四层电梯系统控制

苏州工业园区工业技术学校（毕业设计）四层电梯系统控制目录摘要 1引言 2电梯的概述 31.1电梯的定义与简介 31.2电梯的结构 3系统控制方案的设计 42.1设计方案 42.2主要技术指标 5第三章硬件计 53.1系统框图 53.2变频器参数设置 63.3减速及平层控制 73.4电梯机房里的主要部件 83.5电梯井道里的主要部件 83.6轿厢上的主要部件 93.7电梯层门口的主要部件 93.8电梯的安全保护环节 93.9电梯控制系统操作过程 103.10电梯控制系统实现的功能 10第四章软件设计 114.1I/O(输入/输出)端口分配 114.2外部接线图 134.3梯形图 14总结 17致谢 18参考文献 19四层电梯系统控制摘要：随着经济的告诉发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。电梯是现代高层建筑的垂直交通工具，其设计要求稳定性、安全性及高。随着人们生活水平的不断提高，对电梯的要求的也相应提高，电梯得到了快速发展，我国国产电梯多为继电器和PLC控制方式，本次设计的软件控制和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。关键字：PLC控制电梯逻辑控制电路引言：PLC是一种专门为工业环境设计的通用控制装置，可以完成大型而复杂的控制任务，以可靠性高、通用性强、体积小、成本低着称，成为工业自动化的技术支柱之一，在工业自动控制领域占有十分重要的地位。本文将可编程序控制器（PLC）应用于三层电梯进行逻辑控制，设计了一套完整的电梯控制系统方案并通过三层电梯模型实现了其基本功能，大大提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，延长了使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。电梯的概述1.1电梯的定义与简介一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。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或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。近几年来，随着国际社会对环保认识的关注，各大电梯公司现在在其电梯表面基本都采用了粉末涂料喷涂，这是一种新型环保无溶剂的涂料，并且各种性能皆优于油漆。1.2电梯的结构1.电梯的基本组成部分：机械部分、电气部分2.从空间上划分：机房部分——电源开关、控制柜、曳引机、导向轮、限速机。井道部分——导轨、导轨支架、对重、缓冲器、限速张紧装置、补偿链、随行电缆、低坑、井道照明。层站部分——层门、呼梯装置、门锁装置、成展开关门装置、层楼显示装置。轿厢部分——轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、开机门、轿内操纵箱、指层灯、通讯报警装置。系统控制方案的设计2.1.设计方案（一）电梯的上升，下降由一台电动机控制：正转时电梯上升，反转时电梯下降。（二）电梯的开门和关门由一台电动机控制：正转时电梯开门，反转时电梯关门。（三）各层两个呼叫开关（一个上升开关，一个下降开关），由于本设计是四层电梯，因此，在四楼只需设一个呼叫开关，一楼只需设一个上升开关。各层设一个到位行程开关。（四）轿厢内设置一个开门按钮和一个关门按扭。2.2.主要技术指标（一）每个楼层都有一个到位指示灯，到达每个楼层对应的指示灯亮。（二）电梯在上升和下降的过程由一台电动极控制，电动极正转，电梯上升；电动极反转，电梯下降。（三）开门关门的过程由另外一台电动极控制，电动极正转，电梯开门；电动极反转，电梯关门。第三章硬件设计3.1系统框图（1）控制系统框图（如图3.1.1）平层限位开关平层限位开关外召唤指令内选层指令安全保护开门限位开关关门限位开关内外楼层显示器电铃电梯门开电梯门关超重报警拽引电动机PLCS7-200CPU224输入端口输出端口图3.1.1控制系统框图（2）系统结构图（如图3.1.2）门机门机显示现场信号电源变频器拽引机PLCS7-200PG图3.1.2系统结构图3.2变频器参数设置参数设置原则(如表3.2)：为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其斜坡上升时间和斜坡下降时间应当长一些(如图3.2.1时间t（s）/f（Hz）曲线)；为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车冲击；零速一般设置为Oft，带速抱闸将影响舒适感；变频器参数设定值功能说明P0304380电动机的额定电压（380V）P030510电动机的额定电流（10A）P030716电动机的额定功率（16KW）P031050电动机的额定频率（50Hz）P03111500电动机的额定转速（1430r/min）P070112正转（启动）P070212反转P10800电动机的最小频率（0Hz）P108250电动机的最大频率（50Hz）P112010斜坡上升时间（10s）P112110斜坡下降时间（10s）表3.2变频器参数设置图3.2.1时间t（s）/f（Hz）曲线3.3减速及平层控制电梯的工作特点是频繁启制动,为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速至速度为零时，准确平层，即“无速停车包闸”，不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点是要准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。3.4电梯机房里的主要部件（如图3.5）图3.5电梯构架图1.拽引机2.限速器3.控制柜4.电源开关、照明开关5.选层器、极限开关。机械楼层指示器、发电机组等部件3.5电梯井道里的主要部件（如图3.5）1.轿厢2.导轨3.对重装置4．缓冲器5.限位开关6.接线盒7.控制电缆8.补偿链或补偿绳9.平层感应器或井道传感器3.6轿厢上的主要部件1．操作箱2.轿内指层灯3.自动门机4.安全触板（光电装置）5.轿门6.称重装置7.安全钳8.导靴9.其他部件3.7电梯层门口的主要部件1层门2.层门门锁3.楼层指示灯4.层门方向指示灯5.呼梯盒6.电梯门侧壁上装有压力传感器3.8电梯的安全保护环节（一）断绳与超速保护；（二）轿门与层门锁保护；（三）安全电路保护；（四）梯门入口安全保护；（五）上、下端站的强迫减速保护；（六）上、下方向限位保护及终端保护；（七）相、错相保护；（八）电梯电气控制系统中的短路保护；（九）拽引电动机（交流原动机、主变压器）的过载保护；（十）电动机运转时间限制保护；（十一）紧急停止保护；（十二）轿厢上行超速保护；3.9电梯控制系统操作过程(1)按动召唤按钮,电梯牵引机启动到达召唤层停止、响铃、电梯门和轿厢门同时打开。(2)人进入轿厢，超重保护没有报警。(3)电梯门开的同时计时器开始计时5秒钟,5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。(4)按动选层键,电梯牵引机启动到达选择层停止、响铃、电梯门和轿厢门同时打开。(5)电梯门打开的同时计时器开始计时5秒钟，5秒钟到电梯门和轿厢门自动关闭。(6)当电梯行驶过程中收到正向召唤信号,则到达召唤楼层时停止,接收到反向召唤信号,电梯继续执行当前信号,在顺向信号执行完毕后执行反向信号,执行过程中自动相应最近的信号。(7)电梯门和轿厢门设有压力传感器,当受到一定推力时,门自动返回计时5秒后重新关闭。3.10电梯控制系统实现的功能1.电梯内外当前楼层显示；2.各层厅外召唤按钮；3.轿厢内楼层选择指令键；4.一台交流电动机拽引轿厢上升和下降；5．待客召唤自动开门，当电梯在某层时，按下召唤信号自动开门；6．感到压力及时自动重新开关门；7.到站有自动响铃提示并自动开门经5秒自动关门；8.指令记忆，当轿厢接收多个指令后，电梯能按顺序自动停靠车门，并自动选择最佳运行方向；9.自动定向功能，当轿厢接收多个指令时，按照先入为主原则，自动确定运行方向；10.呼梯记忆和顺向截梯功能，当电梯运行时，遇到顺向召唤信号能停靠应答；11.自动换向功能，当电梯运行到顶层或最底层时，能自动换向运行；12.自动关门待客功能，当电梯全部完成轿厢内指令，又无厅外召唤信号时，电梯能自动关门停在原位待客。第四章软件设计4.1I/O(输入/输出)端口分配（表4.1）输入输出1层外上呼按钮X0001层外上呼指示灯Y0002层外上呼按钮X0012层外上呼指示灯Y0013层外上呼按钮X0023层外上呼指示灯Y0022层外下呼按钮X0032层外下呼指示灯Y0033层外下呼按钮X0043层外下呼指示灯Y0044层外下呼按钮X0054层外下呼指示灯Y0051层内呼按钮X0061层内呼指示灯Y0062层内呼按钮X0072层内呼指示灯Y0073层内呼按钮X0103层内呼指示灯Y0104层内呼按钮X0114层内呼指示灯Y0111层限位开关X012开门接触器Y0122层限位开关X013关门接触器Y0133层限位开关X014电梯上行接触器Y0144层限位开关X015电梯下行接触器Y015手动开门按钮X016数码管笔画bY016手动关门按钮X017数码管笔画cY017开门限位开关X020数码管笔画a、dY020关门限位开关X021数码管笔画eY021光电开关X022数码管笔画fY022压力继电器X023数码管笔画gY023I/O(输入/输出)端口分配（表4.1）M0:自动开门M1:一楼内选M2:二楼内选M3:三楼内选M4:四楼内选M5:一楼上呼M6:二楼下呼M7:二楼上呼M8:三楼吓呼M9:三楼上呼M10:四楼下呼M12:开门按钮M13:关门按钮M14:电梯上行M15:电梯下行M16:一楼指示灯M17:二楼指示灯M18:三楼指示灯M19:四楼指示灯M21:一楼行程开关M22:二楼行程开关M23:三楼行程开关M24:四楼行程开关M25:开门检测M26:关门检测M30:复位M32:一楼到二楼M33:一楼到三楼M34:一楼到四楼M35:二楼到三楼M36:二楼到四楼M37:三楼到四楼M42:四楼到三楼M43:四楼到二楼M44:四楼到一楼M45:三楼到二楼M46:三楼到一楼M47:二楼到一楼辅助元件分配（表4.2）4.2外部接线图（图4.2）外部接线图（图4.2）4.3梯形图总结通过这次的设计使我认识到本人对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用，不能够充分理解每个语句的具体含义，导致编程的程序过于复杂，使得需要的存储空间增大。损耗了过多的内存资源。本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在课堂上的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识，在和同学协作过程中增进同学间的友谊，使我对团队精神的积极性和重要性有了更加充分