电梯课程设计

课程设计报告课程名称：电梯控制技术课程设计题目名称：电梯教学模型电气设计年级专业及班级：姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘 要 2\o"CurrentDocument"第一章工程设计对象简介 3\o"CurrentDocument"1.1项目名称 3\o"CurrentDocument"1.2电梯概述 3\o"CurrentDocument"第二章设计方案的确定 4\o"CurrentDocument"2.1设计意义 4\o"CurrentDocument"2.2采用PLC控制电梯的优点 4\o"CurrentDocument"2.2设计实现思路 4第三章电动机额定功率的粗选 6\o"CurrentDocument"3.1对重计算 6\o"CurrentDocument"3.2额定功率计算 6\o"CurrentDocument"第四章电梯速度曲线的计算 7\o"CurrentDocument"第五章电动机拖动电路设计 8\o"CurrentDocument"5.1电动机控制电路图 85.2输入输出（I/O）点数的估算 8\o"CurrentDocument"5.3流程图 9\o"CurrentDocument"5.4操作原理简要说明 12\o"CurrentDocument"5.5编程元件明细表 12\o"CurrentDocument"5.6梯形图及注释 135.6.1电梯初始控制 135.6.2内指令信号的登记与消除 145.6.3电梯选层定向辅助 155.6.4外召唤信号的登记与消除 155.6.5电梯开关门 175.6.6电梯指层控制 19\o"CurrentDocument"致 谢 21\o"CurrentDocument"参考文献 22附 录 23扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计摘要随着科学技术的发展，我国的电梯生产技术得到了迅速发展。随着自动控制理论与微电子技术的发展、电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点，目前已逐步被淘汰，微机控制系统虽智能控制方面有较强的功能，但也存在抗扰性差，系统设计复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，备受人们重视等优点，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。关键词:关键词:电梯PLC扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计第一章工程设计对象简介1.1项目名称电梯教学模型电气设计。1.2电梯概述2003年2月19日国务院颁布了《特种设备安全监察条例》，明确规定电梯是特种设备，并对电梯的含义做了叙述：“电梯是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级(踏板)进行升降或者平行运送人、货物的机电设备”。这种对电梯的论述，被称作广义电梯概念，既包括上下运送人、货物的升降式电梯，也包括用于水平或倾斜输送乘客的自动人行道(PassengerConveyor)和自动扶梯(Escalator)o现代电梯主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。目前，电梯行业及社会上对电梯的分类大致有以下几种：按用途分：乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、其他专用电梯。按额定速度分：低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯；中速梯，常指速度1.00〜2.00m/s的电梯。高速梯，常指速度大于2.00m/s的电梯。超高速梯，速度超过5.00m/s的电梯。按拖动方式分：交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条式电梯、螺旋式电梯。按控制方式分：手柄操纵控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、向下集选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯、智能控制电梯。其他分类方式还有：按电梯有无司机分类等。扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计第二章设计方案的确定2.1设计意义随着我国经济的高速发展，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电梯也已成为人类现代生活广泛使用的人员运输工具。随着人们对电梯运行安全性、高效性、舒适性等要求的提高，电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。可编程序控制器(PLC)因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。电梯控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过PLC对程序设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感。因此PLC在电梯控制系统中的应用非常广泛，非常有实际价值。2.2采用PLC控制电梯的优点1、 控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。2、 工作方式上看：电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。3、 控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；Wplc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。4、 定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。5、 可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。2.2设计实现思路当电梯的轿厢停于第一层或第二层或第三层时，按第四层上升按钮，则轿厢上升至第四层后停；当电梯的轿厢停于第四层或第三层或第二层时，按第一层下降按钮，则轿厢下降至第一层后停；当轿厢停在第一层，若按第二层呼梯按钮，则轿厢上升至第二层平层开关闭合后停，若再按第三层呼梯按钮则继续上升至第三层平层开关闭合；当轿厢停在第四层，若按第三层呼梯按钮，则轿厢下降至第三层平层开关闭合后停，若再按第二层呼梯按钮则继续上升至第二层平层开关闭合；当轿厢停在第一层，若第二层、第三层、第四层均有呼梯信号，则轿厢上升至第二层暂停后，继续上升至第三层，在第三层暂停后，继续上升至第四层；当轿厢停在第四层，若第三层、第二层、第一层均有呼梯信号，则轿厢下降至第三层暂停后，继续下降至第二层，在第二层暂停后，继续下降至第一层；轿厢在楼梯间运行时间超过3s，即电梯任一层楼的时间若超过3s电梯停止运行；当轿厢上升(或下降)途中，任何反方向下降(或上升)的按钮呼梯均无效，但记忆。呼楼指示、记忆条件是有呼楼信号，且电梯没有在呼叫层。电梯上升控制条件分别为第四层呼而电梯在第三层；或者电梯在第二层，在第四层或第三层呼梯；或电梯在第一层，在第四层、第三层或第二层呼梯。同时必须电梯没有处于下降状态且时间定时器没有到时。电梯下降控制与上升控制原理相同。3.1对重计算对重计算公式：P=G+KQG:轿厢自重(kg);K:平衡系数(0.45-0.55)；Q:电梯的额定载重(kg)对重计算P=G+KQ=10+0.5x20=20kg3.2额定功率计算额定功率计算公式：P=K(1—*)"n (平衡系数：K=mp-mj)N 102q PmNm:轿厢质量；mP:对重质量；mN额定负载质量电动机额定功率：102x0.55P_K(1-KJ"、"i&Q-0.，x20x0.25_49.02〜71.30(w)n102x0.55扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计第四章电梯速度曲线的计算1V=2V=0.125m/s p=1.0m/s3a=t'2p匕=「2xlx0.125=0.5m/s21、AE段t = ^~m= = 0.5sEp1.0

mV=^mt2=212(0<t<0.5s)2、因为没有直线段，所以EB段：V=Vn-K(tB-1L=0.25-0.5(1-1)20.5s<t<10.5s<t<1sp=—1m/s31 1起动过程所走的距离：Hq=2VTb=2x0.25x1=0.125m2H=0.25m<0.5Q扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计第五章电动机拖动电路设计5.1电动机控制电路图根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图如图5-1所示。图中Ml,M2为曳引电机和门电机，交流接触器KM1-KM4通过控制两台电动机的运行来控制轿厢和厅门，从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。曳引电机 门电机图5-1电动机控制电路图5.2输入输出（I/O）点数的估算本系统控制四层电梯，采用集选控制方式。为了完成设定的控制任务，主要根据电梯输入/输出点数确定PLC的机型。根据电梯控制的要求，电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮，以及相应的指示灯，估算所需I/O口的数量，并绘制I/O口分配表，见表5-1。

扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计表5-1I/O口分配表序号名称输入点序号名称输出点0一层内呼I0.00层内呼才指示Q0.01二层内呼I0.11二层内呼才指示Q0.12三层内呼I0.22三层内呼指日小Q0.23四层内呼I0.33四层内呼才指示Q0.34一层外呼上I0.44层外呼上指示Q0.45二层外呼下I0.55二层外呼下指示Q0.56二层外呼上I0.66二层外呼上指示Q0.67三层外呼下I0.77三层外呼下日日小Q0.78三层外呼上I1.08三层外呼上指示Q1.09四层外呼下I1.19四层外听下指示Q1.110开门开关I1.210电梯上行门Q2.011关门开关I1.311电梯下行门Q2.112一层平层I1.412门电机开Q2.213二层平层I1.513门电机关Q2.314三层平层I2.014电梯上行指示Q2.415四层平层I2.115电梯下行指示Q2.516开门限位I2.216层指日小Q3.017关门限位I2.317—H十匕二二层日日小Q3.118电梯上升极限位I2.418三层日日小Q3.219电梯下降极限位I2.519四层指示Q3.35.3流程图电梯上下行流程图见图5-2。假设电梯停在N(N=1,2,3,4)楼,M楼有信号,M>N时，电梯上行；MVN时，电梯下行。

图5-3电梯响应流程图当电梯到达系统控制的目标楼层时，控制系统发出开门信号，电梯门开，当门开到开门限位时，计时3秒钟，然后关门，直到关门限位产生信号。此过程期间，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭，并且当门关闭动作时，门间来人会使光电传感器产生信号，控制系统发出开门信号，电梯开关门流程图见图5-4。扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计5.4操作原理简要说明电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1〜S4，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示，SQ1〜SQ4为到位行程开关。具体如下：1、 开始时，电梯处于任意一层。2、 当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。3、 当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门。4、 在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号。5、 电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。6、 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。5.5编程元件明细表根据电梯控制的要求，为能实现电梯各种功能，构思PLC控制的程序，粗略估算肯能用到的编程元件。编程元件见下表5-2。表5-2编程元件明细表PLC编程元件明细表输入继电器II0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0I2.1I2.2I2.3输出继电器QQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.701.0Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3位存储器MM1.1M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.5M3.3M2.0M2.1M2.2计时器TT33（设定值1000）T34（设定值300）特殊位存储器SM0.05.6梯形图及注释5.6.1电梯初始控制由于断电或故障等原因，会使PLC停止运行。当PLC重新运行时，假如电梯门未完全打开或关闭时，Q2.3置位有信号，产生关门动作，直到电梯门完全关闭，Q2.3复位。当电梯未在任意平层时，利用辅助继电器M1.1,电梯会下降，直到电梯碰触行程开关后停止。Network1 首次扫描,关门置位SM0.1 I契 I2.3 Q2.3T I—/I—『―5)1Network2首次扫描'关门复位123 Q.2-.-3T I―;)Network3 初始电梯下行辅助置位SM0.1 11.4 11.5 I2.0 12.1 I24 M1.1T I—/I—『—『—『—『~~O15.6.2内指令信号的登记与消除以2层内呼为例：当按下2层内呼时(I0.1),若电梯未在2楼平层时(I1.5),2层指示灯亮(Q0.1)，电梯运行至2楼平层，门打开，2层指示灯灭；若电梯在2楼平层时，指示灯不亮。5.6.3电梯选层定向辅助在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号。电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。5.6.4外召唤信号的登记与消除

以2层外呼下指示灯为例：按下2层外呼下按钮(10.5),若电梯未在2楼平层时(I1.5),指示灯亮(Q0.5)，当电梯运行至二楼平层，并且该外呼信号得以响应时，门打开(Q2.2)，指示灯灭；若电梯停在2楼平层且门未处于打开动作时，按下2层外呼下按钮，指示灯亮，电梯门打开，指示灯灭。

5.6.5电梯开关门当电梯达目标楼层时，电梯门打开。以2层外呼下为例，当按下2层外呼下指示灯亮时(Q0.5)，并且外呼作得到响应(M0.0)，即M0.0有信号，当电梯运行至2楼平层时(11.5)，电梯门打开(Q2.2)。电梯开门到位后，计时3秒(T34)，电梯门关闭(Q2.3)。电梯未平层或

运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。此外当门关闭时，若门间来人，光电传感器会产生信号，控制电梯门打开。

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