三层电梯课程设计

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1、引言随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。电梯就是用于高层建筑物中的固定式升降运输设备，它有一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于15的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯(通常也简称为电梯)、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的

2、进步。如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。目录第一章：PLC的特点及应用领域第二章：电梯的组成和分类 第三章 电梯工作原理第四章 课题设计方案第五章 可编程控制器的设计第六章 三层电梯PLC设计梯形图及指令第七章 设计结论第八章 参考文献第一章 PLC的特点1.1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。PLC的平均故障间隔时间可达几十万小时。一般有程序控制的数字设备产生故障有两种；软

3、故障和硬故障。采用了隔离和设置故障检测与诊断程序使其加强抗干扰能力。1.2编程简单，易于掌握 目前大多数的PLC采用了继电-接触器控制系统的梯形图编程方式，这是一种面向生产，面向用户的编程方式。与计算机语言相比更易被操作人员所接受并掌握。1.3设计，安装容易，维护量少 由于实现了产品的系列化，标准化和通用化。因此用PLC组成的控制系统，在设计，安装，调试和维护等方面表现了明显的优越性。用软件功能取代了继电-接触器控制系统中大量的中间继电器，时间继电器，计数器等器件，使控制柜的设计，安装接线工作量大大减少。由于本身的故障率低因此维修工作量少，PLC有完善的诊断和完善功能，如果是本身故障可以用更换

4、模板的方法迅速排除，因此维修极为方便。1.4功能强，通用性好 PLC运用了计算机，电子技术和集成工艺的最新技术。在硬件和软件两方面不断发展。使其具备很强的信息处理能力和输出控制能力。编程语言的多样化以软件取代硬件控制的可编程程序使其成为工业控制中应用最广泛的一种标准化，系列控制器。开发周期短，成功率高 PLC具有 开发周期短，成功率高的特点，只需正确，合理选用各种模块组成系统无需大量硬件配置和管理软件的二次开发，软件控制方式控制系统一旦构成便可在机械装置之前根据技术要求进行应用程序开发，并可以方便的通过模拟调试反复修改直至达到系统要求，保证最终配套连机调试的一次成功。 2.6体积小，重量轻，功

5、耗低由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑，功耗低，因此是机电一体化的理想控制器.第二章 电梯的结构1.1电梯的结构1曳引系统；输出与传递动力是电梯运行。由曳引机，曳引钢丝绳。导向轮，反绳轮组成。2导向系统；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升降。3轿厢；运送人或货物，由轿架和轿厢体组成。4门系统；封住层站入口和轿厢入口，由轿厢门，层门，开机们，门锁装置组成。5重量平衡系统；相对轿厢重量保证电梯曳引传动正常，由对重和重量补偿装置组成。6电力拖动系统；提供电力使电梯速度控制，由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调进装置组成。7电力控制系统；对电梯运行

6、实行操纵和控制，由操纵装置，位置导业装置，控制柜，平层装置，选层器组成。8安全保护系统；保证电梯使用安全，减少事故发生，由限速器，安全钳，缓冲器，组成。第三章 电梯的工作原理 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

7、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。第四章 课题设计方案1 课程设计内容与要求1.1设计题目的选择：(1)设计题目：三层电梯PLC控制系统的设计(2)题目的选择：可编程控制器来完成， 2:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。2.2 设计的内容与要求：2.2.1 概述：在此次设计中，我将利用PLC

8、来实现对电梯的控制。其中包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。3.2.2 控制要求：1电梯轿箱的控制要求：（1）：选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。（ 2）：选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。（3）：楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。2电梯门的控制要求：要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开

9、，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。3补充要求：出了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引惦记出故障而引发的不必要的麻烦。3.2.3 主电路的设计1拖动电机主电路的设计：如图1-1 图2 为主电路的设计（1）：拖动电机的选择及原理：电梯的种类多种多样，按拖动系）统来分有交流单速/交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等。在此次设计中，我将采用交流双速电机作为曳引电机，它的优点是简单，经济，更重要的是舒适感好。（2）：备用电机的选择：备用电机只要选择和曳引电

10、机一样的型号即可。2门电机主电路的设计：如图1-1 图1所示为门电机主电路的设计门电机的选择及原理：只要满足功率要求，门电机选用一般三相异步电动机即可。如图中所示电动机的正反转来实现门的开关，采用星角降压启动，KS为速度继电器，用来对开关门到头时制动，防止轿，厅门的损坏第六章 可编程控制器的设计1可编程控制的选择：（1）：由于市面上三菱产品型号较多，种类齐全，技术先进，加之本人对三菱产品的青睐，所以我选择较前沿的产品三菱FX2N系列产品。 硬件接线图如图1-2所示。（2）: 可编程控制器的硬件设计： 输入输出点的估算：首先列出被控制对象输入输出的设备名称，并根据所需要的输入输出点数进行统计，根

11、据统计的数据，增加10%20%的可扩展余量后就得到了输入输出点数的估计数据。以此为依据可以算出I/O总点数约为100点。 开关量输入、输出模块的选择：根据PLC输入、输出量点数与性质，可确定I/O模块型号与数量，高密度模块如32、64点，平均每点价较低，但受到工作电压、工作电流和环境温度的限制，同时应注意同时接通的点数不应超过总数的60%。 I/O点的分配：输入：名称输入点名称输出点关门极限开关X000轿内一层呼钮X020开门极限开关X001轿内二层呼钮X021上下平层干簧触点X002轿内三层呼钮X022轿子内关门按钮X003轿内四层呼钮X023轿子内开门按钮X004轿内五层呼钮X024一层上

12、行召唤按钮X005一层上行干簧感应触点X025二层上行召唤按钮X006二层上行干簧感应触点X026二层下行召唤按钮X007二层下行干簧感应触点X027三层上行召唤按钮X010三层上行干簧感应触点X028三层下行召唤按钮X011三层下行干簧感应触点X029轿内开门开关X015上下行强迫换速开关X030轿内关门开关X016速度继电器感应触点X031门区感应开关X017光点感应触点X0323可编程控制器的软件设计：为了更好的阐述起原理现给出起内部说明：内部继电器名称M100M104楼层感应中间继电器M105M101层中间继电器M130上行中间继电器M131下行中间继电器M134换速中间继电器M135

13、门锁中间继电器M140上平层中间继电器M141门区感应中间继电器M142下平层中间继电器M143运行中间继电器M144换速中间继电器3.2.5 原理分析1主电路图原理分析：a：拖动电机工作原理：如图1-1图2，起动电机串如电抗LQ、经一段时间后KM1接触器接通，电动机转入固有特性运转。减速时KMK断开、KMM接通，慢速绕组串电抗LM和电阻RM运行，延时一段时间后，KM2接通，短接RM，电动机串入电抗LM运行，在延时一段时间后，KM3接通，电动机在慢速固有特性上运行，直到KMS或KMX断开，电动机停止运转。b：门电机原理分析：如图1-1图1，当电梯平层时，开门触点KMK闭合，电机正转，轿门打开；

14、当定时继电器到时，KMG闭合，电机反转，轿门关闭；当有人在门中间出现时，光感触点闭合，电梯强迫正转，轿门打开；当轿门碰到开、关极限开关时，KMK或KMG断开，并反向制动。2 梯形图原理分析a楼层感应电路：当电梯在遗漏时M104接通、M111接通并保持，电梯达到2楼是M103接通M110接通，并保持，同时切断M111。b 轿内指令及门厅召唤电路：人在轿箱内，当按下第3层选层按钮时，M502接通M114接通并自保当电梯到达3层时搂层信号M102断开指令信号。C 门厅召唤电路：当电梯位于1楼，如果3楼有上呼信号，2楼有上下呼信号，即M125、M122、M124接通，电梯到达楼时上呼信号消除。d 电梯

15、选向电路：当电梯位于2层楼，则M110接通，如果按下3楼指令按牛，M114接通，赭石由于M110的常闭触点断开，因此电梯向上方向继电器M130由M107、M106和M105的常闭触点而接通，选择上行方向。反之，如果1楼指令按钮按下，M116接通，向下方向继电器M131接通，选择方向向下。当上下方向均有指令时，如果电梯已经处于上行状态，则执行完M113、M112向上指令后，在执行M116向下指令。e梯平层、换速电路：如3楼有有指令位号，即M114接通。在电梯将大到3楼时，M107接通，使换速继电器M134接通，发出换速信号，并保持；当电梯达到顶层或底层时，无论有无轿内指令都必须还俗。M144接通

16、，M134，折市电梯高速运行。f梯起动电路：当换速M134接通，M143断开Y012断开，接通慢速继电器Y013，电机在固有特性上运行。g梯平层电路：如果电梯因不应有的原因，上行超越平层位置，SPG离开隔磁板，使X002断开，M140断开，这时Y011由Y013、M140、M143和Y010的常闭点和M142的常开触点而接通，电梯反向平层，直到M1140接通。最后位于平层位置，M140、M141和M142均接通，Y010和Y011均断开，进行抱闸。T450为延时断开时间继电器，用于快速运行断开的延时，以保护电动机绕组。3.2.5 设备选择1主回路设备的选择：a 曳引电机 型号：YDDL160L

17、-6/8 ，额定功率：11KW ，额定电压：380V ，额定电流：23A ，功率因数：0.83b 备用曳引电机 选型通上c 门机 型号：Y100L-2 ，额定功率：3KW ，额定电压：380V ，额定电流：7A ，功率因数：0.87d 其他：曳引电机交流接触器：TYC4-25熔断器：BLR1-63/3P 分断能力：50000A热继电器：JR20-25熔断式刀开关：HH4-30/3-25门电机交流接触器：TYC2-12-9熔断器：BLR1-63/3P-14热继电器：JR20-25-10熔断式刀开关：HH3-15/2-10计算说明：根据电梯最大载重量可算出电梯所需要的功率，约11KW。因此选择YK

18、KL160L-6/8型号的交流双速电机。然后根据此电机 的额定电流选出接触器，熔断器和热继电器等数据，注意熔断器额定电流约为电机电流的1.82.1倍。门电机根据拖动要求选择额定功率为3KW的电机。2PLC型号及其开关输入输出量的选择：根据要求可以估计I/O总点数约为90点。所以我选择FX2N-128MR主机。他的特点是a运算速度高：0.08us/指令b 内置8000步RAM存储器辅助继电器3072点。干簧继电器：光电继电器：显示数码管：由于其内部计数-译码及A-D 转换模块已经置好，所以可直接选用BS201A型号的LED七段数码管。第七章 三层电梯PLC设计梯形图及指令 1 LD X0152

19、OR MS013 ORI X0114 ANI X0165 ANI X0176 OUT MS017 LD MS01 8 OUT Y0169 LD X01610 OR MS0211 LDI X01512 LDI X01713 OUT MS0214 LD MS0215 OUT Y01716 LD X01717 OR MS0318 ORI X01219 OUT MS0320 LD MS0321 OUT Y02022 LD X00223 AND X00324 AND X00425 ANI M026 LDI X00227 AND X01028 ORB29 ANI M230 ANI Y01131 ANI T

20、1032 OR X01033 OUT Y01034 ANI MS135 T1036 OUT K10037 LD X00538 OR X00639 ANI X00140 OR X00741 ANI X00242 LD MS0143 AND MS144 OR M045 AND X00246 ANI Y01047 T1148 OUT K10049 ANI T1150 OUT Y01151 LDI Y01452 ANI Y01553 AND MS0154 AND X00355 AND X00456 ANI M257 AND X01458 OUT M259 LD M5160 T20 61 OUT K10

21、062 LD T2063 SET M5264 LD M5265SET M266LDI X01467 RST M268LDI M169 ANI X00470 AND X00371 LD T00072 ANI X00473 ORB74 LD M175 AND X01476ORB77AND X00278 LD X00579 ANI X00280 ORB81 ANI Y00182 AND X00183 OUT Y00084 LDI M185 ANI X00386 AND X00487 LD Y00188 ANI X00389 ORB90 LD M191AND Y01592 ORB93 AND X002

22、94 LD X00695 ANI X00296ORB97 ANI Y00098 AND X00199 OUT Y001100 LD X015101 OR X015102 OR X017103 PLS M3104ANI Y014105 ANI Y015106LD Y021107 AND M501108 ORB 109LD Y022111 AND M502112 ORB113 LD Y023114 AND M503115 ORB116AND M3117 LD M2118 AND M4119 ORB120 OUT M4121 LD M4122 OR M5123 ANI T12124 OUT M5125ANI M4126 T12127OUT K10128 END 第九章 参考文献建筑电器控制技术 马小军主编 机械工业出版社 P325331 P260271智能建筑控制系统概论 周洪等编著 中国电力出版社 P5363电气与PLC控制技术 陈志新等主编 中国林业出版社 P36可编程控制器原理及其应用 常斗南 李全力 电子工业出版社 P252电梯控制系统与可编程控制器 常小玲主编 机械工业出版社 P230234