機械畢業(yè)設計24電梯設計說明書

設 計 者： 班 級：電子信息工程系 001 班 指導教師： （副教授） 設計時間： 2003/5-2003/6 2 目 錄 1 前言 3 2 設備簡介 4 3 總體設計方案 8 4 硬件電路設計 9 4 1 主電路設計 9 4 2 PLC 控制電路設計 10 4 3 控制電路 18 4 4 控制面板 19 4 5 參數(shù)的計算和元器件選擇 22 4 6 元器件清單 33 5 軟件設計 35 6 結束語 49 參考資料 附：程序清單 3 1 前 言 電梯的雛形是公元前 1115 年至 1079 年間我國勞動人民發(fā)明轆轤。 1852 年，世界上第一臺在德國柏林電梯誕生了，采用電動機拖動。以后，美國出現(xiàn)以蒸汽機為動力的客梯。美國人奧的斯研究出電梯的安全裝置，開創(chuàng)了升降機工業(yè)或者說電梯工業(yè)新紀元。 1857 年，世界第一臺載人電梯問世，為不斷升高的高樓提供了重要的垂直動輸工具。 1889 年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺電力驅(qū)動蝸輪減速的電梯，這一設計思想為現(xiàn)代化的電梯奠定了基礎，它的基本結構至今仍被廣泛使用。 在 1852 年的第一臺電梯的誕生之后，隨著社會的 日益發(fā)展，高層建筑的不斷曾多，電梯作為高層建筑不可缺少的運輸工具，用于垂直運送乘客和貨物，是機械，電氣結合的機電一體化產(chǎn)品。其電氣控制系統(tǒng)包括拖動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。 當今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已成為衡量一個國家現(xiàn)代化程度的標志之一。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相普遍。 進入 90 年代，在世界各地運行的電梯有 400 多萬臺，其中日本就有 34 萬臺。全世界每年電梯需求量大約在 15 萬臺左右。其中日本需 3 萬臺，美國需 2萬臺，歐洲需 5 萬臺，東南亞需 1.2 萬臺。近十年世界年平均增長率為 7%，亞太區(qū)的年增長率為 9%。 世界上有名的幾家電梯公司，諸如：美國奧梯期公司，瑞士迅達公司、日本三菱公司和日立公司、芬蘭科恩公司等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的 51%。其中奧梯斯公司和三菱公司是世界上年產(chǎn)量很大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。 在國內(nèi)解放前，全國只有 2000 臺電梯，幾乎沒有電梯生產(chǎn)企業(yè)。改革開放以來，我國電梯的需求量急劇上升。在八五期間，電梯產(chǎn)量以每年 13%的速度增長，五年總需求量上升到 8.4 萬臺。 1980 年以前，全國電梯生產(chǎn)企業(yè)不足10 家， 1991 年國內(nèi)電梯生產(chǎn)企業(yè)有 200 多家。進入 90 年代，為把握生產(chǎn)質(zhì)量，采取了發(fā)放生產(chǎn)許可證 制度。到 1992 年，已有 110 家電梯生產(chǎn)企業(yè)持有生產(chǎn)許可證， 260 家企業(yè)持有廠外安裝許可證。目前，國內(nèi)電梯產(chǎn)業(yè)還有不完善之處。到 1997 年全部淘汰老型繼電器控制電梯，而交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術已趨成熟，本次設計就是采用了交流調(diào)速系統(tǒng)。 4 2 設 備 簡 介 2 1 設備要求 設備的基本要求：本設計的電梯為四層辦公樓用的交流雙速電梯。其運行特點為，當電梯檢測到啟動信號時進行高速起動。工作中，電梯從各種呼梯信號和當時的運行狀態(tài)進行綜合分析根據(jù)省時，高效的原則確定下一個工作狀態(tài)。因此，要求具有自動定向、順向截梯，反向保號 ，外呼記憶、提前換速自動開關門、停梯消號、自動達層，檢修慢速和安全保護等各種功能。用可編程序控制器 PLC 系統(tǒng)進行控制。另外電梯的工作狀態(tài)分為自動、司機、檢修三種運行狀態(tài)，電梯的上下行，開關門同樣設有自動和手動部分；廳門及轎廂內(nèi)應有操作面板及相應運行指示，應設層樓及方向批示，要求層樓顯示采用批示燈指示；電梯要求設置優(yōu)先服務層。 歸納對電梯性能的要求，不外乎如下幾個方面： A、 安全性 ：電梯是運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯中設置有必不可少的安全設施，如 1）超速保護裝置； 2）轎廂超越上 /下極限工作位置時，切斷控制電路的裝置，交流電梯還應有切斷主電路電源的裝置； 3）撞底緩沖裝置； 4）對三相交流電源應設斷相保護和裝置和相序保護裝置； 5）應設置廳門，轎門電氣聯(lián)鎖裝置等等。 B、 可靠性 ：電梯的可靠性也很重要，如果一部電梯工作起來經(jīng)常出故障，就會影響人們政黨的生活和生產(chǎn)，給人們造成極大的不便，不可靠也是事故的隱患，是不安全的起因。 C、 舒適感與快速性 ：電梯的速度曲線：電梯作為一種交通工具，對于快速性的要求是必不可少的?？焖倏梢怨?jié)省時間，這對于處在快節(jié)奏的現(xiàn)代社會中的乘客是 很重要的。 D、 停站準確性 等等。 2 2 拖動系統(tǒng) （ 1）、電動機驅(qū)動 1 單、雙速交流電動機； 交流單、雙速交流電動機拖動系具有結構緊湊、維護簡單的特點，又采用開環(huán)控制方式，線路簡單，價格較低、因此得到了廣泛的使用。還采用渦流制動、能耗制動等方式用于交流電梯上，由此可得到滿意的舒適感和平層和準確度，因而更增 5 加了它的普遍適應性。 2 交流電動機定子調(diào)壓調(diào)速 ； 交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。交流調(diào)速系統(tǒng)具有以下幾個主要優(yōu)點：交流電動機特別是籠型異步電動機的價格遠低于直流電動機；交流電動機不 易出故障，維修簡單；交流電動機的使用場合沒有限制；交流電動機的單機容量遠大于直流電動機。 3 直流發(fā)電機的電動機、晶閘管勵磁 ； 直流發(fā)電機的電動機雖然具有維護麻煩，價格較高缺點，但是它的調(diào)速性能好，能獲得寬范圍和平滑的調(diào)速，因此很久以來一直被用在調(diào)速指標較高的各種工作機械上。此外直流電動機也較高的控制精確度、靈敏度和快速性，所以得到了廣泛的應用直流電動機稍早已用于電梯，但是，它機組結構體積大，耗電大，維護工作量較大，且造價高。而交流單，雙速交流電動機拖動系統(tǒng)雖然具有舒適感較差的缺點，但具有結構緊湊 ，維修簡單的特點，線路簡單，價格較底，因此得到廣泛的應用。 4 晶閘管供電拖動系統(tǒng) ； 晶閘管也稱可控硅，它是一種大功率半導體器件。具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、響應速度快、控制靈活、壽命長及使用維護方便等優(yōu)點。由于晶閘管大多工作于斷續(xù)的非線性周期工作狀態(tài)，產(chǎn)生的大量諧波會對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響，造成干擾源；過載能力隔閡抗干擾性能較差、控制電路復雜等。同時按它 的變換功能來分，可分為可控整流、交流調(diào)壓與調(diào)功、逆變與變頻、斬波調(diào)壓、無觸點功率開關。 5 VVVF 變頻調(diào)壓調(diào)速拖動系統(tǒng) ； 各種交流調(diào)速技術在工業(yè)領域得到廣泛應用的同時，電梯的交流調(diào)速系統(tǒng)也日趨完善。交流變壓變頻調(diào)速電梯也稱為 VVVF 電梯， VVVF 電梯速度調(diào)節(jié)平滑，呢感獲得十分良好的乘坐舒適感；能明顯地降低電動機的啟動電流。與其他類型交流調(diào)速系統(tǒng)相比，其性能最好，運行效率最高，可以節(jié)能 30% 50%。在 80 年代初期，日本開發(fā)出 VVVF 電梯。現(xiàn)在， VVVF 調(diào)速技術已被用于快速、高速和超速電梯。 （ 2） 液壓驅(qū)動 ； 液壓傳動易于獲得很大的里或力矩；易于在較大范圍實現(xiàn)無級變速；傳動平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁換向和自動防止過載 ；便于采用點液聯(lián)合控制以實現(xiàn)自動化；機件在油中工作，潤滑好，壽命長；液壓元件抑郁實現(xiàn)系列化、標準化、通用化； 6 所以在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用。但是由于泄露不可避免，并且油有一定的可壓縮性，因而傳動速比不是恒定的，不適于作定比傳動；漏油會引起能量損失（稱容積損失），這是液壓傳動中的主要損失。此外還有管道阻力及機械摩擦所造成的能量損失（稱機械損失），所以液壓傳動的效率較低；液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，不易找到原因。 （ 3） 氣壓 ； 氣壓傳動以空氣為工作介質(zhì)，不僅易于取得，而且用后可直接排入大氣，處理方便，也不污染環(huán)境 ；因空氣的粘度很?。s為油的 1/104），在管道中流動時的能量損失很小，因而便于集中供氣和遠距離輸送；氣動動作迅速，便于調(diào)節(jié)，維護簡單，不存在介質(zhì)變質(zhì)及補充等問題；工作環(huán)境適應行好，無論在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣環(huán)境中，還是在食品加工、輕工、紡織、印刷、精密檢測等高凈化、無污染場合，都具有良好的適應行，且工作安全可靠，過載能自動保護；氣動元件結構簡單，成本低，壽命長，易于標準化，系列化和通用化。但是由于空氣具有較大的可壓縮性，因而運動平穩(wěn)行較差，而且工作壓力低，不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩； 有較大的排氣噪聲。 電梯的拖動系統(tǒng)經(jīng)歷了從由簡單到復雜的過程。由于電動機具有效率高，運轉(zhuǎn)經(jīng)濟，種類和規(guī)格多，特性好，易于實現(xiàn)自動和遠距 離的操作和控制。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中多數(shù)采用電力拖動。而目前用于電梯地拖動系統(tǒng)主要有：單，雙速交流電動機拖動系統(tǒng)；交流電動機定子調(diào)壓，調(diào)速拖動系統(tǒng)；直流發(fā)電機 -電動機，晶閘管勵磁拖動系統(tǒng)；晶閘管直接供電拖動系統(tǒng)； VVVF 變頻變壓調(diào)速拖動系統(tǒng)。 直流電動機稍早已用于電梯，但是，它機組結構體積大，耗電大，維護工作量較大，且造價高。而交流單、雙速交流電動機拖動系統(tǒng)雖然具有舒適感較差的 缺點，但具有結構緊湊，維修簡單的特點，線路簡單，價格較底，因此得到廣泛的應用。 2 3 控制系統(tǒng) （ 1） 繼電器 接觸器控制系統(tǒng) ； 該系統(tǒng)是當前國內(nèi)許多電梯廠家正在大量生產(chǎn)、使用的一種電梯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有動合觸點易模損，且電接觸不良，易出故障。動合觸點斷開和閉合緩慢，即有機械的和電磁的慣性影響存在。體積大，是控制屏占用機房面積大，使得機房面積擴大?？刂葡到y(tǒng)耗能大、動作噪聲大。維修保養(yǎng)工作量大， 7 費用高。與其它控制系統(tǒng)相比有簡單、易于理解和掌握的優(yōu)點。但總的與其他系統(tǒng)相比，具有較多的缺點，因此繼電器 接 觸器系統(tǒng)只應用于電梯速度不高，性能要求也不高的場合。 （ 2） 微型計算機控制系統(tǒng) ； 隨著半導體集成電路的出現(xiàn)和發(fā)展，尤其是 70 年代末至 80 年代初，微處理起開始在各個領域獲得了廣泛的應用，國外先進的工業(yè)國家已成功地把各類微機技術應用于電梯控制系統(tǒng)中，并取得了相當驚人的成就。電梯的微機控制系統(tǒng)實質(zhì)上是使控制算法不再有硬件邏輯完成，而是通過程序存儲器中的程序指令完成的控制系統(tǒng)。因此對于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存儲器中程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用 、管理，提高系統(tǒng)的可靠性，減小了控制系統(tǒng)體積、降低了能量消耗及其維修保養(yǎng)費用。 微型計算機控制系統(tǒng)是以微型計算機為核心部件的自動控制系統(tǒng)或過程控制系統(tǒng)，作為當今工業(yè)的主流系統(tǒng)，已取代常規(guī)的模擬檢測、調(diào)節(jié)、顯示、記錄等儀器設備和很大部分操作管理的人工職能，并具有較高級復雜的計算方法和處理方法，使受控對象的動態(tài)過程按規(guī)定方式和技術要求運行，以完成各種過程控制、操作管理等任務。同時它可分為五種類型，即計算機操作指導控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。 （ 3） 可編程控制器 PC / PLC 控制系統(tǒng) 。 可編程控制器是專門為工業(yè)控制應用而設計制造的通用控制器。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術與計算機技術和通信技術融為一體，具有可靠性高、功能強、應用靈活、編程簡單、使用方便等一系列優(yōu)點，得到廣泛的應用。在應用范圍方面，它可以實行邏輯控制，計數(shù)控制，步進（順序）控制， PID 控制，數(shù)據(jù)控制，通信和聯(lián)網(wǎng)。在它的發(fā)展趨勢來看，它在縮小與工業(yè)控制計算機之間的差距，采用表面安裝技術，豐富 I/O 模塊，編程語言，網(wǎng)絡功能等方面都有重大的發(fā)展。 目前電梯的控制普遍以下兩種方式。一種是以微機作為信號控制單元 ，完成電梯信號的采集、運行狀態(tài)和功能設定，實現(xiàn)電梯的 自動調(diào)度和集選運行功能，拖動系統(tǒng)則由變頻器來控制的微機控制。另一種是用可編程序控制器（ PLC）取代微機（ PC）實現(xiàn)信號的集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種控制方法沒有太多的區(qū)別。國內(nèi)大多的電梯廠家選用第二種方法，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設計制造微機控制裝置成本高，而 PLC 可靠性高、程序設計方便靈活、使用維護 8 簡單、成本低廉等優(yōu)點正好彌補了微機控制系統(tǒng)的不足。 2 4 工作過程 電梯整個拖動系統(tǒng)由一臺 7.5KW6/24 的交流雙速電動機作主驅(qū)動，一臺0.125KW 電動機作并關門驅(qū)動機。主電動機雙速正反轉(zhuǎn)運行，減速運行，門電機正反轉(zhuǎn)運行。 工作中的電梯從各種呼梯信號和當時的運行狀態(tài)進行綜合分析后，根據(jù)省時、高效的原則確定下一個工作狀態(tài)。為此它要求具有自動定向、順向截梯、反向保號、外呼記憶、提前換速、自動開關門停梯消號、自動達曾、檢修慢速和保護各種功能。 如電梯停在頂層，第一、第二、第三同時有人呼上，電梯將按最佳的順序運行，先到一層，然后二層停，再上行到三層停，再上行到四層，這叫反向呼梯，優(yōu)先為最遠服務。 主控運行過程如下，當 PC 掃描到起動信號時，并加速運行 ，根據(jù)舒適感的要求，起動電阻的切除時間為 1s 左右，可通過 PC 的定時器靈活地進行調(diào)整，當電梯運行到距本層位置 1.6m 處時，雙穩(wěn)態(tài)開關發(fā)出換速信號， PC 收到此信號后，切斷快速接觸器，接通慢速接觸器，電梯進行減速過程，一定時間后在進入把性爬行階段，然后由本層干簧管感應器發(fā)出平層信號， PC 根據(jù)此信號停梯、開門，完成一次主控運行服務。 本設計采用交流雙速電動機拖動系統(tǒng)和可編程控制器 PLC 控制系統(tǒng)。 3總體設計方案 本設計交流雙速電梯采用變極調(diào)速系統(tǒng)，是較為簡單的調(diào)速系統(tǒng)，其控制線路簡單，配套元件少。該系統(tǒng)靠回饋制動 實現(xiàn)減速，它將高速運行時積蓄的能量以電能的形式回饋給電網(wǎng)，所以它是一種最經(jīng)濟的調(diào)速方案。由于本設計是為四層辦公樓而設計的，它所采用的系統(tǒng)為： 1 設計采用 PX2-64MR 型 PLC 控制，輸入點為 31 個，輸出點為 18 個。該 PLC 系統(tǒng)可實現(xiàn)指層、轎內(nèi)指令登記與消號、廳召喚指令登記與消號、自動選項、換速等電梯基本運行邏輯控制功能。 而 PLC 控制系統(tǒng)的一般組成： A 檢測裝置 ：在每層樓中裝有位置檢測裝置，以測定平層和換速。 在廳門和轎門上裝有到位開關。 B 執(zhí)行機構 ：利用 PLC的內(nèi)部結構，將采集的信號通 過預定的程序進行控 9 制。 C 操作系統(tǒng) ：在廳外和轎內(nèi)裝有控制按鈕，進行樓層的選擇；在轎廂頂和機房內(nèi)裝有檢修及控制按鈕，以便進行控制電梯的緊急情況。 D 顯示裝置 ： 在大廳和轎廂內(nèi)都有顯示燈來顯示電梯的運行狀況，每一層樓都有其對應的顯示燈來顯示電梯此時的所在位置及上 /下行的運行指示；還有優(yōu)先層樓顯示及報警指示。 其框圖如下（圖 3、 1） 輸入電路輸出電路操作系統(tǒng)檢測裝置工作過程 工作過程執(zhí)行機構顯示裝置編程器PLCCPU圖 3。 1 2 拖動系統(tǒng) 該電梯采用交流拖動，升降電機為交流雙速電機，具有正反轉(zhuǎn)運行及減速運行；門電路為一臺 0.125KW 的交流電動機，具有正反轉(zhuǎn)，開關門時具有緩沖裝置；電梯運行速度為 1m/s。 3 換速、樓層記數(shù)、平層信號 4 硬件電路設計 4 1 主電路設計 當可編程控制器發(fā)出控制信號到 KM1、 KM10 時， KM1、 KM10 通電，電梯串電阻快速啟動； 1S 后 KM9 通切除電阻電梯進入了高速運行狀態(tài)。當電梯運行到距本層 1.6m 處時，換速裝置開關發(fā)出信號，使 KM1、 KM9 及 KM10 斷同時接通 KM2、 KM8 使電梯進入慢速運行，一定時間后切斷 KM8 電梯進入串阻爬行狀態(tài)。停梯時接通 KM3 使電梯門打開。 在電路中還有許多 的保護措施，當電壓過低時，欠壓繼電器就切斷電路。 10 同時當相序發(fā)生錯誤時，相序繼電器馬上工作，對錯誤的相序進行糾正等方面。 繪制主電路圖如下（圖 4、 1）： F U 1F U 2F U 3C1C2C3F U 4F U 5F U 6F U 7F U 8F U 9F U 10F U 11F U 12L1K M 3 K M 4K M 10K M 5K M 6K M 5K M 6U 熱繼電器整電值一般為被保護電動機額定電流的 1.0倍 27 熱元 件調(diào)節(jié)范圍應在熱元件額定電流的約 60 100%之間，根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)。 熱繼電器的工作環(huán)境溫度與被保護設備溫度的差別不應超過 15 25 IN=（ 1.1 1.25） INOM =（ 1.1 1.25） 23 = 25.3 28.75（ A） 故選用 JR16-60/3 JR 16型熱繼電器的主要技術數(shù)據(jù)如下（表 4。 5。 6）： 型號 額定電壓（ V） 額定電流（ A） 相數(shù) 熱元件 斷相保護 溫度補償 觸頭數(shù)量 最小規(guī)格 （ A） 最大規(guī)格（ A） 檔數(shù) JR 16 380 20 3 0.25 0.35 14 22 12 有 有 1常開1常閉 60 14 22 40 63 4 150 40 63 100 160 4 表 4。 5。 6 滿足要求。 4 5 6 按鈕的選用 （ 1） 按鈕顏色的含義 紅 停、開斷。 率或黑 起動、工作、點動。 黃 返回的起動，移動出界、正常工作循環(huán)一開始時可抑止危險的情況。 白或藍 表示其他功能。 （ 2） 主要技術參數(shù) 、 額定電壓：用于交流 50Hz和 60Hz380V、 660V和直流 220V、 440V等。 、 額定發(fā)熱電流：一般有 5A、 10A等。 、 額定控制容量：如交流 300VA、直流 600VA。 28 、 機械壽命：隨結構不同而異一般為 10萬次至 300 萬次以上。 、 電壽命：通常交流 60萬次、直流 24萬次。 選用 LA19 11A/D 型按鈕 LA19 11A/D型按鈕的主要參數(shù)如下（表 4.5.7）： 型號 型式 觸頭數(shù)量 信號燈 鈕的顏色 額定電壓、電流和控制容量 常開 常閉 電壓（ V） 功率（ W） LA1911A/D 帶指示燈 1 1 6 1 紅、率、 白、黑 電壓： 380V 220V 電流： 5A 容量： 300VA 60W 表 4。 5。 7 滿足要求。 4 5 7 低壓斷路器的選用 低壓斷路器的選用原則： 、 斷路器的額定工作電壓大于等于線路額定電壓。 、 斷路器的額定電流大于等于線路計算負載電流。 、 斷路器的額定短路通斷那能力大于等于線路中可能出現(xiàn)的最大短路 電流，一般按有效值計算。 、 線路末端單相對地短路電流大于等于 1.25倍斷路器瞬時（或短路） 脫扣器整定電流。 、 斷路器欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路額定電壓。 、 斷路器的分勵脫扣器的額定電壓等于控制電源電壓。 、 電動機傳動機構的額 定工作電壓等于控制電源電壓。 因為主電路的 UN為 380V所以選 UN=380V 的 (三極 )； 又 IOP=(1.25-1.3)IST。 MAX+ IM。 N 式中 IST。 MAX為最大啟動電流 IM。 N為所有電動機的額定電流之和 故 IOP=(1.25-1.3)(4X23+23+1.3) 29 =145.4-151.2A 取 160A 又 IN IOP所以 IN取 200A 。綜上所述 選用 DZ20Y 200 DZ20Y 200型低壓斷路器的主要技術數(shù)據(jù)如下（ 表 4.5.8）：滿足要求 型號 額定電流（ A） 機械壽命 /電壽命（次） 過電流脫扣器范圍（ A） 短路通斷能力 交流 直流 電壓（ V） 電流（ A） cos 電壓（ V） 電流（ A） 時間常數(shù)（ S） DZ20Y200 200 8000/2000 (100)、125、160、180、200、（ 225 ） 380 25 0.25 220 20 0.01 表 4. 5. 8。 4 5 8 行程開關的選用 根據(jù)計算選用 JLXK1 311型 JLXK1 311型行程開關的主要技術參數(shù)如下（表 4.5.9）：滿足要求。 型號 型式 額定電壓（ V） 額定電流（ A） 觸頭數(shù)目 觸點轉(zhuǎn)換時間（ s） 交流 直流 常開 常閉 JLXK1 311 直動防護式 500 440 5 1 1 0.04 表 4.5.9 4 5 9 鑰匙開關的選用 可選用 LA18 22Y型號 LA18 22Y的主要技術參數(shù)如下（表 4.5.10）：滿足要求。 30 型號 型式 觸頭數(shù)目 額定電壓（ V） 額定電流（ A） 額定控制容量（ VA 或 W） 鈕的顏色 常開 常閉 LA1822Y 鑰匙式 2 2 交流380V、直流 220V 5 交流 300、直流 60 鎖心本色 表 4.5.10 。 4 5 10 轉(zhuǎn)換開關的選用 可選用 LW12 16D型 LW12 16D型的主要技術參數(shù)如下（表 4.5.11）：。 型號 額定電壓 （ V） 約定發(fā)熱電流（ A） 操作方式 手柄操作位 置 操作頻率 /h-1 LW1216D AC： 380 DC： 220 16 定位型 0、 45 300 表 4.5.11 滿足要求 4 5 11 報警 器的選用 可選用 DDJ1型 DDJ1型報警器的主要技術參數(shù)如下（表 4.5.12）：滿足要求。 型號 額定電壓等級 音響強度 視在功率 持續(xù)時間 DDJ1 AC36V 90 40VA 5min 表 4.5.12 4 5 12 指示燈的選用 可選用 AD1 16/10 直徑 16mm 額定電壓 Un=6.3V 額定功率 Pn=1W 燈泡型號 XZ 6.3 燈頭型號 E10/13 31 選用 DDJ1 額定電壓等級 AC36V 音響強度 90 視在功率 40VA 持續(xù)時間 5min 4 6 元器件清單 4 6 1 主電路元器件清單（表 4。 6。 1） 代號 名稱 型號 圖中代號 數(shù)量 1 低壓斷路器 DZ20Y-200 QS 1 2 熔斷器 RL1-60/50 FU1 FU3 FU7 FU9 6 3 熔斷器 RL1-15/4 FU4 FU6 3 4 熔斷器 RL1-15/6 FU12 1 5 交流接觸器 CJ10-40 KM1， KM2 KM5 KM10 8 6 交流接觸器 CJ10-5 KM3， KM4 2 7 熱斷電器 JR16-60/3 FR1， FR2 2 8 交流雙速電機 YTDT225M1-4/16 M1 1 9 門電機 YDF-211 M2 1 10 控制變壓器 BK-300 380/220-6.3-36 TC 1 11 啟動電阻 RX-5000-1.8 R4 R6 3 表 4.6.1 32 4 6 1 控制電路圖元器件清 單（表 4。 6。 2） 代號 名 稱 型號 圖中代號 數(shù)量 1 按鈕 LA19-11A/D SB1-SB14 13 2 行程開關 JLXK1-311 SQ1-SQ9 9 3 鑰匙開關 LA18-22Y SB13 1 4 轉(zhuǎn)換開關 LW12-16D SA 1 5 熱繼電器 JR16/60 FR 1 6 相序繼電器 LA19-11A/D KA1 1 7 交流接觸器 CJ10-40 KM1 KM10 10 8 指示燈 AD1-16/10 HL1-HL9 33 9 報警器 DDJ1 HA 1 10 交流接觸器 CJ10-40 KM5， KM6 2 11 電阻 50， 1W R1 R8 8 12 電容 0.47F,500V C1 C8 8 表 4.6.2 33 5 軟件設計 5 1 梯形圖設計 M 1 0 3X0X1M 1 0 4X2M 1 0 5X3M 1 0 6X4M 1 0 7X5M 1 0 8Y3Y2Y1Y1Y1Y0M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8外呼梯形圖一 1外呼（梯形圖一） 當按下一樓上升按鈕時，繼電器 M103 得電自保。 M103 信號的消除，是在電梯來到一樓時有層樓信號 Y0切斷，同樣的道理當電梯在二樓上升、二樓下降、 34 三樓上升、三樓下降、四樓下降的信號記憶和消除都是有各 自繼電器和對應層樓信號來實現(xiàn)的。 2 換速控制 （如梯形圖二） 電梯開始工作時就接通 Y6，同時接通定時器 T10，定時器定時時間到達穩(wěn)速，當換速信號 Y5 到來時，其常閉觸點切斷 Y6 接通 Y10，同時接通定時器T11，其定時時間到時就接通 Y11，電梯進入爬行狀態(tài)。換速完畢時，換速信號的切除是靠上、下行或停止、平層信號來實現(xiàn)。 3 優(yōu)先服務電路（如梯形圖三） 當電梯需要做優(yōu)先服務時，首先由管理人員置電梯工作狀態(tài)于優(yōu)先位置，然后再用內(nèi)選按鈕置好優(yōu)先層樓，在梯形圖二中 M212 為優(yōu)先一樓， M213 為優(yōu)先二樓， M214 為優(yōu)先 三樓， M215 為優(yōu)先四樓。管理人員設置好優(yōu)先層樓后，優(yōu)先層樓有外呼信號時，電梯先服務優(yōu)先層樓，然而此時有一般服務外呼信號電梯對其只作記憶，不做應答，只有當執(zhí)行完優(yōu)先服務后再執(zhí)行一般服務。 4 內(nèi)選信號和平層顯示（梯形圖四），當有人按下四樓的內(nèi)選按鈕 X11 時，輔助繼電器 M116 得電自保，當電梯到達四樓平層信號 Y3 來到后，內(nèi)選信號自動切除， M113、 M114、 M115 得電記憶與其失電消除的工作原理一樣；層樓信號，當電梯平層后，轎廂上的隔磁板插入感應器，干簧管常閉觸點閉合。如電梯到二樓時， X13 閉合，使繼電器 Y1 得 電自保，層樓信號的消除是靠下一層樓信號按理消除的， 如一樓靠二樓信號 X13，四樓靠三樓的 X14，二樓上行時靠三樓的 X14，下行時靠一樓 X12，三樓上行時靠四樓的 X15，下行是 4 靠二樓的 X13 來消除。 5 開 /關門（如梯形圖五） 電梯平層后，處于停止狀態(tài)時， Y0、 Y1、 Y2、Y3、中有一個是閉合的， 而且 Y4、 Y5 都斷電。其常閉觸點閉合以后使 Y12得電，門電機正轉(zhuǎn)，打開轎廂門，開門到位后 M100 接通，其常閉觸點切斷 Y12、開門停止；接通定時器 T40，若定時時間到，則接通關門線圈 Y13，于是門電機反轉(zhuǎn)關門到位后， 切除 Y13，則門電機停轉(zhuǎn)，開 /關門到此完成。時間內(nèi)若無服務信號，即無外呼又無內(nèi)呼，則定時器 6 a 換速信號（如梯形圖六）當電梯處于上行狀態(tài)時滿載 1 2 層樓間時Y0 常開觸點閉合， Y4 閉合，若有二樓內(nèi)選，則下和、個換速有效，準備換速。同理，電梯從樓時需過了三樓后換速才能有效。樓時需過了二樓才有效。、樓時來個換速信號就有效，樓時來兩個信號有效，準備換速。當電梯處于下行時 Y5 閉合，電梯從 4 3，第一個換速信號來到時換速開始。電梯從 4 2 樓時，只有當電梯經(jīng)過三樓， Y2 閉合才能接收換速信 號當電梯從 4 1 樓時，只有二樓、三樓 Y2、 Y1 都閉合才能接收換速信號。當電梯從 3 2 樓時，只有當?shù)诙€換速信號有效。 3 1 樓時，在 Y1 閉合時有效。 2 1 樓時，第一個換速信號來到時換速繼電器 M39、 M40 得電，進行換速。 b 這一部分屬于順向截梯時得換速。當電梯執(zhí)行從 14 樓的服務時，處于12 中間時，若 2 樓有外呼，電梯應接收第一個換速信號，在 2 樓停，若 3 樓有外呼，電梯應接收第二個換速信號，在 3 樓停同理，當電梯執(zhí)行從 41 的服 35 務時，有 2 或 3 樓的外呼時，電梯應 X16 的到來是，接通 M39、 M40 進行換速，停梯。 3）這 一部分是反向截梯時的換速。 Y4Y5Y6T 1 0Y7Y4Y5Y 1 0Y 1 1M 4 0Y 1 0 Y6Y 1 0Y6M 4 0 Y6Y6Y6 Y4Y5Y 1 1T 1 1Y 1 0Y7T 1 0T 1 1K 1 0K 1 0換速控制梯形圖二 7 相序更正電路（梯形圖七） 當相序發(fā)生變化時，三相異步電動機就會反轉(zhuǎn)，即原來狀態(tài)為上行，相序改變后，變?yōu)橄滦校涸葼顟B(tài)為下行，相序發(fā)生變化后，狀態(tài)變?yōu)樯闲?。因此，當相序發(fā)生變化后，只須把原來的狀態(tài)切斷，接通與之相反的運行狀態(tài)控制接觸器，如原先為上行運行狀態(tài)，則相序改變后，應切斷上行 Y4，接通下行 Y5。 8 超時駛回基站（如梯形圖七） 當電梯服務完畢一次時，若不在基站，那么在定時時間到電后電梯自動駛回基站。 36 MRC M 1 1 2X21X22X23X24X25M212M213M214M212M213M214M215M112M112X0Y0Y1Y2Y3M120M212X1X2M213M120M122M122X3 M215Y3M121M121Y0Y1Y2X1X2M214 M213M213X1X2Y0 Y1M213M214M214M114M115M116Y1Y2Y3M212M215M115M116Y2Y3M213M128M129M130M214M215M116 Y3M113M114Y0Y1Y2M115M113M114M113Y0Y2Y0M214M213M131M132優(yōu)先服務程序 37 梯形圖三 X6M 1 1 3X7M 1 1 4X 1 0M 1 1 5X 1 1M 1 1 6Y3Y2Y1Y0 M 1 1 3M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6內(nèi)選X 1 2Y0X 1 3Y1X 1 4Y2X 1 5Y3X 1 4X 1 3 X 1 5X 1 2 X 1 4X 1 3Y0Y1Y2Y3平層顯示梯形圖四 38 開/ 關門X1Y0Y1Y2Y3Y4 Y5X2X3X4X5X6X7X 1 0X 1 1Y 1 3Y 1 2Y 1 3Y 1 2Y 1 3M 1 0 0M 1 0 1M 1 0 2X 3 0X0M 1 0 1X 1 7M 1 0 0M 1 0 1M 1 0 2Y 1 2Y 1 3T 6 0T 6 1K 2 0K 2 0K 2 0T 4 0X 3 0T 4 0X 1 7M 1 0 0M 1 0 0Y 1 3T 4 0Y7X 3 1梯形圖五 39 Y0Y1Y2Y3M 1 1 4Y0Y0 Y1 M 1 1 6M 1 1 5M 1 1 5Y4Y5Y2 Y3 M 1 1 4Y1 Y2 Y3 M 1 1 3M 1 1 5 Y0 M 1 0 4M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 1 6M 1 0 8M 1 1 6Y0 Y1M 1 0 6M 1 0 8M 1 1 6M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 1 3M 1 1 4M 1 0 3M 1 1 3M 1 0 3M 1 1 3Y3 Y2M 1 0 5M 1 0 3M 1 0 5Y4M 1 0 4 M 1 0 6 M 1 0 8M 1 0 7M 1 0 4M 1 0 6M 1 0 8X 1 6M 4 0M 3 9 Y5Y5M 1 0 5 M 1 0 7 M 1 0 3Y3M 1 0 7M 4 0M 3 9換速信號梯形圖六 40 相序更正MC N0 M 1 6 0M C R N0N1MC M 1 6 1M C R N1M 2 0 3M 2 0 4M 1 6 0M 1 6 1M 1 6 0M 1 6 1Y 1 4Y 1 5Y4Y5Y4Y5N0N1M 1 6 0M 1 6 1X 2 0X 2 0X 2 0X 2 0超時返回基站Y0Y1Y2Y3M 1 0 3 M 1 0 4 M 1 0 5 M 1 0 6 M 1 0 7 M 1 0 8 M 1 1 3 M 1 1 4 M 1 1 5 M 1 1 6T 4 5 6K 9 0 0 0梯形圖七 41 X0X1X2X3X4X5X36M221M201M110X35T 60T 61M110M201M221X33Y24M215M216M217M218報警梯形圖八 9、報警電路（如梯形圖八） X0、 X1、 X2、 X3、 X4、 X5 是外呼按鈕，加入蜂鳴器電路是為了提醒注意： X36 是安全信號； M221 是自檢故障信號； M201 是開關門超時信號； M110是上、下限信號。 42 10、定時開關電梯（如梯形圖九） 電梯一開始工作，若處于自動狀態(tài)，定時器 T62 就開始定時。當定時時間大到。計數(shù)器 C460 就計一次數(shù)，定時器 T62 的定時時間乘以計數(shù)器 C460 的計數(shù)次數(shù) 就為電梯的工作時間。當計數(shù)器 C460 計數(shù)到時，電梯在無內(nèi)選情況下，則停止服務，進行關梯。同時接通定時器 T63。定時時間到一次，計數(shù)器 C461計數(shù)一次。定時器 T63 的定時時間乘以計數(shù)器 C461 的計數(shù)次數(shù)為電梯休息時間。當計數(shù)器 C461 計數(shù)次數(shù)到時，自動接通電梯，電梯重新進入服務狀態(tài)，方法是通過 C460、 C461 的觸點去控制電源及上、下行繼電器。 RSTC460OUTRSTC460OUTX32 T 62 T 62C461T 62C460C461T 63K36T 63T 63X37 X36C460Y30K60電源定時開關電梯梯形圖九 43 M201M222X36T 65 T 64K10T 64M201M221T 65K10M223T 64 X33X36M110M223 M201M113Y20M223 M211 Y20Y21Y22M223 X36M110M223故障顯示梯形圖十 11、故障顯示（如梯形圖十） 當有故障信號時，定時器 T64 接通，定時時間到則接通定時器 T65，同時切斷 T64， T65 定時時間到，又接通 T64，如此反復，形成一個閃爍電路。 44 M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 8M 1 0 8M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 6M 1 2 1M 1 2 3M 1 2 4M 1 2 5M 1 2 8M 1 2 9M 2 0 3M 2 0 3M 2 0 3Y0Y1Y2Y3Y2Y3Y3Y1Y2Y3 M 1 0 1M 2 0 3X 3 2 X 3 3X 3 2X 2 6上行梯形圖十一 45 13、上行（如梯形圖十一） 當電梯在 1 樓時，若有 2 樓或 3 樓外呼 M104、 M106 閉合，使上行繼電器M203 得電，控制上行。同理在 1 樓，有 2 樓內(nèi)選 M114， 3 樓內(nèi)選 M115 或 4樓內(nèi)選 M116 時電梯也上行， M203 均得電。上行信號的消除，是靠層樓信號來實現(xiàn)的，如 M104、 M105、 M114 靠 Y1， M106、 M107、 M115 靠 Y2， M108、M116 靠 Y3 來實現(xiàn)。若電梯在 2 樓 Y1 閉合，當有 3 樓的外呼 M106 或內(nèi)選M115 的信號時，也將使 M203 得電 而控制上行，同理 3 樓情況同 2 樓。當?shù)竭_4 樓時信號自動切除。電路的另一部分是手動上行部分，當有司機時通過常閉觸點 X32， X33 點動 X32 可使 M203 得電，當檢修是時通過 X32 點動 X33 使M203 得電上行。 14、下行（如梯形圖十二） 當電梯在 4 樓時 Y3 常開閉合， 1、 2 或 3 樓外呼使 M105 閉合時，均使下行繼電器線圈 M204 得電，控制電梯下行；當電梯在 3 樓 1 樓內(nèi)選 M113， 2 樓內(nèi)選 M114 或 3 樓內(nèi)選 M115 時， M204 得電，電梯下行。當電梯在 2 樓時，有1 樓外呼或內(nèi)選 M113 時， M204 得電，電梯下行。 3 樓同理 。下行信號的消除是靠服務目的的層樓來實現(xiàn)的。另一部分是手動下行部分。司機操作時， X32、X33 常閉觸點閉合，通過點動開關 X31，使 M204 得電，電梯下行。 46 M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 6M 1 0 7M 1 0 3M 1 0 4M 1 0 5M 1 0 3M 1 0 3M 1 1 3M 1 1 3M 1 1 4M 1 1 5M 1 1 3M 1 1 4Y0Y1Y2Y3Y0Y1 Y2Y0 Y1Y0 M 1 0 1M 2 0 4M 2 0 4M 2 0 4M 2 0 4M 1 2 0M 1 2 2M 1 2 6M 1 2 7M 1 3 0M 1 3 1M 1 3 2T 4 5 6X 3 2X 3 2X 3 3X 2 7下行梯形圖十二 47 6 結束語 大學三年，如梭的歲月轉(zhuǎn)眼而過，在剛進校園那嫩稚的面孔上帶著幾分新鮮和好奇，而今多了幾分成熟和穩(wěn)重。在學校熔煉過的我們即將踏入社會，把所學運用于社會。 畢業(yè)設計是我們最后一學期必修課程，也是一項進入社會前的生產(chǎn)實習，把自己在這三年來所學到的東西和社會生產(chǎn)相聯(lián)系起來，我選擇的課題是 交流雙速電梯 PLC 控制系統(tǒng)，前一段時間（ 1 8 周）是找工作實習和為設計做準備收集資料，后面這一段時間我們正式搞畢業(yè)設計。 本設計的生產(chǎn)過程是電梯，機械設備的動作，其動作是不連續(xù)的，則本系統(tǒng)中的可編程控制器 PLC 控制系統(tǒng)為斷續(xù)控制系統(tǒng)。本設計的選擇方案是交流雙速電機拖動系統(tǒng)和可編程控制器 PLC 控制系統(tǒng)來控制電梯的運行生產(chǎn)過程。設計的工作量比較大，我們小組采取分段、分工進行，每個組員都分配有任務，然后我們就指定時間到指定地點進行交流、總結、收集設計資料。我們先進行硬件方面的設計，主電路的設計，畫主電路圖，可編程控制器 PLC 控制電路的設計等方面的工作；然后是 軟件部分的設計，此過程主要是梯形圖的設計，對電梯運行過程進行分塊設計，合理組織，寫指令程序，并進行調(diào)試。 通過本次設計，我們了解了電梯的生產(chǎn)運作過程，加深了對知識的理解，了解電梯在國內(nèi)外的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及存在的問題，設計過程中也是對知識的運用和理解過程。加深和鞏固了知識，也擴展了我們的知識面。 在此謝謝我們的指導老師羅老師，在設計過程中給了我們莫大的幫助和指導，耐心的教導我們。也謝謝各位組員，大家盡心盡力才完成了設計的要求。 48 參考文獻 1、張福恩等編著 .交流調(diào)速電梯原理、設計及安裝維修 .北京 ：機械工業(yè)出版社，1999.6 2、張漢達，王錫仲，朱學莉編著 .現(xiàn)代電梯控制技術 .哈爾賓工業(yè)大學出版社發(fā)行， 2001.3 3、錢平主編 .交直流傳動系統(tǒng) .高等教育出版社， 2001.7 4、呂宋元主編 .半導體變流技術 .天津大學出版社出版 5、顧戰(zhàn)松，陳鐵年編著 .可編程控制器原理與應用 .北京：國防工業(yè)出版社， 1996 6、楊寧主編 .微機控制技術 .北京：高等教育出版社， 2001.8 7、周良全權主編；傅恩錫等編 .模擬電子技術基礎 .北京：高等教育出版社，1993.10 8、丁樹模主編 .機械工程學 .北京：機械工業(yè)出版社 9、陳伯時，陳敏遜編著 .交流調(diào)速系統(tǒng) .北京：機械工業(yè)出版社， 1998.4 10、楊興瑤編著 .電動機調(diào)速的原理及系統(tǒng) .水利電力出版社出版， 1979.8 49 程序清單 步 序 語 句 步 序 語 句 0 LD X0 34 ANI Y2 1 OR M103 35 OUT M115 2 ANI Y0 36 LD X11 3 OUT M103 37 OR M116 4 LD X1 38 ANI Y3 5 OR M104 39 OUT M116 6 ANI Y1 40 LD X12 7 OUT M104 41 OR Y0 8 LD X2 42 ANI X13 9 OR M105 43 OUT Y0 10 ANI Y1 44 LD X13 11 OUT M105 45 OR Y1 12 LD X3 46 ANI X12 13 OR M106 47 ANI X14 14 ANI Y2 48 OUT Y1 15 OUT M106 49 LD X14 16 LD X4 50 OR Y2 17 OR M107 51 ANI X13 18 ANI Y2 52 ANI X15 19 OUT M107 53 OUT Y2 20 LD X5 54 LD X15 21 OR M108 55 OR Y3 22 ANI Y3 56 ANI X14 23 OUT M1