基于plc的5层电梯控制系统的设计毕业论文-文库吧

【正文】 出现了小型计算机 (真空管 )控制电梯。 1962 年美国出现了速度达 8米 /秒的超高速电梯。 1963 年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。 1967 年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。 1971 年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。 1976 年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。 关键词 ： 电梯控制；组态控制；可编程控制器 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 7 页 1 电梯简介 电梯的基本分类 按用途分类 ⑴ 乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯。主用与宾馆，饭店，办公楼，大型商店等客流量大的场合。这类电梯为了提高运送效率，其运 行速度比较快，自动化程度比较高。轿厢的尺寸和结构形式多为宽度大于深度，使乘客能畅通地进出。而且安全设施齐全，装潢美观。 ⑵ 载货电梯：为运送货物而设计的并通常有人伴随的电梯。主要用于两层楼以上的车间和各类仓库等场合。这类电梯装潢不太讲究自动化程度和速度一般比较低。而载重量和轿厢尺寸的变化范围则比较大。 ⑶ 住宅电梯：为提供住宅楼使用设计的电梯，一般采用下集选控制方式允许残疾人的轮椅，童车及家具等乘坐。 ⑷ 杂物电梯：供 图书馆，办公楼，饭店等运送图书，文件，食品等物品。但不允许人员进入电梯。此种电梯结构简单，操纵按钮在厅门外侧，无乘人必备的安全装置。 ⑸ 船用电梯：固定安装在船舶上为乘客和船员或其他人员使用的电梯。船用电梯速度应小于或等于 1M/S。能在船舶摇晃中工作。 ⑹ 汽车用电梯：用于垂直运输各种车辆。这种电梯的轿厢面积比较大结构牢固，梯速不大于 1M/S。有时无轿厢顶，其特点是大轿厢，大载重量。常用与立体停车场及汽车库等场所。 ⑺ 观光电梯：观光电梯是一种供乘客观光用的，轿厢透明的电梯。一般安装在高大建筑物的外壁供乘客观光建筑物的周围外景。 ⑻ 病床电梯：病床电梯是为医院运送病床而设计的电梯。其特点是轿厢窄而宽，常要求前后贯通开门。 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 8 页 ⑼ 消防梯：火警情况下能适应消防员专用的电梯，非火警情况下可作为一般客梯或货梯使用。消防梯轿厢的有效面积应不小于 M2。额定载重量不得低于630kg。庭门口宽度不得少于 ，并要求以额定速度从最低一个停站直驶运行到最高一个停站（中间不 停层）的运行速度时间不得超过 60s。 ⑽ 建筑施工电梯：建筑施工电梯指建筑施工与维修用的电梯。 ⑾ 扶梯：这类电梯装于商业大厦，火车站，飞机场。供运送顾客或乘客上下楼用。 ⑿ 自动人行道（自动步梯）：用于档次要求很高的国际机场，火车站。 ⒀ 特速电梯：除上述常用几种电梯外，还有为特殊环境，特殊条件，特殊要求而设计的电梯。如防爆电梯，防腐电梯等。 按驱动系统分类 交流电梯 ，牵引电动机是交流异步电动机的有以下四类： ⑴ 交流单速电梯：牵引电机为交流单速异步电动机，梯速 V≤ 。例如用于杂物梯等。 ⑵ 交流双速电梯：牵引电机为电梯专用的变极对数的交流异步电动机，梯速V≤ 1M/S，提升高度 h≤ 50M。 ⑶ 交流调速电梯：牵引电梯为电梯专用的单速或多速交流异步电机，而电动机的驱动控制系统在电梯的起动加速 稳速 制动减速（或仅是制动减速）的过程中采用调压调速或涡流制动器调速或变频变压调 速的方式，梯速 V≤ 2M/S，提升高度 h≤ 50M。 ⑷ 交流高速电梯：牵引电机为电梯专用的低转速的交流异步电动机。其驱动控制系统为变频变压加矢量的 VVVF 系统。其梯速 V﹥ 2M/S，一般提升高度 h≤ 120M。 直流电梯，牵引电动机是电梯专用直流电动机有以下两类： ⑴ 直流快速电梯：牵引电动机给减速箱后驱动电梯，梯速 V≤ 。现在由直流发电机供电给直流电动机的一个直流快速电梯已被淘汰，今后若有直流快速电梯的话。将由晶闸管供电的直流快速电梯。一般提 升高度 h≤ 50M。 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 9 页 ⑵ 直流高速电梯：牵引电动机为电梯专用的低转速直流电动机。电动机获得供电的方式是支流发电机组供电的，或是晶闸管供电的两种形式，其梯速V，一般的提升高度 h≤ 120M。 液压电梯，电梯的升降是依靠液压传动的有以下两类： ⑴ 柱塞直顶式：液压缸柱塞直接支撑在轿厢底部。通过柱塞的升降而使轿厢升降的液压提。梯速 V≤ 1M/S，一般提升高度 h≤ 20M。 ⑵ 柱塞侧顶式：（俗称”背包式”）油缸柱塞设置 于轿厢两侧，通过柱塞升降使轿厢升降的液压梯，梯速 V≤ 。一般提升高度 h≤ 15M。 电梯的型号 电梯的型号编制方法：型号，即采用一组字母和数字，以简单明了的方式，将电梯的基本规格的主要内容表示出来。我国部颁标准中规定了如下的电梯型号编制法。 图 11 电梯型号识别图 表 11 品种（组）代号表 产品品种 代表汉字 拼音 采用代号 产品品种 代表汉字 拼音 采用代号 乘客电梯 客 KE K 杂物电梯 物 WU W 载客电梯 货 HUO H 船用电梯 船 CHUAN C 客货（两用）电梯 两 LIANG L 观光电梯 观 GUAN G 病床电梯 病 BING B 汽车用电梯 汽 QI Q 住宅电梯 住 ZHU Z 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 10 页 表 12 类别代号表 产品类别 代表汉字 拼音 采用代号 电梯 梯 Ti T 液压梯 表 13 拖动方式代号表 拖动方式 代表汉字 拼音 采用代号 拖动方式 代表汉字 拼音 采用代号 交流 交 JIAO J 液压 液 YE Y 直流 直 ZHI Z 齿轮齿条 齿 CHI C 表 14 控制 方式代号表 控制方式 代表汉字 采用代号 控制方式 代表汉字 采用代号 手柄开关控制，自动门 手，自 SZ 信号控制 信号 XH 手柄开关控制，手动门 手，手 SS 集选控制 集选 JX 按钮控制，自动门 按，自 AZ 并联控制 并联 BL 按钮控制，手动门 按，手 AS 梯群控制 群控 OK 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 11 页 电梯的主要参数及规格尺寸 图 12 电梯吊索类型图 （ a） 平绕 1∶ 1 吊索法；（ b） 2∶ 1 吊索法；（ c） 全绕 1∶ 1 吊索法 ① 对重装置； ② 牵引绳； ③ 导向轮 ④ 牵引绳； ⑤ 对重轮； ⑥ 轿厢； ⑦ 复绕轮； ⑧ 轿顶轮； （ 1）额定载重量（ kg） ：制造和设计规定，电梯的额定载重量。 （ 2）轿厢尺寸（ mm） ：宽 *深 *高 （ 3）轿厢形式：有单双面开门及其他特殊要求等，以及对轿顶，轿底，轿壁的处理。颜色的选择，对电风扇，电话的要求等等。 （ 4）轿厢形式：有栅栏门，封闭式中分门，封闭式双折 门。封闭式双折中分门等。 （ 5）开门宽度 (mm)：轿厢门和层门完全开启的净宽度。 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 12 页 （ 6）开门方向：人在轿厢外面对轿厢门向左方向开启为左开门，门向右方向开启为右开门，两扇门分别向左右开启者为中开门，也称中分门。 （ 7）牵引方式：常用的有平绕 1:1 的吊索法。轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。半绕 2:1 吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度的一半。全绕 1:1吊索法。轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。 （ 8）额定速度（ m/s） ：制造和设计规定的电梯运行速度： （ 9）电气控制系统：包括控制方式，拖动系统的形式 等。如交流电动机或直流电动机拖动。轿内按钮控制或集选控制等。 （ 10）停层站数（站）：凡在建筑物内各楼层用于出入轿厢的地点均为站。 （ 11）提升高度（ mm） ：由顶层端站楼面至楼顶站楼面之间的垂直距离。 （ 12）顶层高度（ mm） :由顶层端站楼面至机房楼楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离，电梯运行速度越快，顶层高度一般越高。 （ 13）底层深度（ mm） :有底层段站楼面至井道之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越深。 （ 14）井道高度 (mm)：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距 离。 （ 15）井道尺寸 (mm)：宽 ﹡ 深 电梯控制技术 所谓电梯控制技术是指电梯的传动系统及操纵系统的电气自动控制。作为我国 20 世纪 70 年代电梯的主要标志是交流双速电梯。其调速方法是采用改变电梯牵引电动机的极对数，两种或两种不同级对数的绕组，其中极数少的绕组称为高速绕组，极数多的绕组称为低速绕组。高速绕组用于电梯的起动及稳速运行，低速绕组用于制动及电梯的维修。 20 世纪 80年代盛行的交流调压调速电梯，其性能优越于交流双速电梯。调压调速方法是改变三相异步电机的定子供电电压实现电动机的调速。由于电梯制动减速 性能要求较高，所以采用的制动方法也有所不用。通常多为能耗制动。 河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 13 页 在能耗制动中，将电机定子绕组接至直流电源，再加上采用闭环控制方式，从而有效地控制了能耗制动转距，使制动减速过程快速平稳，且制动精度高。 20 世纪 90年代，调压调频调速电梯开始占领市场。调压调频调速电梯（简称VVVF 电梯）的调速方法是调节电机定子绕组供电电压的幅值及频率。在 VVVF 电梯的传动系统中，大量采用了微机控制技术及脉冲宽度调制技术，脉冲宽度调制器（简称 PWM 控制器）保证了由逆变器输送至三相异步电机定子电压波形为等效正弦波形。调压调频调速电 梯传动系统中还广泛的采用了矢量变换技术。使交流电机转速的控制类似直流电机。 VVVF 电梯由于其体积小。重量轻，运行效率高，又节约能源，几乎包括了以往所用的电梯的优点，再加上极为完善的调速性能，因此它的应用几乎完全可以和直流电梯相媲美。 大家都知道交流电动机具有结构紧凑，维修简单等特点。单双速交流电动机拖动系统采用开环方式控制，线路简单，价格较低，因此目前仍在电梯上广泛应用。但它的缺点是舒适感较差，所以一般被用于载货电梯上。这种系统控制的电梯速度在 1米 /秒以下。 交流电动机定子调压调速拖动系统国外已大量应用于电梯 。这种系统采用可控硅闭环调速，加上能耗或涡流等制动方式，使得它所控制的电梯能在中低速范围内大量取代直流快速和交流双速电梯。它的舒适感好，平层准确度高，而造价却比直流电梯低，结构简单，易于维护，多用于 2米 /秒以下的电梯。 直流电动机具有调速性能好，调速范围大的特点，因此很早就应用于电梯，采用发电机 电动机组形式驱动。它控制的电梯速度达 4 米 /秒，但是，机组结构体积大，耗电大，维护工作量较大，造价高，因此常用于对对速度，舒适感要求较高的建筑物中。 可控硅直接供电拖动系统在工业上早有应用，但用于电梯上却要解决舒 适感问题。 (尤其是低速段 )应此应用较晚，它几乎与微机同时应用，比起电动机 发电机组形式的直流电梯，它有很多优点。如 :机房占地节省 35%，重量减轻 40%，节能 25%到 35%。世界上最高速度的 10 米 /秒电梯就是采用这种系统，其调速比达1:1200。 80 年代初， VVVF 变频变压系统控制的电梯问世。它采用交流电动机驱动，却可以达到直流电动机的水平，目前控制速度已达 6米 /秒。它的体积小，重量轻，河北机电职业技术学院电气工程系毕业设计 第 14 页 效率高，节省能源等几乎包括了以往电梯的所有优点。是目前最新的电梯拖动系统。 总之，从理论上讲，电梯是垂直运动的运输 工具，无需旋转机构来拖动，更新的电梯拖动系统实际上就是直线电机拖动系统。 电梯在垂直运行过程中，有起点站也有终点站。对于三层楼以上的建筑物的电梯，起点站和终点站之间还没有停靠站，起点站设在一楼，终点站设在最高六。设在一楼的起点站称为基站，起点站和终点站称为两端站，两端站之间称为中间站。 各站厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮或触钮，一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮或触钮。中间层站的召唤箱各设置两只按钮或触钮。对于无司机控制的电梯，在各层站的召唤箱上均设置一只按钮或触钮。而电梯的 轿厢内部设置有（杂物电梯除外）操纵箱。操纵箱上设置有手柄开关或与层站对应的按钮或触钮，操纵箱上的按钮或触钮城内指令按钮或触钮。外指令按钮或触钮发出的电信号称为外指令信号，内指令按钮或触钮发出的电信号成为内指令信号。 20世纪 80年代中期后，触钮已被微动按钮所取代。 作为电梯基站的厅外召唤箱，除设置一只召唤按钮或触钮外，还设置一只钥匙开关，以便下班关电梯时。司机或管理人员把电梯开到基站后，可以通过专用钥匙扭动该钥匙开关。把电梯的厅门关闭妥当后，自动切断电梯控制电源或动力电源。 常用交流调速电梯的特点 ⑴ 能源消耗低 异步电动机的速度与供电频率有关。在启动期间，电动机电流随频率和速度增加而增加，并以最小转速运行，对每种速度都可获得最佳效率。能节约能量