交流双速度电梯PLC控制系统.docx
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交流双速度电梯PLC控制系统
目录
1前言……………………………………………………………………………………………1
2设备工作简介……………………………………………………………2
3电梯的工作过程及输入输出点数………………………………3
4总体方案选择……………………………………………………………5
5系统设计……………………………………………………………………9
5.1主电路设计…………………………………………………………10
5.2PLC选型………………………………………………………………11
5.3控制电路……………………………………………………………12
5.4控制面板……………………………………………………………12
5.5I/O分配表…………………………………………………………14
5.6元器件清单…………………………………………………………15
5.7PLC控制电路图……………………………………………………16
5.8参数的计算和元器件选择……………………………………16
5.9梯形图…………………………………………………………………23
附:
程序清单…………………………………………………………………34
设计小结………………………………………………………………………41
参考资料
1前言
电梯的雏形是公元前1115年至1079年间我国劳动人民发明辘轳。
1852年，世界上第一台在德国柏林电梯诞生了，采用电动机拖动。
以后，美国出现以蒸汽机为动力的客梯。
美国人奥的斯研究出电梯的安全装置，开创了升降机工业或者说电梯工业新纪元。
在1852年的第一台电梯的诞生之后，随着社会的日益发展，高层建筑的不断曾多，电梯作为高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，是机械，电气结合的机电一体化产品。
其电气控制系统包括拖动系统和控制系统两部分。
1857年，世界第一台载人电梯问世，为不断升高的高楼提供了重要的垂直动输工具。
当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。
在一些发达的工业国家，电梯的使用相普遍。
进入90年代，在世界各地运行的电梯有400多万台，其中日本就有34万台。
全世界每年电梯需求量大约在15万台左右。
其中日本需3万台，美国需2万台，欧洲需5万台，东南亚需1.2万台。
近十年世界年平均增长率为7%，亚太区的年增长率为9%。
世界上有名的几家电梯公司，诸如：
美国奥梯期公司，瑞士迅达公司、日本三菱公司和日立公司、芬兰科恩公司等，其电梯的产量已占世界市场的51%。
其中奥梯斯公司和三菱公司是世界上年产量很大的电梯生产企业。
在国内解放前，全国只有2000台电梯，几乎没有电梯生产企业。
改革开放以来，我国电梯的需求量急剧上升。
在八五期间，电梯产量以每年13%的速度增长，五年总需求量上升到8。
4万台。
1980年以前，全国电梯生产企业不足10家，1991年国内电梯生产企业有200多家。
进入90年代，为把握生产质量，采取了发放生产许可证制度。
到1992年，已有110家电梯生产企业持有生产许可证，260家企业持有厂外安装许可证。
目前，国内电梯产业还有不完善之处。
到1997年全部淘汰老型继电器控制电梯，而交流调压调速电梯技术已趋成熟，本次设计就是采用了交流调速电梯技术。
2设备工作简介
2.1电梯拖动系统
电梯的拖动系统经历了从由简单到复杂的过程。
由于电动机具有效率高，运转经济，种类和规格多，特性好，易于实现自动和远距离的操作和控制。
在现代化生产中多数采用电力拖动。
而目前用于电梯地拖动系统主要有：
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--电动机，晶闸管励磁拖动系统；晶闸管直接供电拖动系统；VVVF变频变压调速拖动系统。
直流电动机稍早已用于电梯，但是，它机组结构体积大，耗电大，维护工作量较大，且造价高。
而交流单、双速交流电动机拖动系统虽然具有舒适感较差的缺点，但具有结构紧凑，维修简单的特点，线路简单，价格较底，因此得到广泛的应用。
2.2电梯控制系统
电梯的运行是一个复杂的过程。
为了安全，方便，舒适，高效和自动化运行，除了需要良好的拖动系统外还必须有一套完善可靠的控制系统。
电梯的控制系统以控制形式分为集选控制和群控两种。
电梯的控制方式有：
电磁继电控制系统，微机（PC）控制系统，可编程序控制器（PLC）控制系统，单片机控制系统等。
目前电梯的控制普遍以下两种方式。
一种是以微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动系统则由变频器来控制的微机控制。
另一种是用可编程序控制器（PLC）取代微机（PC）实现信号的集选控制。
从控制方式和性能上来说，这两种控制方法没有太多的区别。
国内大多的电梯产家选用第二种方法，其原因在于生产规模较小，自己设计制造微机控制装置成本高，而PLC可靠性高、程序设计方便灵活、使用维护简单、成本低廉等优点正好弥补了微机控制系统的不足。
2.3工作方式的选择
本设计工作方式分为自动、司机，检修三种。
自动工作方式：
有PLC控制，自动检测信号再由程序作出控制。
司机工作方式：
由司机所得到的呼梯信号，控制电梯上下运行。
检测工作方式：
当电梯出现故障时，电梯将由人为控制，以慢车方式上下运行。
由于本设计是为四层办公楼运送办公人员而设计的运输工具，所以在安全、可靠、舒适以及快速性上作了重要的要求。
故而采用PLC控制的交流双速电梯。
2.4设备简介
设备的基本要求：
本设计的电梯为四层办公楼用的交流双速电梯。
其运行特点为，当电梯检测到启动信号时进行高速起动。
工作中，电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析根据省时，高效的原则确定下一个工作状态。
因此，要求具有自动定向、顺向截梯，反向保号，外呼记忆、提前换速自动开关门、停梯消号、自动达层，检修慢速和安全保护等各种功能。
用可编程序控制器PLC系统进行控制。
另外电梯的工作状态分为自动、司机、检修三种运行状态，电梯的上下行，开关门同样设有自动和手动部分；厅门及轿厢内应有操作面板及相应运行指示，应设层楼及方向批示，要求层楼显示采用批示灯指示；电梯要求设置优先服务层。
归纳对电梯性能的要求，不外乎如下几个方面：
A、安全性：
电梯是运送乘客的，即使载货电梯通常也有人伴随，因此对电梯的第一要求就是安全。
电梯中设置有必不可少的安全设施，如1）超速保护装置；2）轿厢超越上/下极限工作位置时，切断控制电路的装置，交流电梯还应有切断主电路电源的装置；3）撞底缓冲装置；4）对三相交流电源应设断相保护和装置和相序保护装置；5）应设置厅门，轿门电气联锁装置等等。
B、可靠性：
电梯的可靠性也很重要，如果一部电梯工作起来经常出故障，就会影响人们政党的生活和生产，给人们造成极大的不便，不可靠也是事故的隐患，是不安全的起因。
C、舒适感与快速性：
电梯的速度曲线：
电梯作为一种交通工具，对于快速性的要求是必不可少的。
快速可以节省时间，这对于处在快节奏的现代社会中的乘客是很重要的。
D、停站准确性等等。
3电梯的工作过程及输入输出点数
3.1工作过程
电梯整个拖动系统由一台YTD--7.5KW6/24的交流双速电动机作主驱动，一台0.125KW电动机作并关门驱动机。
主电动机双速正反转运行，减速运行，门电机正反转运行。
工作中的电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析后，根据省时、高效的原则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、提前换速、自动开关门停梯消号、自动达曾、检修慢速和保护各种功能。
如电梯停在顶层，第一、第二、第三同时有人呼上，电梯将按最佳的顺序运行，先到一层，然后二层停，再上行到三层停，再上行到四层，这叫反向呼梯，优先为最远服务。
主控运行过程如下，当PC扫描到起动信号时，并加速运行，根据舒适感的要求，起动电阻的切除时间为1s左右，可通过PC的定时器灵活地进行调整，当电梯运行到距本层位置1.6m处时，双稳态开关发出换速信号，PC收到此信号后，切断快速接触器，接通慢速接触器，电梯进行减速过程，一定时间后在进入把性爬行阶段，然后由本层干簧管感应器发出平层信号，PC根据此信号停梯、开门，完成一次主控运行服务。
3.2输入部分
（1）平层换速（占用6个输入点）
用定时器控制平层换速，用前一层的平层信号作定时开始信号，即若在第n层停，就把第n-1层或第n+1的平层信号作定时开始信号。
平层信号由在每层楼设置的一个干簧管、轿厢设置的隔磁板获得。
这种设置优点在于便于扩展更多楼层的控制。
美意次要定时两次，两极换速，第一次定时时间到，牵引主电动机作变级换速，第二次定时时间到，切除电路中的调速电阻，这样的设置是使电梯有更好的舒适感，亦可以节省输入点，减少电缆的敷设，可靠性随之大为提高。
平层换速占6个输入点。
（2）触板（与手动开门共用，占1个输入点）
在有司机的情况下，安全触板不起作用，由司机来保证安全，一旦有危险，就由司机手动开门，解除危险；在无司机的情况下，安全触板起作用，一旦安全触板被压下，轿厢就自动开门，因此安全触板和手动开门可以共用一个输入点。
a）手动关门（占1个输入点）
在有司机的情况下，可以手动关门，，必须设置一个手动关门的输入点。
b）关门到位（占用1个输入点）
开、关门到位的行程开关并接，作一个输入点，可以用开、关到位开关的常开触点串联在这个输入点上来区别开/关门到位信号，以便其控制其他信号，为了确保安全工作，在开关门过程中设定一个定时器，且定时要大于实际时间，作为二级保护，这定时器接在开/关门到位的两支路上起保护作用。
c）下限位开关（占用2个输入点）
上、下限位开关不可能同时动作，因此可以把两个限位开关并联，作为一个输入点，由2条支路的通断来辨认上、下限位。
d）外呼（占用6个输入点）
顶层、基站各需要一个外呼按钮，顶层是下呼，基站是上呼而中间曾既有上呼，又要有下呼因此必须设有3个输入点。
e）内选（占4个输入点）
本方案是为4层楼设计的电梯，必须配置四个内选按钮，占4个输入点（n层占n个输入点）。
f）手动、自动、检修功能选择（占用1个输入点）
电梯的运行状态有手动、自动和检修三中，考虑到输入点有限，可采用三位转换开关，如下面逻辑表所示：
自动
司机
检修
自动
1
0
0
司机
0
1
0
检修
0
0
1
由上逻辑表可知：
因此三种状态都由2个输入点来表达。
检修时要求手动开、关门，这与有司机行驶时所用的手动开、关门相同；有点动上下行控制，与有司机时手动上、下行按钮相同，另外检修时还要求轿厢只能慢速行进。
a）保护安全信号（占用1个输入点）
热保护、超速、超载、欠压这几个信号可以并联起来做一个输入，凡是其中有一个信号发出就必须立即就近停车，切断电源。
b）相序纠正（占用1个输入点）
为了防止相序发生错误，我们选用一个相序继电器，一旦发生差错，就输入一个信号，通过PC软件，自动调整相序。
c）基站钥匙（占用1个输入点）
d）优先服务（占用1个输入点）
管理人员先置“优先服务”状态，再用内选置优先层楼，当服务对象有厅呼时，直驶服务层楼，平层后自动开关，接收内选后，直驶该优先服务楼层。
在此期间，其他外呼、截梯信号均不起作用，只作记忆；优先服务期间，只要优先楼层无外呼，且不正在执行优先服务程序，非优先服务程序仍然照常进行，只有当优先层楼有外呼，才切断（中止）一般服务，只执行优先服务程序，在执行完优先服务程序后，才重新执行一般程序。
3.3输出部分
控制电梯上下行接触器各一个，占2个输出点；
1.故障报警显示信号输出，
2.占用3个输出点；
3.控制电梯上下行接触器各一个，
4.占用2个输
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