電氣自動化畢業(yè)設(shè)計-四層電梯

1、職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計題目：關(guān)于四層電梯的設(shè)計班 級：電氣自動化 姓 名：專 業(yè)：電氣自動化 指導教師：畢業(yè)設(shè)計任務書1、設(shè)計題目：關(guān)于四層電梯的設(shè)計2、設(shè)計要求：(1當轎廂停于1層或2層, 或者3層時, 按PB4按鈕呼梯, 則轎廂上升至LS4停.(2當轎廂停于4層或3層, 或者2層時, 按PB41按鈕呼梯, 則轎廂下降至LS1停.(3當轎廂停于1層, 若按PB2按鈕呼梯, 則轎廂上升至LS2停, 若按PB3按鈕呼梯, 則轎廂上升至LS3停.(4當轎廂停于4層, 若按PB3按鈕呼梯, 則轎廂下降至LS3停, 若按PB2按鈕呼梯, 則轎廂下降至LS2停.(5當轎廂停于1層, 而PB2,PB3,PB

2、4按鈕均有人呼梯時, 轎廂上升至LS2暫停后繼續(xù)上升至LS3, 暫停后, 繼續(xù)上升至LS4停止.(6當轎廂停于4層, 而PB1,PB2,PB3按鈕均有人呼梯時, 轎廂下降至LS3暫停后繼續(xù)下降至LS2, 暫停后, 繼續(xù)下降至LS1停止.(7轎廂在樓梯間運行時間超過12s, 電梯停止運行.(8當轎廂上升(或下降 途中, 任何反方向下降(或上升 的按鈕呼梯均有效. 樓層顯示燈亮表征有該樓層信號請求, 燈滅表征該樓層請求信號消除.3、設(shè)計任務：(1設(shè)計總說明主要介紹設(shè)計任務來源, 設(shè)計標準, 設(shè)計原則及主要技術(shù)資料, 中文字數(shù)要在1500-2000字以內(nèi), 英文字數(shù)以1000個左右實詞為宜, 關(guān)鍵詞

3、一般以5個左右為妥;(2目錄按三級標題編寫(即:1*,1.1*,1.1.1*;(3PLC簡介;(4系統(tǒng)配制確定, 包括輸入輸出信號的確定,I/O編號分配和PLC 的選型;(5電氣控制主電路和PLC 硬件接線的設(shè)計; (6PLC程序的設(shè)計;(7上機調(diào)試結(jié)果;2.2 電梯的主要組成部分（1）曳引部分通常用曳引機和曳引鋼絲繩組成。電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運動.（2）轎廂和廳門轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成；廳門一般有封閉式、中分式、雙折式、雙折中分式和直分式等.（3）電器設(shè)備及控制裝置有曳引機，選層器傳動及控制柜、轎廂操縱盤、呼梯按鈕和廳站指示器組成.（4）其它裝置對重裝置、補償裝置等.2.

4、3 電梯的安全保護裝置（1）電磁制動器，裝于曳引機軸上，一般采用直流電磁制動器，啟動時通電松閘，停層后斷電制動.（2）強迫減速開關(guān)，其分別裝于井道的頂部和底部，當轎廂駛過端站換速為減速時，轎廂上的撞塊就觸動此開關(guān)，通過電器傳動控制裝置，使電動機強迫減速.（3）限位開關(guān)，當轎廂經(jīng)過端站平層位置后仍未停車，此限位開關(guān)立即動作，切斷電源并制動，強迫停車.（4）行程極限保護開關(guān)，當限位開關(guān)不起作用，轎廂經(jīng)過端站時，此開關(guān)動作.（5）急停按鈕，裝于轎廂司機操縱盤上，發(fā)生異常情況時，按此按鈕切斷電源，電磁制動器制動，電梯緊急停車.（6）廳門開關(guān)，每個廳門都裝有門鎖開關(guān), 僅當廳門關(guān)上才允許電梯啟動，在運行

5、過程中如出現(xiàn)廳門開關(guān)斷開，電梯立即停車.（7）關(guān)門安全開關(guān)，常見的是裝于轎廂門邊的安全觸板，在關(guān)門過程中如安全觸板碰到乘客時，發(fā)出信號，門電機停止關(guān)門，反向開門，延時重新開門，此外還有紅外線開關(guān)等.（8）超載開關(guān)，當超載時轎底下降開關(guān)動作，電梯不能關(guān)門和運行.（9）其它的開關(guān)，安全窗開關(guān)，鋼帶輪的斷帶開關(guān)等.3.1 變頻器的選擇本設(shè)計選用安川61665型全數(shù)字變頻器, 它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負載轉(zhuǎn)矩自適應等一系列先進功能, 可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率, 同時降低了電機運行損耗, 特別適合電梯類負載頻繁變化的場合.另外,61665型變頻器的啟動、制動具有可任意調(diào)節(jié)的S 曲線

6、和零頻仍可輸出150%力矩的特點, 配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器, 控制精度可達0.01-0.02%,使得電梯運行舒適感好, 零速抱閘, 平層精度高. 無須配專用電機, 可自學習所配電機的各個參數(shù), 精確控制任何品牌的電機. 采用高性能IGBT, 載波頻率20KHz, 從而使變頻器輸出一個不失真的正弦波形, 使電機始終運行于靜噪音狀態(tài).3.1.2 VS-61665型變頻器的標準規(guī)格VS-61665型變頻器的標準規(guī)格如表3.1 表3.1 變頻器的標準規(guī)格3.2 可編程序控制器(PLC的選擇電梯PLC 控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運動的機械選層器, 電梯運行過程中, 轎廂所選樓層位置如何檢測

7、,PLC 軟件如何根據(jù)給定輸入信號及運行條件判斷或計算樓層數(shù), 是正確定向和選層換速的必要前提.3.2.1轎廂樓層位置檢測方法利用旋轉(zhuǎn)編碼器:目前,PLC 一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜嫈?shù)單元, 計數(shù)準確, 使用方便, 因而在電梯PLC 控制系統(tǒng)中， 可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置, 編碼器可直接與PLC 高速脈沖輸入端相連, 電源也可利用PLC 內(nèi)置24V 直流電源，硬件連接可謂簡單方便. 由以上分析可見，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測位置優(yōu)于其它方法, 故本設(shè)計采用此法.系統(tǒng)轎廂控制按鈕的動作要求:本系統(tǒng)采用轎廂外召喚, 轎廂內(nèi)按鈕控制方式的自動控制方式, 電梯由安裝在轎廂內(nèi)的指令按鈕進行操作,

8、 其操縱指令為響應, 轎廂內(nèi)指令依層次指令運行啟動電梯使電梯到達目的層，轎廂外指令即作為外呼指令.電梯上行、下行由一臺電動機驅(qū)動, 電動機正轉(zhuǎn), 電梯上升Y0; 電動機反轉(zhuǎn), 電梯下降Y1；每層設(shè)有呼叫按鈕PB1PB4, 每到一層有顯示LS1LS4, 還有信號燈Y2Y5.3.2.2 PLC的選型根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法, 要求可編程控制器必須有高數(shù)計數(shù)器, 又因為電梯是雙向運行的, 所以PLC 還需具有可逆計數(shù)器. 綜合考慮后, 本設(shè)計按四層電梯考慮, 選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的FX 系列機. 根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法:該四層電梯設(shè)計有10個輸入信號，6個輸出信號，且考慮余量

9、，選擇MR FX N 482 （32點輸入、32點輸出）的PLC ，輸出信號及地址編號如“電梯控制I/O分配表” .4 系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1 變頻器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置由于采用PLC 作為邏輯控制器件, 故變頻器和PLC 通訊時采用開關(guān)量而不用模擬量. 而61665型是通用變頻器, 因而用在電梯控制上為了滿足運行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求, 其參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復雜得多.4.1.1 VS-61665變頻器的參數(shù)61665變頻器共有9組參數(shù), 每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義. 常用參數(shù)如表4.1 表4.1 變頻器參數(shù)4.1.2 參數(shù)設(shè)置積分時間常數(shù)宜大些:為了提高運行效率, 快車頻率應

10、選為工頻, 而爬行頻率要盡可能低些, 以減小停車參數(shù)設(shè)置的原則:（1）為減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些；（2）零速一般設(shè)置為OHz ，速抱閘功能將影響舒適感；（3）變頻器其它常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入, 具體的設(shè)置見表4.2. 表4.2 安川61665變頻器主要參數(shù)設(shè)置表4.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計電梯PLC 的控制系統(tǒng)和其它類型的電梯控制系統(tǒng)一樣, 主要由信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩部分組成. 圖4.1為電梯PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖, 主要硬件包括包括PLC 主機及擴展、機械系統(tǒng)、嬌廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等. 系

11、統(tǒng)控制核心為PLC 主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護信號通過PLC 輸入接口送入PLC ，存儲在存儲器并由PLC 軟件運算處理，然后經(jīng)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動和門機控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號.圖4.1電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖4.2.1 設(shè)計思想電梯信號控制基本由PLC 軟件實現(xiàn), 電梯信號控制系統(tǒng)如圖4.2所示, 輸入到PLC 的控制信號有:運行方式選擇(如自動、有司機、檢修、消防運行方式等 、運行控轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開關(guān)門極限為信號、門區(qū)和平層信號等. 圖4.2電梯PLC 信號控制系統(tǒng)框圖 4.2.1.1 電梯控制系統(tǒng)

12、實現(xiàn)的功能 (1一臺電機控制上升和下降(2各層設(shè)上、下呼叫開關(guān)(最頂層與起使層只設(shè)一只 (3電梯到位后具有手動或自動開門、關(guān)門功能.(4電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令健, 開關(guān)門按健, 警鈴風扇及照明按健. (5電梯內(nèi)外設(shè)有層樓指令燈及電梯當前層號指示燈.(6待客自動開門, 當電梯在某層停梯待客時, 按下層外召喚按鈕, 應能自動開門迎客.(7自動關(guān)門與提早關(guān)門. 在一般情況下, 電梯停站4-6秒應能自動關(guān)門, 在延時時間內(nèi), 若按下關(guān)門按鈕, 門將不經(jīng)延時提前實現(xiàn)關(guān)門動作.(8按鈕關(guān)門. 在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后, 電梯啟動前, 按下操縱盤上開關(guān)按鈕, 門將打開.(9內(nèi)指令記憶. 當轎廂操縱盤上有多個選層指

13、令時, 電梯應能按順序自動?？寇囬T, 并能至調(diào)定時間, 自動確定運行方向.(10自動方向. 當轎廂操縱盤上, 選層指令相對與電梯位置具有不同方向時, 電梯應能按先入為主的原則, 自動確定運行方向.(11呼梯記憶與順向截停. 電梯在運行中應能記憶層外的呼梯信號, 對符合運行方向的召喚, 應能自動逐一?？繎?(12自動換向. 當電梯完成全部順向指令后, 應能自動換向, 應答相反方向的信號. (13自動關(guān)門待客. 當完成全部轎廂內(nèi)指令，又無層外呼梯信號時, 電梯應自動在調(diào)定時間內(nèi)自動關(guān)閉轎廂照明.(14自動返基站. 當電梯設(shè)有基站時, 電梯在完成全部指令后, 自動駛向基站, 停機待客.4.2.1.

14、2 電梯操作方式1、單轎廂下集選控制登記所有轎廂和廳門下行召喚，轎廂上行只是答應轎廂召喚, 直至最高層, 自動改變運行方向為下行, 應答廳門下行召喚.2、單轎廂全集選登記所有廳門和轎廂召喚, 上行時順應答轎廂和廳門上召喚, 直至最高層自動反向應答下行召喚和轎廂召喚. 本設(shè)計采用全集選操作方式. 4.2.1.3 減速及平層控制本設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測轎廂位置, 只要電梯一運行, 計數(shù)器就可以精確地確定走過的距離, 達到與減速點相應的預制數(shù)時即可發(fā)出減速命令. 不論哪種方式產(chǎn)生的減速命令, 由于負載的變化、電網(wǎng)波動、鋼絲繩打滑等, 都會使減速過程中不符合平層技術(shù)要求, 為此一般在離層樓100-20

15、0mm 處需設(shè)置一個平層矯正器, 以確保平層的長期準確性.4.2.2 I/O點數(shù)的分配及機型的選擇本設(shè)計按四層的電梯為例, 根據(jù)需要控制的開關(guān)、設(shè)備大約有10個輸入點,6個輸出點需進行控制, 考慮10%-150%的裕量, 故選擇COUP 主機模塊+C40p擴展單元, 其點數(shù)可達32/32個,I/O分配如下:輸入地址： 輸出地址:4.2.3 電梯控制I/O分配表 4.2.4 電梯控制I/O接線圖根據(jù)I/O通道分配和控制原理, 可畫出PLC 的I/O接線圖(MR FX N 482 . 4.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)由轎廂、開關(guān)門機構(gòu)、曳引機構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成, 如圖4.5所示. 圖4.5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.4

16、 電梯控制面板圖 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1 電梯上行a. 當電梯停于1樓(1F或2F 、3F 時,4樓呼叫, 則上行到4樓碰到行程開關(guān)后停止. b. 當電梯停于1F 或2F,3F 呼叫, 則上行, 碰到3樓行程開關(guān)后停止. c. 當電梯停于1F,2F 呼叫, 則上行, 碰到2F 行程開關(guān)后停止.d. 當電梯停于1F,2F,3F 同時呼叫, 則電梯上行到2F, 停5S 后, 繼續(xù)上行到3F 停止. e. 當電梯停于1F,3F,4F 同時呼叫, 則電梯上行到3F, 停5S 后, 繼續(xù)上行到4F 停止. f. 當電梯停于1F,2、3、4F 同時呼叫電梯上行到2F, 停5S 后, 繼續(xù)上行到4F 停止.

17、 g. 當電梯停于1F,2F,4F 同時呼叫電梯上行到2F, 停5S 后, 繼續(xù)上行到3F, 又停5S 后, 再繼續(xù)上行到4F 停止.h. 當電梯停于2F,3、4F 同時呼叫, 電梯上行到3F, 停5S 后, 繼續(xù)上行到4F 停止.5.2 電梯下行a. 電梯停于4F 或3F 或2F,1F 呼叫, 電梯下行到1F 停止. b. 電梯停于4F 或3F,2F 呼叫, 電梯下行到2F 停止. c. 電梯停于4F,3F 呼叫, 電梯下行到3F 停止.d. 電梯停于4F,3F 、2F 同時呼叫, 電梯下行到3F, 停5S, 繼續(xù)下行到2F 停止. e. 電梯停于4F,2F 、1F 同時呼叫, 電梯下行到2

18、F, 停5S, 繼續(xù)下行到1F 停止. f. 電梯停于4F,3F 、2F 、1F 同時呼叫, 電梯下行到3F, 停5S, 繼續(xù)下行到2F, 停5S, 再到1F 停止.5.3 樓層顯示 圖5.1七段碼顯示 6 梯形圖 以上梯形圖中:0400為停止按鈕；04010404分別為四層電梯的呼叫按鈕,PB1PB4同時也為此系統(tǒng)的啟動按鈕；04110414分別為各樓層的停止按鈕LS1LS4；0300為電梯上升Y0；O301為電梯下降Y1；03110314分別為各樓層的信號燈Y2Y5.7 編制程序LD 0400 RST 460 LD 0401 OR 0402 OR 0403 OR 0404 OUT 460

19、K 12 LD 0411 AND 0402 OR 0201 OUT 0201 LD 0411 AND 0403 OR 0202ANI 0000 ANI 0001 OUT 0202 LD 0202 AND 0412 OR 0600 ANI 0002 ANI 0413 OUT 0600 LDI 0600 AND 0202 AND 0402 OR 0000 ANI 0001 OUT 0000LD 0000 AND 0412 OR 0001 ANI 0002 OUT 0001 OUT T0 K 2 LD T0 OR 0002 ANI 0413 OUT 0002 LD 0411 AND 0404 OR

20、0203 ANI 0003 ANI 0004 OUT 0203 LD 0203 AND 0412 OR 0601ANI 0005 ANI 0413 OUT 0601 LD 0203 AND 0403 AND 0601 OR 0602 ANI 0008 ANI 0414 OUT 0602 LD 0203 ANI 0601 AND 0402 OR 0003 ANI 0004 OUT 0003 LD 0003 AND 0412 OR 0004 ANI 0005OUT 0004 OUT T1 K 2 LD T1 OR 0005 ANI 0413 OUT 0005 LD 0005 AND 0413 OR

21、 0603 ANI 0008 ANI 0414 OUT 0603 LD 0005 ANI 0603 ANI 0602 AND 0403 OR 0006 ANI 0007 OUT 0006LD 0006 AND 0413 OR 0007 ANI 0008 OUT 0007 OUT T2 K 2 LD T2 OR 0008 ANI 0414 OUT 0008 LD 0412 OR 0204 AND 0401 OUT 0204 LD 0412 OR 0205 AND 0403 OUT 0205 LD 0412AND 0404 OR 0206 ANI 0009 ANI 0010 OUT 0206 LD

22、 0206 AND 0413 OR 0604 ANI 0414 ANI 0011 OUT 0604 LD 0206 ANI 0604 AND 0403 OR 0009 ANI 0010 OUT 0009 LD 0009 AND 0413 OR 0010ANI 0011 OUT 0010 OUT T3 K 2 LD T3 OR 0011 ANI 0414 OUT 0011 LD 0413 AND 0401 OR 0207 ANI 0012 ANI 0013 OUT 0207 LD 0207 AND 0412 OR 0605 ANI 0014 ANI 0011 OUT 0605LDI 0605 A

23、ND 0207 AND 0402 OR 0012 ANI 0013 OUT 0012 LD 0012 AND 0412 OR 0013 ANI 0014 OUT 0013 OUT T4 K 2 LD T4 OR 0014 ANI 0411 OUT 0014 LD 0413 OR 0208 AND 0402OUT 0208 LD 0413 OR 0209 AND 0404 OUT 0209 LD 0414 AND 0401 OR 0210 ANI 0015 ANI 0016 OUT 0210 LD 0210 AND 0413 OR 0606 ANI 0017 ANI 0412 OUT 0606 LD 0606 AND 0210 AND 0412OR 0607 ANI 0020 ANI 0411 OUT 0607 LDI 0606 AND 0210 AND 0403 OR 0015 ANI 0016 OUT 0015 LD 0015 AND 0413 OR 0016 ANI 0017 OUT 0016 OUT T5 K 2 LD T5 OR 0017 ANI 0412OUT 0017 LD 0017 AND 04