电梯控制系统设计与实现

常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 1 页 共 94 页毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书专业 微电子/国际经济与贸易 班级 微/国 064 姓名 刘广东 一、课题名称： 电梯控制系统的设计与实现 二、主要技术指标： 数量 2 台； 层/站/门 12/12/12（含-1 层） 额定载重量（kg） 1000kg/13 人 ；速度（m/s）2.75m/s ；基站 0.00 m、第一层 机房位置 井道上方顶置机房 ；控制方式 两台并联 ；顶层高度 4700mm 各楼层高度 -1F:4230MM 1F:4770MM 2F:4200MM 3F:4180MM 4F:3400MM 5F:3400MM 6F:3400MM 7F:3380MM 8F:3400MM 9F:3360MM 10F：3400MM ； 井道尺寸 2270mm2160mm ；开门方式 自动双扇中分 ；地坑深度 1800mm ； 开门尺寸 双扇自动中分，净 900mm2100mm；轿厢尺寸 净内尺寸：按 1000kg 标准执 行，须符合国标及相关技术要求 基本要求：1 全集选 2 超载保护 3 超载报警 4 故障自动检测并储存 5 轿厢照明自动控制 6 满载直驶 7 应急照明 8 消防员功能 9 反向指令消除 10 轿厢风扇自动控制 11 自动平层感应为光电 12 基站锁梯 13 故障自诊断 14 错误指令取消 15 自动泊梯 16 关门超时报警并强迫关门 17 安全触板门保护 18 防捣乱保护 19 轿顶及机房检修操作 20 开关门按钮 21 重新初始化运行 22 数字式大厅、轿内显示 23 未平层停车指示；24 内部通话装置 25 驱动设备过热保护 26 轿厢关门延时保护 27 轿厢警铃 28 轿厢开关门保护 29 电网滤波检测功能 30 井道位置自学习 31 抱闸反馈检测功能 32 接触器反馈检测功能 33 层高自测定 34 速度反馈检测功能 35 远程监控系统接口 36 关门等待取消37 启动时力矩补偿； 38 终端楼层保护 39 关门力矩保护。 三、工作内容和要求： 本系统以微机主控单元 BN3000-ST-V4 为控制核心。 该主控单元采用串行通讯技术通过 CAN 总线与桥厢操纵盘及厅外呼梯单元进行 数据交换，对井道、安全回路等信息采用并行信号采集方式。 微机通过对采集到的信息数据进行逻辑分析及运算后，输出相应的控制信号和应答来对变频器、门电机及抱闸等进行控制。使电梯的逻辑功能、故障诊断及按位置原则的直接停靠等功能得以实现。 四、主要参考文献：1 王卫星等可编程控制器原理及应用中国水利水电出版社，20022 赵洪恕，PLC 控制交流变频调速系统在电梯中的应用，基础自动化，2000 3 杨长能等，可编程控制器（PC）基础及应用，重庆大学出版社，1992 4 王仁祥，通用变频器选型与维修技术，中国电力出版社，2004 5 李鼎陪，当前电梯研制开发技术动态，中国电梯，1995 常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 2 页 共 94 页学 生（签名） 2009 年 6 月 25 日指 导 教师（签名） 2009 年 6 月 26 日 教研室主任（签名） 2009 年 6 月 27 日系 主 任（签名） 2009 年 6 月 28 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文题目） 电梯控制系统的设计与实现一、选题的背景和意义：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,继而又在英国出现水压梯。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。二、课题研究的主要内容：1. 系统的整体设计2. 电梯状态控制器的设计3. 慢车试运行4. 井道自学习运行5. 电梯舒适感调6. 整平层精度的调整常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 3 页 共 94 页三、主要研究（设计）方法论述：本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。 1.对于慢车试运行，井道自学习运行的研究，将采用行动研究方法。 2.对于电梯状态控制器的设计，则通过建立科学的假设，采用实验研究的方法。 3.对于电梯舒适感调与整平层精度的调整，则采用评价研究方法。 四、设计（论文）进度安排：时 间 工 作 内 容2009.7.12009.7.3 在指导老师的帮助下选择 07 级毕业设计论文题目 2009.7.42009.8.1 将毕业设计初稿交指导老师审核2009.8.22009.8.19 将毕业设计报告进行修改、充实、完善，具体问题可向指导老师询问2009.8.20 2009.8.22 将修改好的毕业设计论文交给指导老师，如有其它问题可按指导老师吩咐去做常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 4 页 共 94 页五、指导教师意见：指导教师签名： 2009 年 7 月 1 日六、系部意见：系主任签名： 2009 年 7 月 2 日目 录【摘要】【关键词】0.引 言51. 控制系统的组成与安装61.1 控制系统的组成61.2 控制系统的安装122. 系统的调试与运行212.1 通电前的检查 212.2 通电和检查 212.3 系统参数设定 222.4 慢车试运行 222.5 井道自学习运行 232.6 快车试运行 24常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 5 页 共 94 页2.7 电梯舒适感调整 242.8 平层精度的调整 333. 结束语33答谢辞34参考文献34电梯控制系统的设计与实现摘要：BN3000-ST 电梯控制系统软件设计充分体现了功能齐备，参数设置界面层次分明，调试及故障诊断信息充分，抗干扰能力强及干扰强度评价独具匠心的技术特点。对电梯控制系统以外的电气元件设计了诊断与检测界面。使电梯故障判断有的放矢，真正使该电梯控制系统做到了高性能与可靠性的完美统一，高水平与实用性的完美统一，高科技与应用简便的完美统一。关键词：BN3000-ST；电梯控制系统Elevator Control System Design and ImplementationAbstract: BN3000-ST elevator control system software design fully reflects the full-featured, well-structured interface parameter setting, commissioning and fault diagnostic information fully and anti-interference ability and interference strength evaluation of the technical characteristics of originality. Outside of the elevator control system design of the electrical components of the diagnosis and detection of the interface. Elevator failure to make specific judgments, the real of the elevator control system performance and reliability to achieve the perfect unity, perfect high-level and practical unification of the application of high technology and perfect simple常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 6 页 共 94 页Key words: BN3000-ST；Elevator Control System0.引 言BN3000-ST 系列电梯控制系统包含 V3、V4 系列，是北京建筑机械化研究院联合日本富士制卸株式会社共同推出的高智能化、超强功能、易调试、维保的高技术产品。全面符合 GB7588-2003 国家标准。它具有系统参数设置简易、功能全面、调试方便、现场适应能力强等特点。本系统的基本控制方式为串行通讯（CAN 总线）与变频调速；可满足电梯楼层 64 层以下，电梯速度小于 4 米/秒，包括永磁同步电机在内的各种电梯电机的控制要求。BN3000-ST 电梯控制系统软件设计充分体现了功能齐备，参数设置界面层次分明，调试及故障诊断信息充分，抗干扰能力强及干扰强度评价独具匠心的技术特点。对电梯控制系统以外的电气元件设计了诊断与检测界面。使电梯故障判断有的放矢，真正使该电梯控制系统做到了高性能与可靠性的完美统一，高水平与实用性的完美统一，高科技与应用简便的完美统一。1.控制系统的组成与安装1.1 控制系统的组成1.1.1 系统的结构框图及原理系统的结构框图如图 1-1 所示。本系统以微机主控单元 BN3000-ST-V4为控制核心。该主控单元采用串行通讯技术通过 CAN 总线与轿厢操纵盘及厅外呼梯单元进行数据交换，对井道、安全回路等信息采用并行信号采集方式。微机通过对采集到的信息数据进行逻辑分析及运算后，输出相应的控制信号和应答来对变频器、门电机及抱闸等进行控制。使电梯的逻辑功能、故障诊断及按位置原则的直接停靠等功能得以实现。动力电源M PG变频器 J8控 制 柜常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 7 页 共 94 页BPT1 微 机 系 统J3 BN3000-ST-V4 J9 GC-5 机房信号GC-6远程监控 GC-1 GC-2 GC-3 GC-4 GC-7 NHTB3 CNT 轿顶分线盒 井呼 道梯 GC-4 GC-7 开单 关CCB 元操 纵 盘图 1-11.1.2 控制柜的组成控制柜的元器件布局如图 1-2 所示。各器件功能分述如下：常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 8 页 共 94 页图 1 - 2（1） 微机单元 BN3000-ST-V4微机主控单元是本系统的控制核心，各种控制指令均由其发出。其布局如图 1-3 所示：J1 J2 J3 J4常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 9 页 共 94 页X0X21 LED Esc MenuJ11 Enter J10J12 X22X2 LEDY0-Y15 LEDJ5 J6 J7 J8图 1-3 微机主控单元 BN3000-ST-V4 布局图各部分说明如下：J1J3 为主控单元输入信号 X0X21 接口。列表如下：端口号位置 定义 端口号位置 定义X0 J1-1 检修输入 X15 J2-6 主电源接触器输入X1 J1-2 上行输入 X16 J2-7 辅助接触器输入X2 J1-3 下行输入 X17 J2-8 抱闸反馈输入X3 J1-4 上端站 2 输入 X18 J2-9 再平层输入X4 J1-5 下端站 2 输入 X19 J2-10 变频器运行输入X5 J1-6 上限位输入 X20 J3-1 电锁输入X6 J1-7 下限位输入 X21 J3-2 热敏开关输入X7 J1-8 上端站 1 输入 J3-3X8 J1-9 下端站 1 输入 J3-4X9 J1-10 上平层输入 J3-5X10 J2-1 下平层输入 J3-6X11 J2-2 变频器故障输入 GND2 J3-7 24V 地液晶显示器控制键常州信息职业技术学院电子系 毕业设计论文第 10 页 共 94 页X12 J2-3 消防输入 GND2 J3-8 24V 地X13 J2-4 急停输入 GND2 J3-9 24V 地X14 J2-5 门联锁输入 24V2 J3-10 24V X0X21 公共端J4 为电源及通讯接口。列表如下：端口号 位置 定义 端口号位置 定义GND3 J4-1 0V 1H J4-6 并联/群控通讯线TXA+24VIN J4-2 24V 输入 1L J4-7 并联/群控通讯线TXA-GND3 J4-3 0V GND1 J4-8 0V5VIN J4-4 5V 输入 2H J4-9 呼梯/操纵盘通讯线TXA+24VOT J4-5 24V 输出 2L J4-10呼梯/操纵盘通讯线TXA-J5 包括两个单 COM 输入点及二个以 COM1 为公共端的输出。列表如下：端口号 位置 定义 端口号位置 定义X22 J5-1 110V 急停