五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、PLC控制系統(tǒng)綜合課程設(shè)計報告設(shè)計題目：五層電梯模型 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計者：學號： 專業(yè)班級：指導(dǎo)老師：完成時間：設(shè)計報告格式20分設(shè)計內(nèi)容60分10分10分計分 總得封面3'頁 面 布 局5，目 錄 格 式 3'圖 表 質(zhì) 量4，間距、行距、字體6，工 藝 過 程 分 析8，系 統(tǒng) 控 制 要 求8，I/O分配5，設(shè) 備 選 型5，電氣原理圖系 統(tǒng) 程 序 設(shè) 計10'動 手 實 踐 能 力 10'總 印 象 評 分 10'主 電 路8，控 制 電 路 8，外圍 接線 圖8，第一章電梯的概述11.1 電梯的定義11.2 電梯的分類11.3 電梯的主要機

2、械部件4第二章電梯的拽引32.1 三相交流雙速異步電動機的拽引系統(tǒng) 4第三章電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)52.2 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的定義及構(gòu)成 52.3 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求52.4 交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及其評價52.5 交流調(diào)速電梯的運行工藝過程62.6 交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)7第四章PLC在電梯控制中的應(yīng)用 94.1 電梯的啟動所需條件94.2 電梯停車所需的條件94.3 設(shè)備選型94.4 電梯控制系統(tǒng)原理框圖94.5 輸入輸出分配表104.6 程序的編寫10結(jié)束語17五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試致凝日 18參考文獻 19附錄 20#五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試第一章電梯的慨

3、述隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高，伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設(shè) 備。為了確保電梯正常運行、安全使用，必須要了解電梯、管理電梯、維護好電 梯。1.1 電梯的定義電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個轎廂，運行在至少 兩列垂直的傾角小于15度的鋼性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入 或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備的交通工具。1.2 電梯的分類1、按用途分類(1)客梯 代號K為運行乘客而設(shè)計的電梯，

4、有完善的安全裝置.(2)貨梯代號H為運送貨物而設(shè)計的電梯，通常有人操作，有必備的安全裝 置.(3)客貨梯 代號L主要用作運送乘客，但也可運送貨物，它與客梯的區(qū)別在 于轎廂內(nèi)部裝飾結(jié)構(gòu)不同.(4)病床電梯代號B為運送病床而設(shè)計的電梯，具有轎廂長而窄的特點.(5)住宅電梯 代號Z供住宅樓使用的電梯，一般采用下集選控制方式，轎廂 內(nèi)部裝飾較簡單.(6)雜物電梯 代號W供圖書館，辦公樓,飯店運送圖書，文件，食品等.不容許 人員進入電梯，結(jié)構(gòu)簡單，無乘人必備的安全裝置.(7)船舶電梯 代號C用于船舶上的電梯，能在船舶搖晃中正常工作.(8)觀光電梯代號G轎廂壁透明供乘客觀光之用.2、按驅(qū)動系統(tǒng)分類(1)交

5、流電梯 曳引電動機是交流電機.當電機是單速時，稱為交流單速電梯當電機是雙速時，稱為交流雙速電梯當電機具有調(diào)壓調(diào)速裝置時，稱為交流調(diào)速電梯.當電機具有調(diào)壓調(diào)頻調(diào)速裝置時，稱為變頻調(diào)速電梯.(2)直流電梯 曳引電動機是直流電機分為直流有齒和直流無齒電梯.(3)液壓電梯 靠液壓傳動的電梯，分為柱塞直頂式和柱塞側(cè)置式.(4)齒輪齒條式電梯(一般為工程電梯)3、按操作控制方式分類(1)門外按鈕控制小型雜物電梯(2)內(nèi)外按鈕控制自動門電梯該電梯是一種乘客自己操作的電梯，電梯在各層站分別設(shè)有一個召喚按鈕。 轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕，某一層等待電梯的乘客按下召喚按鈕，就能使不被占用的轎廂

6、到來，電梯?？繒r立即自動開門，乘客進入轎廂后，按下他要去的樓層的指令按鈕，電梯就自動關(guān)門，自動行駛到該站。每 次?？繒r，電梯自動進行減速、平層、開門。(3)集選控制電梯該電梯是一種乘客自己操作或有時也可以有專職司機操作的自動電梯。電梯在底層和頂層分別設(shè)有一個向上或向下的，而在其它層站設(shè)有向上、下 兩個召喚按鈕。集選控制轎廂操作箱上則設(shè)有與停站數(shù)相等的相應(yīng)的指令按鈕， 當進入轎廂的乘客按下指令按鈕， 指令信號就被登記。電梯在向上過程中按登記 的指令信號和向上召喚信號逐一?？?，直到有這些信號登記的最高層站和有向下 召喚登記的最底層為止，然后又反向向下安置指令及向下召喚信號逐一停靠。每次停靠時電梯自

7、動進行減速、平層、開門。1.3電梯的主要機械部件1、轎廂2、電梯門3、開關(guān)門機構(gòu)4、層門門鎖5、機械安全裝置電梯中，限速器、安全鉗裝置是十分重要的機械安全保護裝置。它的作用在 于：因機械或電氣的某種原因，例如斷絕或失控使電梯超速下降時當下降速度達 到一定限值時，將轎廂擎停在導(dǎo)軌上。不論是限速器還是安全鉗都不能單獨完成 上述任務(wù)。上述任務(wù)的完成是靠它們的配合動作來完成的。圖1-1是電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖及機械部件說明：1-減速箱；3-曳引機底座;5-限速器；7-導(dǎo)軌支架；9-開關(guān)碰鐵；關(guān)；11-導(dǎo)靴;13-轎門;15-導(dǎo)軌;17-對重，19-補償鏈導(dǎo)輪;21-緩沖器；23-層門；25-層樓指示燈;

8、27-轎壁；29-開門機；31-電源開關(guān)；33-曳引電機;1-12-曳引輪；4-導(dǎo)向輪；6-機座；8-曳引鋼絲繩;10-緊急終端開12-轎架；14-安全鉗；16-純頭組合；18-補償鏈；20-張緊裝置；22-底坑；24-呼梯盒；26-隨行電纜；28-轎內(nèi)操縱箱;30-井道傳感器;32-控制柜；34-制動器電梯的基本結(jié)構(gòu)剖視圖第二章電梯的拽引拽引電機是驅(qū)動電梯上下運行的動力源，具運行情況比較復(fù)雜。運行過程中需 要頻繁的起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，而且負載變化很大，經(jīng)常工作在重復(fù)短時狀 態(tài)、電動狀態(tài)、再生制動狀態(tài)的情況下。因此，要求拽引電機不但應(yīng)能適應(yīng)頻繁 起制動要求，而且要求起動電流小、起動力距大、

9、機械特性硬、噪聲小，當供電 電壓在額定電壓7%的范圍內(nèi)變化，還能正常起動和運行 。2.1 三相交流雙速異步電動機的拽引系統(tǒng)(1)此種交流電動機具有兩種速度，這樣可以使起動與穩(wěn)定運行時具有較高 的速度，從而可太大的提高電梯的輸送能力。同時它又具有準確停層所需的較低 速度，也保證了電梯停層準確度(對額定速度為1.OMKS時，一般停層準確度為 < 3OMM所以電梯的運行效率較單速電梯時大大提高。(2)該驅(qū)動系統(tǒng)雖然比單速電梯的復(fù)雜，但相對其他電梯來說還是比較簡單 的。系統(tǒng)雖然有級調(diào)速，但可以分別對高低速進行控制和調(diào)節(jié)。因此電梯的運行效率和性能得到相當大的提高和改善，從而使得這種驅(qū)動程序系統(tǒng)在一

10、般低速電 梯中得到廣泛的應(yīng)用。(3)這種電梯驅(qū)動系統(tǒng)和減速過程是采用低繞組的再生發(fā)電制動原理，即在 減速開始的瞬間，快速繞組雖已從電網(wǎng)撤出，并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動 機的實際轉(zhuǎn)述因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性，仍維持在原快速狀態(tài)時的轉(zhuǎn)速。因此， 對低速繞組來說，此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速，從而在低速 繞組中產(chǎn)生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說，電動機處于發(fā)電機的工作狀態(tài)， 即把在快 速運行時所具有的動能反饋到電網(wǎng)中去。 這樣的減速制動方式是較經(jīng)濟 的，電能消耗相對較少。3五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試第三章電梯的電力驅(qū)動系統(tǒng)3.1 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的定義及構(gòu)成電梯的電力驅(qū)

11、動系統(tǒng)分為兩大類：交流驅(qū)動系統(tǒng)和直流驅(qū)動系統(tǒng)，由以下幾部 分組成。（請看圖3-1 ）圖3-13.2 電梯電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求電梯的電力系統(tǒng)要求是：“快、穩(wěn)、準”3.3 交流感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及其評價以三相交流感應(yīng)電動機為驅(qū)動的交流電梯中，在現(xiàn)有的條件下，交流電梯的運行速度一般均在1M/S用以下。而lM/S<V<2, 0M/S則屬 交流調(diào)速（或稱 快速）電梯的范疇。（1）改變?nèi)嘟涣鞲袘?yīng)電動機定子電壓轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性這種調(diào)速方法的拽引電機工作在非正常狀態(tài)下，如果長期處于低于額定電壓 下的運行，雖達到調(diào)速的墓頂，但其能耗、特性硬度、最大轉(zhuǎn)矩等特性均低于額 定電壓時的情況，因此這種調(diào)速方法是

12、不經(jīng)濟的，且性能也不理想，故這種調(diào)速 方法今僅用于起動和制動的短暫時間內(nèi)，以限制起動電流和改善電梯的舒適感。由公式n0= 60f/p中可知，當電動機的極對數(shù)P改變時交流感應(yīng)電動機的同步 轉(zhuǎn)速n0也將改變。所以，交流電梯中也常用改變電動機及對數(shù) P的方法獲得電梯 所需的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性。這種具有二種以上及對數(shù)的電動機，我們通常稱之為雙速、三速電動機。這 種電動機的定于繞組有兩種結(jié)構(gòu)形式：A.各獨立統(tǒng)組的多速電動機（例如 JTD 系列電動機）；B.按特殊接線方法而改變極對數(shù)的單繞組多速電動機（例如 YTD 系列電動機）。（2）改變?nèi)嘟涣鞲袘?yīng)電動機定于繞組的極對數(shù)時的轉(zhuǎn)速只能是有極的調(diào)節(jié)交流感應(yīng)電動機

13、的轉(zhuǎn)速而不是無極的，因此在轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) 過程中，即從一個極對數(shù)相對應(yīng)的速度調(diào)節(jié)至另一極對數(shù)相對應(yīng)的轉(zhuǎn)述過程中， 必定要采取有效措施防止電梯系統(tǒng)給乘客帶來不舒服感覺和對機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生 沖擊，這樣為了轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)需添置眾多的附加設(shè)備（例如接觸器、電阻或電抗器 等）。假若在改變電動機極對數(shù) P的調(diào)節(jié)過程中，如保持其他參數(shù)基本不變，則從 前面的式于和圖中可以看出，對同一電動機的不同極對數(shù)P時的機械特性曲線基本上是平行的。這是我們十分希望的調(diào)速特性。也就是希望其調(diào)速后新的機械特 性硬度p保持不變，這樣才能保證交流雙速電梯在不同負荷時其停層準確且保持 不變。由于在同一定于內(nèi)需要布置兩套三相統(tǒng)組（或改變單相統(tǒng)

14、組的不同接線方 法），則其不同極對數(shù)時相應(yīng)的磁通量和功率是不一樣的，因而極對數(shù)P越大，其最大轉(zhuǎn)矩 Mk也將有稍許變化。（3）外力口渦流制動器等的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性在交流電梯中除了三相交流感應(yīng)電動機的本身進行速度調(diào)節(jié)外，還可以利用 外加器件調(diào)節(jié)交流感應(yīng)電動機的最后輸出速度。這種情況常見的有：在電機內(nèi)的 一個獨立統(tǒng)組中加一個可控制的直流電流或在交流感應(yīng)電動機的軸端加一個可控 制的渦流制動器。但比較理想且控制方便的是渦流制動器的速度調(diào)節(jié)方法。雖然這種調(diào)速方法的機械特性曲線較為理想，但其能量消耗是大的，而且把 電動機的原有動能全部消耗在渦流制動器的發(fā)熱上了。3.4 交流調(diào)速電梯的運行工藝過程首先接通電梯的總

15、電源及控制電源、照明電源；把電梯的層門和轎廂門打開； 司機進入電梯轎廂內(nèi)，合上轎廂內(nèi)操作箱上應(yīng)該合上的各種開關(guān)，并點亮轎廂內(nèi) 的照明燈；司機根據(jù)轎廂內(nèi)乘客欲往的樓層或轎廂內(nèi)無乘客時根據(jù)某個樓層的廳 外召喚信號，司機鍬按操作箱上相應(yīng)的一個樓層或幾個樓層數(shù)的指令按鈕；自動 定出電梯的運行方向；司機鍬按起動開車按鈕；自動關(guān)門；自動起動；分級加速至穩(wěn)速運行；在接近目的樓層時，井道內(nèi)該層永磁開關(guān)自動發(fā)出減速信號；自動分級減速制動；自動平層停車；自動開門，讓乘客出入電梯轎廂；司機 再次掀按起動開車按鈕，電梯內(nèi)可以有專職司機操作，也可以有進入轎廂內(nèi)的乘 客自己操作，也可以有某個或幾個樓層的廳外召喚信號而把電

16、梯召喚來，而且在 運行應(yīng)答完最后一個（即最遠一個）召喚信號后，電梯即可自動換向。但是樓層 廳外召喚信號的作用只有在電梯門關(guān)閉后方可起作用，此即所謂電梯轎廂內(nèi)的指 令信號 優(yōu)先”于 廳外召喚信號。3.5 交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)1、主驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理此交流雙速電梯的主驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理：三相交流異步電動機定于內(nèi)具有兩個不同極對數(shù)的繞組。國內(nèi)一般為6極（同步車$速為1000r/min）和24極（同 步轉(zhuǎn)速為250r/min）兩個統(tǒng)組。這兩個統(tǒng)組可以是各自獨立的雙繞組（例如JTD 系列電 動機），也可以是單繞組雙速（通過工藝接線法使一個統(tǒng)組獲得兩種極對 數(shù)），這種主驅(qū)動系統(tǒng)的工作過程如下：快速繞組（

17、6極）作為起動和穩(wěn)速（即額定速度） 運行之用；而慢速繞組（24極）作為制動，減速平層停車之用。起動按時間原則， 用電阻，電抗一極加速；而減速制動也按時間原則進行兩極在發(fā)電制動減速，以 慢速繞組進行低速穩(wěn)定運行，直到平層車。2、交流雙速電梯的主要性能與特點（1）這種電梯的交流電動機具有兩種速度，這樣就使起動與穩(wěn)定運行時具有 較高的速度，從而可以大大提高電梯的輸送能力。同時它又具有準確停層所需的 較低速度，也保證了電梯的停層準確度。所以該電梯的運行效率比單速電梯有很 大的提高。（2）主驅(qū)動系統(tǒng)雖然比單速電梯的復(fù)雜，但相對其他電梯來說還是比較簡單 的。系統(tǒng)雖然有級調(diào)速，但可以分別對高低速進行控制和調(diào)

18、節(jié)。因此電梯的運行 效率和性能得到相當大的提高和改善，從而使得這種驅(qū)動系統(tǒng)在一般低速電梯中 得到廣泛的應(yīng)用。（3）這種電梯主驅(qū)動系統(tǒng)的制動和減速過程是采用低速繞組的再生發(fā)電制動 原理，即在減速開始的瞬間，快速繞組雖然從電網(wǎng)撤出，并立即把低速繞組接入電網(wǎng)而電動機的實際轉(zhuǎn)速因電梯機械傳動系統(tǒng)的慣性，仍維持在原快速狀態(tài)時的 轉(zhuǎn)速。因此，對低速繞組來說此時的實際轉(zhuǎn)速已大大高于低速繞組的同步轉(zhuǎn)速， 從而在低速繞組中產(chǎn)生再生發(fā)電制動減速過程。對低速繞組來說，電動機處于發(fā) 電機的工作狀態(tài)，即把快速運行時所具有的功能反饋到電網(wǎng)中去。這樣的減速制 動方式是較經(jīng)濟的，電能消耗相對較少。11第四章 PLC在電梯控制

19、中的應(yīng)用目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項 任務(wù)，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工 作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電 器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。 PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適 合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制 新技術(shù)。PL

20、C控制技術(shù)在現(xiàn)今工業(yè)控制中的應(yīng)用得到長足的發(fā)展，在電梯行業(yè)中，也 得到廣泛的應(yīng)用，一般用于完成邏輯控制，拖動調(diào)速系統(tǒng)一般使用變極調(diào)速、調(diào) 頻調(diào)壓調(diào)速等方式。4.1 電梯的啟動所需條件(1)安全保護系統(tǒng)正常(2)門鎖鎖閉(3)定向部分選擇好電梯的運行方向4.2 電梯停車所需的條件(1)選層部分選擇好停車樓層(2)電梯必須到達要停車樓層的減速點(3)電梯到達目標樓層的平層位置4.3 設(shè)備選型PLC控制器選用西門子 S7-200, CPU選擇221XP4.4 電梯控制系統(tǒng)原理框圖(見圖4-1)圖4-14.5輸入輸出分配表輸入輸出點名稱及作用輸入輸出點名稱及作用X400-X404上行樓層感應(yīng)干簧管觸點

21、M123-M1261-4層向上召喚中間繼電器X405-X411下行樓層感應(yīng)干簧管觸點M130上行中間繼電器X500-X504轎內(nèi)指令按鈕M131下行中間繼電器X505-X5101-4層上召喚按鈕M132司機上行中間繼電器X000-X0032-5層卜召喚按鈕M133司機下行中間繼電器X004有/無司機操作方式轉(zhuǎn)換 開關(guān)M134換速中間繼電器X005卜平層感應(yīng)器觸點M135門鎖中間繼電器X412上平層感應(yīng)器觸點M140卜平層感應(yīng)中間繼電器X413門區(qū)感應(yīng)器觸點M141門區(qū)感應(yīng)中間繼電器X511司機上行選擇按鈕M142卜平層感應(yīng)中間繼電器X512司機下行選擇按鈕M143運行中間繼電器X513上強迫換

22、速開關(guān)M144換速消除中間繼電器X411下強迫換速開關(guān)Y430KM1上行接觸器M100-M104樓層感應(yīng)中間繼電器Y431KM2下行接觸器M105-M111指層中間繼電器Y432KF快速接觸器M112-M116轎內(nèi)指令中間繼電器Y433KS慢速接觸器M119-M1222-5層向卜召喚中間繼電 器4.6程序的編寫1 .樓層感應(yīng)控制梯形圖M130 X400M100r 1 M131X405M130 X401Mio(22m13i X4o6一M130 X4021 M102Q 3 m131 X4o7M130 X403_M103 m131X410M130 X404一M104E 3M131X411M100_M

23、105Q ZM101M105M101- M106M100M101 MlOj4M102 - M10721M,1M107 M104M103 M110123M>2M1101 M101M104- MiiC 3M/3M1112.轎內(nèi)指令控制梯形圖五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試3.門廳召喚控制梯形圖X000M4j19m105M119 M13017X505M123M106M123 M131X001M10M1206M120 M130X506- M124Mi7。 M124 M131X002M10M1217M121 M130X507M125M110M125 M131X003M122M110M122 M

24、130X510M'26Mill M126 M1315.換速控制梯形圖M105M114M113M106M114M10M130M131M10M10-M107/ M110 型111/ M144 /6.起動控制梯形圖7.電梯平層控制梯形圖X412M440QX413M444X005 M442T450 M143 M130Y431 | | |Y430) 匚M141 Y433 Y430Y432 M142 M143 M140T450 M143 M131Y430 | |Y434.M141 Y433 Y431Y432 M140 M143 M142#五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試結(jié)束語電梯自動化的設(shè)計因

25、設(shè)計角度和設(shè)計理念的不同和偏差，可能造成設(shè)計上的 一些差異。本論文中較為詳細地介紹了交流雙速電梯設(shè)計的方法和過程，論述了 交流雙速電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作流程與工藝設(shè)計。但因為，自動化設(shè)計的內(nèi)容量 過大，涉及的專業(yè)較多，牽扯面也很寬。僅僅一片專業(yè)課程設(shè)計實在無法全盤托 出，有些地方的表述可能會存在不夠準確，或者描述上存在未能描述到的地方。25致謝本課程設(shè)計是在肖濤老師的精心指導(dǎo)和嚴格要求下完成的。從在做設(shè)計以來,我不僅在專業(yè)上有了很大的進步，而且恩師的嚴謹治學態(tài)度、務(wù)實工作作風、高 度的責任心，也使我受益非淺。在此，我要向肖濤老師表示深深的敬意和衷心的 感謝！此外，作者在學習期間，還得到許多老師、同學、朋友的幫助，在此表示衷 心的感謝！在這三年里有許多讓我感動的事和讓我感激的人。但由于時間的倉促和主客 觀條件的限制我們只是做出模型做演示，當然這與真正的實物相比，在工藝上還 有很大差距，盡管有些不太完美的地方，但我們已經(jīng)很努