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1、天津渤海职业技术学院毕 业 实 习 报 告专 业 电气自动化技术 报告名称 PLC在电梯中的应用 学生姓名 崔亚鹏 指导教师 吴镜峰 电气工程系2010年04月文章阐述了可编程控制器PLC在电梯控制中的应用。主要介绍了五层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成， 列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成框图和程序流程图，在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法.可编程控制系统（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻
2、辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统
3、的电梯控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。目前在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功能较少的场合，采用PLC控制较为有利关键词：可编程控制器电梯计算机技术自动控制四、正文引言电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯;高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯.。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界,电梯的
4、使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。追溯电梯这种升降设备的历史,据说它起源于公元前236年的古希腊。当时有个叫阿基米德的人设计出-人力驱动的卷筒式卷扬机。1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现,继而有在英国出现水压梯。1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1949年出现了群控电梯,首批46台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机(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
5、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。第一章 电梯的基本知识1.1 电梯的发展史电梯是当今世界高层建筑中不可缺少的垂直方向的交通运输工具，特别是在现代社会和经济活动中，电梯以成为城市物质文明的一种标志。电梯作为垂直运输的升降设备，其特点是在高层建筑物中所占的面积很少，同时通过电气或其他的控制方式可以将乘客或货物安全、合理、有效地送到不同的楼层。基于这些优点，在建筑业特别高层建筑飞速发展的今天，电梯也进入了新的发展时期。在我国，70年代的电梯产品主要是交流双速电梯，其
6、调速原理是通过改变电梯牵引电动机的极对数实现高速与低速运行的，这种电梯结构简单，使用和维护方便，尽管平滑调速不够理想，舒适感较差，但在调速指标要求一般的场合，仍能满足使用需求。80 年代，交流调压调速电梯技术已趋成熟，其调速原理是通过改变三相异步电动机的定子供电电压而实现电动机的转速变化，由于采用了闭环控制，使电机的转速跟踪给定速度变化，制动过程快而平稳，精度较高，其调速性能优于交流双速电梯。90年代，出现了调压调速电梯其调速方式是调节交流电机定子供电电压的幅值和频率。由于在VVVF电梯传统系统中，采用了微机控制技术、脉宽调制技术及矢量变换技术，使得其转速的控制与直流电机极为相似。这种电梯体积
7、少、质量轻、节省能源、运行效率高，几乎囊括了以往电梯的所有优点，所以，自问世以来受到了国内外电梯业的极大关注。当今，微机控制以成为电梯技术的发展方向，许多身生产厂家与科研单位合作，相继推出了用可编程控制器取代继电器控制系统和用微机控制的电梯新机型，使电梯的控制功能增强，性能明显改善，可靠性及舒适性有所提高。1.2 电梯的分类按速度分类：低速电梯、快速电梯、高速电梯、超高速电梯。 按用途分类：乘客电梯、住宅电梯、观光电梯、载货电梯、客货两用电梯、医用电梯、服务电梯、车辆电梯。按拖动方式分类：交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、直线电机驱动的电梯按有无司机分类：有司机电梯、无司机电梯、有/
8、无司机电梯。 按控制方式分类：手柄操纵控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、几选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯、微机控制电梯。 按曳引机结构分类：有齿曳引机电梯、无齿曳引机电梯。1.3 电梯的基本结构主要组件 :桥厢、悬吊系统、重量平衡系统、楼层开关、电机及调速器、控制盘、通讯系统。电梯示意图1控制柜 2限速器 3门联动装置 4轿门5轿厢底板 6楼层地面 7层门8补偿绳9张紧装置 10地坑11缓冲器 12对重13对重导轨 14轿厢导轨 15井道壁 16导靴17导轨压板 18轿厢 19安全钳 20曳引绳端接装置 21曳引绳 22曳引机 23机房电梯是“机”与“电”紧密结合的复杂产品，其基本组成
9、包括机械部分与电气部分，但从空间上考虑一般划分以下几个部分。 机房部分 包括电源开关、曳引机、控制柜、选层器、导向轮、减速器、限速器、极限开关、制动抱闸装置、机座等。 井道部分 包括导轨、导轨支架、对重装置、缓冲器、限速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑及进道照明等。 包括层门、呼梯装置、门琐装置、层占开关门装置、层楼显示装置等。 轿厢部分 包括轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵箱、指层灯、通信及报警装置等。工作原理 曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的
10、升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。电梯主参数 指额定载荷和额定速度。额定载荷Q(
11、kg)是制造电梯所依据的载荷或卖方保证正常运行的载荷。额定速度v(m/s)是制造电梯所依据的并由卖方保证正常运动的轿厢速度。随着高层建筑的大量兴建，人们无论是上下班、逛商场、看病或访友、居家生活都要与电梯打交道。电梯的使用数量越来越大，使用频率越来越高，电梯的安全问题越发引起人们的关注。电梯的工作条件电梯的基本要求 1安全可靠，方便舒适。 2起、制动平稳，噪音低，故障率低。 3操作方便，平层准确。 电梯的安全性和可靠性是贯穿于设计、制造、安装；维护、检验、使用各个环节的系统工程。元件的可靠性是降低故障的重要因素。 舒适主要是人的主观感觉，一般称为舒适感，主要与电梯的速度变化和振动有关，且与安装
12、质量、维护质量有关。 电梯的基本要求是所有投入运行的电梯应达到的最基本性能要求，即整机性能指标，在国标GBT100581997电梯技术条件中有明确的指标，除了严格的安全指标保证安全运行外，对舒适感，常以速度特性、工作噪音、平层准确度作为主要性能指标。 (1)速度特性 电梯速度：当电源为额定频率和额定电压的情况下，轿厢在50额定载荷时，向下运行至行程中段时的速度，不得大于额定速度的105，且不得小于额定速度的92。 加速度：起动和制动的加、减速度最大值不应大于15ms2。当额定速度10msV20ms时，平均加、减速度应不小于048ms2；当额定速度为20msV25ms时，加、减速度平均值不应小于
13、065ms2。 轿厢振动加速度：垂直方向和水平方向的振动加速度应分别不大于25cms2和15cms2。 (2)工作噪声 轿厢内：(轿厢运行)55dB 开关门过程中门机构噪声65dB 机房平均工作噪声80dB (3)平层准确度：速度为06310ms的交流双速电梯为30mm以内，其它各类型和速度的电梯均在15mm以内。1.4 电梯的电力拖动系统电力拖动系统是电梯驱动执行部件完成相应运动的动力来源，在电梯中主要的运动有：轿厢的升降运动和轿门及厅门的开关运动。电梯的拖力系统应举具有如下功能： 有足够的驱动力和制动力，能够驱动轿厢、轿门及厅门完成必要的运动和可靠的禁止。 在运动中有正确的速度控制，以保证
14、有良好的舒适性和平层准确度。 动作灵活、反应迅速，在特殊情况下能够迅速停止。 系统工作效率高，节省能量。 运动平稳、安静，噪声小于国标要求。 对周围电磁环境无超标的无污染。 动作可靠，维修量小，寿命长。感应电机的特征为结构简单、价格低廉、坚固耐用。但其启动转矩低、变速不容易。过去都以变极方式 , 变动交流电压方式做粗劣的转速与转矩控制 , 只适用于低乘载量及低速运行的电梯使用。80 年代后,由于变频器的开发成功,使得感应电机的驱动控制特性产生了革命性的变化，大量的引入电梯的动力电机控制，即所谓的 VF( 变频 )及 VV( 变压 ) 感应电机驱动控制系统。三相交流电源经整流滤波成直流电压 Vd
15、，再经由微电脑产生的 PWM( 波宽调变 )信号加以放大后，触发电力电子元件 IGBT 、MOSFET 等组成的换流电路，而将直流电压转换成可变动频率 Fx 与可变动电压 Vx 大小的新交流三相电源施加于三相感应电机的定子绕组以驱动转子。简单的说，就是创造一个可变动频率与变动电压的新交流电源供应感应电机运转所需。由于此新电源可做非常快速的频率与电压变动，可使感应电机的转速与转矩能随时依负载所需，只要在驱动系统中，加上适当的电压、电流、转矩与转速的回授，即可快速的应付负载变动所需的频率与电压大小。此系统的特色为采用固态电子与软件规划控制，可塑性大。且价格也较直流电机驱动器低廉，可靠性高，几乎无维修问题。没有直流电机的换向器、电刷磨损及换向产生火花的弊病，几乎可将直流
