【正文】 ?????32 電梯開關(guān)門 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 電梯指層控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 結(jié)論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 致謝 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)1基于 PLC 的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論 課題的研究背景電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。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(dòng)、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。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。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。因此，可以說乘坐電梯更安全。掘資料統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)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。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。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺(tái)PLC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。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。這樣就破除了“電腦” 的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用。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(duì)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、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用?？傊?，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。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù) 【1】 。電梯作為建筑物內(nèi)的主要運(yùn)輸工具已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)不可缺少的組成部分。我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。上世紀(jì) 80 年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來越大。從 1949 年建國(guó)以來全國(guó)共生產(chǎn)安裝了 6l 萬多臺(tái)電梯。全世界平均 1000 人有 l 臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加 70 萬臺(tái)。到 2022 年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到 13．5 萬臺(tái)，與 1980 年相比，25 年增長(zhǎng)了 59 倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng) 17．8％。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)3造了廣闊的舞臺(tái)!我國(guó)電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。自 1985 年我國(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO/TCl78 以來，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有許多企業(yè)可以生產(chǎn)了。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá) l 萬臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的 1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。在一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，電梯的使用相當(dāng)普遍。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。此外，家用小型電梯將成走電梯家族中新的組成部分 【2】 。而 PLC 實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它采用循回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于 PLC 中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是 PLC 系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。目前意義上的“ 綠色” ，一般是強(qiáng)調(diào) “天然”的一面，強(qiáng)調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向 【3】 。我們這罩所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點(diǎn)，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動(dòng)念和隨機(jī)處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動(dòng)地制定每次最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)速度和停車政策；自動(dòng)選擇運(yùn)動(dòng)方面；雙向語音交流；到達(dá)目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動(dòng)性，使大樓交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對(duì)話。可以說，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運(yùn)行更有保障。同時(shí)，電梯運(yùn)行安全也要求電梯在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。電梯運(yùn)行安全還要求電梯有自動(dòng)休眠功能，使電梯在保證運(yùn)行效率最高的同時(shí)，使電梯能最大限度地得到休眠。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對(duì)人有影響的研究。國(guó)內(nèi)的許多電梯公司對(duì)此的重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，甚至不少通過引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長(zhǎng)的容貌。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動(dòng)的大容量電器是電磁哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)5干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個(gè)達(dá)到自身對(duì)大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機(jī)電設(shè)備。（3）舒適感。以CPU 控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的理想運(yùn)行曲線，實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運(yùn)行。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)等方面也有相應(yīng)要求 【4】 。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電氣控制的弱點(diǎn)就越來越明顯。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式已逐漸被 PLC 控制所代替。因此，PLC 控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。但是，電梯繼電器控制系統(tǒng)存在很多的問題：系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜、且觸點(diǎn)容易燒壞磨損，成接觸不良，因而故障率較高；普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能，使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高；電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動(dòng)作速度比較慢，機(jī)械和電磁慣性大，系統(tǒng)控制精度難以提高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，能耗較高，機(jī)械動(dòng)作噪音大；由于線路復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，因而保養(yǎng)維修工作量大，費(fèi)用高，而且檢查故障困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。PLC 是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC 控制電梯具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在電梯控制中采用了 PLC、用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。（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。（5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運(yùn)行效率。 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中，其主機(jī)一般采用能夠在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠運(yùn)行的工控機(jī)?？删幊炭刂破鲗?duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，變通用為專用，有利于降低成本，縮小體積，提高可靠性等特性，更適應(yīng)過程控制的要求。調(diào)速系統(tǒng)采用交流變頻調(diào)速，在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確的停車性能，滿足乘客的舒適感和保證平層精度（即準(zhǔn)確停車） ，并能節(jié)約大量電能。接著確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，完成了 PLC 和變頻器的選擇。最后，設(shè)計(jì)了軟件流程圖，完成系統(tǒng)模塊化編程。電梯控制系統(tǒng)主要分為機(jī)械和電氣兩大部分，詳細(xì)介紹電梯系統(tǒng)的組成和分類，為下面系統(tǒng)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩曳引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成 [4]；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。1. 控制柜(屏) 2. 曳引機(jī) 3. 曳引鋼絲繩 4. 限速器 5. 限速器鋼繩 6. 限速器張緊裝置 7. 轎廂 8. 安全鉗 9. 轎廂門安全觸板 10. 導(dǎo)軌 11. 對(duì)重 12. 廳門 13. 緩沖器圖214538 79101 126 13哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)8圖 21 電梯的基本結(jié)構(gòu)（1）曳引系統(tǒng)電梯曳系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。曳引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)，曳引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動(dòng)器組成。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加曳引力 【7】 。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使得轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇，門導(dǎo)軌架，等組成，層門設(shè)在層站入口處。（4）轎廂轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。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(zhǎng)度變化對(duì)電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。曳引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。調(diào)速裝置對(duì)曳引電機(jī)進(jìn)哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)9行速度控制。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。位置顯示裝置是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用箭頭指示電梯的運(yùn)行方向。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。 電梯的種類根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類型的電梯。載貨電梯：主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)，通常有人伴隨的電梯。雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運(yùn)送圖書、文件、食品等設(shè)計(jì)的電梯。車輛電梯：用作裝運(yùn)車輛的電梯。建筑施工電梯：建筑施工與維修用的電梯。（2）按驅(qū)動(dòng)方式分類交流電梯：用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)10直流電梯：用直流電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的電梯。液壓電梯：一般利用電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)，由柱塞使轎廂升降的電梯。哈爾濱劍橋?qū)W院畢業(yè)設(shè)計(jì)10螺桿式電梯：將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)（或皮帶）帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。電梯問世初期，曾用蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)電梯，現(xiàn)已基本絕跡。低速梯：常指低于 ?！? 高速梯：常指速度大于 ?！? 隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應(yīng)地提高。無司機(jī)電梯：乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。（5）按操縱控制方式分類　 手柄開關(guān)操縱：電梯司機(jī)在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電梯的起動(dòng)、上升、下降、平層、停止的運(yùn)行狀態(tài)?！? 信號(hào)控制電梯：這是一種自動(dòng)控制程度較高的有司機(jī)電梯。　 集選控制電梯：是一種在信號(hào)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全自動(dòng)控制的電梯，與信號(hào)控制的主要區(qū)別在于能實(shí)現(xiàn)無司機(jī)操縱?！? 群控電梯：是用微機(jī)控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺(tái)集中并列的電梯。（6）其它分類方式　 按機(jī)房位置分類，則有機(jī)房在井道頂部的（上機(jī)房）電梯、機(jī)房在井道底部旁側(cè)的（下機(jī)房）電梯，以及有機(jī)房在井道內(nèi)部的（無機(jī)房）電梯。此外，還有雙層轎廂電梯等。（2）轎廂尺寸（mm）：寬深 高。（4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。（6）開門方向：人在廳外面對(duì)廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門。半繞 2：1 吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。（8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。（11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。一般電梯的運(yùn)行速度越快，底坑越深。（15）井道尺寸（mm）：寬深。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都