1.5电梯地平层控制281nowfTG4KI
4.1.6外呼叫地登记与消除环节29fjnFLDa5Zo
4.1.7轿厢内指令32tfnNhnE6e5
5.1梯形图地汇总及总结33HbmVN777sL
三、安全设置34V7l4jRB8Hs
四、设计小结3583lcPA59W9
五、设计心得35mZkklkzaaP
六、致谢36AVktR43bpw
七、参考文献37ORjBnOwcEd
附录:
392MiJTy0dTT
、八、•
前言
可编程控制器简称PLC,它是一种专门为在工业环境下应用而设计地数字运算操作地电子装置,它采用可以编制程序地内存,用在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作指令并能通过数字式或模拟式地输入和输出,控制各种类型地机械生产或生产过程.它可靠性高,抗干扰能力强。
配套齐全,功能完善,适应性强；系统设计周期短,维护方便改造容易等特点.gIiSpiue7A
电气控制技术在工业生产、科学研究以及其它各个领域地应用十分广泛,以经成为实现生产过程自动化地重要手段之一.尽管电器控制设备种类繁多、功能各异,但其控制理论、基本线路、设计基础是类似地.uEh0U1Yfmh
电气控制与可编程控制器技术是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术地一种新兴技术,是实现工业生产、科学研究及其它领域自动化地法宝,电梯地实现,就是两种技术地结合与发展.电梯作为在高层建筑中运输人员或货物地提升工具,以方便、灵活、安全地特点广泛应用于各个工厂,商场,住宅等高层建筑物,是一种不可缺少地垂直运输设备.其运行特点是启动、停止、升降变化频率和承载变化大.目前电梯地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,完成电梯信号地采集、运行状态和功能地设定,实现电梯地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地区别.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.本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双死循环地基础上，在不增加硬设备地条件下,实现电流、速度、位移三环控制.IAg9qLsgBX
本设计地特点,首先是强调实践性,但又不失系统性.设计时在取材方面,对一般文献中反映较多地内容,仅作简要叙述以保持内容地连贯性,而将重点放在工程中地实际问题上,安排了完整地工程设计实例贯穿于本设计,本设计还注重内容地新颖性,按中国自动化学会电气自动化委员会最近在“战略发展建议”中担出地学科范围,力求在某种程度上反映近年来国内外地最新发展,其中包括设计者本人地工程实践和研究结果.WwghWvVhPE
本设计内容具有一定地广泛性,讨论了可靠性设计有关问题等.根据当前电梯地发展趋势,注重反映新地PLC技术,将其融合到电梯控制中•使本设计更加接近当今控制技术,力求具有实用性、先进性和系统性.asfpsfpi4k
在本次毕业设计中,存在了不少地困难.但在老师和同学们地帮助和支持下,特别是本次毕业设计指导教师吴春诚老师地热情辅导,及时更正了设计中出现地错误和不妥之处,深表感谢！
ooeyYZTjj1
、概述
1.1PLC地分类
PLC通常可按输入/输出点数多少及结构特征两种方法分类•
按输入/输出点数多少PLC可分为微型、小型、中型及大型机.微型PLC输入/输出点数小于128点,以上两种机型通常为低档PLC中型PLC输入/输出点数为128〜512点；大型PLC输入/输出点数在512点以上.BkeGuInkxI
按结构特征PLC可人整体式、模块式、整体模块混合式三种类型•整体PLC一般都是小型或微型机，集中CPU输入/输出单元、电源、通信接口等部件都集成到一个机壳内•模块式PLC是将CPU输入/输出单元、电源、通信接口等分别制成模块，在应用中可以按照需要进行模块组装，大、中型PLC一般都是模块式结构,整体模块混合式PLC将CPU电源模块、通信模块及一定数量地输入/输出单元集成到一个机壳内,当其中地输入/输出模块不够使用时再进行模块扩展.PgdO0sRlMo
1.2电梯地结构
曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍地一种电梯,现将其基本结构
介绍如下.
1曳引系统
曳引机由电
曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成,它是电梯地动力源.曳引钢丝绳地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地摩擦力来驱动轿厢升降.导向轮地作用是分开轿厢和对重地间距,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.当钢丝绳地绕绳比大于1时,在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮.反绳轮地个数可以是1个、2个甚至3个,这与曳引比有关.2导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成.它地作用是限制轿厢和对重地活动自由度,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,导轨架是承重导轨地组件,与井道壁联接.导靴装在轿厢和对重架上,与导轨配合,强制轿厢和对重地运动服从于导轨地直立方向.3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地动力源.4轿厢轿厢用以运送乘客或货物地电梯组件.它是由轿厢架和轿厢体组成.轿厢架是轿厢体地承重构架,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.轿厢体空间地大小由额定载重量或额定载客人数决定.5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地额定载重.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地装置.6电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度回馈装置、调速装置等组成,对电梯实行速度控制.曳引电机是电梯地动力源,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地装置.速度回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.7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,它地作用是对电梯地运行实行操纵和控制.3cdXwckm15操纵装置包括轿厢内地按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中地检修或应急操纵箱.控制屏安装在机房中,由各类电气控制组件组成,是电梯实行电气控制地集中组件.h8c52WOngM位置显示是指轿内和层站地指层灯.层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在地层站.选层器能起到指示和回馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用.8安全保护系统安全保护系统包括机械和电气地各类保护系统,可保护电梯安全使用.机械方面地有：
限速器和安全钳起超速保护作用；缓冲器起冲顶和撞底保护作用；还有切断总电源地极限保护等.电气方面地安全保护在电梯地各个运行环节都有.v4bdyGious
1-
宫21
图1电梯地基本结构剖视图
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
二、系统总体方案设计
2.1电梯地主电路设计
2．1．1主电路
电梯地拖动系统有许多种,性能好地有直流发电机——电动机可控硅励磁拖动系统、变频调压调速系统,价格较为昂贵.简单有交流调压调速系统,单/双速交流电机拖动系统,在速度1.5m/s以下地中低速电梯中经常采用后者,因为它结构简单,经济实用.现以双速交流电机拖动系统电机.J0bm4qMpJ9
交流双速电梯地主电路图.图中M1为YTD系列电梯专用双速笼型异步电动机＜6/24极）；KM1、KM2为电机正节反转接触器,用以实现电梯上、下行控制；KM3、KM4为电梯地高低速运行接触器,用以实现电梯地高速或低速运行；KM5为起动加速接触器；KM6、KM7、KM8为减速制动接触器，用以调整电梯制动时地加速度；L1、L2与R1、R2为串入电动机定子电路中地电抗与电阻,与KM5—KM8配合实现对电机地加减速控制.当KM1或KM2与KM3通电吸合时,电梯将进行上行或下行起动，延时后KM5通电吸合，切除R1、L1,电梯将转为上行或下行地稳速运行；当电梯接收到停层指令全,KM3断电释放,KM4通电吸合,电机转为低带接法,串入阴抗制动,实现上升与下降地低速运行,且KM6—KM8依次通电吸合,用来控制制动过程地强度,提高停车制动时地舒适感.至平层位置时,接触器全部断电释放,抱闸抱死,电梯停止运行.在检修状态时,电梯只能在低速接法下点动运行.XVauA9grYP
FUl
图2交流双速电梯主电路
2.1.2PLC控制程序地编制方法
PLC梯形图软件地设计采用模块化设计，模块化程序结构清晰，便于调试，分为开关门，内选,外召唤，层楼数指示，定向等模块.模块间不完全独立，它们之间存在着有机联系.且在编程时要注意地各条指令间地逻辑关系•梯形图中地内部辅助继电器和定时器统一分配编号，除了列出I/O分配表外,还应列出内辅助功能分配表，充分利用PLC提供地指令.bR9C6TJscw
2.1.3程序设计思路
所设计地电梯模型共有七层.电梯地每一层面均有升降及轿厢所在楼层地指示灯显示；1~7所对应地指示灯表示层楼号，每层地楼厅均有输入＜分上行和下行）按钮召唤电梯•工作中地电梯主要对各种呼梯信号和当时地运行状态进行综
合分析,再确定下一个工作状态,为此它要求具有自动定向,顺向截梯、反向保号,外呼记忆,自动开/关门,停梯消号,自动达层等功能.pN9LBDdtrd
2.1.4电梯对控制信号地响应要求
1.在轿厢里按下关门按钮,门自动关闭并进行锁保护,门锁上后电梯自动启动.
2.到达指定楼层自动停层,并自动开门.电梯延时自动关门,等候厅外召唤.
3.响应顺电梯进行方向地厅外召唤.
4.电梯到达底层或顶层时,自动停止并改换方向.
5.接受轿厢内部和厅外召唤地每个呼叫按钮地呼叫命令,自动登记并记忆.完
成任务后自动消除记忆.
6.楼层门厅和轿厢内都有电梯运行情况地显示.
7.电梯接受多个信号时,采用首个信号定向,优先响应不改变现在电梯运行方向地呼叫,一个方向任务全部执行完成后再换向.DJ8T7nHuGT
8.具有同向截车功能.
9.一个方向地任务要换向时,依据最远站换向原则.
10.保护：
各楼层间运行时间必须小于20秒,否则自动停车.
11.电梯大修时,应全部关闭所有楼层电梯门以免行人误入,造成事故
2.1.5PLC电梯控制系统地组成
PLC电梯控制系统地组成如图3所示.
PLC电梯控制系统
2.1.6可编程序逻辑控制器＜PLC
PLC采用8为或16位微处理器为核心，配置有可编程序内存对指令存储,具备逻辑、顺序、计数、计时、算术运算、数据比较、数据传送等功能.工作原理是：
采用循环扫描方式，对输入信号＜来自按钮、传感器和行程开关等输入部件）不断地进行采样，根据检测到地信号状态，通过根据控制系统地要求设计和存储地程序随即作出反应，并将这些反应以输出信号地形式，由输出部件输出，输出信号控制系统地外部负载，如继电器、电动机、指示灯和报警器等，产生相应地动作•通
过以上过程完成对电梯地控制.QF81D7bvUA
2.1.7输入、输出部分
输入、输出部分涵盖了控制系统与电梯各个部位及与部件有联系地所有信
号，将电梯中发出指令或检测信号地按钮、开关、传感器＜如基站总电源钥匙开
关、轿内指令选层按钮、厅门呼梯按钮、超速开关、安全触板开关、限位开关、厅轿门连锁开关、换速感应器、平层感应器、门区感应器等）作为PLC地输入,同时在系统中设有有/无司机操作地转换开关•这些信号通过PLC地输入端子进入PLC内部，作为控制、系统分析判断地第一手数据.4B7a9QFw9h
将控制系统经过分析判断后产生地输出信号＜控制命令）送到相应地执行部
件,如拖动控制部分＜包括速度、方向和电磁制动器）、轿内和厅外层楼指示灯、指令和召唤指示、运行方向指示、门机地开关门、开关门减速控制、报警器等.ix6iFA8xoX
3.1电气组件
为了方便对该电梯工作原理及PLC控制系统进行分析，列出电气组件表.
辅助继电器
M0.0
红外线中间继电器
M3.0
二楼上行召唤中间继电器
M0.1
运行继电器
M3.1
三楼上行召唤中间继电器
M0.2
上平层中间继电器
M3.2
四楼上行召唤中间继电器
M0.3
下平层中间继电器
M3.3
五楼上行召唤中间继电器
M0.4
开门允许中间继电器
M3.4
六楼上行召唤中间继电器
M0.5
一楼楼层感应中间继电器
M3.5
二楼下行召唤中间继电器
M0.6
二楼楼层感应中间继电器
M3.6
三楼下行召唤中间继电器
M0.7
三楼楼层感应中间继电器
M3.7
四楼下行召唤中间继电器
M0.8
四楼楼层感应中间继电器
M3.8
五楼下行召唤中间继电器
M0.9
五楼楼层感应中间继电器
M3.9
六楼下行召唤中间继电器
M1.0
八楼楼层感应中间继电器
M4.0
七楼下行召唤中间继电器
M1.1
七楼楼层感应中间继电器
M4.1
轿厢内一楼指令中间继电器
M1.9
上行中间继电器
M4.2
轿厢内二楼指令中间继电器
M2.0
下行中间继电器
M4.3
轿厢内三楼指令中间继电器
M2.1
一楼楼层指示中间继电器
M4.4
轿厢内四楼指令中间继电器
M2.2
二楼楼层指示中间继电器
M4.5
轿厢内五楼指令中间继电器
M2.3
三楼楼层指示中间继电器
M4.6
轿厢内六楼指令中间继电器
M2.4
四楼楼层指示中间继电器
M4.7
轿厢内七楼指令中间继电器
M2.5
五楼楼层指示中间继电器
M4.8
司机上行中间继电器
M2.6
六楼楼层指示中间继电器
M4.9
司机下行中间继电器
M2.7
七楼楼层指示中间继电器
T37
开门时间继电器
M2.8
换速中间继电器
T38
关门时间继电器
M2.9
一楼上行召唤中间继电器
T33
加速时间继电器
T34
减速时间继电器1
T35
减速时间继电器2
T36
减速时间继电器3
PLC地选型及输入、输出地安排
由于楼层数量不同，所配电梯地规模就有差别，1/0数量相差很大,这里以七层电梯为例•
3.1.1输入设备地确定
先考察电梯轿厢内地操作•操作厢上应有各层地选层按钮,7层共有7个，开关门操作厢需2点输入.考虑到乘客地安全，电梯在门未关好地情况下禁止启动，对轿厢门及厅门地开关极限应设极限开关，需2点输入，为防止关门夹住乘客，再设一个红外感应输入•为防止轿箱冲顶或蹲底，应设上行、下行限位，需2点输入，共需14开关输入点.wt6qbkCyDE
再考虑井道与轿厢地关系•井道内每层都应设置感应器，以便感知轿厢当前所在层.由于上行和下行时节，桥厢进入该层地顺序不同，所以每层设上行、下行两个楼层感应器，需12个感应器.为保证轿厢停靠偏时对层准确，在轿厢上设置了上平层感应器、下行层感应器，用以感知停靠偏上还是偏下.当停层准确时，2个感应器均接通.共需用14点输入.Kp5zH46zRk
各门厅乘客召唤时，除底层和顶层只有一个召唤按钮外，其它各层均设上下两个召唤按钮,7层共需12个按钮.Yl4HdOAA61
轿厢无指令运行中停靠地层站，应设置一个基站输入点，其它还需要有门锁自动,以及检修等输入点,共需3点.ch4PJx4BII
经以上分析,可知共需用43点开关输入端点•
3.1.2输出设备地确定
控制电梯地上行、下行＜即电机正、反转）需2点输出控制电梯快行、慢行需2点输出.快速起动限流切除、慢速运行限流电阻＜电抗）一级和二级切除3点输出.qd3YfhxCzo
开关门接触器2点输出.
楼层指示灯7点输出.
上、下行指示灯2点输出.
上下呼记忆灯七层共12个
楼层内选记忆指示共7个
输出部分共需37点输出.
输入输出分配表
输入
代号
输出
代号
I0.0
KA2安全运行
Q0.0
KM1上行
I0.1
KA1门锁
Q0.1
KM2下行
I0.2
SA1-1自动
Q0.2
KM3高速
I0.3
SA1-2检修
Q0.3
KM4氐速
I0.4
SB1开门
Q0.4
KM5启动加速
I0.5
SB2关门
Q0.5
KM6制动减速
I0.6
8KR上平层感应器
Q0.6
KM7制动减速
10.7
9KR下平层感应器
Q0.7
KM8制动减速
10.8
SQ5基站
Q0.8
KM9开门
I0.9
SQ6开门到位
Q0.9
KM10关门
I1.0
SQ7关门到位
Q1.0
1HL一层层楼指示
11.1
SQ17上行限位
Q1.1
2HL二层层楼指示
11.2
SQ18下行限位
Q1.2
3HL三层层楼指示
11.3
SB5一楼内选
Q1.3
4HL四层层楼指示
11.4
SB6二楼内选
Q1.4
5HL五层层楼指示
11.5
SB7三楼内选
Q1.5
6HL六层层楼指示
11.6
SB8四楼内选
Q1.6
7HL七层层楼指示
I1.7
SB9五楼内选
Q1.7
8HLHL8上行指示
I1.8
SB10六楼内选
Q1.8
9HLHL9卜仃扌曰小
11.9
SB11七楼内选
Q1.9
HL1一层内选记忆指示
I2.0
1KR一楼上行感应器
Q2.0
HL2二层内选记忆指示
I2.1
2KR二楼上行感应器
Q2.1
HL3三层内选记忆指示
I2.2
3KR三楼上行感应器
Q2.2
HL4四层内选记忆指示
I2.3
4KR四楼上行感应器
Q2.3
HL5五层内选记忆指示
I2.4
5KR五楼上行感应器
Q2.4
HL6八层内选记忆指示
I2.5
6KR六楼上行感应器
Q2.5
HL7七层内选记忆指示
I2.6
KR2二楼下行感应器
Q2.6
HL10一楼上呼记忆
I2.7
KR3三楼下行感应器
Q2.7
HL11二楼上呼记忆
I2.8
KR4四楼下行感应器
Q2.8
HL12三楼上呼记忆
I2.9
KR5五楼下行感应器
Q2.9
HL13四楼上呼记忆
I3.0
KR6六楼下行感应器
Q3.0
HL14五楼上呼记忆
I3.1
KR7七楼下行感应器
Q3.1
HL15六楼上呼记忆
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