机械毕业设计24电梯设计说明书

设 计 者： 班 级：电子信息工程系 001 班 指导教师： （副教授） 设计时间： 2003/5-2003/6 2 目 录 1 前言 3 2 设备简介 4 3 总体设计方案 8 4 硬件电路设计 9 4 1 主电路设计 9 4 2 PLC 控制电路设计 10 4 3 控制电路 18 4 4 控制面板 19 4 5 参数的计算和元器件选择 22 4 6 元器件清单 33 5 软件设计 35 6 结束语 49 参考资料 附：程序清单 3 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。 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。 1889 年奥的斯公司在纽约试制成功第一台电力驱动蜗轮减速的电梯，这一设计思想为现代化的电梯奠定了基础，它的基本结构至今仍被广泛使用。 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。 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系统。 4 2 设 备 简 介 2 1 设备要求 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。 2 2 拖动系统 （ 1）、电动机驱动 1 单、双速交流电动机； 交流单、双速交流电动机拖动系具有结构紧凑、维护简单的特点，又采用开环控制方式，线路简单，价格较低、因此得到了广泛的使用。还采用涡流制动、能耗制动等方式用于交流电梯上，由此可得到满意的舒适感和平层和准确度，因而更增 5 加了它的普遍适应性。 2 交流电动机定子调压调速 ； 交流调速性能可以与直流调速相媲美。交流调速系统具有以下几个主要优点：交流电动机特别是笼型异步电动机的价格远低于直流电动机；交流电动机不 易出故障，维修简单；交流电动机的使用场合没有限制；交流电动机的单机容量远大于直流电动机。 3 直流发电机的电动机、晶闸管励磁 ； 直流发电机的电动机虽然具有维护麻烦，价格较高缺点，但是它的调速性能好，能获得宽范围和平滑的调速，因此很久以来一直被用在调速指标较高的各种工作机械上。此外直流电动机也较高的控制精确度、灵敏度和快速性，所以得到了广泛的应用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。 4 晶闸管供电拖动系统 ； 晶闸管也称可控硅，它是一种大功率半导体器件。具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长及使用维护方便等优点。由于晶闸管大多工作于断续的非线性周期工作状态，产生的大量谐波会对电网产生不良影响，造成干扰源；过载能力隔阂抗干扰性能较差、控制电路复杂等。同时按它 的变换功能来分，可分为可控整流、交流调压与调功、逆变与变频、斩波调压、无触点功率开关。 5 VVVF 变频调压调速拖动系统 ； 各种交流调速技术在工业领域得到广泛应用的同时，电梯的交流调速系统也日趋完善。交流变压变频调速电梯也称为 VVVF 电梯， VVVF 电梯速度调节平滑，呢感获得十分良好的乘坐舒适感；能明显地降低电动机的启动电流。与其他类型交流调速系统相比，其性能最好，运行效率最高，可以节能 30% 50%。在 80 年代初期，日本开发出 VVVF 电梯。现在， VVVF 调速技术已被用于快速、高速和超速电梯。 （ 2） 液压驱动 ； 液压传动易于获得很大的里或力矩；易于在较大范围实现无级变速；传动平稳，便于实现频繁换向和自动防止过载 ；便于采用点液联合控制以实现自动化；机件在油中工作，润滑好，寿命长；液压元件抑郁实现系列化、标准化、通用化； 6 所以在各个工业部门得到了广泛的应用。但是由于泄露不可避免，并且油有一定的可压缩性，因而传动速比不是恒定的，不适于作定比传动；漏油会引起能量损失（称容积损失），这是液压传动中的主要损失。此外还有管道阻力及机械摩擦所造成的能量损失（称机械损失），所以液压传动的效率较低；液压系统产生故障时，不易找到原因。 （ 3） 气压 ； 气压传动以空气为工作介质，不仅易于取得，而且用后可直接排入大气，处理方便，也不污染环境 ；因空气的粘度很小（约为油的 1/104），在管道中流动时的能量损失很小，因而便于集中供气和远距离输送；气动动作迅速，便于调节，维护简单，不存在介质变质及补充等问题；工作环境适应行好，无论在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，还是在食品加工、轻工、纺织、印刷、精密检测等高净化、无污染场合，都具有良好的适应行，且工作安全可靠，过载能自动保护；气动元件结构简单，成本低，寿命长，易于标准化，系列化和通用化。但是由于空气具有较大的可压缩性，因而运动平稳行较差，而且工作压力低，不易获得较大的输出力或转矩； 有较大的排气噪声。 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 3 控制系统 （ 1） 继电器 接触器控制系统 ； 该系统是当前国内许多电梯厂家正在大量生产、使用的一种电梯控制系统。该系统具有动合触点易模损，且电接触不良，易出故障。动合触点断开和闭合缓慢，即有机械的和电磁的惯性影响存在。体积大，是控制屏占用机房面积大，使得机房面积扩大。控制系统耗能大、动作噪声大。维修保养工作量大， 7 费用高。与其它控制系统相比有简单、易于理解和掌握的优点。但总的与其他系统相比，具有较多的缺点，因此继电器 接 触器系统只应用于电梯速度不高，性能要求也不高的场合。 （ 2） 微型计算机控制系统 ； 随着半导体集成电路的出现和发展，尤其是 70 年代末至 80 年代初，微处理起开始在各个领域获得了广泛的应用，国外先进的工业国家已成功地把各类微机技术应用于电梯控制系统中，并取得了相当惊人的成就。电梯的微机控制系统实质上是使控制算法不再有硬件逻辑完成，而是通过程序存储器中的程序指令完成的控制系统。因此对于有不同功能要求的电梯控制系统，只要改变程序存储器中程序指令即可，而无需变更或增减硬件系统的元件或布线。因此，十分方便于使用 、管理，提高系统的可靠性，减小了控制系统体积、降低了能量消耗及其维修保养费用。 微型计算机控制系统是以微型计算机为核心部件的自动控制系统或过程控制系统，作为当今工业的主流系统，已取代常规的模拟检测、调节、显示、记录等仪器设备和很大部分操作管理的人工职能，并具有较高级复杂的计算方法和处理方法，使受控对象的动态过程按规定方式和技术要求运行，以完成各种过程控制、操作管理等任务。同时它可分为五种类型，即计算机操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督计算机控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统。 （ 3） 可编程控制器 PC / PLC 控制系统 。 可编程控制器是专门为工业控制应用而设计制造的通用控制器。它将传统的继电器控制技术与计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，得到广泛的应用。在应用范围方面，它可以实行逻辑控制，计数控制，步进（顺序）控制， PID 控制，数据控制，通信和联网。在它的发展趋势来看，它在缩小与工业控制计算机之间的差距，采用表面安装技术，丰富 I/O 模块，编程语言，网络功能等方面都有重大的发展。 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。国内大多的电梯厂家选用第二种方法，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 8 简单、成本低廉等优点正好弥补了微机控制系统的不足。 2 4 工作过程 电梯整个拖动系统由一台 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。 本设计采用交流双速电动机拖动系统和可编程控制器 PLC 控制系统。 3总体设计方案 本设计交流双速电梯采用变极调速系统，是较为简单的调速系统，其控制线路简单，配套元件少。该系统靠回馈制动 实现减速，它将高速运行时积蓄的能量以电能的形式回馈给电网，所以它是一种最经济的调速方案。由于本设计是为四层办公楼而设计的，它所采用的系统为： 1 设计采用 PX2-64MR 型 PLC 控制，输入点为 31 个，输出点为 18 个。该 PLC 系统可实现指层、轿内指令登记与消号、厅召唤指令登记与消号、自动选项、换速等电梯基本运行逻辑控制功能。 而 PLC 控制系统的一般组成： A 检测装置 ：在每层楼中装有位置检测装置，以测定平层和换速。 在厅门和轿门上装有到位开关。 B 执行机构 ：利用 PLC的内部结构，将采集的信号通 过预定的程序进行控 9 制。 C 操作系统 ：在厅外和轿内装有控制按钮，进行楼层的选择；在轿厢顶和机房内装有检修及控制按钮，以便进行控制电梯的紧急情况。 D 显示装置 ： 在大厅和轿厢内都有显示灯来显示电梯的运行状况，每一层楼都有其对应的显示灯来显示电梯此时的所在位置及上 /下行的运行指示；还有优先层楼显示及报警指示。 其框图如下（图 3、 1） 输入电路输出电路操作系统检测装置工作过程 工作过程执行机构显示装置编程器PLCCPU图 3。 1 2 拖动系统 该电梯采用交流拖动，升降电机为交流双速电机，具有正反转运行及减速运行；门电路为一台 0.125KW 的交流电动机，具有正反转，开关门时具有缓冲装置；电梯运行速度为 1m/s。 3 换速、楼层记数、平层信号 4 硬件电路设计 4 1 主电路设计 当可编程控制器发出控制信号到 KM1、 KM10 时， KM1、 KM10 通电，电梯串电阻快速启动； 1S 后 KM9 通切除电阻电梯进入了高速运行状态。当电梯运行到距本层 1.6m 处时，换速装置开关发出信号，使 KM1、 KM9 及 KM10 断同时接通 KM2、 KM8 使电梯进入慢速运行，一定时间后切断 KM8 电梯进入串阻爬行状态。停梯时接通 KM3 使电梯门打开。 在电路中还有许多 的保护措施，当电压过低时，欠压继电器就切断电路。 10 同时当相序发生错误时，相序继电器马上工作，对错误的相序进行纠正等方面。 绘制主电路图如下（图 4、 1）： F U 1F U 2F U 3C1C2C3F U 4F U 5F U 6F U 7F U 8F U 9F U 10F U 11F U 12L1K M 3 K M 4K M 10K M 5K M 6K M 5K M 6U 热继电器整电值一般为被保护电动机额定电流的 1.0倍 27 热元 件调节范围应在热元件额定电流的约 60 100%之间，根据实际需要调节。 热继电器的工作环境温度与被保护设备温度的差别不应超过 15 25 IN=（ 1.1 1.25） INOM =（ 1.1 1.25） 23 = 25.3 28.75（ A） 故选用 JR16-60/3 JR 16型热继电器的主要技术数据如下（表 4。 5。 6）： 型号 额定电压（ V） 额定电流（ A） 相数 热元件 断相保护 温度补偿 触头数量 最小规格 （ A） 最大规格（ A） 档数 JR 16 380 20 3 0.25 0.35 14 22 12 有 有 1常开1常闭 60 14 22 40 63 4 150 40 63 100 160 4 表 4。 5。 6 满足要求。 4 5 6 按钮的选用 （ 1） 按钮颜色的含义 红 停、开断。 率或黑 起动、工作、点动。 黄 返回的起动，移动出界、正常工作循环一开始时可抑止危险的情况。 白或蓝 表示其他功能。 （ 2） 主要技术参数 、 额定电压：用于交流 50Hz和 60Hz380V、 660V和直流 220V、 440V等。 、 额定发热电流：一般有 5A、 10A等。 、 额定控制容量：如交流 300VA、直流 600VA。 28 、 机械寿命：随结构不同而异一般为 10万次至 300 万次以上。 、 电寿命：通常交流 60万次、直流 24万次。 选用 LA19 11A/D 型按钮 LA19 11A/D型按钮的主要参数如下（表 4.5.7）： 型号 型式 触头数量 信号灯 钮的颜色 额定电压、电流和控制容量 常开 常闭 电压（ V） 功率（ W） LA1911A/D 带指示灯 1 1 6 1 红、率、 白、黑 电压： 380V 220V 电流： 5A 容量： 300VA 60W 表 4。 5。 7 满足要求。 4 5 7 低压断路器的选用 低压断路器的选用原则： 、 断路器的额定工作电压大于等于线路额定电压。 、 断路器的额定电流大于等于线路计算负载电流。 、 断路器的额定短路通断那能力大于等于线路中可能出现的最大短路 电流，一般按有效值计算。 、 线路末端单相对地短路电流大于等于 1.25倍断路器瞬时（或短路） 脱扣器整定电流。 、 断路器欠电压脱扣器的额定电压等于线路额定电压。 、 断路器的分励脱扣器的额定电压等于控制电源电压。 、 电动机传动机构的额 定工作电压等于控制电源电压。 因为主电路的 UN为 380V所以选 UN=380V 的 (三极 )； 又 IOP=(1.25-1.3)IST。 MAX+ IM。 N 式中 IST。 MAX为最大启动电流 IM。 N为所有电动机的额定电流之和 故 IOP=(1.25-1.3)(4X23+23+1.3) 29 =145.4-151.2A 取 160A 又 IN IOP所以 IN取 200A 。综上所述 选用 DZ20Y 200 DZ20Y 200型低压断路器的主要技术数据如下（ 表 4.5.8）：满足要求 型号 额定电流（ A） 机械寿命 /电寿命（次） 过电流脱扣器范围（ A） 短路通断能力 交流 直流 电压（ V） 电流（ A） cos 电压（ V） 电流（ A） 时间常数（ S） DZ20Y200 200 8000/2000 (100)、125、160、180、200、（ 225 ） 380 25 0.25 220 20 0.01 表 4. 5. 8。 4 5 8 行程开关的选用 根据计算选用 JLXK1 311型 JLXK1 311型行程开关的主要技术参数如下（表 4.5.9）：满足要求。 型号 型式 额定电压（ V） 额定电流（ A） 触头数目 触点转换时间（ s） 交流 直流 常开 常闭 JLXK1 311 直动防护式 500 440 5 1 1 0.04 表 4.5.9 4 5 9 钥匙开关的选用 可选用 LA18 22Y型号 LA18 22Y的主要技术参数如下（表 4.5.10）：满足要求。 30 型号 型式 触头数目 额定电压（ V） 额定电流（ A） 额定控制容量（ VA 或 W） 钮的颜色 常开 常闭 LA1822Y 钥匙式 2 2 交流380V、直流 220V 5 交流 300、直流 60 锁心本色 表 4.5.10 。 4 5 10 转换开关的选用 可选用 LW12 16D型 LW12 16D型的主要技术参数如下（表 4.5.11）：。 型号 额定电压 （ V） 约定发热电流（ A） 操作方式 手柄操作位 置 操作频率 /h-1 LW1216D AC： 380 DC： 220 16 定位型 0、 45 300 表 4.5.11 满足要求 4 5 11 报警 器的选用 可选用 DDJ1型 DDJ1型报警器的主要技术参数如下（表 4.5.12）：满足要求。 型号 额定电压等级 音响强度 视在功率 持续时间 DDJ1 AC36V 90 40VA 5min 表 4.5.12 4 5 12 指示灯的选用 可选用 AD1 16/10 直径 16mm 额定电压 Un=6.3V 额定功率 Pn=1W 灯泡型号 XZ 6.3 灯头型号 E10/13 31 选用 DDJ1 额定电压等级 AC36V 音响强度 90 视在功率 40VA 持续时间 5min 4 6 元器件清单 4 6 1 主电路元器件清单（表 4。 6。 1） 代号 名称 型号 图中代号 数量 1 低压断路器 DZ20Y-200 QS 1 2 熔断器 RL1-60/50 FU1 FU3 FU7 FU9 6 3 熔断器 RL1-15/4 FU4 FU6 3 4 熔断器 RL1-15/6 FU12 1 5 交流接触器 CJ10-40 KM1， KM2 KM5 KM10 8 6 交流接触器 CJ10-5 KM3， KM4 2 7 热断电器 JR16-60/3 FR1， FR2 2 8 交流双速电机 YTDT225M1-4/16 M1 1 9 门电机 YDF-211 M2 1 10 控制变压器 BK-300 380/220-6.3-36 TC 1 11 启动电阻 RX-5000-1.8 R4 R6 3 表 4.6.1 32 4 6 1 控制电路图元器件清 单（表 4。 6。 2） 代号 名 称 型号 图中代号 数量 1 按钮 LA19-11A/D SB1-SB14 13 2 行程开关 JLXK1-311 SQ1-SQ9 9 3 钥匙开关 LA18-22Y SB13 1 4 转换开关 LW12-16D SA 1 5 热继电器 JR16/60 FR 1 6 相序继电器 LA19-11A/D KA1 1 7 交流接触器 CJ10-40 KM1 KM10 10 8 指示灯 AD1-16/10 HL1-HL9 33 9 报警器 DDJ1 HA 1 10 交流接触器 CJ10-40 KM5， KM6 2 11 电阻 50， 1W R1 R8 8 12 电容 0.47F,500V C1 C8 8 表 4.6.2 33 5 软件设计 5 1 梯形图设计 M 1 0 3X0X1M 1 0 4X2M 1 0 5X3M 1 0 6X4M 1 0 7X5M 1 0 8Y3Y2Y1Y1Y1Y0M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8外呼梯形图一 1外呼（梯形图一） 当按下一楼上升按钮时，继电器 M103 得电自保。 M103 信号的消除，是在电梯来到一楼时有层楼信号 Y0切断，同样的道理当电梯在二楼上升、二楼下降、 34 三楼上升、三楼下降、四楼下降的信号记忆和消除都是有各 自继电器和对应层楼信号来实现的。 2 换速控制 （如梯形图二） 电梯开始工作时就接通 Y6，同时接通定时器 T10，定时器定时时间到达稳速，当换速信号 Y5 到来时，其常闭触点切断 Y6 接通 Y10，同时接通定时器T11，其定时时间到时就接通 Y11，电梯进入爬行状态。换速完毕时，换速信号的切除是靠上、下行或停止、平层信号来实现。 3 优先服务电路（如梯形图三） 当电梯需要做优先服务时，首先由管理人员置电梯工作状态于优先位置，然后再用内选按钮置好优先层楼，在梯形图二中 M212 为优先一楼， M213 为优先二楼， M214 为优先 三楼， M215 为优先四楼。管理人员设置好优先层楼后，优先层楼有外呼信号时，电梯先服务优先层楼，然而此时有一般服务外呼信号电梯对其只作记忆，不做应答，只有当执行完优先服务后再执行一般服务。 4 内选信号和平层显示（梯形图四），当有人按下四楼的内选按钮 X11 时，辅助继电器 M116 得电自保，当电梯到达四楼平层信号 Y3 来到后，内选信号自动切除， M113、 M114、 M115 得电记忆与其失电消除的工作原理一样；层楼信号，当电梯平层后，轿厢上的隔磁板插入感应器，干簧管常闭触点闭合。如电梯到二楼时， X13 闭合，使继电器 Y1 得 电自保，层楼信号的消除是靠下一层楼信号按理消除的， 如一楼靠二楼信号 X13，四楼靠三楼的 X14，二楼上行时靠三楼的 X14，下行时靠一楼 X12，三楼上行时靠四楼的 X15，下行是 4 靠二楼的 X13 来消除。 5 开 /关门（如梯形图五） 电梯平层后，处于停止状态时， Y0、 Y1、 Y2、Y3、中有一个是闭合的， 而且 Y4、 Y5 都断电。其常闭触点闭合以后使 Y12得电，门电机正转，打开轿厢门，开门到位后 M100 接通，其常闭触点切断 Y12、开门停止；接通定时器 T40，若定时时间到，则接通关门线圈 Y13，于是门电机反转关门到位后， 切除 Y13，则门电机停转，开 /关门到此完成。时间内若无服务信号，即无外呼又无内呼，则定时器 6 a 换速信号（如梯形图六）当电梯处于上行状态时满载 1 2 层楼间时Y0 常开触点闭合， Y4 闭合，若有二楼内选，则下和、个换速有效，准备换速。同理，电梯从楼时需过了三楼后换速才能有效。楼时需过了二楼才有效。、楼时来个换速信号就有效，楼时来两个信号有效，准备换速。当电梯处于下行时 Y5 闭合，电梯从 4 3，第一个换速信号来到时换速开始。电梯从 4 2 楼时，只有当电梯经过三楼， Y2 闭合才能接收换速信 号当电梯从 4 1 楼时，只有二楼、三楼 Y2、 Y1 都闭合才能接收换速信号。当电梯从 3 2 楼时，只有当第二个换速信号有效。 3 1 楼时，在 Y1 闭合时有效。 2 1 楼时，第一个换速信号来到时换速继电器 M39、 M40 得电，进行换速。 b 这一部分属于顺向截梯时得换速。当电梯执行从 14 楼的服务时，处于12 中间时，若 2 楼有外呼，电梯应接收第一个换速信号，在 2 楼停，若 3 楼有外呼，电梯应接收第二个换速信号，在 3 楼停同理，当电梯执行从 41 的服 35 务时，有 2 或 3 楼的外呼时，电梯应 X16 的到来是，接通 M39、 M40 进行换速，停梯。 3）这 一部分是反向截梯时的换速。 Y4Y5Y6T 1 0Y7Y4Y5Y 1 0Y 1 1M 4 0Y 1 0 Y6Y 1 0Y6M 4 0 Y6Y6Y6 Y4Y5Y 1 1T 1 1Y 1 0Y7T 1 0T 1 1K 1 0K 1 0换速控制梯形图二 7 相序更正电路（梯形图七） 当相序发生变化时，三相异步电动机就会反转，即原来状态为上行，相序改变后，变为下行：原先状态为下行，相序发生变化后，状态变为上行。因此，当相序发生变化后，只须把原来的状态切断，接通与之相反的运行状态控制接触器，如原先为上行运行状态，则相序改变后，应切断上行 Y4，接通下行 Y5。 8 超时驶回基站（如梯形图七） 当电梯服务完毕一次时，若不在基站，那么在定时时间到电后电梯自动驶回基站。 36 MRC M 1 1 2X21X22X23X24X25M212M213M214M212M213M214M215M112M112X0Y0Y1Y2Y3M120M212X1X2M213M120M122M122X3 M215Y3M121M121Y0Y1Y2X1X2M214 M213M213X1X2Y0 Y1M213M214M214M114M115M116Y1Y2Y3M212M215M115M116Y2Y3M213M128M129M130M214M215M116 Y3M113M114Y0Y1Y2M115M113M114M113Y0Y2Y0M214M213M131M132优先服务程序 37 梯形图三 X6M 1 1 3X7M 1 1 4X 1 0M 1 1 5X 1 1M 1 1 6Y3Y2Y1Y0 M 1 1 3M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6内选X 1 2Y0X 1 3Y1X 1 4Y2X 1 5Y3X 1 4X 1 3 X 1 5X 1 2 X 1 4X 1 3Y0Y1Y2Y3平层显示梯形图四 38 开/ 关门X1Y0Y1Y2Y3Y4 Y5X2X3X4X5X6X7X 1 0X 1 1Y 1 3Y 1 2Y 1 3Y 1 2Y 1 3M 1 0 0M 1 0 1M 1 0 2X 3 0X0M 1 0 1X 1 7M 1 0 0M 1 0 1M 1 0 2Y 1 2Y 1 3T 6 0T 6 1K 2 0K 2 0K 2 0T 4 0X 3 0T 4 0X 1 7M 1 0 0M 1 0 0Y 1 3T 4 0Y7X 3 1梯形图五 39 Y0Y1Y2Y3M 1 1 4Y0Y0 Y1 M 1 1 6M 1 1 5M 1 1 5Y4Y5Y2 Y3 M 1 1 4Y1 Y2 Y3 M 1 1 3M 1 1 5 Y0 M 1 0 4M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 1 6M 1 0 8M 1 1 6Y0 Y1M 1 0 6M 1 0 8M 1 1 6M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 1 3M 1 1 4M 1 0 3M 1 1 3M 1 0 3M 1 1 3Y3 Y2M 1 0 5M 1 0 3M 1 0 5Y4M 1 0 4 M 1 0 6 M 1 0 8M 1 0 7M 1 0 4M 1 0 6M 1 0 8X 1 6M 4 0M 3 9 Y5Y5M 1 0 5 M 1 0 7 M 1 0 3Y3M 1 0 7M 4 0M 3 9换速信号梯形图六 40 相序更正MC N0 M 1 6 0M C R N0N1MC M 1 6 1M C R N1M 2 0 3M 2 0 4M 1 6 0M 1 6 1M 1 6 0M 1 6 1Y 1 4Y 1 5Y4Y5Y4Y5N0N1M 1 6 0M 1 6 1X 2 0X 2 0X 2 0X 2 0超时返回基站Y0Y1Y2Y3M 1 0 3 M 1 0 4 M 1 0 5 M 1 0 6 M 1 0 7 M 1 0 8 M 1 1 3 M 1 1 4 M 1 1 5 M 1 1 6T 4 5 6K 9 0 0 0梯形图七 41 X0X1X2X3X4X5X36M221M201M110X35T 60T 61M110M201M221X33Y24M215M216M217M218报警梯形图八 9、报警电路（如梯形图八） X0、 X1、 X2、 X3、 X4、 X5 是外呼按钮，加入蜂鸣器电路是为了提醒注意： X36 是安全信号； M221 是自检故障信号； M201 是开关门超时信号； M110是上、下限信号。 42 10、定时开关电梯（如梯形图九） 电梯一开始工作，若处于自动状态，定时器 T62 就开始定时。当定时时间大到。计数器 C460 就计一次数，定时器 T62 的定时时间乘以计数器 C460 的计数次数 就为电梯的工作时间。当计数器 C460 计数到时，电梯在无内选情况下，则停止服务，进行关梯。同时接通定时器 T63。定时时间到一次，计数器 C461计数一次。定时器 T63 的定时时间乘以计数器 C461 的计数次数为电梯休息时间。当计数器 C461 计数次数到时，自动接通电梯，电梯重新进入服务状态，方法是通过 C460、 C461 的触点去控制电源及上、下行继电器。 RSTC460OUTRSTC460OUTX32 T 62 T 62C461T 62C460C461T 63K36T 63T 63X37 X36C460Y30K60电源定时开关电梯梯形图九 43 M201M222X36T 65 T 64K10T 64M201M221T 65K10M223T 64 X33X36M110M223 M201M113Y20M223 M211 Y20Y21Y22M223 X36M110M223故障显示梯形图十 11、故障显示（如梯形图十） 当有故障信号时，定时器 T64 接通，定时时间到则接通定时器 T65，同时切断 T64， T65 定时时间到，又接通 T64，如此反复，形成一个闪烁电路。 44 M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 0 8M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6M 1 2 1M 1 2 3M 1 2 4M 1 2 5M 1 2 8M 1 2 9M 2 0 3M 2 0 3M 2 0 3Y0Y1Y2Y3Y2Y3Y3Y1Y2Y3 M 1 0 1M 2 0 3X 3 2 X 3 3X 3 2X 2 6上行梯形图十一 45 13、上行（如梯形图十一） 当电梯在 1 楼时，若有 2 楼或 3 楼外呼 M104、 M106 闭合，使上行继电器M203 得电，控制上行。同理在 1 楼，有 2 楼内选 M114， 3 楼内选 M115 或 4楼内选 M116 时电梯也上行， M203 均得电。上行信号的消除，是靠层楼信号来实现的，如 M104、 M105、 M114 靠 Y1， M106、 M107、 M115 靠 Y2， M108、M116 靠 Y3 来实现。若电梯在 2 楼 Y1 闭合，当有 3 楼的外呼 M106 或内选M115 的信号时，也将使 M203 得电 而控制上行，同理 3 楼情况同 2 楼。当到达4 楼时信号自动切除。电路的另一部分是手动上行部分，当有司机时通过常闭触点 X32， X33 点动 X32 可使 M203 得电，当检修是时通过 X32 点动 X33 使M203 得电上行。 14、下行（如梯形图十二） 当电梯在 4 楼时 Y3 常开闭合， 1、 2 或 3 楼外呼使 M105 闭合时，均使下行继电器线圈 M204 得电，控制电梯下行；当电梯在 3 楼 1 楼内选 M113， 2 楼内选 M114 或 3 楼内选 M115 时， M204 得电，电梯下行。当电梯在 2 楼时，有1 楼外呼或内选 M113 时， M204 得电，电梯下行。 3 楼同理 。下行信号的消除是靠服务目的的层楼来实现的。另一部分是手动下行部分。司机操作时， X32、X33 常闭触点闭合，通过点动开关 X31，使 M204 得电，电梯下行。 46 M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 3M 1 0 3M 1 1 3M 1 1 3M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 3M 1 1 4Y0Y1Y2Y3Y0Y1 Y2Y0 Y1Y0 M 1 0 1M 2 0 4M 2 0 4M 2 0 4M 2 0 4M 1 2 0M 1 2 2M 1 2 6M 1 2 7M 1 3 0M 1 3 1M 1 3 2T 4 5 6X 3 2X 3 2X 3 3X 2 7下行梯形图十二 47 6 结束语 大学三年，如梭的岁月转眼而过，在刚进校园那嫩稚的面孔上带着几分新鲜和好奇，而今多了几分成熟和稳重。在学校熔炼过的我们即将踏入社会，把所学运用于社会。 毕业设计是我们最后一学期必修课程，也是一项进入社会前的生产实习，把自己在这三年来所学到的东西和社会生产相联系起来，我选择的课题是 交流双速电梯 PLC 控制系统，前一段时间（ 1 8 周）是找工作实习和为设计做准备收集资料，后面这一段时间我们正式搞毕业设计。 本设计的生产过程是电梯，机械设备的动作，其动作是不连续的，则本系统中的可编程控制器 PLC 控制系统为断续控制系统。本设计的选择方案是交流双速电机拖动系统和可编程控制器 PLC 控制系统来控制电梯的运行生产过程。设计的工作量比较大，我们小组采取分段、分工进行，每个组员都分配有任务，然后我们就指定时间到指定地点进行交流、总结、收集设计资料。我们先进行硬件方面的设计，主电路的设计，画主电路图，可编程控制器 PLC 控制电路的设计等方面的工作；然后是 软件部分的设计，此过程主要是梯形图的设计，对电梯运行过程进行分块设计，合理组织，写指令程序，并进行调试。 通过本次设计，我们了解了电梯的生产运作过程，加深了对知识的理解，了解电梯在国内外的现状、发展趋势及存在的问题，设计过程中也是对知识的运用和理解过程。加深和巩固了知识，也扩展了我们的知识面。 在此谢谢我们的指导老师罗老师，在设计过程中给了我们莫大的帮助和指导，耐心的教导我们。也谢谢各位组员，大家尽心尽力才完成了设计的要求。 48 参考文献 1、张福恩等编著 .交流调速电梯原理、设计及安装维修 .北京 ：机械工业出版社，1999.6 2、张汉达，王锡仲，朱学莉编著 .现代电梯控制技术 .哈尔宾工业大学出版社发行， 2001.3 3、钱平主编 .交直流传动系统 .高等教育出版社， 2001.7 4、吕宋元主编 .半导体变流技术 .天津大学出版社出版 5、顾战松，陈铁年编著 .可编程控制器原理与应用 .北京：国防工业出版社， 1996 6、杨宁主编 .微机控制技术 .北京：高等教育出版社， 2001.8 7、周良全权主编；傅恩锡等编 .模拟电子技术基础 .北京：高等教育出版社，1993.10 8、丁树模主编 .机械工程学 .北京：机械工业出版社 9、陈伯时，陈敏逊编著 .交流调速系统 .北京：机械工业出版社， 1998.4 10、杨兴瑶编著 .电动机调速的原理及系统 .水利电力出版社出版， 1979.8 49 程序清单 步 序 语 句 步 序 语 句 0 LD X0 34 ANI Y2 1 OR M103 35 OUT M115 2 ANI Y0 36 LD X11 3 OUT M103 37 OR M116 4 LD X1 38 ANI Y3 5 OR M104 39 OUT M116 6 ANI Y1 40 LD X12 7 OUT M104 41 OR Y0 8 LD X2 42 ANI X13 9 OR M105 43 OUT Y0 10 ANI Y1 44 LD X13 11 OUT M105 45 OR Y1 12 LD X3 46 ANI X12 13 OR M106 47 ANI X14 14 ANI Y2 48 OUT Y1 15 OUT M106 49 LD X14 16 LD X4 50 OR Y2 17 OR M107 51 ANI X13 18 ANI Y2 52 ANI X15 19 OUT M107 53 OUT Y2 20 LD X5 54 LD X15 21 OR M108 55 OR Y3 22 ANI Y3 56 ANI X14 23 OUT M1