【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。 12）頂層高度（ mm） :由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越 高。 13）底坑深度（ mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁(yè) 共 55 頁(yè) 度越快，底坑一般 就 越深。 14）井道深度（ mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。 我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯主要參數(shù)和規(guī)格尺寸的規(guī)定 為了加強(qiáng)對(duì)電梯產(chǎn)品的管理，提高電梯產(chǎn)品的使用效果，國(guó)家曾于 1974年頒布了JBI4357 JBI8167 JB/Z11074等一批電梯產(chǎn)品的 局 部標(biāo)準(zhǔn)。 電梯的主要參數(shù)是電梯制造廠 設(shè)計(jì)和制造電梯的依據(jù)。用戶選用電梯時(shí)，必須根據(jù)電梯的安裝使用地點(diǎn)、載運(yùn) 對(duì)象等，按 照 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，正確選擇電梯的類別和有關(guān)參數(shù)與尺寸，并根據(jù)這些參數(shù)與規(guī)格尺寸，設(shè)計(jì)和建造安裝電梯的建筑物。否則會(huì)影響電梯的使用效果。 電梯的組成部件 電梯是一種復(fù)雜的機(jī)電產(chǎn)品，一般由機(jī)房、轎廂、廳門及井道和井底設(shè)備等 4個(gè)基本部分組成。 機(jī)房位于電梯井道的最上方或最下方，用于裝設(shè)曳引機(jī)、控制柜、限速器、選層器、地震檢測(cè)儀、配線板、總電源開(kāi)關(guān)及通風(fēng)設(shè)備等。 當(dāng)機(jī)房設(shè)在井道底部時(shí)，稱為下置式曳引方式。由于此種方式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，鋼絲繩彎折的次數(shù)較多，縮短了鋼絲繩的使用期限，增加了井道承重， 且保養(yǎng)困難，所以一般不采用，只有機(jī)房不可能設(shè)在井道頂部時(shí)才采用。相反，機(jī)房上置式曳引方式因設(shè)備簡(jiǎn)單，鋼絲繩彎折次數(shù)少，成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，最為普遍采用。如果機(jī)房即不可能設(shè)在井道底部，也不了能設(shè)在頂部時(shí)，可考慮選用液壓式電梯，即機(jī)房側(cè)置式。 機(jī)房結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固，防震和隔音，有足夠的面積，、高度、承重能力和良好的通風(fēng)條件，而且室內(nèi)經(jīng)常保持有適度的照明亮度，保持干燥清潔等。通常有如下的規(guī)定： 1)面積一般至少為井道側(cè)面積的 2倍以上，對(duì)交流電梯，一般為 2～ ；對(duì)直流電梯，一般為 3～ 。 2)高度指機(jī)房 地面至頂板的垂直距離。對(duì)客梯、病房梯，一般為 ～ ；對(duì)貨梯，一般為 ～ 。 3)承重能力。機(jī)房的地板要求能承重 6kPa(雜物梯為 4kPa)的均部載荷。在曳引機(jī)安裝的上方，應(yīng)設(shè)吊鉤用于維修。鉤的承重能力如下：對(duì)額定載重量 500～ 3000kg的電梯，應(yīng)大于 2020kg；對(duì)額定載重量 5000kg的電梯，應(yīng)大于 3000kg。 4)對(duì)于機(jī)房的設(shè)置有以下 3種方式：機(jī)房下置式、機(jī)房上置式和機(jī)房側(cè)置式。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 55 頁(yè) (1)轎廂 轎廂是是用來(lái)安全運(yùn)送乘客及物品到目的層的箱體裝置，它的運(yùn)行軌 跡是在曳引鋼絲繩的牽引下沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行。 (2)對(duì)重 對(duì)重又稱平衡重，起到平衡轎廂的作用（但這種平衡是相對(duì)的和變化的）。對(duì)重與轎廂通過(guò)曳引繩的連接，利用曳引繩與曳引輪槽之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)轎廂的上升和下降。 （層門） 廳門是為確保在候梯廳的乘客安全而設(shè)置的開(kāi)閉裝置，只有在轎廂停層和平層時(shí)才被打開(kāi)。 (1)曳引鋼絲繩 連接轎廂與對(duì)重，驅(qū)動(dòng)轎廂上下運(yùn)行。 (2)導(dǎo)軌 使轎廂和平衡對(duì)重在井道內(nèi)垂直升降的導(dǎo)向裝置。 (3)限速鋼絲繩、張緊裝置 用以防止限速鋼絲繩的松弛或搖動(dòng)，把轎廂速 度正確地傳送到限速器的輔助裝置。 (4)補(bǔ)償鏈 由于轎廂升降，轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)的曳引鋼絲繩重量比隨之變化。為了修正這個(gè)變化，減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，將轎廂與對(duì)重用補(bǔ)償鏈連接起來(lái)，一般用于提升高度超過(guò) 30m的電梯。 (5)終端保護(hù)裝置 終端保護(hù)裝置由終端電氣保護(hù)裝置和機(jī)械緩沖裝置兩部分相組成，終端電氣保護(hù)裝置由換速開(kāi)關(guān)、限速開(kāi)關(guān)和極限開(kāi)關(guān)組成。機(jī)械緩沖裝置是指位于底坑的各種緩沖器，它們是電梯安全保護(hù)的最后一道措施，設(shè)置在井道底坑中且正對(duì)轎廂和對(duì)重，起作用是防止轎廂和對(duì)重沖頂撞底。 電梯工作原理 曳引繩兩 端分別連著轎廂與 配重 ， 并 通過(guò) 變頻器 變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦 所 產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌 做 往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生偏斜或擺動(dòng) 的動(dòng)作 。常閉式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間松閘 ，使 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持 靜止?fàn)顟B(tài)， 以供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，配 重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定 ，轎廂得以準(zhǔn)確?？?。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選 層 、平層、報(bào)警工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 共 55 頁(yè) 2 方案論證 電梯控制方式的論證 隨著科學(xué)目前，電梯行業(yè)在我國(guó)迅速的發(fā)展，在一定程度上占有很大的市場(chǎng)。目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電路控制系統(tǒng) (“早期安裝的電梯多位繼電器控制系統(tǒng) )、 微機(jī)控制系統(tǒng)、 PLC控制系統(tǒng)。而在今天選擇控制電梯運(yùn)動(dòng)的設(shè)備已經(jīng)從傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸器轉(zhuǎn)變成可編程控制器（ PLC）。 繼電器控制系統(tǒng)由于 線路復(fù)雜，接線多，故障率高，維修保養(yǎng)難 ，許多已處于閑置狀態(tài)，其 曳引 系統(tǒng)多采用交流雙速電機(jī)系統(tǒng)換速， 由于 效率低，調(diào)速性能指標(biāo)較差 等缺點(diǎn)， 嚴(yán)重影響電梯運(yùn)行質(zhì)量 ， 目前已逐漸被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但也存在抗 干 擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，一般 的技術(shù) 維修人員難以掌握其維修技術(shù)等缺陷。而 PLC控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng) ,設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，倍 受 人們重視 ，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，目前也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術(shù)改造 中 。 可編程控制器（ PLC）與其他計(jì)算機(jī)控制相比較： 個(gè)人 計(jì)算機(jī)有很 強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但 它們是為辦公室自動(dòng)化和家庭設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境要求很高，抗干擾能力不強(qiáng)，一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。 單片機(jī)只是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制，還要附加一些配套的集成電路和 I/O接 口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計(jì)者具有較 強(qiáng)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱工控機(jī)）也是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，目前比較流行的是 PC總線工控機(jī)，它與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容。工控機(jī)一般是在通用微機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，因此在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域 均 占有優(yōu)勢(shì)。工控機(jī)的外部 I/O接線一般都用多芯扁平電纜和插 頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如可編程控制器的接線端子 方便可靠。 以上各種計(jì)算機(jī)用于 控制的程序一般都是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的， 可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)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(chǎng)電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格的形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編 寫(xiě) 清晰直觀、調(diào)試和查錯(cuò)都很容易 進(jìn) 行 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁(yè) 共 55 頁(yè) 可編程控制器是專為工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，對(duì)印刷電路板、電源、機(jī) 架、插座的制造和安裝，均采用了嚴(yán)密的措施。由于可編程控制器具有上 述的各種優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有不可比擬的競(jìng)爭(zhēng)力。 當(dāng)然 可編程控制器 在電梯的控制領(lǐng)域也具有重要的地位，把可編程控制器用于電梯運(yùn)動(dòng)的核心部分是很合理的選擇，而且可編程控制器現(xiàn)在在市場(chǎng)上也是一種成熟的產(chǎn)品。總之，經(jīng)上述比較可得，確定選用 PLC控制電梯的運(yùn)行。 在 PLC中相比較，主要為西門子與三菱的競(jìng)爭(zhēng)。由于 西門子編程的靈活性是三菱沒(méi)法比擬的，有很多 功能西門子很容易實(shí)現(xiàn)，三菱就不行。 再加上題目的要求，我們選用西門子 S7200PLC設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)。 可編程控制器用于控制電梯的特點(diǎn) 可靠性高 所有的 I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （ 1）為了消除信號(hào)噪聲 ,在輸入接口內(nèi)設(shè)置了多種濾波電路。 （ 2）為了 PLC的信號(hào)處理 ,輸入接口內(nèi)有電平轉(zhuǎn)換及信號(hào)鎖存電路。 （ 3）為了便于與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的連接 ,在輸入接口外部設(shè)有接線端子排。 （ 4）良好的自診斷功能，一但電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況， CPU立即 采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型控制器還可以采用由雙 CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU構(gòu)成表決系統(tǒng) ,以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、 IO模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。 實(shí)時(shí)性強(qiáng) 信號(hào)處理時(shí)間短，速度快。 信號(hào)處理和程序運(yùn)行的速度快。 能滿足各種型號(hào)電梯的控制目標(biāo)。 編程方便 PLC的設(shè)計(jì)是面向工業(yè)企業(yè)中一般電氣工程技術(shù)人員的 ,它采用易于理解和掌握的梯形圖語(yǔ)言 ,以及面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令。這種梯形圖語(yǔ)言繼承了傳統(tǒng)繼電器控制線路的表達(dá)式 ,又考慮到工業(yè)企業(yè)電氣技術(shù)人員的看圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平，因此得到了廣大電氣技術(shù) 人員的歡迎。 安裝簡(jiǎn)單，維修方便 可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC相應(yīng)的 I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁(yè) 共 55 頁(yè) 和查找故障。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短 PLC完成一項(xiàng)控制工程中 ,由于其硬 軟件齊全 ,設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了繼電器硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能 ,使得控制柜的設(shè)計(jì)及安裝接線工作量大為減少 ,縮短了施工周期。同時(shí) ,由于用 戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試好后，再將 PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào) ,因此大大縮短了設(shè)計(jì)和投入運(yùn)行的周期。 綜上所述，可編程控制器非常適用于交流電梯控制系統(tǒng)。 整體設(shè)計(jì)流程的確定 綜上所述，本設(shè)計(jì)就以 PLC作為工具對(duì)升降電梯的各種操作進(jìn)行控制。對(duì) 五 層電梯的硬件部分作分析，看需要什么樣的開(kāi)關(guān)，電機(jī)，信號(hào)燈等。然后，估計(jì)一下 I/O點(diǎn)數(shù)，這樣可以確定所選機(jī)型， 再進(jìn)行 軟件設(shè)計(jì)，寫(xiě)出梯形圖 ，利用力控組態(tài)軟件畫(huà)出電梯系統(tǒng)控制面板， 最后是進(jìn)行調(diào)試，看看此程序是否可行。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁(yè) 共 55 頁(yè) 3 硬件及軟件的概述 PLC 簡(jiǎn)介 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微機(jī)是基本一致的。如下圖所示： 圖 31 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu) 可編程控制器實(shí)際 是一種 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似 。可編程控制器主要由 CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（ RAM和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡(jiǎn)稱 I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。 CPU模塊 CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（ CPU） 和存儲(chǔ)器組成。CPU的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用 循環(huán) 掃描方式工作， 并且 每一次掃描要完成以下工作： 輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。 程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)控制相 關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。 輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。 I/O模塊 可編程控制器通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)編程器 中 央 處 理 單 元 （ CPU） 輸入電路 輸出電路 系 統(tǒng) 程 序 存 儲(chǔ) 區(qū) 用 戶 程 序 存 儲(chǔ) 區(qū) 電源 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 55 頁(yè) 行器，可編程控制器控制的另一類外部負(fù)載 有 指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。 CPU模塊的工作電壓一般是 5V，而可編程控制器的輸入 /輸出信號(hào)電壓一般較高， 比如直流 24V和交流 220V。從外部引入的尖峰 電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU模塊中的元器件，或使可編程 控制器不能正常工作，所以 CPU模塊不能直接與外部輸入 /輸出裝置相連。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還 具 有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 開(kāi)關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)僅有接通和斷開(kāi)兩種狀態(tài)。電壓等級(jí)有直流 5V， 12V，24V， 48V和交流 110V， 220V等。輸入輸出電壓的允許范圍很寬，如某交流 220V輸入模塊的允許低電壓為 0~70V，高電壓為 70~256V，頻率為 47~63HZ。 各 I/O點(diǎn)的通 /斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元 器 件顯示在面板上，外部 I/O接線一般接在模塊的接線端子上。 某些模塊使用可拆除的插座型端