【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 全套 CAD 圖紙等資料，聯(lián)系 153893706 第 1 章 緒 論 課題研究的背景及目的 電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多， 對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。 電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。在國外，已“法規(guī)”實(shí)行電梯制造、安裝和維修一體化，實(shí)行由各制造企業(yè)認(rèn)可的、法規(guī)認(rèn)證的專業(yè)安裝 隊(duì)伍維修單位，承擔(dān)安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗(yàn)，從而為電梯運(yùn)行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險(xiǎn)公司對電梯的安全性做過認(rèn)真地調(diào)查和科學(xué)計(jì)算，其結(jié)論是：乘電梯比走樓梯安全 5倍。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。目前，由可編程序控制器 (PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用 PLC 控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任 務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向。 可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。自 1969年針對工業(yè)自動控制的特點(diǎn)和需要而丌發(fā)的第一臺 PLC黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 問世以來，迄今己 30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá) 方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需 PLC后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將 PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破?PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。 PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱 (PLC、 CAD／ CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能，易與計(jì)算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行控制、具備高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、記數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶會、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)德到廣泛應(yīng)用。 PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。 總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。 PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控 制設(shè)備，隨著 PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。 電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 本次設(shè)計(jì)通過對幾種常用拖動方式的比較，并結(jié)合課題的特點(diǎn)及需要達(dá)到的要求，確定此拖動系統(tǒng)部分用交流變頻電動機(jī)拖動?？刂葡到y(tǒng)主要有繼電器控制、微機(jī)控制、PLC 控制 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯 ，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。 隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，被稱為微控制器的單片機(jī)得到了迅猛的發(fā)展，發(fā)展至今，已成為世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)代人類生活中所應(yīng)用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)，而個(gè)人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作，汽車上一般配有 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)甚至可能有數(shù)百臺單片機(jī)。但是，單片機(jī)需要懂 c 語言的人，一般人就是會編程也不容易讀懂，就算弄懂了也很久時(shí)間過去了，而且單片機(jī)系統(tǒng)有的設(shè)置了密碼了，你 根本看不到內(nèi)容單片機(jī)對以后的改進(jìn)維護(hù)要求很高間接增加了成本。單片機(jī)的抗干擾能力弱，電梯控制中，由于設(shè)備的頻繁啟停，電磁干擾等原因，單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作亦受到嚴(yán)重影響，甚至不能正常工作。 控制 電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。 PLC 作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 (1)在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對電 梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提高。 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。 (3)PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4)PLC 可進(jìn)行故障自動檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 (6)更改控制方案時(shí)不需改動硬件接線。 在對以上幾種方法充分論證的基礎(chǔ)上，再結(jié)合設(shè)計(jì)要求，決定控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展容易、程序編制簡單、操作簡單、可靠性高、有停電保護(hù)數(shù)據(jù)和狀態(tài) 的功能的 PLC 控制。 研究的主要內(nèi)容 1． 分析 交流雙速電梯 的 PLC 控制系統(tǒng) 的特點(diǎn)、性能要求、工藝過程 。 2．根據(jù)技術(shù)要求確定總體方案 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 3． PLC 控制 系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) 。 4． PLC 控制 系統(tǒng) 的軟件設(shè)計(jì) 。 技術(shù)路線 1． 電梯的安全性：在電梯中設(shè)必不可少的安全設(shè)施，如 1）超速保護(hù)裝置；轎廂 超越上 /下極限工作位置時(shí)，切斷控制電路的裝置； 2）交流電梯還應(yīng)有切斷主電路電源的裝置； 3）撞地緩沖裝置； 4）對三相交流電源應(yīng)設(shè)斷相保護(hù)裝置和相序保護(hù)裝置 。5)應(yīng) 設(shè)置廳門，轎門電器連鎖裝置等等。 2． 電梯的制動： 電梯樓層為四層，拽引電動機(jī)為 YTD— 6/24 極交流雙速異步電動機(jī)，自動門電動機(jī)為 11SZ56 直流電動機(jī) 。主電動機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，快速啟動，加速運(yùn)行，三級減速后慢行，自動門電動機(jī)驅(qū)動電梯門帶動廳門開關(guān)，電梯運(yùn)行速度為 1 米 /秒。 3． 電梯運(yùn)行中的舒適感： 電梯運(yùn)行的舒適性取決于其運(yùn)行過程中加速度 a 和加速度變化率 p 的大小，過大的加速度或加速度變化率會造成乘客的不適感。同時(shí)，為保證電梯的運(yùn)行效率， a、 p 的值不宜過小。 4．停戰(zhàn)準(zhǔn)確性：電梯轎箱上設(shè)一 個(gè)磁開關(guān) ,每層都有平層信息 ,平層信息的位置與磁開關(guān)調(diào)整一致后 ,就是平層狀態(tài) ,一旦與磁開關(guān)發(fā)生位移 ,系統(tǒng)認(rèn)為轎箱已經(jīng)脫離了平層位置 ,就需要做一個(gè)補(bǔ)償 ,告訴電機(jī)向上拉或向下放。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 方案論證 本設(shè)計(jì)的電梯為四層辦公樓用的交流雙速電梯。其運(yùn)行特點(diǎn)為，當(dāng)電梯檢測到啟動信號時(shí)進(jìn)行高速起動。工作中，電梯從各種呼梯信號和當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析根據(jù)省時(shí)，高效的原則確定下一個(gè)工作狀態(tài)。因此，要求具有自動定向、順向截梯，反向保號，外呼記憶、提前換速自動開關(guān) 門、停梯消號、自動達(dá)層，檢修慢速和安全保護(hù)等各種功能。另外電梯的工作狀態(tài)分為自動、司機(jī)、檢修三種運(yùn)行狀態(tài)，電梯的上下行，開關(guān)門同樣設(shè)有自動和手動部分；廳門及轎廂內(nèi)應(yīng)有操作面板及相應(yīng)運(yùn)行指示，應(yīng)設(shè)層樓及方向批示，要求層樓顯示采用批示燈指示 電梯的控制系統(tǒng)主要有繼電器控制、微機(jī)控制、 PLC 控制三種方式 . 電梯繼電器控制系統(tǒng)故障率高，大大降低了電梯的可靠性和安全性，經(jīng)常造成停梯，給乘用人員帶來不便和驚憂。且電梯一旦發(fā)生沖頂或蹲底，不但會造成電梯機(jī)械部件損壞，還可能出現(xiàn)人身事故。 單片機(jī)需要懂 c 語言的人，一 般人就是會編程也不容易讀懂，就算弄懂了也很久時(shí)間過去了，而且單片機(jī)系統(tǒng)有的設(shè)置了密碼了，你根本看不到內(nèi)容單片機(jī)對以后的改進(jìn)維護(hù)要求很高間接增加了成本。單片機(jī)的抗干擾能力弱，電梯控制中，由于設(shè)備的頻繁啟停，電磁干擾等原因，單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作亦受到嚴(yán)重影響，甚至不能正常工作。 絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下 ，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 力和物力去改制、安裝和調(diào)試。 PLC 作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 (1)在電梯控制中采用了 PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)對電梯運(yùn)行的自動控制，可靠性大大提高 (2)去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化 。 (3)PLC 可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4)PLC 可進(jìn)行故障自動檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。 (5)用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 (6)更改控制方案時(shí)不需改動硬件接線。 在對以上幾種方法充分論證的基礎(chǔ)上，再結(jié)合設(shè)計(jì)要求，決定控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展容易、程序編制簡單、操作簡單、可靠性高、有停電保護(hù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的功能的 PLC 控制。 具體方案 電梯信號控制基本由 PLC 軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號控制系統(tǒng)如圖 所示，輸入到 PLC的控制信號有：運(yùn)行方式選擇（如自動、有 /無司機(jī)、檢修運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、開關(guān)門及限位信號、門區(qū)和平層信號等。 PLC 圖 電梯 PLC 信號控制系統(tǒng)的框圖 電梯整個(gè)拖動系統(tǒng)由 YTD— 6/24 交流雙速電動機(jī)作主驅(qū)動， 11SZ56 直流電動機(jī) 作并關(guān)門驅(qū)動機(jī)。主電動機(jī)雙速正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，減速運(yùn)行，門電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。 輸 入 信 號 輸 出 信 號 呼梯信號顯示 樓層顯示 運(yùn)行方向選擇 呼梯鈴 開關(guān)門控制 安全保護(hù)信號 運(yùn)行控制信號 運(yùn)行方式選擇 內(nèi)指令信號 外指令信號 拖動控制信號 門區(qū)或平層信號 開關(guān)門信號 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 工作中的電梯從各種呼梯信號和當(dāng)時(shí) 的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析后，根據(jù)省時(shí)、高效的原則確定下一個(gè)工作狀態(tài)。為此它要求具有自動定向、順向截梯、反向保號、外呼記憶、提前換速、自動開關(guān)門停梯消號、自動達(dá)曾、檢修慢速和保護(hù)各種功能。 如電梯停在頂層，第一、第二、第三同時(shí)有人呼上，電梯將按最佳的順序運(yùn)行，先到一層，然后二層停，再上行到三層停，再上行到四層，這叫反向呼梯，優(yōu)先為最 遠(yuǎn)服務(wù)。 當(dāng) PLC 掃描到起動信號時(shí)，并加速運(yùn)行，根據(jù)舒適感的要求，起動電阻的切除時(shí)間為 1s 左右，可通過 PLC 的定時(shí)器靈活地進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)電梯運(yùn)行到距本層位置 處時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)發(fā) 出換速信號， PLC 收到此信號后，切斷快速接觸器，接通慢速接觸器，電梯進(jìn)行減速過程，一定時(shí)間后在進(jìn)入把性爬行階段，然后由本層干簧管感應(yīng)器發(fā)出平層信號， PLC 根據(jù)此信號停梯、開門，完成一次主控運(yùn)行服務(wù)。 電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能： (1)行車方向由內(nèi)選信號決定 ,順向優(yōu)先執(zhí)行 。 (2)行車途中如遇呼梯信號時(shí) ,順向截車 ,反向不截車 。 (3)內(nèi)選信號、呼梯