三層電梯課程設(shè)計(jì)

1、引言隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑的不斷增多，電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。電梯就是用于高層建筑物中的固定式升降運(yùn)輸設(shè)備，它有一個(gè)裝載乘客的轎廂，沿著垂直或傾斜角度小于15的導(dǎo)軌在各樓層間運(yùn)行，是垂直運(yùn)行的電梯(通常也簡(jiǎn)稱為電梯)、傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯、傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道的總稱。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。截至2002年，全球在用電梯約635萬(wàn)臺(tái)，其中垂直電梯約610萬(wàn)臺(tái)，自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道約25萬(wàn)臺(tái)。電梯已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的人員運(yùn)輸工具。人們對(duì)電梯安全性、高效性、舒適性的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的

2、進(jìn)步。如今，世界各國(guó)的電梯公司還在不斷地進(jìn)行電梯新品的研發(fā)、維修保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)的完善，力求滿足人們的對(duì)現(xiàn)代建筑交通日益增長(zhǎng)的需求。目錄第一章：plc的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域第二章：電梯的組成和分類 第三章 電梯工作原理第四章 課題設(shè)計(jì)方案第五章 可編程控制器的設(shè)計(jì)第六章 三層電梯plc設(shè)計(jì)梯形圖及指令第七章 設(shè)計(jì)結(jié)論第八章 參考文獻(xiàn)第一章 plc的特點(diǎn)1.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。plc的平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)。一般有程序控制的數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生故障有兩種；軟

3、故障和硬故障。采用了隔離和設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序使其加強(qiáng)抗干擾能力。1.2編程簡(jiǎn)單，易于掌握 目前大多數(shù)的plc采用了繼電-接觸器控制系統(tǒng)的梯形圖編程方式，這是一種面向生產(chǎn)，面向用戶的編程方式。與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比更易被操作人員所接受并掌握。1.3設(shè)計(jì)，安裝容易，維護(hù)量少 由于實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化，標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。因此用plc組成的控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試和維護(hù)等方面表現(xiàn)了明顯的優(yōu)越性。用軟件功能取代了繼電-接觸器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)，安裝接線工作量大大減少。由于本身的故障率低因此維修工作量少，plc有完善的診斷和完善功能，如果是本身故障可以用更換

4、模板的方法迅速排除，因此維修極為方便。1.4功能強(qiáng)，通用性好 plc運(yùn)用了計(jì)算機(jī)，電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)。在硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展。使其具備很強(qiáng)的信息處理能力和輸出控制能力。編程語(yǔ)言的多樣化以軟件取代硬件控制的可編程程序使其成為工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的一種標(biāo)準(zhǔn)化，系列控制器。開(kāi)發(fā)周期短，成功率高 plc具有 開(kāi)發(fā)周期短，成功率高的特點(diǎn)，只需正確，合理選用各種模塊組成系統(tǒng)無(wú)需大量硬件配置和管理軟件的二次開(kāi)發(fā)，軟件控制方式控制系統(tǒng)一旦構(gòu)成便可在機(jī)械裝置之前根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，并可以方便的通過(guò)模擬調(diào)試反復(fù)修改直至達(dá)到系統(tǒng)要求，保證最終配套連機(jī)調(diào)試的一次成功。 2.6體積小，重量輕，功

5、耗低由于plc采用了半導(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，因此是機(jī)電一體化的理想控制器.第二章 電梯的結(jié)構(gòu)1.1電梯的結(jié)構(gòu)1曳引系統(tǒng)；輸出與傳遞動(dòng)力是電梯運(yùn)行。由曳引機(jī)，曳引鋼絲繩。導(dǎo)向輪，反繩輪組成。2導(dǎo)向系統(tǒng)；限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌升降。3轎廂；運(yùn)送人或貨物，由轎架和轎廂體組成。4門系統(tǒng)；封住層站入口和轎廂入口，由轎廂門，層門，開(kāi)機(jī)們，門鎖裝置組成。5重量平衡系統(tǒng)；相對(duì)轎廂重量保證電梯曳引傳動(dòng)正常，由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。6電力拖動(dòng)系統(tǒng)；提供電力使電梯速度控制，由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)進(jìn)裝置組成。7電力控制系統(tǒng)；對(duì)電梯運(yùn)行

6、實(shí)行操縱和控制，由操縱裝置，位置導(dǎo)業(yè)裝置，控制柜，平層裝置，選層器組成。8安全保護(hù)系統(tǒng)；保證電梯使用安全，減少事故發(fā)生，由限速器，安全鉗，緩沖器，組成。第三章 電梯的工作原理 曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(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)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘，使電梯運(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其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的

7、箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(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?？俊ｋ姎庀到y(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、測(cè)速、照明工作。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。安全裝置保證電梯運(yùn)行安全。第四章 課題設(shè)計(jì)方案1 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1.1設(shè)計(jì)題目的選擇：(1)設(shè)計(jì)題目：三層電梯plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(2)題目的選擇：可編程控制器來(lái)完成， 2:plc在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴(kuò)展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握。2.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求：2.2.1 概述：在此次設(shè)計(jì)中，我將利用plc

8、來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制。其中包括對(duì)plc硬件的設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，駐點(diǎn)路的設(shè)計(jì)，控制柜的設(shè)計(jì)，以及電梯惦記和其他設(shè)備的選擇，還有原理分析等。3.2.2 控制要求：1電梯轎箱的控制要求：（1）：選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號(hào)的先后和停止時(shí)轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運(yùn)行方向。（ 2）：選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運(yùn)行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時(shí)候都能夠換速。（3）：樓層位置的指示：選用了數(shù)碼管顯示的方法。由于fx2n系列已有內(nèi)部計(jì)數(shù)-譯碼驅(qū)動(dòng)模塊，所以只要外部加上led七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。2電梯門的控制要求：要求當(dāng)電梯平層的時(shí)候，電梯門自動(dòng)打開(kāi)

9、，經(jīng)過(guò)10秒鐘后電梯門自動(dòng)關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會(huì)因?yàn)楣怆婇_(kāi)關(guān)的作用而自動(dòng)開(kāi)門。3補(bǔ)充要求：出了上述兩個(gè)要求以外，還要注意的一點(diǎn)就是備用電梯電機(jī)的使用，一但曳引電機(jī)出現(xiàn)故障，備用電機(jī)將手動(dòng)控制轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)，避免因曳引惦記出故障而引發(fā)的不必要的麻煩。3.2.3 主電路的設(shè)計(jì)1拖動(dòng)電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)：如圖1-1 圖2 為主電路的設(shè)計(jì)（1）：拖動(dòng)電機(jī)的選擇及原理：電梯的種類多種多樣，按拖動(dòng)系）統(tǒng)來(lái)分有交流單速/交流雙速拖動(dòng)電梯、交流調(diào)壓調(diào)速電梯等等。在此次設(shè)計(jì)中，我將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，更重要的是舒適感好。（2）：備用電機(jī)的選擇：備用電機(jī)只要選擇和曳引電

10、機(jī)一樣的型號(hào)即可。2門電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)：如圖1-1 圖1所示為門電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)門電機(jī)的選擇及原理：只要滿足功率要求，門電機(jī)選用一般三相異步電動(dòng)機(jī)即可。如圖中所示電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)門的開(kāi)關(guān)，采用星角降壓?jiǎn)?dòng)，ks為速度繼電器，用來(lái)對(duì)開(kāi)關(guān)門到頭時(shí)制動(dòng)，防止轎，廳門的損壞第六章 可編程控制器的設(shè)計(jì)1可編程控制的選擇：（1）：由于市面上三菱產(chǎn)品型號(hào)較多，種類齊全，技術(shù)先進(jìn)，加之本人對(duì)三菱產(chǎn)品的青睞，所以我選擇較前沿的產(chǎn)品三菱fx2n系列產(chǎn)品。 硬件接線圖如圖1-2所示。（2）: 可編程控制器的硬件設(shè)計(jì)： 輸入輸出點(diǎn)的估算：首先列出被控制對(duì)象輸入輸出的設(shè)備名稱，并根據(jù)所需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根

11、據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，增加10%20%的可擴(kuò)展余量后就得到了輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)數(shù)據(jù)。以此為依據(jù)可以算出i/o總點(diǎn)數(shù)約為100點(diǎn)。 開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊的選擇：根據(jù)plc輸入、輸出量點(diǎn)數(shù)與性質(zhì)，可確定i/o模塊型號(hào)與數(shù)量，高密度模塊如32、64點(diǎn)，平均每點(diǎn)價(jià)較低，但受到工作電壓、工作電流和環(huán)境溫度的限制，同時(shí)應(yīng)注意同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)超過(guò)總數(shù)的60%。 i/o點(diǎn)的分配：輸入：名稱輸入點(diǎn)名稱輸出點(diǎn)關(guān)門極限開(kāi)關(guān)x000轎內(nèi)一層呼鈕x020開(kāi)門極限開(kāi)關(guān)x001轎內(nèi)二層呼鈕x021上下平層干簧觸點(diǎn)x002轎內(nèi)三層呼鈕x022轎子內(nèi)關(guān)門按鈕x003轎內(nèi)四層呼鈕x023轎子內(nèi)開(kāi)門按鈕x004轎內(nèi)五層呼鈕x024一層上

12、行召喚按鈕x005一層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)x025二層上行召喚按鈕x006二層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)x026二層下行召喚按鈕x007二層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)x027三層上行召喚按鈕x010三層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)x028三層下行召喚按鈕x011三層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)x029轎內(nèi)開(kāi)門開(kāi)關(guān)x015上下行強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)x030轎內(nèi)關(guān)門開(kāi)關(guān)x016速度繼電器感應(yīng)觸點(diǎn)x031門區(qū)感應(yīng)開(kāi)關(guān)x017光點(diǎn)感應(yīng)觸點(diǎn)x0323可編程控制器的軟件設(shè)計(jì)：為了更好的闡述起原理現(xiàn)給出起內(nèi)部說(shuō)明：內(nèi)部繼電器名稱m100m104樓層感應(yīng)中間繼電器m105m101層中間繼電器m130上行中間繼電器m131下行中間繼電器m134換速中間繼電器m135

13、門鎖中間繼電器m140上平層中間繼電器m141門區(qū)感應(yīng)中間繼電器m142下平層中間繼電器m143運(yùn)行中間繼電器m144換速中間繼電器3.2.5 原理分析1主電路圖原理分析：a：拖動(dòng)電機(jī)工作原理：如圖1-1圖2，起動(dòng)電機(jī)串如電抗lq、經(jīng)一段時(shí)間后km1接觸器接通，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入固有特性運(yùn)轉(zhuǎn)。減速時(shí)kmk斷開(kāi)、kmm接通，慢速繞組串電抗lm和電阻rm運(yùn)行，延時(shí)一段時(shí)間后，km2接通，短接rm，電動(dòng)機(jī)串入電抗lm運(yùn)行，在延時(shí)一段時(shí)間后，km3接通，電動(dòng)機(jī)在慢速固有特性上運(yùn)行，直到kms或kmx斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。b：門電機(jī)原理分析：如圖1-1圖1，當(dāng)電梯平層時(shí)，開(kāi)門觸點(diǎn)kmk閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎門打開(kāi)；

14、當(dāng)定時(shí)繼電器到時(shí)，kmg閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎門關(guān)閉；當(dāng)有人在門中間出現(xiàn)時(shí)，光感觸點(diǎn)閉合，電梯強(qiáng)迫正轉(zhuǎn)，轎門打開(kāi)；當(dāng)轎門碰到開(kāi)、關(guān)極限開(kāi)關(guān)時(shí)，kmk或kmg斷開(kāi)，并反向制動(dòng)。2 梯形圖原理分析a樓層感應(yīng)電路：當(dāng)電梯在遺漏時(shí)m104接通、m111接通并保持，電梯達(dá)到2樓是m103接通m110接通，并保持，同時(shí)切斷m111。b 轎內(nèi)指令及門廳召喚電路：人在轎箱內(nèi)，當(dāng)按下第3層選層按鈕時(shí)，m502接通m114接通并自保當(dāng)電梯到達(dá)3層時(shí)摟層信號(hào)m102斷開(kāi)指令信號(hào)。c 門廳召喚電路：當(dāng)電梯位于1樓，如果3樓有上呼信號(hào)，2樓有上下呼信號(hào)，即m125、m122、m124接通，電梯到達(dá)樓時(shí)上呼信號(hào)消除。d 電梯

15、選向電路：當(dāng)電梯位于2層樓，則m110接通，如果按下3樓指令按牛，m114接通，赭石由于m110的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，因此電梯向上方向繼電器m130由m107、m106和m105的常閉觸點(diǎn)而接通，選擇上行方向。反之，如果1樓指令按鈕按下，m116接通，向下方向繼電器m131接通，選擇方向向下。當(dāng)上下方向均有指令時(shí)，如果電梯已經(jīng)處于上行狀態(tài)，則執(zhí)行完m113、m112向上指令后，在執(zhí)行m116向下指令。e梯平層、換速電路：如3樓有有指令位號(hào)，即m114接通。在電梯將大到3樓時(shí)，m107接通，使換速繼電器m134接通，發(fā)出換速信號(hào)，并保持；當(dāng)電梯達(dá)到頂層或底層時(shí)，無(wú)論有無(wú)轎內(nèi)指令都必須還俗。m144接通

16、，m134，折市電梯高速運(yùn)行。f梯起動(dòng)電路：當(dāng)換速m134接通，m143斷開(kāi)y012斷開(kāi)，接通慢速繼電器y013，電機(jī)在固有特性上運(yùn)行。g梯平層電路：如果電梯因不應(yīng)有的原因，上行超越平層位置，spg離開(kāi)隔磁板，使x002斷開(kāi)，m140斷開(kāi)，這時(shí)y011由y013、m140、m143和y010的常閉點(diǎn)和m142的常開(kāi)觸點(diǎn)而接通，電梯反向平層，直到m1140接通。最后位于平層位置，m140、m141和m142均接通，y010和y011均斷開(kāi)，進(jìn)行抱閘。t450為延時(shí)斷開(kāi)時(shí)間繼電器，用于快速運(yùn)行斷開(kāi)的延時(shí)，以保護(hù)電動(dòng)機(jī)繞組。3.2.5 設(shè)備選擇1主回路設(shè)備的選擇：a 曳引電機(jī) 型號(hào)：yddl160l

17、-6/8 ，額定功率：11kw ，額定電壓：380v ，額定電流：23a ，功率因數(shù)：0.83b 備用曳引電機(jī) 選型通上c 門機(jī) 型號(hào)：y100l-2 ，額定功率：3kw ，額定電壓：380v ，額定電流：7a ，功率因數(shù)：0.87d 其他：曳引電機(jī)交流接觸器：tyc4-25熔斷器：blr1-63/3p 分?jǐn)嗄芰Γ?0000a熱繼電器：jr20-25熔斷式刀開(kāi)關(guān)：hh4-30/3-25門電機(jī)交流接觸器：tyc2-12-9熔斷器：blr1-63/3p-14熱繼電器：jr20-25-10熔斷式刀開(kāi)關(guān)：hh3-15/2-10計(jì)算說(shuō)明：根據(jù)電梯最大載重量可算出電梯所需要的功率，約11kw。因此選擇yk

18、kl160l-6/8型號(hào)的交流雙速電機(jī)。然后根據(jù)此電機(jī) 的額定電流選出接觸器，熔斷器和熱繼電器等數(shù)據(jù)，注意熔斷器額定電流約為電機(jī)電流的1.82.1倍。門電機(jī)根據(jù)拖動(dòng)要求選擇額定功率為3kw的電機(jī)。2plc型號(hào)及其開(kāi)關(guān)輸入輸出量的選擇：根據(jù)要求可以估計(jì)i/o總點(diǎn)數(shù)約為90點(diǎn)。所以我選擇fx2n-128mr主機(jī)。他的特點(diǎn)是a運(yùn)算速度高：0.08us/指令b 內(nèi)置8000步ram存儲(chǔ)器輔助繼電器3072點(diǎn)。干簧繼電器：光電繼電器：顯示數(shù)碼管：由于其內(nèi)部計(jì)數(shù)-譯碼及a-d 轉(zhuǎn)換模塊已經(jīng)置好，所以可直接選用bs201a型號(hào)的led七段數(shù)碼管。第七章 三層電梯plc設(shè)計(jì)梯形圖及指令 1 ld x0152

19、or ms013 ori x0114 ani x0165 ani x0176 out ms017 ld ms01 8 out y0169 ld x01610 or ms0211 ldi x01512 ldi x01713 out ms0214 ld ms0215 out y01716 ld x01717 or ms0318 ori x01219 out ms0320 ld ms0321 out y02022 ld x00223 and x00324 and x00425 ani m026 ldi x00227 and x01028 orb29 ani m230 ani y01131 ani t

20、1032 or x01033 out y01034 ani ms135 t1036 out k10037 ld x00538 or x00639 ani x00140 or x00741 ani x00242 ld ms0143 and ms144 or m045 and x00246 ani y01047 t1148 out k10049 ani t1150 out y01151 ldi y01452 ani y01553 and ms0154 and x00355 and x00456 ani m257 and x01458 out m259 ld m5160 t20 61 out k10062 ld t2063 set m5264 ld m5265set m266ldi x01467 rst m268ldi m169 ani x00470 and x00371 ld t00072 ani x00473 orb74 ld m175 a