电梯控制毕业设计

2013届毕业设计学院：电气学院班级：电力1006学号：1000002054姓名：普红云题目：电梯控制统设计.要求：电梯控制原,基本结构,拖系统,安装调试及全保护.【摘要】：计算机接口、自控理、检测技术电力电子技术电机拖动、电气控制、交直流速系统等。随自动控制理论微电子技术及电力电子技术的发，电梯的拖动式与控制手段发生了很大的变化，交流调速成当前电梯拖动主要发展方向随着现代城市的发，高层建筑日增多，电梯成人们日常生活必不可少的代工具。电梯性的好坏对人们活的影响越来越显著，因此必须力提高电梯系的性能，保证梯的运行既高效节能又安全可靠传统的电梯控系统采用的是电器逻辑控制电路，这种控制易故障，维护不，运行寿命短占地空间大，正逐步被淘汰。1、电梯的基本结构制动制动器曳引电动机电气控制柜4、电源开关5、位置检索开6、开门机7、轿内操作盘8、轿箱随行电缆呼梯盒厅门缓冲器减速箱曳引机原理图

15、曳引机底盘16、导向轮限速器导轨支架曳引钢丝绳3维图开关碰块终端紧急开关22、轿箱框架轿箱门导轨轿厢运动的电力拖动方式直轿厢运动的电力拖动方式直流拖交流拖单相励磁、发电机供电的直流电机拖动三厢励磁、发电机供电的直流电机拖动双速交流异步电机子串电阻调速动斩波控制的直流电机拖动交流调压-----能制动的交流异电动机拖动交流调压-----涡制动的交流异电动机拖动交流调压-----反制动的交流异电动机拖动交流变频(VVVF)交异步电动机拖2、电机拖动系动动

晶闸管供电的直流机拖动轿门及厅轿门及厅门开关运动的电力伺服电动机拖动方拖动方式直流电动机电枢串并联电阻调速动方式交流异步电动机VVVF调拖动方式直流电动机斩波调调速拖动方式力矩异步电动机拖方式二、电梯拖动机构电力传动方程式3、电梯运行状1.4、电梯控制能要求电梯运行到指定位后应具有手动或动开/关门的功能利用指示灯显示电轿厢外的呼唤信、电梯轿厢内的令信号和电梯的到达信号。能自动判断电梯的行方向，并发出应的指示信号。电梯的上行下行有台交流双速电机引。电机正传，梯上升；电梯反转，电梯下降。电梯轿厢门由另一小功率电机驱动电机正传，轿厢打开；电机反转，轿厢门关闭。每一层楼设有呼叫钮；轿厢内设有关轿厢门按钮；厢内的层面指令按电梯启动、运行、站实现速度的调。行车时，厅门和轿都不能开门。开之后不能行车，门连锁保护。平层时可自动开门手动开门，夹人内部处理通信内部处理通信处理输入扫描程序执行输出处理2.2可编程序控器的工作方式1.PLC的扫描工作式开始N

RUN方式？Y2-2可编程序控制器在入RUN状态之后采用循环扫描方工作。从第一条指令开始，在无中或跳转控制的情下，按程序存储地址号递增的顺序逐条执行程序，即按序逐条执行程序直到程序结束。后再从头开始扫描，并周而复始地重复行。可编程序控器工作时的扫描程如图2-1所示，包括五个阶段：内部理、通信处理、入扫描、程序执、输出处理。PLC成一次扫描过程所的时间称为扫描期。扫描周期的短与用户程序的长度和扫描速度有关。输出锁存器输入端子输出映像输出锁存器输入端子输出映像寄存器④输出端子输入映象寄存器……….③X001

Y001输入

②

⑤Y001

M1

输出读①输入采样阶段2.3PLC的编语言

读程序执行阶段图2-2PLC的程序行过程

输出刷新阶段PLC的编程语言有形图语言、助记语言、顺序功能图语等。其中前两种语言用得较多顺序功能图语言在许多场合被采。本课题所采用的编程语言为梯形图语。（1）.可编程序控器与继电器、微在电梯控制中的用比较在电梯的电气系统，逻辑判断起着要的作用，其控系统必须起动各种控制信号和执行件（如接触器、电器、发光指示、电动机以及电子元件、电力电子器件达到这些控制目的，方法有：1.继电器—接触控制系统这种控制系统是早电梯多采用的一控制系统。优点与其它控制系统比较其简单、易于理解掌握、价格便宜缺点：动合触点磨损，且电接触不良体积大；控制系统能大、动作噪声；维修保养工作大、费用高。因此这种控制系统仅用于度不高、性能要也不高的电梯中2.微机控制系统电梯的微机控制系实质上是使控制法不再由硬件逻完成，而是通过程序存贮器中的程序来成的控制系统。此对于有不同功要求的电梯控制系统只要改变程序存贮中的程序指令即，而无需变更或减硬件系统的元件或布线。因此，十分便于使用和管理并提高系统的可性，减小控制系统体积，降低了能耗及维修保养费用。然微机控制的电，与继电器控制的电梯比较，它具有较的优越性。但是对一般的电梯而，应用微机控制也有其局限性和不足之。其缺点是：微计算机是按数字算的需要而设计的，功能比较齐全，结比较复杂；而一的电梯控制只需进行简单的逻辑运算运算方式多为“与，运算位数只需1位即“1”与“0因此，使用微机就“大材小用”之。此外，微机的口电路没有标准件，而且一般不控制强。但在电梯控制，往往要求能直控制110V或220V的用电设备，如用户门配备接口电路不方便又不可靠综上所述，造成用微机控制的成本、运和维修费用均较，因此，如在一的电梯上使用微机控制在经济上不合算3.PLC控制系统PLC充分利用了微计算机的原理和术，保留计算机控制优点，而克服了它的缺点。它具有大的生命力，各业部门纷纷用它改造旧有的电梯控制电路，取得了明显效果。总之，PLC是用微机技术制造通用自动控制设备，它能控制开关、模拟量、具有靠性高、抗干扰力强、并具有完成逻辑判断、定时、计、记忆和算术、算等功能，可以代继电器为主的各种控制设备。它不仅用于控制机械设、流水线和各种备的运行过程，将PLC用于控制电梯种操作和处理相信息也是可行的。3.电梯设备3.1电梯的分类电梯的分类有各式样：（1）按速度分类低速电梯1m/s以下高速电梯2-3m/s超高速电梯3-10m/s（2）按用途分类乘客电梯住宅电梯观光电梯载货电梯客货两用电梯车辆电梯其他电梯（3）按拖动方式类交流电梯直流电梯液压电梯齿轮齿条电梯螺杆式电梯（4）按有无司机类有司机电梯无司机电梯有/无司机电梯（5）按控制方式类手柄操纵控电梯按钮控制梯信号控制电梯集选控制电梯群控电梯按曳引机结构分类有齿曳引机电梯无齿曳引机电梯其它分类方式按轿厢尺寸的大小类时，经常使用小型型等词来描述电梯。按机房位置不同可为：机房位于井顶部的上置式电；机房底部的下置式电梯。3.2、电梯的主要成部分曳引部分：通常有引机和曳引钢丝组成。电动机带曳引机旋转使轿厢上下运动。轿厢和厅门：轿厢轿架，轿底，轿和轿门组成；厅一般有封闭式、中分式、双折分式和直分式等电器设备及控制装：有曳引机，选器传动及控制柜轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外指器组成。其它装置：对重装、补偿装置等。3.3、电梯的安全护装置电磁制动器：装于引机轴上，一般用直流电磁制动，启动时通电松闸，停层后断制动。强迫减速开关：分装于井道的顶部底部，当轿厢驶端站换速未减速时，轿厢上撞就触动此开关，过电器传动控制置，使电动机强迫减速。限位开关：当轿厢过端站平层位置仍未停车，此限开关立即动作，切断电源并制，强迫停车。行程极限保护开关当限位开关不起用，轿厢经过端时，此开关动作。急停按钮：装于轿司机操纵盘上，生异常情况时，此按钮切断电源，电磁制动器动，电梯紧急停。厅门开关：每个厅都装有门锁开关仅当厅门关上才许电梯启动；在运行中如出现厅开关断开，电梯即停车。关门安全开关：常的是装于轿厢门的安全触板，在门过程中如安全触板碰到乘客，发出信号，门机停止关门，反开门，延时重新开门此外还有红外线开等。超载开关：当超载轿底下降开关动，电梯不能关门运行。（9）其它的开关安全窗开关，钢轮的断带开关等3.4、电梯技术发情况（1）电梯的速度求越来越快，高、超高速电梯的量愈来愈多。（2）电梯的拖动术有了较大的发，直流电梯由于耗大、维修量大等缺点。逐步被交流梯所替代，液压梯由于运行平稳机房位置灵活等特点使得在低楼层场合到愈来愈广泛的应。交流拖动电梯是得到迅速的发展已由以前的变级调（AC-VP）发展成为压调速（AC-VV）调频调压调速（AC-VVVF得电梯的速度、加速控制更加符合人的生理要求，电梯的舒适感大为改善。电梯的逻辑控制已过去简单的继电——接触器控制展为可编程序控制器（PLC）微机控制，控制方式从手柄控制、信控制发展为集选控制、并联控制、群等，电梯可靠性到很大的提高。电梯的管理功能不加强，电梯广泛用微机控制技术不断满足拥护的使用功能要求如紧急停车操作消防员专用、防乱系统等。智能群控管理得到泛应用。机械传动方面，由国际上机构加工平的不断提高，斜齿传动和行星齿轮传动在电上的应用日益广，已使电梯的传形式多样化。3.5、电梯发展展（1）结构不断紧化，体积不断轻化、小巧化。随着新技术、新结、新材料、新工的发展，电梯的械系统结构简单化、体积小型化、料轻型化、工艺进化、外观漂亮。同时，无机房电梯在新世纪将会有较速度发展。（2）技术含量更，性能更好。电梯行业技术发展常迅速，几年前出的具有先进性、高舒适性的VVVF电梯，如今成为电梯行业的标准置，因为永磁同无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、安全、更安静、经济的特点，所永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的流；由于永磁技的先进性，将来有可能取代VVVF术。另外，网络控和智能群控系统其控制的先进性快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发潮流。（3）安装更方便更快捷高效、安全、可重使用的无脚手架装，将是高层电安装的主要方式，随着技术的开发、用，电梯的硬件统给安装带来更的方便，使电梯安装更快、效率更高。此外，电梯的双向全装置、无底坑无线控制、绿色保——安全、环保、节能、舒适，将是未来电梯的要发展方向。4.PLC的选择及其软件开发4.1可编程控制器PLC）的选型考虑到本次设计的梯系统有六层，开关量居多，模量较少；对于开关量控制为主的系而言，一般PLC的应速度足以满足控制要求，在小型PLC中整体式比模式的价格便宜，积也小，综合考后，系统选择了本三菱公司生产的FX

2N

系列PLC。FX2N系统PLC具有以几方面的优点：1）FX

2N

配置灵活，除主机元外，还可扩展I/O模，A/D模块，D/A模块和其它特殊功模块。2）FX

2N

指令功能丰富，有种指令107条，且令执行速度快。FX2N可用内部辅助电器M，状态继电器S，定时器T，寄存器D，计数器C的功能和量满足了系统控制要的需要。FX2N的编程可用编器，也可以在PC机使用三菱公司的专用程软件包MELSOFT系列的GXDeveloper来进。编程语言可用形图或指令表。尤其是可用PC机系统实时进行监。为调试和维护供了极大的方便。4.2交流双速梯的主电路图4-1是交流双速梯的主电路图。中M1为电梯专用双速笼型异步电动机；KM1、KM2为电机正反转接触器用以实现电梯上、行控制；KM3、KM4为电梯高低运行接触器，用实现电梯的高速或低速运行；KM5为启动加速接触器KM6、KM7、KM8减速制动接触器，用调整电梯制动时的加速度；L1、L2R1、R2为串入电机定子电路中的抗和电阻，当KM1或者KM2与KM3通电合时，电梯将进上行或下行启动延时后KM5通电吸合切除R1、L1，电梯转为上行或下行稳速运行；当电接收到停层指令后，KM3断电释放，KM4通吸合，电机转为速接法，接入阻制动，实现上升与下降的低速运行，KM6-KM8依次通吸合，用来控制动过程的强度，提高停车制动时的舒适；至平层位置时接触全部断电释，抱闸抱死，电梯停止运行。图4-1主电路图4.3门机电路、抱电路、门锁及全运行电路图4-2为电梯的门、抱闸、门锁及全运行电路。门动机为他励直流电动机，可由KM9KM10控制其正反。KM9接通时，电阻R2与电动机电枢并联，电流由电枢左流向右端，电动正转实现开门，下SQ8时，R2部被短接，实现开门调。KM10接通时，动机将反转，实关门，并由SQ9、SQ10与R3一起现关门调速。当电梯上下运行时抱闸应打开，其圈应通电。电梯止运行时，抱闸应抱死，其线圈应电。将所有厅、门开关串联在一，控制门锁继电器KA1，实现全部门闭后电梯才能运行的制。将安全窗开、安全钳开关、限速器开关、轿内急开关、上下强迫止开关、基站开梯开关以及热继电器触点FR1、FR2串在一起，构成安全回，控制安全运行电器KA2，用KA2的触点控制PLC的RUN口只有当该KA2吸时，才允许PLC处于行状态。这样可以节省PLC输入口，又可以现在多种紧急情下的立即停车。图4-24.4电梯的主电气设备

门机、抱闸、门锁安全运行电路牵引电动机齿轮牵引机为电梯的提机构。主要由驱电动机，电磁制动器（也称电包闸速器牵引轮组成。自动门机用来完成电梯的开门与关。电梯的门分为门（每层站一个）与轿门（只一个有当电梯停靠在某层站时此层厅门才允许启（由门机拖动轿门轿门带动厅门完只有当厅门，轿门全部闭后才允许启动运行。层楼指示灯层楼指示灯也叫层显，装在每层站厅门上方和轿箱内轿门的上方，用指示电梯的运行向及电梯所处的置。过去常由低压灯泡构成，现多由LED组成，与呼梯盒做成一体构。呼梯盒用以产生叫信号。常安装厅门外，离地面米左右的墙壁上。基站与底站有一只按钮，中层站由上呼叫与呼叫两个按钮组成。操纵箱操纵箱安在轿箱内，供乘对电梯发布动作令。其上面设有与电梯层站数同的内选层按钮平层及开门装置该装置如图4-3所。由平层感应器楼层感应器组成。上行时，上铁板先触发楼层应器，发出减速车信号，电梯开始减速，至平层感应器发时，发出开门停车信号，电动停转，抱闸抱死。下行时，下磁铁板出楼层感应器，发减速停车信号，梯开始减速，至平层感应器触发时，发开门及停车信号轿厢位置检测装置称选层器，它检电梯轿厢运行状，所处位置，及时向控制系统发所需要的信号。主要功能是：根登记的内选与外呼信号和轿厢的位置关，确定运行方向当电梯将要到达需停站的楼层时，给曳引电动机减速信，使其换速；当层停车后，发出号以消去已应答的选层、呼梯信号，并示轿厢当前位置选层器种类较多通常分为三大类，即机械选层器、继电选层器和微机选器。其中机械选器与继电器选层器将随着继电器控制电的逐步淘汰而淘。位置检测方法主要如下几种：用干簧管磁感应器其它位置开关。种方法直观、简，但由于每层需使用一个磁感应，当楼层较高时会占用PLC太多输入点。利用稳态磁保开关这种方法需对磁开关的不同状态行编码，在各种编码方式中适合梯控制的只有格变形码，进行运时需采用PLC指译码，比较麻烦，软译码也使程序变庞大。由于本文是六层电的控制故选用感器检测轿厢位置图4-3电梯的平层、层装置示意图图4-4I/O接线4.5.1算法说程序的基本控制流如图4-5所示中不包括检修及机开关电梯环节只是电梯运行的基流程图图4-5程序基本流程4.5.2程序中相关间继电器的说明梯形图的设计可以成几个环节进行然后再将这些环组合在一起形成完整的梯形图。1.开关门环节电梯的开关门，存以下几种情况：电梯投入运行前的门。此时电梯位基站，将开关梯匙插入SA2内旋转至开梯位置，电梯应自动开门乘客或司机进入厢，选层后电梯自动运行。电梯检修时的开关。检修状态下，关门均为手动状，由开关门按钮SB1、SB2实施门与关门。电梯自动运行停层的开门。电梯在层时至平层位置M140接通，电梯应开始开门。电梯关门过程中的新开门。在电梯门的过程中，若人或物夹在两门的中间，需重新门。目前大多数梯采用光幕或机安全触板进行检测，自动发送重开门信号，已达重新开门的目的呼梯开门。电梯到某层站后，如果有人继续使用电，电梯将停靠在该层站待命，电将首先开门，以足用梯的要求。其他层站有人呼梯，电梯将首先向，并启动运行到达呼梯楼层时开门，此时的开门按停层开门处。电梯停后的关门。时电梯到达基站司机或乘客离开厢，电梯自动关门，司机将开、梯钥匙插入SA2旋转到关梯位置，电的安全回路被切断，PLC停运行，电梯被关。电梯自动运行时的门。停站时间继器T50延时结束，电梯应自动关门。停站时间未时，可通过关门钮实现提前关门2.层楼信号的产与清除环节当电梯位于某一层，指层感应器产楼层信号，以控指层灯的状态，离开该层时，该楼信号应被新的楼信号所取代。3．停层信号的登与消除环节乘客或司机通过对厢内操作盘上1-6层层按钮的操作，以选择欲去的楼层。选层信被登记后，选层钮下的指示灯亮当电梯到达所选的楼层后，停层信号即消除，指示灯也熄灭。4．外呼信号的登与消除环节乘客或司机在厅门呼梯时，呼梯信应被接收和记忆当电梯到达该层，且定向方向与的地方向一致时基层和顶层除外梯要求已满足呼梯信号应被消除。按下外呼按钮时，对应的外呼辅助电器接通，外呼下的指示灯亮，表示呼梯要求已被梯接收并记忆。信号的消除环节由当层信号的动断触点与运行方向的动并联构成的（M103为上辅助继电器，M104为行辅助继电器这样可以使电梯运方向与呼梯目的向一致且到达呼楼层时，电梯将停止呼梯要求已满足，梯信号被消除。梯的运行方向与梯目的方向相反时，如电梯从一楼向上行，而呼梯要求二楼向下，若有三楼以上的内选层要求及外呼梯要求，梯到达二楼时不梯，呼梯要求没满足，呼梯信号不能消除；若三楼以上用梯要求，电梯停在二楼，但呼信号不能立即消除，待乘客进入轿厢选后，电梯定向下则二楼下呼梯信已满足，呼梯信号被消除。5．电梯的定向环在自动运行状态下电梯应首先确定行方向，也即定。电梯的定向只有两种情况，即上和下行。电梯处待命状态，接受内选和外呼信号时，应将电梯所处的位与内选和外呼信进行比较，确定上行还是下行。一旦电梯定向后，内选外呼对电梯进行向运行的要求没满足的情况下，定向信号不能消除。检状态下运行方向接由上行和下行动按钮确定，不需定向。梯形图中M103及M104分为定上行及定下辅助继电器，它线圈的工作条件触电块由内呼信号及电梯位信号组成。参考文献【1】王庭有编著编程控制器原理应用》.第二版.防工业出版社.【2】许晓峰主编机及拖动》.三版.高等教育出社.2007【3】肖军孟令编著编程控制器原理及应用》华大学出版社.2008【4】高钦和编著应用开案例精选》.第二.人民邮电出版.2008【5】李惠昇主编梯控制技术》机工业出版社，2003【6】宋伯生主编编程实指南》机械工业版社，2007【7】廖常初主编系列PLC编程及应用》械工业出版社，2006【8】张培志主编气控制与可编程控制器》化学工出版社，2007【9】谢剑贾青型计算机控制技术》第版.国防工业出社,2001.【10】范永生王编《电气控制与PLC用》.第二版.中电力出版社2007【11】黄敏、王成，基于PLC的电控制系统.《金华业技术学院学报第三期.20～21.2001【12】尹刚.基于PLC控制交流频调速电梯系统计（硕士学位论文）沈阳工业大.1.电梯的主电路6、安装及材料明及要求：内容电梯技术参数要求DT1DT2DT3▲数量（台）111▲电梯速度（M/S）1.751.751.0▲层/站/门9/9/910/10/103/3/3▲操作方法并联控制并联控制无要求▲额定载重量（KG）10001000400基站一层一层无要求▲机房位置顶部顶部无▲主机无齿轮无齿轮无齿轮▲控制方法VVVF交流变频变压VVVF交流变频变压VVVF交流变频变压井道净尺寸（MM）2150mmX2460mm2150mmX2460mm1460mmX1560mm地坑深度（MM）1700mm1700mm1500mm顶层高度（MM）4800mm4800mm4200机房高度（MM）27002700无轿厢内径尺寸（MM）1400mmX1600mm1400mmX1600mm950mmX1100mm开门尺寸(MM)900900800▲开门方式中分中分中分门保护光幕保护光幕保护光幕保护▲轿厢操作盘1个，发纹不锈钢面，金属按钮▲召唤按钮发纹不锈钢面板，金属按钮▲厅门发纹不锈钢面板，层层数字及方向显示▲轿厢装修轿门发纹不锈钢面板轿顶由投标人提供式样供买方选择，投标总价不变地坪大理石面四壁发纹不锈钢面板门套发纹不锈钢面板电梯实现功能▲带召唤按钮的层站位置显示电梯在自动状态下，可以进行召唤登记，并且显示轿厢的位与运行方向▲开、关门按钮响应指示按下开、关门按钮时，按钮灯同时点亮▲轿内、层站运行方向指示发纹不锈钢面板，在层站、轿厢内用箭头指示灯显示电梯的行方向，要求点阵式显数▲超载保护功能及声响和灯号警示超载时，轿厢内蜂鸣器鸣响并显示轿厢超载。轿厢处于开门态，停止于该层站▲满载时自动通过轿厢满载后，将自动越过层站召唤而不作应答，以保持其最的运行效率▲到站指示到站铃声▲电梯受阻失速保护当曳引钢丝绳打滑达到预定时间时，电梯停止运行▲轿内反响指令消除电梯自动运行时，当电