2013屆畢業設計學院：電氣學院班級：電力1006學號：1000002054姓名：普紅云題目：電梯控制統設計.要求：電梯控制原,基本結構,拖系統,安裝調試及全保護.【摘要】：計算機接口、自控理、檢測技術電力電子技術電機拖動、電氣控制、交直流速系統等。隨自動控制理論微電子技術及電力電子技術的發，電梯的拖動式與控制手段發生了很大的變化，交流調速成當前電梯拖動主要發展方向隨著現代城市的發，高層建筑日增多，電梯成人們日常生活必不可少的代工具。電梯性的好壞對人們活的影響越來越顯著，因此必須力提高電梯系的性能，保證梯的運行既高效節能又安全可靠傳統的電梯控系統采用的是電器邏輯控制電路，這種控制易故障，維護不，運行壽命短占地空間大，正逐步被淘汰。1、電梯的基本結構制動制動器曳引電動機電氣控制柜4、電源開關5、位置檢索開6、開門機7、轎內操作盤8、轎箱隨行電纜呼梯盒廳門緩沖器減速箱曳引機原理圖

15、曳引機底盤16、導向輪限速器導軌支架曳引鋼絲繩3維圖開關碰塊終端緊急開關22、轎箱框架轎箱門導軌轎廂運動的電力拖動方式直轎廂運動的電力拖動方式直流拖交流拖單相勵磁、發電機供電的直流電機拖動三廂勵磁、發電機供電的直流電機拖動雙速交流異步電機子串電阻調速動斬波控制的直流電機拖動交流調壓-----能制動的交流異電動機拖動交流調壓-----渦制動的交流異電動機拖動交流調壓-----反制動的交流異電動機拖動交流變頻(VVVF)交異步電動機拖2、電機拖動系動動

晶閘管供電的直流機拖動轎門及廳轎門及廳門開關運動的電力伺服電動機拖動方拖動方式直流電動機電樞串并聯電阻調速動方式交流異步電動機VVVF調拖動方式直流電動機斬波調調速拖動方式力矩異步電動機拖方式二、電梯拖動機構電力傳動方程式3、電梯運行狀1.4、電梯控制能要求電梯運行到指定位后應具有手動或動開/關門的功能利用指示燈顯示電轎廂外的呼喚信、電梯轎廂內的令信號和電梯的到達信號。能自動判斷電梯的行方向，并發出應的指示信號。電梯的上行下行有臺交流雙速電機引。電機正傳，梯上升；電梯反轉，電梯下降。電梯轎廂門由另一小功率電機驅動電機正傳，轎廂打開；電機反轉，轎廂門關閉。每一層樓設有呼叫鈕；轎廂內設有關轎廂門按鈕；廂內的層面指令按電梯啟動、運行、站實現速度的調。行車時，廳門和轎都不能開門。開之后不能行車，門連鎖保護。平層時可自動開門手動開門，夾人內部處理通信內部處理通信處理輸入掃描程序執行輸出處理2.2可編程序控器的工作方式1.PLC的掃描工作式開始N

RUN方式？Y2-2可編程序控制器在入RUN狀態之后采用循環掃描方工作。從第一條指令開始，在無中或跳轉控制的情下，按程序存儲地址號遞增的順序逐條執行程序，即按序逐條執行程序直到程序結束。后再從頭開始掃描，并周而復始地重復行。可編程序控器工作時的掃描程如圖2-1所示，包括五個階段：內部理、通信處理、入掃描、程序執、輸出處理。PLC成一次掃描過程所的時間稱為掃描期。掃描周期的短與用戶程序的長度和掃描速度有關。輸出鎖存器輸入端子輸出映像輸出鎖存器輸入端子輸出映像寄存器④輸出端子輸入映象寄存器……….③X001

Y001輸入

②

⑤Y001

M1

輸出讀①輸入采樣階段2.3PLC的編語言

讀程序執行階段圖2-2PLC的程序行過程

輸出刷新階段PLC的編程語言有形圖語言、助記語言、順序功能圖語等。其中前兩種語言用得較多順序功能圖語言在許多場合被采。本課題所采用的編程語言為梯形圖語。（1）.可編程序控器與繼電器、微在電梯控制中的用比較在電梯的電氣系統，邏輯判斷起著要的作用，其控系統必須起動各種控制信號和執行件（如接觸器、電器、發光指示、電動機以及電子元件、電力電子器件達到這些控制目的，方法有：1.繼電器—接觸控制系統這種控制系統是早電梯多采用的一控制系統。優點與其它控制系統比較其簡單、易于理解掌握、價格便宜缺點：動合觸點磨損，且電接觸不良體積大；控制系統能大、動作噪聲；維修保養工作大、費用高。因此這種控制系統僅用于度不高、性能要也不高的電梯中2.微機控制系統電梯的微機控制系實質上是使控制法不再由硬件邏完成，而是通過程序存貯器中的程序來成的控制系統。此對于有不同功要求的電梯控制系統只要改變程序存貯中的程序指令即，而無需變更或減硬件系統的元件或布線。因此，十分便于使用和管理并提高系統的可性，減小控制系統體積，降低了能耗及維修保養費用。然微機控制的電，與繼電器控制的電梯比較，它具有較的優越性。但是對一般的電梯而，應用微機控制也有其局限性和不足之。其缺點是：微計算機是按數字算的需要而設計的，功能比較齊全，結比較復雜；而一的電梯控制只需進行簡單的邏輯運算運算方式多為“與，運算位數只需1位即“1”與“0因此，使用微機就“大材小用”之。此外，微機的口電路沒有標準件，而且一般不控制強。但在電梯控制，往往要求能直控制110V或220V的用電設備，如用戶門配備接口電路不方便又不可靠綜上所述，造成用微機控制的成本、運和維修費用均較，因此，如在一的電梯上使用微機控制在經濟上不合算3.PLC控制系統PLC充分利用了微計算機的原理和術，保留計算機控制優點，而克服了它的缺點。它具有大的生命力，各業部門紛紛用它改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯效果。總之，PLC是用微機技術制造通用自動控制設備，它能控制開關、模擬量、具有靠性高、抗干擾力強、并具有完成邏輯判斷、定時、計、記憶和算術、算等功能，可以代繼電器為主的各種控制設備。它不僅用于控制機械設、流水線和各種備的運行過程，將PLC用于控制電梯種操作和處理相信息也是可行的。3.電梯設備3.1電梯的分類電梯的分類有各式樣：（1）按速度分類低速電梯1m/s以下高速電梯2-3m/s超高速電梯3-10m/s（2）按用途分類乘客電梯住宅電梯觀光電梯載貨電梯客貨兩用電梯車輛電梯其他電梯（3）按拖動方式類交流電梯直流電梯液壓電梯齒輪齒條電梯螺桿式電梯（4）按有無司機類有司機電梯無司機電梯有/無司機電梯（5）按控制方式類手柄操縱控電梯按鈕控制梯信號控制電梯集選控制電梯群控電梯按曳引機結構分類有齒曳引機電梯無齒曳引機電梯其它分類方式按轎廂尺寸的大小類時，經常使用小型型等詞來描述電梯。按機房位置不同可為：機房位于井頂部的上置式電；機房底部的下置式電梯。3.2、電梯的主要成部分曳引部分：通常有引機和曳引鋼絲組成。電動機帶曳引機旋轉使轎廂上下運動。轎廂和廳門：轎廂轎架，轎底，轎和轎門組成；廳一般有封閉式、中分式、雙折分式和直分式等電器設備及控制裝：有曳引機，選器傳動及控制柜轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳外指器組成。其它裝置：對重裝、補償裝置等。3.3、電梯的安全護裝置電磁制動器：裝于引機軸上，一般用直流電磁制動，啟動時通電松閘，停層后斷制動。強迫減速開關：分裝于井道的頂部底部，當轎廂駛端站換速未減速時，轎廂上撞就觸動此開關，過電器傳動控制置，使電動機強迫減速。限位開關：當轎廂過端站平層位置仍未停車，此限開關立即動作，切斷電源并制，強迫停車。行程極限保護開關當限位開關不起用，轎廂經過端時，此開關動作。急停按鈕：裝于轎司機操縱盤上，生異常情況時，此按鈕切斷電源，電磁制動器動，電梯緊急停。廳門開關：每個廳都裝有門鎖開關僅當廳門關上才許電梯啟動；在運行中如出現廳開關斷開，電梯即停車。關門安全開關：常的是裝于轎廂門的安全觸板，在門過程中如安全觸板碰到乘客，發出信號，門機停止關門，反開門，延時重新開門此外還有紅外線開等。超載開關：當超載轎底下降開關動，電梯不能關門運行。（9）其它的開關安全窗開關，鋼輪的斷帶開關等3.4、電梯技術發情況（1）電梯的速度求越來越快，高、超高速電梯的量愈來愈多。（2）電梯的拖動術有了較大的發，直流電梯由于耗大、維修量大等缺點。逐步被交流梯所替代，液壓梯由于運行平穩機房位置靈活等特點使得在低樓層場合到愈來愈廣泛的應。交流拖動電梯是得到迅速的發展已由以前的變級調（AC-VP）發展成為壓調速（AC-VV）調頻調壓調速（AC-VVVF得電梯的速度、加速控制更加符合人的生理要求，電梯的舒適感大為改善。電梯的邏輯控制已過去簡單的繼電——接觸器控制展為可編程序控制器（PLC）微機控制，控制方式從手柄控制、信控制發展為集選控制、并聯控制、群等，電梯可靠性到很大的提高。電梯的管理功能不加強，電梯廣泛用微機控制技術不斷滿足擁護的使用功能要求如緊急停車操作消防員專用、防亂系統等。智能群控管理得到泛應用。機械傳動方面，由國際上機構加工平的不斷提高，斜齒傳動和行星齒輪傳動在電上的應用日益廣，已使電梯的傳形式多樣化。3.5、電梯發展展（1）結構不斷緊化，體積不斷輕化、小巧化。隨著新技術、新結、新材料、新工的發展，電梯的械系統結構簡單化、體積小型化、料輕型化、工藝進化、外觀漂亮。同時，無機房電梯在新世紀將會有較速度發展。（2）技術含量更，性能更好。電梯行業技術發展常迅速，幾年前出的具有先進性、高舒適性的VVVF電梯，如今成為電梯行業的標準置，因為永磁同無齒輪曳引機具有更節能、更潔凈、安全、更安靜、經濟的特點，所永磁同步曳引機逐步成為新型曳引機的流；由于永磁技的先進性，將來有可能取代VVVF術。另外，網絡控和智能群控系統其控制的先進性快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發潮流。（3）安裝更方便更快捷高效、安全、可重使用的無腳手架裝，將是高層電安裝的主要方式，隨著技術的開發、用，電梯的硬件統給安裝帶來更的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向全裝置、無底坑無線控制、綠色保——安全、環保、節能、舒適，將是未來電梯的要發展方向。4.PLC的選擇及其軟件開發4.1可編程控制器PLC）的選型考慮到本次設計的梯系統有六層，開關量居多，模量較少；對于開關量控制為主的系而言，一般PLC的應速度足以滿足控制要求，在小型PLC中整體式比模式的價格便宜，積也小，綜合考后，系統選擇了本三菱公司生產的FX

2N

系列PLC。FX2N系統PLC具有以幾方面的優點：1）FX

2N

配置靈活，除主機元外，還可擴展I/O模，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功模塊。2）FX

2N

指令功能豐富，有種指令107條，且令執行速度快。FX2N可用內部輔助電器M，狀態繼電器S，定時器T，寄存器D，計數器C的功能和量滿足了系統控制要的需要。FX2N的編程可用編器，也可以在PC機使用三菱公司的專用程軟件包MELSOFT系列的GXDeveloper來進。編程語言可用形圖或指令表。尤其是可用PC機系統實時進行監。為調試和維護供了極大的方便。4.2交流雙速梯的主電路圖4-1是交流雙速梯的主電路圖。中M1為電梯專用雙速籠型異步電動機；KM1、KM2為電機正反轉接觸器用以實現電梯上、行控制；KM3、KM4為電梯高低運行接觸器，用實現電梯的高速或低速運行；KM5為啟動加速接觸器KM6、KM7、KM8減速制動接觸器，用調整電梯制動時的加速度；L1、L2R1、R2為串入電機定子電路中的抗和電阻，當KM1或者KM2與KM3通電合時，電梯將進上行或下行啟動延時后KM5通電吸合切除R1、L1，電梯轉為上行或下行穩速運行；當電接收到停層指令后，KM3斷電釋放，KM4通吸合，電機轉為速接法，接入阻制動，實現上升與下降的低速運行，KM6-KM8依次通吸合，用來控制動過程的強度，提高停車制動時的舒適；至平層位置時接觸全部斷電釋，抱閘抱死，電梯停止運行。圖4-1主電路圖4.3門機電路、抱電路、門鎖及全運行電路圖4-2為電梯的門、抱閘、門鎖及全運行電路。門動機為他勵直流電動機，可由KM9KM10控制其正反。KM9接通時，電阻R2與電動機電樞并聯，電流由電樞左流向右端，電動正轉實現開門，下SQ8時，R2部被短接，實現開門調。KM10接通時，動機將反轉，實關門，并由SQ9、SQ10與R3一起現關門調速。當電梯上下運行時抱閘應打開，其圈應通電。電梯止運行時，抱閘應抱死，其線圈應電。將所有廳、門開關串聯在一，控制門鎖繼電器KA1，實現全部門閉后電梯才能運行的制。將安全窗開、安全鉗開關、限速器開關、轎內急開關、上下強迫止開關、基站開梯開關以及熱繼電器觸點FR1、FR2串在一起，構成安全回，控制安全運行電器KA2，用KA2的觸點控制PLC的RUN口只有當該KA2吸時，才允許PLC處于行狀態。這樣可以節省PLC輸入口，又可以現在多種緊急情下的立即停車。圖4-24.4電梯的主電氣設備

門機、抱閘、門鎖安全運行電路牽引電動機齒輪牽引機為電梯的提機構。主要由驅電動機，電磁制動器（也稱電包閘速器牽引輪組成。自動門機用來完成電梯的開門與關。電梯的門分為門（每層站一個）與轎門（只一個有當電梯停靠在某層站時此層廳門才允許啟（由門機拖動轎門轎門帶動廳門完只有當廳門，轎門全部閉后才允許啟動運行。層樓指示燈層樓指示燈也叫層顯，裝在每層站廳門上方和轎箱內轎門的上方，用指示電梯的運行向及電梯所處的置。過去常由低壓燈泡構成，現多由LED組成，與呼梯盒做成一體構。呼梯盒用以產生叫信號。常安裝廳門外，離地面米左右的墻壁上。基站與底站有一只按鈕，中層站由上呼叫與呼叫兩個按鈕組成。操縱箱操縱箱安在轎箱內，供乘對電梯發布動作令。其上面設有與電梯層站數同的內選層按鈕平層及開門裝置該裝置如圖4-3所。由平層感應器樓層感應器組成。上行時，上鐵板先觸發樓層應器，發出減速車信號，電梯開始減速，至平層感應器發時，發出開門停車信號，電動停轉，抱閘抱死。下行時，下磁鐵板出樓層感應器，發減速停車信號，梯開始減速，至平層感應器觸發時，發開門及停車信號轎廂位置檢測裝置稱選層器，它檢電梯轎廂運行狀，所處位置，及時向控制系統發所需要的信號。主要功能是：根登記的內選與外呼信號和轎廂的位置關，確定運行方向當電梯將要到達需停站的樓層時，給曳引電動機減速信，使其換速；當層停車后，發出號以消去已應答的選層、呼梯信號，并示轎廂當前位置選層器種類較多通常分為三大類，即機械選層器、繼電選層器和微機選器。其中機械選器與繼電器選層器將隨著繼電器控制電的逐步淘汰而淘。位置檢測方法主要如下幾種：用干簧管磁感應器其它位置開關。種方法直觀、簡，但由于每層需使用一個磁感應，當樓層較高時會占用PLC太多輸入點。利用穩態磁保開關這種方法需對磁開關的不同狀態行編碼，在各種編碼方式中適合梯控制的只有格變形碼，進行運時需采用PLC指譯碼，比較麻煩，軟譯碼也使程序變龐大。由于本文是六層電的控制故選用感器檢測轎廂位置圖4-3電梯的平層、層裝置示意圖圖4-4I/O接線4.5.1算法說程序的基本控制流如圖4-5所示中不包括檢修及機開關電梯環節只是電梯運行的基流程圖圖4-5程序基本流程4.5.2程序中相關間繼電器的說明梯形圖的設計可以成幾個環節進行然后再將這些環組合在一起形成完整的梯形圖。1.開關門環節電梯的開關門，存以下幾種情況：電梯投入運行前的門。此時電梯位基站，將開關梯匙插入SA2內旋轉至開梯位置，電梯應自動開門乘客或司機進入廂，選層后電梯自動運行。電梯檢修時的開關。檢修狀態下，關門均為手動狀，由開關門按鈕SB1、SB2實施門與關門。電梯自動運行停層的開門。電梯在層時至平層位置M140接通，電梯應開始開門。電梯關門過程中的新開門。在電梯門的過程中，若人或物夾在兩門的中間，需重新門。目前大多數梯采用光幕或機安全觸板進行檢測，自動發送重開門信號，已達重新開門的目的呼梯開門。電梯到某層站后，如果有人繼續使用電，電梯將停靠在該層站待命，電將首先開門，以足用梯的要求。其他層站有人呼梯，電梯將首先向，并啟動運行到達呼梯樓層時開門，此時的開門按停層開門處。電梯停后的關門。時電梯到達基站司機或乘客離開廂，電梯自動關門，司機將開、梯鑰匙插入SA2旋轉到關梯位置，電的安全回路被切斷，PLC停運行，電梯被關。電梯自動運行時的門。停站時間繼器T50延時結束，電梯應自動關門。停站時間未時，可通過關門鈕實現提前關門2.層樓信號的產與清除環節當電梯位于某一層，指層感應器產樓層信號，以控指層燈的狀態，離開該層時，該樓信號應被新的樓信號所取代。3．停層信號的登與消除環節乘客或司機通過對廂內操作盤上1-6層層按鈕的操作，以選擇欲去的樓層。選層信被登記后，選層鈕下的指示燈亮當電梯到達所選的樓層后，停層信號即消除，指示燈也熄滅。4．外呼信號的登與消除環節乘客或司機在廳門呼梯時，呼梯信應被接收和記憶當電梯到達該層，且定向方向與的地方向一致時基層和頂層除外梯要求已滿足呼梯信號應被消除。按下外呼按鈕時，對應的外呼輔助電器接通，外呼下的指示燈亮，表示呼梯要求已被梯接收并記憶。信號的消除環節由當層信號的動斷觸點與運行方向的動并聯構成的（M103為上輔助繼電器，M104為行輔助繼電器這樣可以使電梯運方向與呼梯目的向一致且到達呼樓層時，電梯將停止呼梯要求已滿足，梯信號被消除。梯的運行方向與梯目的方向相反時，如電梯從一樓向上行，而呼梯要求二樓向下，若有三樓以上的內選層要求及外呼梯要求，梯到達二樓時不梯，呼梯要求沒滿足，呼梯信號不能消除；若三樓以上用梯要求，電梯停在二樓，但呼信號不能立即消除，待乘客進入轎廂選后，電梯定向下則二樓下呼梯信已滿足，呼梯信號被消除。5．電梯的定向環在自動運行狀態下電梯應首先確定行方向，也即定。電梯的定向只有兩種情況，即上和下行。電梯處待命狀態，接受內選和外呼信號時，應將電梯所處的位與內選和外呼信進行比較，確定上行還是下行。一旦電梯定向后，內選外呼對電梯進行向運行的要求沒滿足的情況下，定向信號不能消除。檢狀態下運行方向接由上行和下行動按鈕確定，不需定向。梯形圖中M103及M104分為定上行及定下輔助繼電器，它線圈的工作條件觸電塊由內呼信號及電梯位信號組成。參考文獻【1】王庭有編著編程控制器原理應用》.第二版.防工業出版社.【2】許曉峰主編機及拖動》.三版.高等教育出社.2007【3】肖軍孟令編著編程控制器原理及應用》華大學出版社.2008【4】高欽和編著應用開案例精選》.第二.人民郵電出版.2008【5】李惠昇主編梯控制技術》機工業出版社，2003【6】宋伯生主編編程實指南》機械工業版社，2007【7】廖常初主編系列PLC編程及應用》械工業出版社，2006【8】張培志主編氣控制與可編程控制器》化學工出版社，2007【9】謝劍賈青型計算機控制技術》第版.國防工業出社,2001.【10】范永生王編《電氣控制與PLC用》.第二版.中電力出版社2007【11】黃敏、王成，基于PLC的電控制系統.《金華業技術學院學報第三期.20～21.2001【12】尹剛.基于PLC控制交流頻調速電梯系統計（碩士學位論文）沈陽工業大.1.電梯的主電路6、安裝及材料明及要求：內容電梯技術參數要求DT1DT2DT3▲數量（臺）111▲電梯速度（M/S）1.751.751.0▲層/站/門9/9/910/10/103/3/3▲操作方法并聯控制并聯控制無要求▲額定載重量（KG）10001000400基站一層一層無要求▲機房位置頂部頂部無▲主機無齒輪無齒輪無齒輪▲控制方法VVVF交流變頻變壓VVVF交流變頻變壓VVVF交流變頻變壓井道凈尺寸（MM）2150mmX2460mm2150mmX2460mm1460mmX1560mm地坑深度（MM）1700mm1700mm1500mm頂層高度（MM）4800mm4800mm4200機房高度（MM）27002700無轎廂內徑尺寸（MM）1400mmX1600mm1400mmX1600mm950mmX1100mm開門尺寸(MM)900900800▲開門方式中分中分中分門保護光幕保護光幕保護光幕保護▲轎廂操作盤1個，發紋不銹鋼面，金屬按鈕▲召喚按鈕發紋不銹鋼面板，金屬按鈕▲廳門發紋不銹鋼面板，層層數字及方向顯示▲轎廂裝修轎門發紋不銹鋼面板轎頂由投標人提供式樣供買方選擇，投標總價不變地坪大理石面四壁發紋不銹鋼面板門套發紋不銹鋼面板電梯實現功能▲帶召喚按鈕的層站位置顯示電梯在自動狀態下，可以進行召喚登記，并且顯示轎廂的位與運行方向▲開、關門按鈕響應指示按下開、關門按鈕時，按鈕燈同時點亮▲轎內、層站運行方向指示發紋不銹鋼面板，在層站、轎廂內用箭頭指示燈顯示電梯的行方向，要求點陣式顯數▲超載保護功能及聲響和燈號警示超載時，轎廂內蜂鳴器鳴響并顯示轎廂超載。轎廂處于開門態，停止于該層站▲滿載時自動通過轎廂滿載后，將自動越過層站召喚而不作應答，以保持其最的運行效率▲到站指示到站鈴聲▲電梯受阻失速保護當曳引鋼絲繩打滑達到預定時間時，電梯停止運行▲轎內反響指令消除電梯自動運行時，當電