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1、 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第51页 共50页引言 继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。由于这种控制系统具有结构简单,价格低廉,抗干扰能力强等优点,所以当时使用的十分广泛,至今仍在许多简单机械设备中应用。这种控制系统的缺点也是非常明显的，它采用固定的硬接线方式来完成各种控制逻辑，实现系统的各种控制功能，所以灵活性差，另外由于机械式的接触点工作频率低，易损坏，因此可靠性低。但是，进入九十年代，随着科学技术发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。随着大规模集成电路和微处理器的发展和应用,在1969年出现了世
2、界上第一台以软件手段来实现各种控制功能的革命性控制装置-可编程逻辑控制器.它把计算机的功能完备性、通用性和灵活性好等优点和继电器接触式控制系统的操作方便,简单易懂,价格低廉等优点组合起来,因此它是一种适用于工业环境的通用控制装置。可编程控制器和原来的控制系统相比,增加了算术运算,数据转换,过程控制，数据通信等功能,已可以完成大型而复杂的控制任务。可编程序控制作为工业自动化的技术支柱之一,在工业自动控制领域占有十分重要的地位和具有十分重要的战略意义。一方面这些高新的技术把整个自动控制和自动制造技术推动到了更高水平；另一方面在以后的工作岗位中可以节约劳动时间和提高生产效率等。1 电梯的简介1.1
3、电梯的分类根据不同的分类方式，可将电梯分为不同种类，目前电梯的基本分类方法如下：(1)按驱动方式分类，有交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、螺杆式电梯和直线电动机驱动的电梯。(2)按用途分类，有乘客电梯、货载电梯、客货两用电梯、病床电梯、服务电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯和住宅电梯等。(3)按额定速度分类，我国习惯上按下述方法分类：1）甲梯 也称高速电梯，速度在2m/s以上，其规格有2m/s、2.5m/s、3m/s，有的电梯速度已经达到6m/s、10m/s。2）乙梯 也称中速电梯，速度在12m/s之间，其规格有1.5 m/s和1.75 m/s。3）丙梯 也称低速电梯，速度在1m/s
4、以下，其规格有0.25m/s、0.5m/s、0.75m/s和1m/s。4）超高速电梯 速度超过5m/s的电梯。随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应的提高。(4)按控制方式分类，有手动操纵控制、按钮控制、信号控制、层间控制，简易集选控制、并联控制和群控电梯等。(5)特殊电梯，有斜行电梯、立体停车场用电梯和建筑施工电梯等。1.2电梯的结构曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，现将其基本结构介绍如下。（1）曳引系统曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源。
5、曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上），依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个甚至3个，这与曳引比有关。（2）导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上，导轨架是承重导轨的组件，与井道壁联接。导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。（3）门系统门系统
6、由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。（4）轿厢轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。（5）重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢分为自重和部分的额定载重。重
7、量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳的长度变化对电梯平衡设计影响的装置。（6）电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度回馈装置、调速装置等组成，对电梯实行速度的控制。曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度回馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电机相联。调速装置对曳引电机实行调速控制。（7）电气控制系统电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱和手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机
8、房中的检修或应急操纵箱。控制屏安装在机房中，由各类电气控制组件组成，是电梯实行电气控制的集中组件。位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。选层器能起到指示和回馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。（8）安全保护系统安全保护系统包括机械和电气的各类保护系统，可保护电梯安全使用。机械方面的有：限速器和安全钳起超速保护作用；缓冲器起冲顶和撞底保护作用；还有切断总电源的极限保护等。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节都有。 1-减速箱；2-曳引轮；3-曳引机底座；4-导向轮；5-限速器；6-机座；7-导轨支架；8-曳引钢丝绳；9-开关碰铁；10-紧急终
9、端开关；11-导靴； 12-轿架；13-轿门； 14-安全钳；15-导轨； 16-绳头组合；17-对重， 18-补偿链；19-补偿链导轮； 20-张紧装置；21-缓冲器； 22-底坑；23-层门； 24-呼梯盒；25-层楼指示灯； 26-随行电缆；27-轿壁； 28-轿内操纵箱；29-开门机； 30-井道传感器；31-电源开关； 32-控制柜；33-曳引电机； 34-制动器图1电梯的基本结构剖视图1.3 电梯继电器控制系统现状(1)系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良因而故障率较高。(2)电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。(3)系统结
10、构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。(4)普通控制电器及硬件接线的方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。(5)由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高；而且检查故障困难，费时费工。电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。而且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。1.4 国内外电梯的发展状况当今世界，电梯的生产情况与使用数量已成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当的普遍。世界上有名的几家电梯公司，如:美国奥梯斯公司、
11、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已经占世界市场的51%。其中，奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。我国自改革开放以来，对电梯的需求量急剧上升。通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术，产生了一支以中外合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、苏州迅达公司和广州电梯工业公司等企业，就是通过合资和补偿贸易的方式，引进发达国家的先进管理和技术，不断改善现有产品结构和管理体制使企业素质和产品的质量都提高到了一个新水平，推出一代电梯新产品。目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的
12、方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型，使控制功能得到增强，电梯性能得到改善，明显提高了可靠性。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅门、地震控制、自检测以及语言合成等电梯的新功能。总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定的差距，但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。2 可编程控制器PLC2.1 PLC的分类和基本结构2.1.1 PLC的分类PLC通常可按输入/输出点数多少和结构特征两种方法分类。按输入/输出点数多少，PLC可分为微型、小型、中型及大型机。微型PLC输入/输出点
13、数小于128点；中型PLC输入/输出点数为128512点；大型PLC输入/输出点数在512点以上。按结构特征分类，PLC可分为整体式、模块式、整体模块混合式三种类型。整体式PLC一般都是小型或微型机，集中CPU、输入/输出单元、电源、通信接口等部件都集成到一个机壳内。模块式PLC一般都是大、中型机，将CPU、输入/输出单元、电源、通信接口等分别制成模块，在应用中可以按照需要进行模块组装。整体模块混合式PLC将CPU、电源模块、通信模块及一定数量的输入/输出单元集成到一个机壳内，当其中的输入/输出模块不够使用时再进行模块扩展。2.1.2 可编程序控制器的基本结构PLC的类型繁多，功能和指令系统也
14、不同，但是结构与工作原理则大同小异，通常由中央处理单元CPU、存储器、输入输出等部分组成。如图3-1所示：图2 可编程序控制器的基本结构（1）主机主机部分包括中央处理器、系统程序存储器、用户程序及数据存储器、输入输出扩展接口、外部设备接口和电源等部分组成。中央处理器是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路，用于运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，将结果送到输出端，并响应外部设备的请求以及进行各种内部判断等。（2）输入/输出(I/O)接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路
15、去驱动输出设备。（3）输入/输出扩展单元 I/O扩展接口用于将外部输入/输出端子数的扩展单元和基本单元连接在一起。输入输出扩展接口有并行接口、串行接口和双口存储器等多种形式。（4）外部设备接口外部设备接口是PLC主机实现人-机对话、机-机对话的通道。通过它，PLC可以与编程器、打印机等外部设备相连。该接口的功能是串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。 （5）编程编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑连接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。（6）电源单元 电源是供给PLC电源的器件，通常为输入设备提供直流电源。它的作用是把外部的供电电源变换成系统内部各电源所需的电源。可编程序控制器的电源一般采用开关电源，特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高。2.
