五层电梯模型PLC控制系统设计

1、PLC控制系统综合课程设计报告设计题目：五层电梯模型 PLC控制系统设计者：学号： 专业班级：指导老师：完成时间：设计报告格式20分设计内容60分10分10分计分 总得封面3'页 面 布 局5，目 录 格 式 3'图 表 质 量4，间距、行距、字体6，工 艺 过 程 分 析8，系 统 控 制 要 求8，I/O分配5，设 备 选 型5，电气原理图系 统 程 序 设 计10'动 手 实 践 能 力 10'总 印 象 评 分 10'主 电 路8，控 制 电 路 8，外围 接线 图8，第一章电梯的概述11.1 电梯的定义11.2 电梯的分类11.3 电梯的主要机

2、械部件4第二章电梯的拽引32.1 三相交流双速异步电动机的拽引系统 4第三章电梯的电力驱动系统52.2 电梯电力驱动系统的定义及构成 52.3 电梯电力驱动系统的要求52.4 交流感应电动机的转速调节及其评价52.5 交流调速电梯的运行工艺过程62.6 交流双速电梯的主驱动系统7第四章PLC在电梯控制中的应用 94.1 电梯的启动所需条件94.2 电梯停车所需的条件94.3 设备选型94.4 电梯控制系统原理框图94.5 输入输出分配表104.6 程序的编写10结束语17五层电梯模型PLC控制系统设计与调试致凝日 18参考文献 19附录 20#五层电梯模型PLC控制系统设计与调试第一章电梯的慨

3、述随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，伴随建筑业的发展，为建筑物内提供上下交通运输的电梯工业也在日新月异地发展着。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备，更是一种人们频繁乘用的交通运输设 备。为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、管理电梯、维护好电 梯。1.1 电梯的定义电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少 两列垂直的倾角小于15度的钢性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入 或装卸货物。它适用于装置在两层以上的建筑内，是输送人员或货物的垂直提升设备的交通工具。1.2 电梯的分类1、按用途分类(1)客梯 代号K为运行乘客而设计的电梯，

4、有完善的安全装置.(2)货梯代号H为运送货物而设计的电梯，通常有人操作，有必备的安全装 置.(3)客货梯 代号L主要用作运送乘客，但也可运送货物，它与客梯的区别在 于轿厢内部装饰结构不同.(4)病床电梯代号B为运送病床而设计的电梯，具有轿厢长而窄的特点.(5)住宅电梯 代号Z供住宅楼使用的电梯，一般采用下集选控制方式，轿厢 内部装饰较简单.(6)杂物电梯 代号W供图书馆，办公楼,饭店运送图书，文件，食品等.不容许 人员进入电梯，结构简单，无乘人必备的安全装置.(7)船舶电梯 代号C用于船舶上的电梯，能在船舶摇晃中正常工作.(8)观光电梯代号G轿厢壁透明供乘客观光之用.2、按驱动系统分类(1)交

5、流电梯 曳引电动机是交流电机.当电机是单速时，称为交流单速电梯当电机是双速时，称为交流双速电梯当电机具有调压调速装置时，称为交流调速电梯.当电机具有调压调频调速装置时，称为变频调速电梯.(2)直流电梯 曳引电动机是直流电机分为直流有齿和直流无齿电梯.(3)液压电梯 靠液压传动的电梯，分为柱塞直顶式和柱塞侧置式.(4)齿轮齿条式电梯(一般为工程电梯)3、按操作控制方式分类(1)门外按钮控制小型杂物电梯(2)内外按钮控制自动门电梯该电梯是一种乘客自己操作的电梯，电梯在各层站分别设有一个召唤按钮。 轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮，某一层等待电梯的乘客按下召唤按钮，就能使不被占用的轿厢

6、到来，电梯停靠时立即自动开门，乘客进入轿厢后，按下他要去的楼层的指令按钮，电梯就自动关门，自动行驶到该站。每 次停靠时，电梯自动进行减速、平层、开门。(3)集选控制电梯该电梯是一种乘客自己操作或有时也可以有专职司机操作的自动电梯。电梯在底层和顶层分别设有一个向上或向下的，而在其它层站设有向上、下 两个召唤按钮。集选控制轿厢操作箱上则设有与停站数相等的相应的指令按钮， 当进入轿厢的乘客按下指令按钮， 指令信号就被登记。电梯在向上过程中按登记 的指令信号和向上召唤信号逐一停靠，直到有这些信号登记的最高层站和有向下 召唤登记的最底层为止，然后又反向向下安置指令及向下召唤信号逐一停靠。每次停靠时电梯自

7、动进行减速、平层、开门。1.3电梯的主要机械部件1、轿厢2、电梯门3、开关门机构4、层门门锁5、机械安全装置电梯中，限速器、安全钳装置是十分重要的机械安全保护装置。它的作用在 于：因机械或电气的某种原因，例如断绝或失控使电梯超速下降时当下降速度达 到一定限值时，将轿厢擎停在导轨上。不论是限速器还是安全钳都不能单独完成 上述任务。上述任务的完成是靠它们的配合动作来完成的。图1-1是电梯的基本结构剖视图及机械部件说明：1-减速箱；3-曳引机底座;5-限速器；7-导轨支架；9-开关碰铁；关；11-导靴;13-轿门;15-导轨;17-对重，19-补偿链导轮;21-缓冲器；23-层门；25-层楼指示灯;

8、27-轿壁；29-开门机；31-电源开关；33-曳引电机;1-12-曳引轮；4-导向轮；6-机座；8-曳引钢丝绳;10-紧急终端开12-轿架；14-安全钳；16-纯头组合；18-补偿链；20-张紧装置；22-底坑；24-呼梯盒；26-随行电缆；28-轿内操纵箱;30-井道传感器;32-控制柜；34-制动器电梯的基本结构剖视图第二章电梯的拽引拽引电机是驱动电梯上下运行的动力源，具运行情况比较复杂。运行过程中需 要频繁的起动、制动、正转、反转，而且负载变化很大，经常工作在重复短时状 态、电动状态、再生制动状态的情况下。因此，要求拽引电机不但应能适应频繁 起制动要求，而且要求起动电流小、起动力距大、

9、机械特性硬、噪声小，当供电 电压在额定电压7%的范围内变化，还能正常起动和运行 。2.1 三相交流双速异步电动机的拽引系统(1)此种交流电动机具有两种速度，这样可以使起动与稳定运行时具有较高 的速度，从而可太大的提高电梯的输送能力。同时它又具有准确停层所需的较低 速度，也保证了电梯停层准确度(对额定速度为1.OMKS时，一般停层准确度为 < 3OMM所以电梯的运行效率较单速电梯时大大提高。(2)该驱动系统虽然比单速电梯的复杂，但相对其他电梯来说还是比较简单 的。系统虽然有级调速，但可以分别对高低速进行控制和调节。因此电梯的运行效率和性能得到相当大的提高和改善，从而使得这种驱动程序系统在一

10、般低速电 梯中得到广泛的应用。(3)这种电梯驱动系统和减速过程是采用低绕组的再生发电制动原理，即在 减速开始的瞬间，快速绕组虽已从电网撤出，并立即把低速绕组接入电网而电动 机的实际转述因电梯机械传动系统的惯性，仍维持在原快速状态时的转速。因此， 对低速绕组来说，此时的实际转速已大大高于低速绕组的同步转速，从而在低速 绕组中产生发电制动减速过程。对低速绕组来说，电动机处于发电机的工作状态， 即把在快 速运行时所具有的动能反馈到电网中去。 这样的减速制动方式是较经济 的，电能消耗相对较少。3五层电梯模型PLC控制系统设计与调试第三章电梯的电力驱动系统3.1 电梯电力驱动系统的定义及构成电梯的电力驱

11、动系统分为两大类：交流驱动系统和直流驱动系统，由以下几部 分组成。（请看图3-1 ）图3-13.2 电梯电力驱动系统的要求电梯的电力系统要求是：“快、稳、准”3.3 交流感应电动机的转速调节及其评价以三相交流感应电动机为驱动的交流电梯中，在现有的条件下，交流电梯的运行速度一般均在1M/S用以下。而lM/S<V<2, 0M/S则属 交流调速（或称 快速）电梯的范畴。（1）改变三相交流感应电动机定子电压转速调节特性这种调速方法的拽引电机工作在非正常状态下，如果长期处于低于额定电压 下的运行，虽达到调速的墓顶，但其能耗、特性硬度、最大转矩等特性均低于额 定电压时的情况，因此这种调速方法是

12、不经济的，且性能也不理想，故这种调速 方法今仅用于起动和制动的短暂时间内，以限制起动电流和改善电梯的舒适感。由公式n0= 60f/p中可知，当电动机的极对数P改变时交流感应电动机的同步 转速n0也将改变。所以，交流电梯中也常用改变电动机及对数 P的方法获得电梯 所需的转速调节特性。这种具有二种以上及对数的电动机，我们通常称之为双速、三速电动机。这 种电动机的定于绕组有两种结构形式：A.各独立统组的多速电动机（例如 JTD 系列电动机）；B.按特殊接线方法而改变极对数的单绕组多速电动机（例如 YTD 系列电动机）。（2）改变三相交流感应电动机定于绕组的极对数时的转速只能是有极的调节交流感应电动机

13、的转速而不是无极的，因此在转速的调节 过程中，即从一个极对数相对应的速度调节至另一极对数相对应的转述过程中， 必定要采取有效措施防止电梯系统给乘客带来不舒服感觉和对机械传动系统产生 冲击，这样为了转速的调节需添置众多的附加设备（例如接触器、电阻或电抗器 等）。假若在改变电动机极对数 P的调节过程中，如保持其他参数基本不变，则从 前面的式于和图中可以看出，对同一电动机的不同极对数P时的机械特性曲线基本上是平行的。这是我们十分希望的调速特性。也就是希望其调速后新的机械特 性硬度p保持不变，这样才能保证交流双速电梯在不同负荷时其停层准确且保持 不变。由于在同一定于内需要布置两套三相统组（或改变单相统

14、组的不同接线方 法），则其不同极对数时相应的磁通量和功率是不一样的，因而极对数P越大，其最大转矩 Mk也将有稍许变化。（3）外力口涡流制动器等的转速调节特性在交流电梯中除了三相交流感应电动机的本身进行速度调节外，还可以利用 外加器件调节交流感应电动机的最后输出速度。这种情况常见的有：在电机内的 一个独立统组中加一个可控制的直流电流或在交流感应电动机的轴端加一个可控 制的涡流制动器。但比较理想且控制方便的是涡流制动器的速度调节方法。虽然这种调速方法的机械特性曲线较为理想，但其能量消耗是大的，而且把 电动机的原有动能全部消耗在涡流制动器的发热上了。3.4 交流调速电梯的运行工艺过程首先接通电梯的总

15、电源及控制电源、照明电源；把电梯的层门和轿厢门打开； 司机进入电梯轿厢内，合上轿厢内操作箱上应该合上的各种开关，并点亮轿厢内 的照明灯；司机根据轿厢内乘客欲往的楼层或轿厢内无乘客时根据某个楼层的厅 外召唤信号，司机锹按操作箱上相应的一个楼层或几个楼层数的指令按钮；自动 定出电梯的运行方向；司机锹按起动开车按钮；自动关门；自动起动；分级加速至稳速运行；在接近目的楼层时，井道内该层永磁开关自动发出减速信号；自动分级减速制动；自动平层停车；自动开门，让乘客出入电梯轿厢；司机 再次掀按起动开车按钮，电梯内可以有专职司机操作，也可以有进入轿厢内的乘 客自己操作，也可以有某个或几个楼层的厅外召唤信号而把电

16、梯召唤来，而且在 运行应答完最后一个（即最远一个）召唤信号后，电梯即可自动换向。但是楼层 厅外召唤信号的作用只有在电梯门关闭后方可起作用，此即所谓电梯轿厢内的指 令信号 优先”于 厅外召唤信号。3.5 交流双速电梯的主驱动系统1、主驱动系统的结构原理此交流双速电梯的主驱动系统结构原理：三相交流异步电动机定于内具有两个不同极对数的绕组。国内一般为6极（同步车$速为1000r/min）和24极（同 步转速为250r/min）两个统组。这两个统组可以是各自独立的双绕组（例如JTD 系列电 动机），也可以是单绕组双速（通过工艺接线法使一个统组获得两种极对 数），这种主驱动系统的工作过程如下：快速绕组（

17、6极）作为起动和稳速（即额定速度） 运行之用；而慢速绕组（24极）作为制动，减速平层停车之用。起动按时间原则， 用电阻，电抗一极加速；而减速制动也按时间原则进行两极在发电制动减速，以 慢速绕组进行低速稳定运行，直到平层车。2、交流双速电梯的主要性能与特点（1）这种电梯的交流电动机具有两种速度，这样就使起动与稳定运行时具有 较高的速度，从而可以大大提高电梯的输送能力。同时它又具有准确停层所需的 较低速度，也保证了电梯的停层准确度。所以该电梯的运行效率比单速电梯有很 大的提高。（2）主驱动系统虽然比单速电梯的复杂，但相对其他电梯来说还是比较简单 的。系统虽然有级调速，但可以分别对高低速进行控制和调

18、节。因此电梯的运行 效率和性能得到相当大的提高和改善，从而使得这种驱动系统在一般低速电梯中 得到广泛的应用。（3）这种电梯主驱动系统的制动和减速过程是采用低速绕组的再生发电制动 原理，即在减速开始的瞬间，快速绕组虽然从电网撤出，并立即把低速绕组接入电网而电动机的实际转速因电梯机械传动系统的惯性，仍维持在原快速状态时的 转速。因此，对低速绕组来说此时的实际转速已大大高于低速绕组的同步转速， 从而在低速绕组中产生再生发电制动减速过程。对低速绕组来说，电动机处于发 电机的工作状态，即把快速运行时所具有的功能反馈到电网中去。这样的减速制 动方式是较经济的，电能消耗相对较少。11第四章 PLC在电梯控制

19、中的应用目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项 任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工 作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电 器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。 PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适 合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制 新技术。PL

20、C控制技术在现今工业控制中的应用得到长足的发展，在电梯行业中，也 得到广泛的应用，一般用于完成逻辑控制，拖动调速系统一般使用变极调速、调 频调压调速等方式。4.1 电梯的启动所需条件(1)安全保护系统正常(2)门锁锁闭(3)定向部分选择好电梯的运行方向4.2 电梯停车所需的条件(1)选层部分选择好停车楼层(2)电梯必须到达要停车楼层的减速点(3)电梯到达目标楼层的平层位置4.3 设备选型PLC控制器选用西门子 S7-200, CPU选择221XP4.4 电梯控制系统原理框图(见图4-1)图4-14.5输入输出分配表输入输出点名称及作用输入输出点名称及作用X400-X404上行楼层感应干簧管触点

21、M123-M1261-4层向上召唤中间继电器X405-X411下行楼层感应干簧管触点M130上行中间继电器X500-X504轿内指令按钮M131下行中间继电器X505-X5101-4层上召唤按钮M132司机上行中间继电器X000-X0032-5层卜召唤按钮M133司机下行中间继电器X004有/无司机操作方式转换 开关M134换速中间继电器X005卜平层感应器触点M135门锁中间继电器X412上平层感应器触点M140卜平层感应中间继电器X413门区感应器触点M141门区感应中间继电器X511司机上行选择按钮M142卜平层感应中间继电器X512司机下行选择按钮M143运行中间继电器X513上强迫换

22、速开关M144换速消除中间继电器X411下强迫换速开关Y430KM1上行接触器M100-M104楼层感应中间继电器Y431KM2下行接触器M105-M111指层中间继电器Y432KF快速接触器M112-M116轿内指令中间继电器Y433KS慢速接触器M119-M1222-5层向卜召唤中间继电 器4.6程序的编写1 .楼层感应控制梯形图M130 X400M100r 1 M131X405M130 X401Mio(22m13i X4o6一M130 X4021 M102Q 3 m131 X4o7M130 X403_M103 m131X410M130 X404一M104E 3M131X411M100_M

23、105Q ZM101M105M101- M106M100M101 MlOj4M102 - M10721M,1M107 M104M103 M110123M>2M1101 M101M104- MiiC 3M/3M1112.轿内指令控制梯形图五层电梯模型PLC控制系统设计与调试3.门厅召唤控制梯形图X000M4j19m105M119 M13017X505M123M106M123 M131X001M10M1206M120 M130X506- M124Mi7。 M124 M131X002M10M1217M121 M130X507M125M110M125 M131X003M122M110M122 M

24、130X510M'26Mill M126 M1315.换速控制梯形图M105M114M113M106M114M10M130M131M10M10-M107/ M110 型111/ M144 /6.起动控制梯形图7.电梯平层控制梯形图X412M440QX413M444X005 M442T450 M143 M130Y431 | | |Y430) 匚M141 Y433 Y430Y432 M142 M143 M140T450 M143 M131Y430 | |Y434.M141 Y433 Y431Y432 M140 M143 M142#五层电梯模型PLC控制系统设计与调试结束语电梯自动化的设计因

25、设计角度和设计理念的不同和偏差，可能造成设计上的 一些差异。本论文中较为详细地介绍了交流双速电梯设计的方法和过程，论述了 交流双速电梯的结构设计和工作流程与工艺设计。但因为，自动化设计的内容量 过大，涉及的专业较多，牵扯面也很宽。仅仅一片专业课程设计实在无法全盘托 出，有些地方的表述可能会存在不够准确，或者描述上存在未能描述到的地方。25致谢本课程设计是在肖涛老师的精心指导和严格要求下完成的。从在做设计以来,我不仅在专业上有了很大的进步，而且恩师的严谨治学态度、务实工作作风、高 度的责任心，也使我受益非浅。在此，我要向肖涛老师表示深深的敬意和衷心的 感谢！此外，作者在学习期间，还得到许多老师、同学、朋友的帮助，在此表示衷 心的感谢！在这三年里有许多让我感动的事和让我感激的人。但由于时间的仓促和主客 观条件的限制我们只是做出模型做演示，当然这与真正的实物相比，在工艺上还 有很大差距，尽管有些不太完美的地方，但我们已经很努