【文章內(nèi)容簡介】 組成；開門機社在轎廂上，是轎廂門和成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）6層門啟閉的動力源。5).轎廂轎廂是用以運送乘客和貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成；轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕等組成；轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。6).門廳每一層電梯門口裝的門，門上帶有機器鎖及電氣接點。客梯多為自動開關(guān)門，開關(guān)門由轎廂門上的開門刀帶動廳門上的橡皮勒轆來完成的，而轎廂門是由轎廂上的開關(guān)門裝置驅(qū)動的。7).井道井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個在納電梯轎廂和對重的有限空間。為了出人，在每個層站開有入口。8).圍壁圍壁的作用是將電梯與外界分隔開，當(dāng)導(dǎo)軌架直接安裝在圍壁上時，它還應(yīng)承受費切力。圍壁的結(jié)構(gòu)分為封閉式和空格式。9).頂板井道的頂部是機房，它是維修人員工作的地方。因此頂板必須是封閉型的，將井道與機房完全隔離。頂板還具有阻止機房即傳向井道的作用。對于快、高速電梯，為了取得良好的隔聲效果，常在井道頂部設(shè)隔音層，此時的井道頂成了雙層結(jié)構(gòu)。10).底坑井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設(shè)施。11).重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成，對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯設(shè)計影響的裝置。12).電力拖動系統(tǒng)該系統(tǒng)由曳引機、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置和變頻器等組成。對電梯實行速度控制。曳引電動機是電梯的動力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動機或直流電動機；供電系統(tǒng)是為電動機提供電源的裝置；速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號，一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器，與電動機相連；調(diào)速裝置對曳引電動機實行調(diào)速控制；變頻器可以通過改變頻成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）7率的大小來控制其運行速度的快慢。13).電器控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成，它起著操縱和控制電梯運行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎內(nèi)和層站的指層燈；層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機房中，由各類電氣控制元件（或板）組成，是電梯實行電氣控制的集中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定運行方向、發(fā)出加減速信號等作用。它可由機械式、繼電器式或電子式組成。14).安全保護系統(tǒng)電梯上設(shè)有機械和電氣的各類保護系統(tǒng)，以保證電梯安全使用。機械方面的有限速器和安全鉗，起超速保護作用；緩沖器，起沖頂和撞底保護作用；切斷總電源的極限保護。 可行性論證可編程序控制器是由繼電器邏輯控制而來的，所以它在開關(guān)量處理、順序控制方面具有一定的優(yōu)勢，發(fā)展初期主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器增加了數(shù)值運算、PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，并開始與個人計算機或小型計算機聯(lián)網(wǎng)，它本身也可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯膽?yīng)用領(lǐng)域，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控制器的性能價格比的不斷提高，過去許多使用專用計算機的場合也可以使用可編程序控制器。比如用在開關(guān)量的控制，這是可編程序控制器最基本最廣泛的應(yīng)用，它的輸入和輸出信號都是只有通、斷狀態(tài)的開關(guān)量信號，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用價格較低，僅有開關(guān)量控制的功能的可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動線生產(chǎn)線，如機床控制、沖壓、鑄造機械、運輸帶、包裝機械的控制，同樣也可以用于電梯的控制。通過上述的簡述，我希望在控制系統(tǒng)中能夠達(dá)到如下要求：1).乘坐舒適感根據(jù)人們生活中的經(jīng)驗證明，在運動速度不變的情況下，速度值的大小對人們的器官基本上沒有什么影響，這只是指人們沿地面或空中的沿與地面平行的任意方向運動的情況而言的。高速的升降運動就和上述運動有所不同。這是由于在升降運動中，人體周圍氣壓的迅速變化，對人們的器官產(chǎn)生影響。例如耳膜會感到壓力而嗡嗡響等等。只要采取一定措施，這些影響是可以消除的。所以目前電梯的運行速度雖已高達(dá)10m/s。仍能使乘客無大的不適感。成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）82).電梯理想運行曲線根據(jù)大量的研究和實驗表明，人可接受的最大加速度為 am≤，加速度變化率 ρm≤3m/s3,電梯的理想運行曲線按加速度可劃分為三角形、梯形和正弦波形，由于正弦波形加速度曲線實現(xiàn)較為困難，而三角形曲線最大加速度和在啟動及制動段的轉(zhuǎn)折點處的加速度變化率均大于梯形曲線，即 ρm 跳變到ρm或由ρm 跳變到 ρm 的加速度變化率，故很少采用，因梯形曲線容易實現(xiàn)并且有良好加速度變化率頻繁指標(biāo)，故被廣泛采用。變頻器構(gòu)成的電梯系統(tǒng)，當(dāng)變頻器接收到控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動電動機，達(dá)到最大速度后，勻速運行，在到達(dá)目的層的減速點時，控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度，在減速運行過程中，變頻器的能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運行，使,在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動斜坡來調(diào)整平層精度。即當(dāng)電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動斜坡值，在電梯到距平層位置4—10cm時，有平層開關(guān)自動斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層，從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠。 （其速度曲線如下所示）拋物線—直線綜合速度曲線拋物線—直線綜合速度曲線的加速時間的起始階段（ta/n）和最末段（ta/n）均為拋物線形速度曲線，而中間段（n2） ta/n為直線形的速度曲線；n為起動時間系數(shù)。 設(shè)計的整體布局及其選型通過上述的分析可知，我所選擇的電梯載重量為1000kg,速度為1m/s,七層七站。PLC的型號為FX 2N128MR，通過其繼電器電路圖來設(shè)計出梯形圖，通過成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）9PLC的選型連接其PLC接線圖。電動機選用交流三相異步電動機，它具有結(jié)構(gòu)簡單、維護和操作簡便、價格便宜、堅固耐用、工作可靠等優(yōu)點；其缺點是調(diào)速性差、概率因數(shù)低。變頻器選用安川變頻器（616G5） ，它作為通用變頻器適合任何應(yīng)用場合,在低速下能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)啟動（1%額定轉(zhuǎn)速），并且極其精確地運行。它的自動調(diào)整功能可使世界各地生產(chǎn)的電動機達(dá)到高性能運行。具有如下優(yōu)點：低速大轉(zhuǎn)矩和全頻域平穩(wěn)加、減速；驅(qū)動普通電機能達(dá)到最佳的控制效果；操作簡單靈活；具有擴展功能，既可單機使用也可聯(lián)網(wǎng)使用；設(shè)計平均無故障時間：250 000小時。把50Hz的工頻交流電經(jīng)過處理后輸出頻率可調(diào)的交流電的電氣裝置叫變頻器。它由整流電路、濾波電路、再生制動電路、逆變電路和控制電路組成。成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）10第二章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)與工作原理 PLC 的 體 系 結(jié) 構(gòu)PLC 實 質(zhì) 上 是 一 種 被 專 用 于 工 業(yè) 控 制 的 計 算 機 ， 其 硬 件 結(jié) 構(gòu) 和 微 機 是基 本 一 致 的 。 如 下 圖 所 示 ：編 程 器中央處理單元（CPU）輸入電路 輸出電路系統(tǒng)程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)電源PLC 硬件的基本結(jié)構(gòu) 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程序控制器簡稱為 PLC（Programmable Logic Controller）主要由 CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 （如下圖所示）成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）11可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由 CPU（中央處理單元） 、存儲器（RAM 和 EPROM） 、輸入/輸出模塊（簡稱 I/O 模塊） 、編程器和電源五大部分組成。(1) CPU 模塊CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機處理器（CPU）和存儲器組成。CPU 的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：1） 輸入處理：將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。2） 程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。3） 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。(2) I/O 模塊I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^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)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等。CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而可編程序控制器的輸入/ 輸出信號電壓一般較高，如直流 24V 和交流 220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞 CPU 模塊中的元器件，或使可編程序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 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。(3) 編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制成都電子機械高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）12器也可以運行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時使用，一臺編程器可供多臺可編程序控制器公用。 開關(guān)量 I/O 模塊開關(guān)量模塊的輸入輸出信號僅有接通和斷開兩種狀態(tài)。電壓等級有直流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 點的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，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子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。開關(guān)量 I/O 模塊可能4，8，16，32，64 點。 輸入模塊 a 直流輸入電路輸入電路中設(shè)有 RC 濾波電路，以防止由于輸入點抖動或外部干擾脈沖引起的錯誤的輸入信號。濾波電路延遲時間的典型值為 10~20ms（信號上升沿）和20~50ms（信號下降沿） ，輸入電流約為 10mA，上圖 是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖。本節(jié)的輸入電路和輸出電路都只畫出了一路，COM是各路的公共點。圖中的輸入觸點直接接在公共點和輸入端（400 是梯形圖中輸入繼電器的編號）之間，不需要外接電源。有的可編程序控制器還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供 24V 電源。 （如圖 ）成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）13圖 b 輸入電路當(dāng)圖 中的外接觸點接通時，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導(dǎo)通，信號經(jīng)內(nèi)部電路傳送給 CPU 模塊。圖 c 是交流輸入電路。光電耦合器中有兩個反并聯(lián)的發(fā)光二極管，顯示用的兩個發(fā)光二極管也是反并聯(lián)的，因此這個電路可以接收外部的交流輸入電壓。圖 c 交流輸入電路 輸出模塊輸出模塊的功率放大元件有大功率晶體管和磁效應(yīng)管（驅(qū)動直流負(fù)載） 、雙向可控硅（驅(qū)動內(nèi)交流負(fù)載）和小型繼電器，后者可以驅(qū)動交流負(fù)載或直流負(fù)載。輸出電流的典型值為 ~2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供。輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，但是只能驅(qū)動 100VA/22V 的電感性負(fù)載和 100W 的白熾燈。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時額定負(fù)載電流減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)曲線。輸出模塊內(nèi)可能設(shè)置有熔斷器，并在模塊面板上用發(fā)光二極管顯示熔斷器的狀態(tài)。某些新式的模塊用非破壞性的電子保護電路代替熔斷器。 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計算機程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器” ，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。成都電子機械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）14 可編程序控制器的工作原理可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（RUN ）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機或切換到 STOP 工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個階段（見左上圖） ?？删幊绦蚩刂破鞯倪@種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計算機執(zhí)行指