并联电梯PLC控制系统设计 毕业实习报告

并联电梯PLC控制系统设计业实习报告并联电梯控制系统设计毕业实习报告毕业实习报告1.实习目的本次实习的目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识生综合运用所学知识分析和解决问题的能力，同时也是为毕业设计做准备。实习内容我的毕业设计题目是并联电梯控制系统设计好的完成这次毕业设计我首先去电梯厂进行了一个月的实习，亲自体验了一部电梯的整个设计过程。通过这么长时间的实习使我对电梯的发展、结构以及控制系统有了进一步的了解。电梯的发展经历了一个漫长的时间。年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力使电梯趋于实用化。1949出现了群控电梯,首批46台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1963年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。由于早期的电梯及电气控制方式存在故障率较高靠性差等缺点要开发一种安全、高效的控制方式PLC既保留了传统继电气控制系统的简单易懂，而且具备控制精度高靠性好于与计算机接口连接修方便等诸多高品质性能。PLC在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能于PLC有逻辑运算数和定时以及数据输入输出的功能电梯控制过程中种逻辑开114

关控制与很好的结合好的实现了对电梯的控制梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。电梯以说是把机械和电气合二为一的大型复杂产品么它的机械部分相当于人的躯体部分则相当于人的神经不可分割与电气的结合，使电梯成为现代高科技产品然电梯有这么多品种电梯目前绝大多数使用的还是电力驱动，牵引绳结构。其机械部分由曳引系统、导向系统、轿箱和门系统衡系统导系统以及机械安全保护装置的组成部分有些电气传动有电气控制系统行逻辑控制系统和电气安全保护系统等组件梯的基本结构如下：(1)电梯的曳引系统电梯系统的牵引功能很简单输出功率或传递动力驱动电梯。由曳引主机丝绳向轮和反向轮组成引机为动力源由电机、牵引轮轴器速箱和电磁制动器部件组成箱和对重是用钢丝绳连接起来的靠它和曳引轮之间的摩擦来实现轿箱的升与降向轮的作用是分开轿箱和对重的间距，避免碰撞，另外采用复绕型还可以增加曳引力。梯的导向系统导向系统由导轨靴和导轨架组成的作用是限制轿箱和对重的活动自由度，使得电梯轿箱和对重只能沿着固定的导轨做升降运动。(3)电梯的门系统214

门系统由轿门、厅门、开门联动机构等组成。轿门设在轿箱出入口，厅门设在层站出入口处机设在轿箱上轿门和厅门的动力来源紧急时可通过厅门三角钥匙打开门。(4)电梯的轿箱轿箱用来运送乘客或者货物是由轿架和轿体组成的架是轿箱体的承重机构,由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿箱由轿壁、轿顶、轿底以及照明通风设备、轿箱装饰件（如扶手等）和轿内操纵盘等组成。轿箱空间的大小是和额定载重量和额定载客数成正比的，一般一吨电梯，乘坐14，轿箱为平方。(5)电梯的电力拖动系统机房内供电箱为电机提供电源装置，一般采用三线五相制，电压。速度反馈系统是电梯高速信号的速度控制系统用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。曳引电机的速度控制是由调速装置进行的。(6)电梯重量平衡系统曳引电机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组成了电力拖动系统，其主要作用是对电梯进行速度控制引电机为电梯提供了动力来源据电梯配置可判断采用什么样的电动机，或交流电动机或直流电动机。(7)电梯的安全保护系统其安全保护系统括机械的和电气的各种保护系统让乘客放心安全的使用。机械方面的安全保护系统有：限速器、安全钳、行程开关等，它们主要控制超速保护；底坑缓冲器起撞底保护作用，还有切断总电源的极限开关保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现，比如光幕门保护功能。314

(8)电梯的电气控制装置电梯的电气控制系统由电子控制装置纵装置层设备和位置显示设备等组成中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求制电梯的运行在机房中的控制柜中置是由轿箱内的按钮箱和厅门的外召唤箱按钮来操纵电梯运行的层装置是发出平层控制信号电梯轿箱准确平层的控制装置谓平层指轿箱在接近某一层的停靠站时使轿箱地坎与厅门地坎达到同一平面的操作置显示装置用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门外的指示灯，厅门外指示灯常用箭头指示电梯运行的方向，一般采用矩阵显示。电梯的电气控制系统主回路原理图如图1）所示。图M1M2为曳引电机和门电机流接触器通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门而进行对电梯的控制。FR1，FR2为起过载保护作用的热继电器，用于电梯运行过载时断开主电路。FU1为熔断器，起过电流保护作用。电梯中不可缺少的就是电机代电梯一般使用的是变频调速实习期间的设计使用的是频器序控制器和变频器之间的通讯可有两种方式，一种是串行通讯，采用串行通讯只需一根双芯屏蔽电缆西门子图（1）电梯的电气控制系统主回路原理图专用大大减少了布线的数量须重新布线即可更改控制功能以通过串行接口设置和修改变频器的参数，还可以连续对变频器的特性进行监视和控制。另一种是并行通讯。另外变频器上还安装了编码器模板这使得这种通用型MM440以接成闭环速度反馈控制方式与无传感器矢量控制和变压/变频相比这种控制方式具有以下优点：414

1.零速时仍然具有额定转矩的负载能力2.速度控制的精度3.速度控制和转矩控制的动态性能得到改善想要了解电梯的运行必须知道电梯的工作原理引绳两端分别连着轿厢与对重绕在曳引轮和导向轮上引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力现轿厢和对重的升降运动到运输目的轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动止轿厢在运行中产生偏斜或摆动偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化曳引电动机负载稳定厢得以准确停靠气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。根据电梯的工作原理与功能绘制电梯的运行流程图制的设计分为硬件设计和软件设计。硬件可分为两部分，输入和输出单元。图（2）电梯运行的流程图（1）输入单元为：门厅外按钮与轿箱内选层按钮；开关门按钮，控制轿门的开闭下平层感应器来保证电梯轿箱在各层停靠时准确平层下限强迫换速开关于保护电梯的高速运行安全免电梯出现冲顶或蹲底事故锁装置，轿门闭合和各厅门闭合上锁是电梯正常起动运行的前提。（2）输出单元为：楼层及方向指示单元，包括电梯上下行方向指示灯、目前的方向及层楼指示灯接器制电梯的厅门和轿门的打开和关闭，在自动定向完成或电梯平稳停靠后PLC给出相关指令，完成开关门动作；启动加速、制动减速接触器，用于电梯的调速系统。实习结果514

本次设计采用以西门子公司的可编程控制器s7-300v5.4行实验。首先在环境下打开s7软件，向软件中输入程序，待程序输入完毕将其变换后写入ＰＬＣ中入完毕后开菜单栏中仿真软件程序下载在到软件当中行软件实现对ＰＬＣ过程的监控功能据实验要求作相应开关拟电梯控制系统的工作过程实验过程中要注意观察程序运行的变化过程。若输入的程序有问题，对程序进行修改，经变换后再写入ＰＬＣ中调试。经过调试，程序是正确的。4.实习总结经过实习对电梯运的行过程制系统有了一定认识悉了可编程控制器在电梯控制系统中的运用过这次实习还认识到无论做什么需要踏实，勤奋，严谨的工作、学习态度，这对我以后的工作、学习将会产生深渊的影响。本次实习中的设计达到了预定的设计目的编程控制器以及变频器控制技术，充分利用了数字化电子控制技术，通过合理的设别选型、软件设计，提高了电梯运行的可靠性和运行效率，使电梯结构紧凑、噪音降低、维修简单、故障率低善了电梯运行的舒适感节约了电能有一定的经济效益和社会效益。扩展阅读：并联电梯控制系统设计控制开题报告河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称并联电梯控制系统设计614

系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：073学生姓名：靳富学号：39指导教师：张东辉导师课题课题来源一料的准备课题类别工程设计电梯作为垂直方向的交通工具高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺梯控制系统目前多采两种方式是控制系统是微机控制系统机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能也存在一定的不足之处抗干扰性差统设计较复杂般维修人员难以掌握其维修技术些都限制了微机控制系统应用的广泛性主从式通信的电梯并联控制系统由于运行可靠易实现用维修方便干扰性强等优越性为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式PLC以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置改造传统的机械产品成为机电一体化新一代产品适用于生产过程控制借其卓越的可靠性干扰性和可编程性前已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中设计就是在用控制变频调速，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制电梯的生产造过程中国科技人员充分发挥了他们的聪明才智发出了自己的交流调压调ACVV梯控制系统变频调速(VVVF)、串行通讯制的电梯控制系统了具有中国特色的可编程控制器PC)的电梯控制系统梯的机房通常设在建筑物的顶楼房内设有电梯的控制柜和曳引机以及防止电机超速运行的保护装置--限速器。机房曳引机有曳引电动机、减速机、曳引轮和电磁抱闸组成。近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽其是在各种自动化生产线上得到广泛应用气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；微电714

子技术的引入进了电气比例伺服技术的发展代控制理论的发展气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制制精度不断提高于气动脉宽调制技术具有结构简单能力强和成本低廉等特点都在大力开发研究。从各国的行业统计资料来看，近30多年来，气动行业发展很快。20世纪70代，液压与气动元件的产值比约为，而多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到，甚至接近。我国的气动行业起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20%以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、技术、计算机技术感技术和现代控制技术的发展与应用动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一动技术的发展过程动技术是以空气压缩机为动力源压缩空气为工作介质行能量传递或信号传递的工程技术实现各种生产控制动控制的重要手段之一约开始于年Johnwilkimson发明能产生1个大气压左右压力的空气压缩机。1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成功地用到火车的制动上20世纪年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及各种机械的辅助动作上。至50代初，大多数气压元件从液压元件改造或演变过来，体积很大。年代，开始构成工业控制系统，自成体系，不再与风动技术相提并论。在70年，由于气动技术与电子技术的结合应用，在自动化控制领域得到广泛的推广80年代进入气动集成化、微型化的时代。90年代至今，气动技术突破了传统的死区，经历着飞跃性的发展们克服了阀的物理尺寸局限空技术日趋完美精度模块化气动机械手问世能气动这一概念产生动伺服定位技术使气缸高速下实现任意点自动定位能阀岛十分理想地解决了整个自动生产线的分散与集中控制问题814

梯的基本工作原理电梯轿厢和对重通过钢丝绳悬挂在曳引轮的两侧轮与钢丝绳之间的摩擦力带动轿厢运动丝绳通常经过一套动滑轮组来吊住轿厢样可以进一步起到减速的作用时又可以减轻钢丝绳的张力而可以选用不太粗的钢丝绳较细的钢丝绳有较好的柔韧性行程较大的行程电梯中部与对重底部还连有一个补偿链偿轿厢在接近底部或顶部时，轿厢重两侧由于曳引钢丝绳长度不同造成的重量差厢内部的一侧装有一个操纵盘设有一个操纵按钮及相应的指示灯开关门按钮按钮、有无司机开关机各种显示电梯运行状态的指示灯厢所在楼层的数码管通常装在操纵盘的上方厢底部或上部吊挂处装有称重装置厢的上方装有开门机门机有一台小电机驱动来实现开关门动作厢顶部设一接线盒检修人员在检修时操纵电梯使用机的下方便是贯穿于建筑物通体高度的方形竖直通道，俗称井道，井道侧壁上安有竖直的导轨，作为引导轿厢、对重运动的导向装置发生轿厢超速或坠落时速器会自动的将安全钳的楔形钳块插入导轨和导靴之间轿厢停止在导轨上止恶性事故的发生道的底部平面低于建筑物最底层的地面称底坑底坑对应着轿厢和对重的重心的投影点处分别按有缓冲装置便在轿厢蹲底或冲顶时减缓冲击作用坑中还设有限速器钢丝绳的张紧轮装置的上下两端的侧壁上装有极限位置的强迫减速、停车、断电的行程开关，以防止蹲底、冲顶事故的发生。井道侧壁对应各楼层的相应位置装设有减速层开关的遮磁板便发送减速车信号用最新发展趋势一、PLC向网络化技术发展。其中有两个趋势，一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与914

上位计算机管理系统联网现信息交流为整个信息管理系统的一部分一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC其他安装在现场的智能化设备，比如智能化仪表，传感器，智能型电磁阀，智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线，同轴电缆，光缆）连接起来，并按照同一通信规约互相传输信息成一个现场工业控制网络络与单纯的PLC程网络相比，配置更灵活，扩容更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。二、PLC向高性能小型化发展。PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的系列，最小的机种，体积仅为，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能PLC不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了是具有越来越强的模拟量处理能力及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力浮点数运算PID调度控制确定位进驱动，报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS集散控制系统）的差别已经越来越小了。用PLC同样可以构成一个过程控制系统PLC发展前景预测一、增强抗干扰性生产环境过于恶劣是电磁干扰异常强烈则也可造成PLC制系统的运算或是控制错误某些生产环节出现错误而不能保证正常的生产运行此高PLC可靠性是其未来发展的主要方向一方面要提高抗干扰能力同时在设计、安装以及使用过程中引起重视，尽量减少对其造成负面影响。二一步网络化字化前用于火电系统控制系统的DCS技术日益成熟但近年来其发展日趋缓慢PLC的产生及发展使其与相互吸收彼此特点，逐步同化逐步发展成为新的控制系统系统既保留了原来系统的特性又实现了工业自动化技术的发展使数字化能化控制得到进一步的发展和应1014

用，因此其近年来在火电厂的应用日益广泛PLC产品还可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域在各个制造行业保持稳固增长于对更高自动化程度和更高能效的需要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以最低生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求PLC创新与发展提供了不竭的动力些新兴行业的运用以及新能源产生存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇。二、本课题的目的（重点及拟解决的关键问题次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识生综合运用所学知识分析和解决问题的能力独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题过毕业设计学生掌握的基本原理及应用学生受到PLC系统设计的综合训练，掌握控制系统设计的一般方法和步骤，提高利用PLC进行应用系统开发的能力。掌握典型机械手的工作原理和设计思路，培养学生查阅技术资料的能力和综合运用所学知识结合实际独立完成课题的工作能力。提高学生对工作认真负责、一丝不苟，对事物能潜心观察、勇于创新、勇于实践的基本素质今后步入社会上工作岗位打下良好的基础以后的设计中我觉得，以下几个问题是我应该重点解决的：（）PLC控制的电梯的组成？一是机械部分是控制程序部分梯主要有轿厢重引机制柜、导轨等主要部件组成2）电梯的控制要求1自动响应层楼的召唤信号2自动响应轿厢服务指令信号）自动完成轿厢层楼位置显示，七段显示管直接显示4）自动显示电梯运行方向）自动关门延时设定：自动运行时，电梯到站自动开门到位后，延时后自动关门）本层呼梯开门，如电梯未启动且门已关上时，1114

有人在本层外招呼电梯，轿门自动打开。7）自动关照明：如3分钟内无运行指令，轿厢内照明轿厢将自动熄灭，有运行指令后自动打开。）不停层的任意设计：根据需要任意设定不停层站9基于组态软件的电梯监控：模拟显示电梯的运行状态和运行过程、模拟显示开门、关门动作、模拟显示电梯的召唤信号、显示报警信号。（3）并联电梯要求实现的功能根据两台电梯并联的功能，很容易实现以下功能1)一台电梯上行它的下方出现向上呼叫信号时站电梯立即起动应答2)一台电梯下行的上方出现任何厅外呼叫信号站电梯立即起动应答3)在以上两个条件都不满足时台电梯都在运行时中任何一台电梯没有轿内指令时过与另一台进行楼层比较判断自身是在高位还是低位在高位则继续上行在低位则反方向返回基站样就避开了两部电梯同时上行时应答最上方的呼梯信号高了运行效率4)过软件解决了两部电梯同层步上行或下行应答外呼信号时同时换速停车的问题过设置条件只要这种情况出现只能一台电梯换速停车一台继续运行的程序样也大大减少了停车次数高了电梯运行效率5)两部电梯都在基站时外有呼叫信号先回基站的电梯启动应答6)论梯或梯于内选定向后必须启动运行7)当梯或梯在分钟内不能完成所有应答信号一台电梯延误发车两台梯共同应答剩余的信号当一台电梯进入独立状态时一台电梯自动变为单台集选方式运行状态。9)通过两台电梯使用一台主机控制的方式，减少了两台主机相互通信的功能且减少两部电梯相互并线的问题样就减少了干扰，使配制控制柜更加简单，维修更方便。在无信号时总有一台电梯在基站等侯。（4）主电路的设计：拖动电机主电路：为主电路的设计．拖动电机的选择及原理梯的种类多种多样拖动系统来分有交流单速／交流双速1214

拖动电梯流凋压调速电梯等等此次设计中将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，更重要的是舒适感好．备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可电机主电路电机主电路的设计电机的选择及原理要满足功率要求电机选用一般三相异步电动机即可．如图中所示电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动，为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏。（）可编程控制器的设计选择：可编程控制器的硬件设计a输输出点的估算开关量输入，输出模块的选择：根据输入，输出量点数与性质，可确定／O模块型号与数量总数的60／O点的分配程控制器的软件设计内部继电器、楼层感应中间继电器、楼层中间继电器、上行中间继电器、下行中间继电器、换速中间继电器、门锁中间继电器、上平层中间继电器、门区感应中间继电器、下平层中间继电器行中间继电器