【文章內(nèi)容簡介】 平衡系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。（3）第三章主要比較 PLC 與繼電器和通用計(jì)算機(jī)控制的不同點(diǎn)。進(jìn)而選擇三菱 FX2N 可編程控制器。詳細(xì)的闡述可編程控制器的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，從 PLC 主要特點(diǎn)、性能指標(biāo)和分類三方面詳細(xì)地介紹三菱 FX2N 可編程控制器，接著分析三菱FX2N 可編程控制器的工作方式，分析它的掃描周期以及可編程控制器的編程語言。（4）第四章主要基于 PLC 五層電梯信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行梯形圖分析設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括開關(guān)門控制環(huán)節(jié)、內(nèi)外信號(hào)登記與消除環(huán)節(jié)、啟動(dòng)環(huán)節(jié)、制動(dòng)環(huán)節(jié)、定向環(huán)節(jié)、抱閘環(huán)節(jié) 6 個(gè)環(huán)節(jié)。 2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 電梯的基本概況 電梯的功能要求(1)電梯啟動(dòng)，當(dāng)電梯運(yùn)行到指定樓層時(shí)，這時(shí)轎廂內(nèi)應(yīng)具有手動(dòng)或自動(dòng)開關(guān)門的功能 (2)電梯應(yīng)能自動(dòng)判斷運(yùn)行方向，可以發(fā)出響應(yīng)的指示信號(hào) (3)電梯轎廂由裝在頂層的曳引機(jī)牽引著上下運(yùn)動(dòng)。曳引機(jī)正向傳動(dòng)，電梯轎廂往上運(yùn)動(dòng)；曳引機(jī)反向傳動(dòng)，電梯轎廂往下運(yùn)動(dòng)(4)打開電梯的轎廂門是利用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。電機(jī)正向傳動(dòng)，轎廂門打開；電機(jī)反向傳動(dòng)，轎廂門關(guān)閉；(5)電梯轎廂運(yùn)動(dòng)是，轎廂門和廳門都不能打開。同樣，開門之后不能控制電梯運(yùn)行(6) 電梯平層時(shí)，電梯課自動(dòng)打開轎門，如果有人或貨物夾住時(shí)，電梯的轎門課自動(dòng)打開 電梯的結(jié)構(gòu)電梯驅(qū)動(dòng)可以分為幾種方式，其中有種叫曳引機(jī)曳引驅(qū)動(dòng)。其基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。曳引鋼繩的兩端連接著不同的物體，一端連接著轎廂，而另一端與對(duì)重裝置連接，曳引輪利用其與鋼絲繩之間的摩擦力，以帶動(dòng)轎廂做升降， ，按工作指令去完成垂直運(yùn)動(dòng)的任務(wù)。電梯 7 大系統(tǒng)：曳引機(jī)系統(tǒng)；導(dǎo)向系統(tǒng)；門系統(tǒng)；轎廂平衡系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。電梯的控制系統(tǒng)，主要指的是針啟動(dòng)電梯主曳引電動(dòng)機(jī)和門機(jī)，及對(duì)它們的運(yùn)行方向、減速、停止進(jìn)行控制，以及顯示很多指令信號(hào)，包括每一層站，任一召喚站，轎廂內(nèi)指令以及安全保護(hù)的信號(hào)，并對(duì)它們進(jìn)行管理。轎廂內(nèi)有塊操作箱，操作箱可以提供給乘客操作，也是實(shí)行每個(gè)控制環(huán)節(jié)的方式和手段。其基本結(jié)構(gòu)由一下幾部分組成：2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 圖 21 曳引電梯的基本結(jié)構(gòu)示意圖1—控制屏 2—拖動(dòng)電動(dòng)機(jī) 3—限速器 4—限速鋼絲繩 5—曳引鋼繩 6—安全鉗 7—轎廂門安全觸板 8—導(dǎo)軌 9—對(duì)重 10—限速器預(yù)緊裝置 11—緩沖器 12—門廳 13—轎廂 曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪等組成。曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)連軸器、制動(dòng)器、減速器、機(jī)座、曳引輪等組成，它是電梯的動(dòng)力源；曳引機(jī)鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對(duì)重（或者兩端固定在機(jī)座房上） ，依靠鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力來驅(qū)動(dòng)轎廂升降；導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對(duì)重的距離，采用復(fù)繞型時(shí)還可以增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機(jī)架上或重梁上。 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)架等組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)架上。導(dǎo)軌架是支撐導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接。導(dǎo)靴裝在轎廂和對(duì)重上，與導(dǎo)軌配合，強(qiáng)制轎廂和對(duì)重的運(yùn)動(dòng)服從于導(dǎo)軌的直立方向。2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇，門軌導(dǎo)架，門靴和門刀等組成；層門設(shè)在層站入口，由門扇，門導(dǎo)軌架，門靴和門鎖裝置組成。開門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉的動(dòng)力源。 轎廂系統(tǒng)轎廂是以運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。它由轎廂架和轎廂體組成。轎廂是轎廂體的承重構(gòu)架。是由上橫梁、立柱、低梁和斜拉桿等組成。轎廂體由轎廂底、轎廂壁、轎廂頂和照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕板等組成，轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定。 重量平衡系統(tǒng)該系統(tǒng)有對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重和對(duì)重塊組成，對(duì)重將平衡轎廂自重和部分的額定載重；重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)曳引鋼絲繩長度的變化對(duì)電梯的設(shè)計(jì)影響的裝置。 電力拖動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)曳引電動(dòng)機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成。對(duì)電梯實(shí)現(xiàn)速度控制。曳引電動(dòng)機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯的配置可用交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)；供電系統(tǒng)是為電動(dòng)機(jī)提供電源的裝置；速度反饋裝置是為了調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)，一般采用測(cè)速電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器，與電動(dòng)機(jī)相連，調(diào)速裝置對(duì)曳引電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。 電氣控制系統(tǒng)該系統(tǒng)由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏，平層裝置，選層器組成。它起著操縱和控制電梯運(yùn)行的作用。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操縱箱或手柄開關(guān)箱，層站召喚按鈕，轎廂頂和機(jī)房中的檢修或應(yīng)急；位置顯示裝置是指轎廂內(nèi)和層站的指示燈；層站上一般能顯示想、電梯運(yùn)行方向或轎廂所在的層站；控制屏安裝在機(jī)房中，由各類電器控制元件組成，是電梯實(shí)行電器控制的耳機(jī)中組件；選層器能起到指示和反饋轎廂位置，決定運(yùn)行反向，發(fā)出加減信號(hào)等作用。 2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 控制系統(tǒng)方案當(dāng)前電梯的控制系統(tǒng)主要分為三種控制方式：繼電器控制系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)是早期安裝電梯的控制系統(tǒng)，由于技術(shù)限制，這種控制系統(tǒng)的故障率高，控制方式不靈活，可靠性差以及消耗功率大等缺點(diǎn)，目前這種控制系統(tǒng)已經(jīng)被淘汰。微機(jī)控制系統(tǒng)雖然在智能控制方面有較強(qiáng)的功能，但是也存在很多缺點(diǎn)，比如抗擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜以及一般維修人員難以掌握維修技術(shù)。而 PLC 控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，使用維修方便以及調(diào)試周期短的特點(diǎn)，得到人們的重視，成為了目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。同時(shí)，一些傳統(tǒng)的電梯需要更換控制系統(tǒng)，而PLC 控制系統(tǒng)是最好的選擇。作為國內(nèi)三大電梯巨頭之一的三菱電梯，其 FX2系列的 PCL 構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)得到很好的詮釋。本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 23 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。由 PLC 控制信號(hào)的傳送，可控制曳引機(jī)、門機(jī)、顯示器、變頻器以及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。這種控制系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。高可靠性是電氣控制設(shè)備的必備性能。此類 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，因此具有很高的可靠性。（2）功能完善，適用性強(qiáng)。此類控制系統(tǒng)具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。此類控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，省去了很多繼電器，簡化了一些電路連接。圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 主電路設(shè)計(jì)圖圖 23 主電路電氣原理圖。電機(jī) 2 臺(tái)，分別為曳引機(jī)和開關(guān)門的直流電機(jī)。 其工作原理：切換 KM1 和 KM2，可以讓曳引機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電梯做升降運(yùn)動(dòng)。讓開關(guān) KM3 閉合，圖中的定子繞組被接成三角形，這是電梯做低速上下運(yùn)行；讓開關(guān) KM4 閉合，定子繞組被接成雙星形，電梯做高速上下運(yùn)行。而切換 KM6和 KM7，讓圖中的直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電梯開關(guān)門。 圖 23 主電路電氣原理圖2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第三章 電梯 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 幾十年來，繼電器控制系統(tǒng)為工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展起到了巨大的作用，而且目前任然在工業(yè)領(lǐng)域中大量地應(yīng)用，然而控制性能與自身的功能已無法滿足于適應(yīng)工業(yè)控制的要求和發(fā)展，與 PLC 相比較，存在本質(zhì)上的區(qū)別，表 31 PLC 與繼電器控制功能與特點(diǎn)比較給出了 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)的比較。表 31 PLC 與繼電器控制功能與特點(diǎn)比較2022 屆廣東海洋大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 PLC 與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較 通用計(jì)算機(jī)具有十分強(qiáng)大的計(jì)算與數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)數(shù)據(jù)的處理速度已經(jīng)達(dá)到極高的水平，但是應(yīng)用通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，在很多方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有PLC 功能強(qiáng)大，表 32PLC 與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)比較給出了它們的對(duì)比。表 32 PLC 與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)比較 從上邊的論述和比較可以看出，由 PLC 的硬件決定了它的可靠性和控制功能比繼電器控制系統(tǒng)高的多，它是專門為工業(yè)控制場(chǎng)合設(shè)