垂直升降電梯模型軟件設(shè)計

1、-. z-. z畢業(yè)設(shè)計論文綜述(題目背景、研究意義及國外相關(guān)研究情況)1題目背景隨著城市建立的不斷開展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動化程度最高的先進設(shè)備的一種。以前的電梯主要采用單片機控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及平安保障方面等都有了很大的提高。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)

2、采用隨機邏輯方式控制。PLC已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序，具有遠程通訊功能、易于計算機接口。能對模擬量進展控制，具備高速計數(shù)與控制等高性能模塊等優(yōu)異功能，日益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，在機械、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。PLC的應(yīng)用廣度和深度已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一。2國外開展趨勢在電梯向高技術(shù)開展，同時我們也清醒認識到中國人均收入低，對價格特別敏感，在這個特殊環(huán)境下，市場迫切需要簡單、可靠的普及型電梯。在將來這類電梯約占中

3、國電梯總需求一半以上。這類電梯特征是：電梯配置滿足最低使用要求，但價格非常低廉，故障率很低，可靠性很高，經(jīng)久耐用，在其使用壽命中根本不用維修，而且使用方便。這一類型電梯技術(shù)開展方向主要是：a)高新技術(shù)和新材料在制作電梯零部件的應(yīng)用。如在零部件外表加高科技涂料，使其使用壽命大大延長。用價格低廉可靠性高的普及型電腦代替價高可靠性低的電梯專用電子板來控制電梯。b) 制作工藝改良。零部件工藝改良使產(chǎn)品價格降低，同時更加耐用。生產(chǎn)工藝和方式改變?？墒惯@類電梯生產(chǎn)方式和現(xiàn)代大規(guī)模汽車生產(chǎn)方式一樣，采用流水線生產(chǎn)方式。而且產(chǎn)量很高，年產(chǎn)45萬臺電梯。c) 大量使用標準件。這類電梯的零部件幾乎所有都是在市場上

4、可以采購標準件。3電梯市場及主要技術(shù)1國電梯市場：各國電梯技術(shù)開展很快 ,我國的電梯業(yè)方興未艾 ,應(yīng)不斷改善產(chǎn)品構(gòu)造、質(zhì)量和體制 ,爭取在世界市場上占有一席之地，1993年我國電梯產(chǎn)量突破1.5萬臺比上年增長30%，自動扶梯產(chǎn)量1500臺 ,創(chuàng)造了歷史最好水平。1994年有大的開展。我國一批企業(yè)相繼開發(fā)了具有國際80年代水平的新型電梯 ,控制交流調(diào)速電梯已成為主導產(chǎn)品 ,高技術(shù)產(chǎn)品已占電梯產(chǎn)量的30%。利用外資的熱潮持續(xù)高漲。電梯生產(chǎn)、安裝、維修一條龍效勞工作逐步推開 。電樣配套件的專業(yè)化 生產(chǎn)有了很大的開展 ,并開拓了國際市場。這說明,在過去的幾年中,我國的電梯行業(yè)整體水平有了明顯提高。2目

5、前電梯技術(shù)：計算機、通訊技術(shù)的開展 ,使大樓的信息得以快速傳遞 ,從而可實現(xiàn)大廈智能化。智能大廈中的垂直交通工具電梯 ,顯然應(yīng)是智能化的。智能化的電梯首先要與智能大廈的所有自動化信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),使電梯成為平安舒適、高效優(yōu)質(zhì)的效勞工具。串行通訊以其布線簡單 ,信息傳輸量大等優(yōu)點 ,在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多 ,由于去掉了微機接口板上的輸入和輸出電路 ,減少了井道、機房中的布線數(shù)量 ,可靠性大大提高。隨著大樓智能化程度的提高 ,現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)已開場應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)與大樓的 BAS、FAS、SAS中。本課題研究的主要容和擬采用的研究方案、研究方法或措施1研究容掌握對象工作過程及控制要求，電梯在P

6、LC控制下實現(xiàn)平安，穩(wěn)定，快速，可靠運行，實現(xiàn)電梯的自動化控制；使用S7-200PLC的編程方法，本次電梯模型采用s7-200PLC進展控制；分析主要輸入輸出點作用及控制過程，其控制系統(tǒng)包括廳門招呼線路、定向選層線路、電動機起動運行線路、呼叫指示線路、樓層顯示線路、開關(guān)門控制線路、平安保護電路等；完成軟件編程及調(diào)試，對各系統(tǒng)進展模塊化分，合理分配各個I/O端口，畫出梯形圖，進展調(diào)試。2研究方案2.1電梯的空間組成電梯模型的組成有：轎廂、門系統(tǒng)、重f平街系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、平安保護系統(tǒng)等。井道指建筑物中用于安裝電梯并提供電梯運行的通道，轎廂及配重都是在井道中運行的。井道在各樓層設(shè)有

7、門廳及呼梯設(shè)備。門廳有門廳門，廳門裝有顯示層樓的數(shù)碼管，用于指示電梯的運行方向及電梯所在的位置。門廳還設(shè)有呼梯盒，用于在每層站召喚電梯。呼梯盒常安裝在廳門外離地面lm左右的墻壁上，基站與頂站只有一個按鈕，中間層站有上呼與下呼兩個按鈕。在門廳等候電梯的乘客可以按門廳的上行或下行召喚信號，此為外喚信號。這些保持信號在要求得到滿足時應(yīng)能自動消號。電梯門分廳門及轎門，當電梯?？?層時，此層的廳門在轎門的帶動下開啟及關(guān)閉。電梯的操縱箱也安裝在轎廂，供司機及乘客對電梯發(fā)布動作命令。上面設(shè)有與電梯層站數(shù)一樣的選層按鈕，轎廂的運行命令及門廳的召喚信號司機及乘客可按下轎廂操控盤上的選層按鈕選定電梯運行的目的樓層

8、，此為選信號，還有上下行啟動按鈕燈，開關(guān)門按鈕，急停按鈕。電梯的平安是電梯最重要的技術(shù)指標。電梯的平安設(shè)備有平安窗及其開關(guān)、平安鉗及其開關(guān)、限速器及其開關(guān)、限速開關(guān)等。平安窗位于轎廂的頂部，供給急情況下疏散乘客，當平安窗翻開時，電梯不準運行。平安鉗是為了防止電梯曳引鋼絲繩斷裂及超速運行的機械裝置，用以在上述情況下將轎廂夾持在軌道上。限速器是檢測電梯運行速度的裝置，當電梯超速運行時，限速器動作，帶動平安鉗使電梯停頓運行。極限開關(guān)、強迫換速開關(guān)是電梯位置平安裝置，當電梯運行至上下極限位置時仍不停車，上下限開關(guān)動作，發(fā)出停車信號，假設(shè)仍不能停車，將壓下上下強迫停車開關(guān)，強制電梯停頓運行，假設(shè)還不能停

9、車，將通過機械裝置帶動極限開關(guān)切斷曳引電機電源，以到達停車的目的，防止電梯出現(xiàn)沖頂與蹲底事故。22電梯的功能上組成電梯原理示意圖電梯是一種特殊的起重運輸設(shè)備，由轎廂及配重、拖動電機及減速傳動機械、井道及井道設(shè)備、召喚系統(tǒng)及平安裝置構(gòu)成9。轎廂是載人或裝貨的部位，配重是為了改變電梯電機負載的特性以提高電梯平安性而設(shè)置的。上圖是電梯拖動系統(tǒng)示意圖，圖中可見電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪上，曳引輪經(jīng)減速機構(gòu)由電機拖動，形成轎廂的上下運動。2.3電梯的控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動局部和電氣控制局部組成。電力拖動局部由拽引電機、抱閘和相應(yīng)的開關(guān)電路以及開門機組成。調(diào)速局部的

10、性能對電梯運行時乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制局部則是電梯平安可靠運行的關(guān)鍵。電梯理想速度曲線電梯控制系統(tǒng)的調(diào)速局部在拖動系統(tǒng)中，現(xiàn)在國多采用電梯專用變頻電機和與之相配套的專用變頻器。專用變頻器是為了滿足電梯的靈活調(diào)速、控制及高精度平層等要求而專門設(shè)計的變頻器。電梯的變頻電機按上圖理想速度曲線運行(電機何時啟動、換速以及電機轉(zhuǎn)向是由PLC根據(jù)電梯呼梯、減速等信號做出決策，發(fā)出信號給變頻器)，當變頻器接收到PLC控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動電動機，到達最大速度后，勻速運行，在到達目的層的減速點時，PLC控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速

11、度減至爬行速度。在減速運行過程中，變頻器能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運行，使低速爬行時間縮短至03s在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動斜坡來調(diào)整平層精度，即當電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動斜坡值。在電梯到距平層位置410cm時，有平層開關(guān)自動斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層，從而到達平層的準確可靠。2設(shè)計方案控制系統(tǒng)的核心為PLC主機，通過PLC輸入接口送入PLC，由存儲器的PLC軟件運算處理，然后經(jīng)過輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號，向拖動系統(tǒng)發(fā)出控制信號，

12、那些信號需要輸入PLC，PLC要驅(qū)動那些負載，以及用何種編程方式，輸入輸出點確實定，是設(shè)計整個控制系統(tǒng)的首要問題，決定系統(tǒng)的程序及線路設(shè)計方案。具體的電梯控制控制系統(tǒng)的總體框圖如下圖?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)造方框圖PLC控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要有信號控制系統(tǒng)和拖動控制系統(tǒng)兩局部組成。主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調(diào)速裝置與主拖動系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及平安保護等信號通過PLC輸入接口送入PLC，然后通過程序控制向拖動系統(tǒng)發(fā)出信號。電梯控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下根本功能：一臺電動機控制上升和下降。各層設(shè)上/下呼叫開關(guān)

13、最頂層就設(shè)1個。電梯到位后具有手動或自動開門功能。電梯到位后具有手動或自動開門或關(guān)門功能。電梯設(shè)有樓層指令鍵、開關(guān)門按鍵、警鈴風扇及照明按鍵。電梯外設(shè)有方向指示燈及電梯當前層號指示燈。待客自動開門，當電梯在*層停梯待客時，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動開門迎客。自動關(guān)門與提早關(guān)門。在一般情況下，電梯停站46s應(yīng)能自動關(guān)門。在延時時間，假設(shè)按下關(guān)門按鈕，門將提前實現(xiàn)關(guān)門動作。按鈕開門。在開關(guān)過程中或門關(guān)閉后電梯啟動前，按下操縱盤上的開關(guān)門按鈕，門將翻開。指令記憶。當轎廂操縱盤上有多少個選層指令是，電梯應(yīng)能按順序自動?？?，并自動確定運行方向。自動定向。當轎廂操縱盤上有多少個選層指令相對于電梯位置有不同

14、方向時，電梯應(yīng)能按先入為主的原則自動確定運行方向。呼梯記憶與順向載停。電梯在運行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號，對符合運行方向的召喚，應(yīng)能自動逐一?？繎?yīng)答。自動換向。當電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動換向，應(yīng)答相反方向的信號。自動關(guān)門待客當完成全部轎廂指令，又無層外呼電梯信號時，電梯應(yīng)自動關(guān)門，并在設(shè)定時間自動關(guān)閉轎廂照明。自動返基站。當電梯設(shè)有基站時，電梯在完成全部指令后，自動駛回基站，停機待客。本課題研究的重點及難點，前期已開展工作本課題研究重點在于熟悉電梯控制工藝要求，編寫PLC程序并驗證電梯運行情況，難點在于設(shè)計系統(tǒng)原理圖和線路圖。前期已開展的工作有：了解了垂直升降電梯相關(guān)知識、數(shù)字電路和模

15、擬電路的相關(guān)知識、電器控制及PLC使用常識。完本錢課題的工作方案及進度方案1、第一周：了解課題，收集相關(guān)資料2、第二周：完成開題報告3、第三至六周：熟悉垂直電梯工作流程，選擇方案及其論證4、第七至十周：掌握PLC的工作原理，完成控制方案設(shè)計5、第十一至十五周：完成硬件系統(tǒng)的設(shè)計及編程、調(diào)試6、第十六至十八周：完成畢業(yè)論文參考文獻1 建明.電氣控制與PLC應(yīng)用.：電子工業(yè)，2006 2 肖明耀.三菱F*系列PLC應(yīng)用技能實訓.：中國電力2021.063 周美蘭 PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計.科技 2005年.4 鄧則銘、程良倫 電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)技術(shù).機械工業(yè) 20215 霍俊儀,萬東梅.電氣控制與 PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學探討J中國科技信息,2005(12) .6 吳中俊，黃永紅J可編程序控制器原理及應(yīng)用 機械工業(yè)，2004 7 齊從謙，王士蘭 技術(shù)及應(yīng)用機械工業(yè)，20008 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用M.:華南理工大學,2002.9 王兆義.小型可編程控制器實用技術(shù)M.:機械工業(yè),2002.10 郁漢琪，盛黨紅，鄧東華電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M： 東南大學，200311 小春 基于組態(tài)控制技術(shù)的PLC實驗開