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1、全套CAD图纸等资料，联系 153893706 第1章 绪 论1.1 课题研究的背景及目的电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达
2、到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，
3、并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而丌发的第一台PLC问世以来，迄今己30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的
4、形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器PLC在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CADCAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数
5、与位控等高性能模块等优异性能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。 总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。1
6、.2 电梯控制系统的发展状况本次设计通过对几种常用拖动方式的比较，并结合课题的特点及需要达到的要求，确定此拖动系统部分用交流变频电动机拖动。控制系统主要有继电器控制、微机控制、PLC控制1.继电气控制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。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。 绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情
7、况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。2.单片机控制 随着时代的发展进步，被称为微控制器的单片机得到了迅猛的发展，发展至今，已成为世界上数量最多的计算机，现代人类生活中所应用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机，而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作，汽车上一般配有40多部单片机，复杂的工业控制系统甚至可能有数百台单片机。但是，单片机需要懂c语言的人，一般人就是会编程
8、也不容易读懂，就算弄懂了也很久时间过去了，而且单片机系统有的设置了密码了，你根本看不到内容单片机对以后的改进维护要求很高间接增加了成本。单片机的抗干扰能力弱，电梯控制中，由于设备的频繁启停，电磁干扰等原因，单片机系统的正常工作亦受到严重影响，甚至不能正常工作。3.PLC控制 电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。 (1)在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提
9、高。 (2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 (3)PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 (4)PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 (5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 (6)更改控制方案时不需改动硬件接线。在对以上几种方法充分论证的基础上，再结合设计要求，决定控制系统采用模块化结构、扩展容易、程序编制简单、操作简单、可靠性高、有停电保护数据和状态的功能的PLC控制。1.3 研究的主要内容1分析交流双速电梯的PLC控制系统的特点、性能要求、工艺过程。2根据技术要求确定总体方案。3PLC控制系统的硬件设计。
10、4PLC控制系统的软件设计。 1.4 技术路线1电梯的安全性：在电梯中设必不可少的安全设施，如1）超速保护装置；轿厢 超越上/下极限工作位置时，切断控制电路的装置；2）交流电梯还应有切断主电路电源的装置；3）撞地缓冲装置；4）对三相交流电源应设断相保护装置和相序保护装置;5)应设置厅门，轿门电器连锁装置等等。2电梯的制动：电梯楼层为四层，拽引电动机为YTD7.5kw 6/24极交流双速异步电动机，自动门电动机为11SZ56直流电动机。主电动机正反转运行，快速启动，加速运行，三级减速后慢行，自动门电动机驱动电梯门带动厅门开关，电梯运行速度为1米/秒。3电梯运行中的舒适感：电梯运行的舒适性取决于其
11、运行过程中加速度a和加速度变化率p的大小，过大的加速度或加速度变化率会造成乘客的不适感。同时，为保证电梯的运行效率，a、p的值不宜过小。 4停战准确性：电梯轿箱上设一个磁开关,每层都有平层信息,平层信息的位置与磁开关调整一致后,就是平层状态,一旦与磁开关发生位移,系统认为轿箱已经脱离了平层位置,就需要做一个补偿,告诉电机向上拉或向下放。 第2章 总体方案设计2.1方案论证本设计的电梯为四层办公楼用的交流双速电梯。其运行特点为，当电梯检测到启动信号时进行高速起动。工作中，电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析根据省时，高效的原则确定下一个工作状态。因此，要求具有自动定向、顺向截梯，反向保
12、号，外呼记忆、提前换速自动开关门、停梯消号、自动达层，检修慢速和安全保护等各种功能。另外电梯的工作状态分为自动、司机、检修三种运行状态，电梯的上下行，开关门同样设有自动和手动部分；厅门及轿厢内应有操作面板及相应运行指示，应设层楼及方向批示，要求层楼显示采用批示灯指示电梯的控制系统主要有继电器控制、微机控制、PLC控制三种方式.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。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。 单片机需要懂c语言的人，一般人就是会编程也不容易读懂，就算弄懂了也很久时间过去了，而且单片机系统
13、有的设置了密码了，你根本看不到内容单片机对以后的改进维护要求很高间接增加了成本。单片机的抗干扰能力弱，电梯控制中，由于设备的频繁启停，电磁干扰等原因，单片机系统的正常工作亦受到严重影响，甚至不能正常工作。 绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。
14、PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在电梯控制中得到广泛应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯控制和技术改造的热点之一。 (1)在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高 (2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 (3)PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 (4)PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 (5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 (6)更改控制方案时不需改动硬件接线。在对以上几种方法充分论证的基础上，再结合设计
15、要求，决定控制系统采用模块化结构、扩展容易、程序编制简单、操作简单、可靠性高、有停电保护数据和状态的功能的PLC控制。2.2 具体方案 电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2.2所示，输入到PLC的控制信号有：运行方式选择（如自动、有/无司机、检修运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器、开关门及限位信号、门区和平层信号等。安全保护信号运行控制信号运行方式选择呼梯信号显示 楼层显示内指令信号 输 入 信 号 输 出 信 号运行方向选择PLC外指令信号 呼梯铃 开关门控制拖动控制信号门区或平层信号开关门信号图2.1电梯PLC信号控制系统的框图电梯整个拖动系统由YTD7.5kw 6/24交流双速电动机作主驱动，11SZ56直流电动机作并关门驱动机。主电动机双速正反转运行，减速运行，门电机正反转运行。工作中的电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析后，根据省时、高效的原则确定下一个工作状态。为此它要求具有自动定向、顺向截梯、反向保号、外呼记忆、提前换速、自动开关门停梯消号、自动达曾、检修慢速和保护各种功能。如电梯停在顶
