四层电梯设计Word下载.docx

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3.3硬件结构………………………………………………………………9

3.4电梯控制系统…………………………………………………………...10

3.5电梯的平层与停层……………………………………………………...10

3.6开关门系统……………………………………………………………...11

第四章电梯PLC控制系统程序设计12

4.1硬件连接……………………………………………………………12

4.2I/O分配……………………………………………………………….…13

4.3梯形图设计……………………………………………………………...14

结束语2.0

参考文献…………………………………………………………..21

第一章设计要求

1.1定向要求

任何类别的电梯，其运行的充分与必要条件之一——“要有确定的电梯运行方向”，因此所有电梯的确定运行方向的控制环节——简称“定向环节”，在所有电梯的整体控制系统中也与电梯的自动开关门控制环节一样，是一个至关重要的控制环节。

所谓电梯的方向控制环节，是根据电梯轿厢内乘客欲往层楼的位置信号或各层楼大厅乘客的召唤信号位置与电梯所处层楼的位置信号进行比较：

凡是在电梯位置信号上方向的轿内或层楼厅外召唤信号，则电梯定上行方向；

凡在其下方向的，则定下行方向。

在方向控制环节中，一般集选电梯必须满足下列几点要求。

（1）轿内指令信号优先于各层楼厅外召唤信号而定向，即当空轿厢电梯被某层厅外乘客召唤到达该层后，某层的乘客即可进入电梯轿厢内而揿按指令按钮令电梯定上行方向（或下行方向）；

若该乘客虽进入轿厢内且电梯门未关闭而尚未揿按指令按钮前（即电梯尚未定出方向），出现其他层楼的厅外召唤信号时，如此召唤信号指令电梯的运行方向有别于已进入轿厢内的乘客要求指令电梯的运行方向，则电梯的运行方向应由已进入轿厢内的乘客要求而定向，而不是根据其他层楼厅外乘客的要求而定向。

这就是所谓的“轿内优先于厅外”。

只有当电梯门延时关闭后，而轿内又无指令定向的情况下，才能按各层楼的召唤信号的要求而定出电梯运行方向，但一旦定出电梯运行方向后，再有其他层楼的召唤信号就不能更改已定的运行方向了。

（2）要保持最远层楼召唤信号所要求的电梯运行方向，而不能轻易地更改，这样以保证最高层楼（或最低层楼）乘客的乘用电梯，而只有在电梯完成最远层楼乘客的要求后，方能改变电梯运行方向。

例如，电梯在一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。

电梯到达二楼停站，下客后继续向上。

如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。

（3）电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号定向，同向信号先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。

例如，电梯三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。

如用信号排队方式，则电梯下行至二楼

—上行至四楼—下行至一楼。

而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼、一楼—上行至四楼。

显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。

（4）具有同向截车功能。

例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向上，则当电梯到达三楼时停站顺路子载客；

如果呼梯信号为呼梯向下，则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。

1.2自动门控制要求要求

电梯自动门分为轿厢门和厅门，轿厢门封住轿厢的出入口，它有装在轿厢顶上的的自动开门机构带动；

厅门封住井道的出入口，由轿厢门带动，因此又称为被动们。

由于轿厢门和厅门总是联动的，所以开、关门是指两门的同时开或关动作。

（1）电气联锁：

厅门、轿门关好后电梯才能运行。

（2）自动开关门：

电梯平层后应自动开门，如果门打开一段时间（5-10秒）仍无人乘梯或呼叫，门将自动关闭；

（3）手动指令开关门：

乘客在轿厢内按下开门按钮时应开门，按下关门按钮时应关门；

（4）安全防夹：

门在关闭过程中碰撞或夹住障碍物时，应立即打开；

（5）本层开门：

电梯停层时，如果有人在当前层呼叫，电梯应开门迎接乘客；

1.3状态显示

轿厢位置要求用七段数码管显示，上行、下行用上下箭头指示灯显示。

第二章交流电梯的基本结构

电梯的基本结构按照位置，可分为机房、井道、轿厢和厅门四大部分

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图2.1电梯的整体结构

2.1机房部分

机房设在顶层，在井道的上方，机房部分包括拽引机、控制屏和限速器等。

（1）拽引机

拽引机是电梯的驱动机构，它包括拽引电动机、电磁制动器减速器和拽引电动机为电梯专用YTD系列双速电动机。

减速器采用蜗轮蜗杆减速。

拽引轮是V型或轮挂着对重，当轿厢上升时同，对重下降，反之当轿厢下降时对重上升，轿厢与对重要在井道中各自的导轨内滑动。

（2）控制屏控制屏上装有电梯电气控制系统的大部分电器，包括熔断器、接触器，各种继电器、变压器、整流器及各种阻容元件等。

（3）限速器限速器是电梯专用的一种安全保护装置，通常使用离心甩块夹绳式限速器。

2.2井道部分井道是电梯轿厢垂直运动的通道，在井道里安装有轿厢和对重的导轨，缓冲器，以及各种控制和保护用的电器。

——极限开关，楼层感应器，平层隔磁板等。

2.3轿厢部分电梯的轿厢部分包括轿厢体，安全钳，轿厢门的自动开关装置，平层和层楼信号装置，以及轿厢渺无人烟操纵屏和指示灯。

（1）轿厢体轿厢是指电梯用来载动运乘客或货物的装置。

包括厢架、厢体、厢门。

（2）自动开关装置

开关门及电机开关门控制装置轿厢门由电动机拖动，能自动开关，开关门电动机采用直流电动机。

（3）平层和楼层信号感应器装置，

从电力拖动自动控制的角度来看，电梯是垂直运行按行程位置进行控制的电气设备，而向控制电路发出楼层和平层的位置信号的装置是永磁感应器。

平层感应器一般用永磁感应器，他和换速感应器结构相同，均由干簧管和永磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，

触点1—2之间相当于一组动断触点，2—3之间相当于一组动合触点。

由于干簧管装在永久磁铁旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点1—2断开，而动

合触点2—3断开。

用永久磁感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。

发出平层信号的平层感应器装在轿厢上，装在上面的是平层感应器，装在两者中间是开门感应器。

三个感应器随轿厢上下运动，而平层隔磁板则固定在井道中，当轿厢到达停层位置时，平层隔磁板插入三个感应器中间，则轿厢的底版正好与楼面地板平齐。

楼层信号感应器的原理与此相同，不同的是停层隔磁铁板装在轿厢顶上随轿厢运动，而楼层感应器则固定在井道中（每层一个）。

（4）轿厢内操纵屏和指示灯在轿厢上装有操纵屏，上面装有选层按钮和各种控制按钮。

在轿厢门上有指示灯，用以指示轿厢所在的楼层数。

2.4厅门部分

厅门部分主要有厅门，厅门外的召唤按钮和指示灯。

（1）厅门厅门是指每一楼层的电梯门，厅门平时应是关闭的。

而且从外面不能打开。

厅门本身没有开关门的动力。

当电梯轿厢到达一层楼时，由轿厢门上的拔叉插入厅门上的两个渡轮之间，带动厅门与轿厢一起开、关。

（2）厅门外的呼唤按钮和楼层信号指示灯在厅门的门框旁，装有两个按钮，用来发出呼唤电梯信号，一个是上呼唤按钮，一个是下呼唤按钮。

交流双速电梯电气控制系统由拖动电路部分,直流控制电路部分,交流控制电路部分,照明电路部分,厅外召唤电路部分,以及指示灯信号指示电路。

交流双速电梯电气控制系统按电路功能分为自动门的开关电路,轿厢指令控

制与厅外招呼控制电路,指层电路与定向控制电路,电梯的启动加速与减速平层电路等.各电路之间的控制关系。

正是上述电路的相互配合,曳引电动机按指拧启动正转、反转、加速、减速、等速、制动、停止来实现电梯各种工作状态的运行。

第三章电梯PLC控制系统的组成

电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。

电梯的电气系统包

括电力拖动系统和电气控制系统两大部分。

电力拖动系统有各种交流的和直流调速系统。

电气控制系统现在已逐渐采用可靠性更高、通用性更强的可编程控制器和微型计算机控制系统。

3.1电力拖动

电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。

由于所设计的只是一个教学模型，梯速低于1.5m/s,所以只要能实现电机的正反转即可，而不必考虑电机的机械特性。

制动时为满足准确停层的需要，定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。

故在制动过程中采用了三档延时切换控制。

3.2电气控制

电气控制部分又称控制电路，它是电梯控制系统的核心。

它包含两部分拖

动控制电路和信号控制电路。

拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。

可以

是接触器线圈及其相关的控制电路，也可以是电力电子器件的门极控制电路，对于有速度闭环控制的系统，还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。

信号控制电路与拖动的方式关系不大，主要与程序能够实现的功能有直接的关系。

因此，不同的拖动方式的电梯可以采用同一信号控制电路。

系统控制核心为pic主机，通过pic输入接口送入pic.由存储器的pic软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向主拖动系统发出控制信号。

具体的电梯控制信号原理如图所示。

图3.1信号控制系统框图

3.3硬件结构

可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术

和通信技术融为一体而发展起来的崭新的工业自动控制装置。

PLC以基本代替传

统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，它已跃居工业自动化三大支

柱的首位。

PLC控制系统的硬件是由微处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出（I/O）单元、电源单元及外围设备等组成硬件结构如图3.2所示。

系统的规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。

灯

图3.2PLC硬件结构

3.4电梯控制系统

电梯控制系统主要由变频调速主回路、输入输出单元以及PLC单元构成，

由如图3.3所示，PLC用来完成对电梯曳引电机及开关门机的起动，加减速，停止，运行方向，楼层显示，层站召唤，轿箱内操作，安全保护等指令信号进行管理和控制功能。

3.5电梯的平层与停层

平层与停层时使上行或下行接触器KM7或KM8断电释放，切断拽引电动机和电磁制动器线圈电路，实现制动抱闸，电梯停于某一层站。

平层是指电梯平层时，轿厢底与层站地面在同一水平面上，这样便于乘客的进出。

为了保证电梯的平层准确度。

通常在轿厢顶设置平层器。

平层器由三个干簧感应器构成，由上至下分别为上平层感应器，门区感应器和下平层感应器。

隔磁铁板

F簧管磁感线永久磁铁j磁感线

触点3

触也

图3.4干簧感应器结构原理示意图

干簧感应器的结构和工作原理图如图3.4所示，它由干簧管和永久磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点1

—2之间相当于一组动断触点，2—3之间相当于一组动合触点。

由于干簧管装在永久磁铁的旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点1—2断开，而动合触

点2—3闭合（图3.4（a））当隔磁铁板插入干簧管与磁铁之间（图3.4（b））时,簧片复位，其动断触点1—2闭合，动合触点2—3断开。

用永磁干簧感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。

3.6开关门系统

（1）开门过程。

当电梯主拖动控制系统PLC向门机控制系统发出开门指令时，门机控制系统中的PLC首先判定电梯应处于停止运行状态。

当开门条件具备时，向变频器发送运行命令，门电机快速运行，电机运行过程中旋转编码器

将脉冲反馈给门机PLC，门机PLC对脉冲进行计数，在门机PLC的存贮器中设定有减速点值。

当两者相等时门机PLC控制变频器使电机减速，直至电梯门完全打开。

当开门过程中门机控制系统又收到关门指令时，门机PLC控制电机作

反方向运行，同时旋转编码器反向计数。

（2）关门过程。

此过程和开门类似，当电梯控制柜向门机控制系统发出关门指令时，门机控制系统中的PLC首先判定是否具备关门条件，具备条件时向变频器发送运行命令，门电机运行。

当门机PLC中的计数脉冲和门机PLC的存贮器中设定的值相等时，门机PLC控制变频器使电机进行速度转换，完成关门过程。

当关门过程中因为有人碰撞安全触板或按动开门按钮时，电梯控制系统会向

门机控制系统发送开门指令，此时门机将停止关门过程，进入开门过程。

第四章电梯PLC控制系统程序设计

4.1硬件连接

SQ2

SQ1

SQ4

SQ3

——SQ6

SQ5

d-«

SB14

SB13i.ISB12L—JSB11

SB9

SB6

彳ISB5

凸二SB4

SB3

iSB2

11SB1

0000000000000

65

XX

321XXX

000Go

仃2021R5

YYYtY

00G

Y2

-o

COM

Y0

o

£

24V

Y1

COM3

1

4.2I/O分配

本系统有19个输入信号，18个输出信号及现有设备，所以选用FX2N—48MR的PLC,I/O有20%的扩展空间。

输入定义

输入点

输出定义

输出点

一层上呼按钮SB1

X0

开门KM1

二层上呼按钮SB2

X1

关门KM2

二层下呼按钮SB3

X2

上行KM3

三层上呼按钮SB4

X3

下行KM4

Y3

三层下呼按钮SB5

X4

上行箭头灯LU

Y4

四层下呼按钮SB6

X5

下行箭头灯LD

Y5

开门按钮SB8

X6

七段数码显示

a

Y6

关门按钮SB9

X7

b

Y7

速度继电器常开触点KS

X10

c

Y10

一层行程开关SQ1

X11

d

Y11

二层行程开关SQ2

X12

e

Y12

三层行程开关SQ3

X13

f

Y13

四层行程开关SQ4

X14

g

Y14

开门限位开关SQ5

X15

减速制动KM5

Y15

关门限位开关SQ6

X16

一层指示灯F1

Y16

梯内呼一层按钮SB11

X17

二层指示灯F2

Y17

梯内呼二层按钮SB12

X20

三层指示灯F3

Y20

梯内呼三层按钮SB13

X21

四层指示灯F4

Y21

梯内呼四层按钮SB14

X22

4.3梯形图设计

二层上呼

三层上呼

M4

四层下呼

12

20

X12-

一层上呼

二层下呼

xi3

3

斗4

三层下呼

M21

内呼一层

32

22

内呼二层

36

24

内呼四层

40

电梯上行箭头灯

电梯下行箭头灯

七段码a段

204一_

七段码b段

209—-

七段码c段

213

七段码d段

216

218

220

七段码e段

七段码f段

224

226

228

230

七段码g段

一层指示灯

二层指示灯

三层指示灯

四层指示灯

设计总结

在这次毕业设计的过程中，我要感谢指导老师方龙给予我的帮助，提供的相关资料，对我的毕业设计作品给予的指导和支持。

使我顺利圆满的完成了此次毕业设计。

此次设计的过程中遇到了很多的困难，电梯的控制过程比较多，包括轿厢内外都有呼叫信号，楼层还得有检测信号，关于电梯门的开合以及紧急按钮，楼层需要相应的数码管显示及指示灯显示灯等。

过程虽然比较复杂，但经过一定时间的资料查询和同学之间的相互帮助，再加上老师的认真指导，对于完成此次毕业设计都付出了很大的努力。

过程虽然是复杂的，但是还是得到了比较满意的结果。

通过此次毕业设计，我对PLC有了更加深刻的认识，对于PLC编程也更为熟悉。

不仅如此，在查询资料的过程中，关于继电器控制电梯的方法也有所涉猎，从而获得了更广泛的知识。

我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。

另外，也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。

此次毕业设计虽然完成了电梯控制的一些基本的要求，但还是有一些的不足之处，关于电梯功能的设计也不是很完美，应该还有一些扩展项目可以做，但由于能力有限没有完成，以后一定要努力的学习，尽可能的使其获得较好的完成。

毕业设计中暴露出的一些问题，提醒我以后要认真对待工作，要严谨求实，更加努力的学习，拥有更多的知识后才能有更大的能力为社会做贡献。

参考文献：

（1）李建兴.可编程序控制器应用技术机械工业出版社

（2）王建.张宏.三菱PLC入门与典型应用中国电力出版社

（3）刘建华.张静之.三菱FX2N系列PLC应用技术机械工业出版社