交流双速电梯plc控制系统总设计说明书

设计中需要考虑的几个问题本设计主要是以交流双速电梯PLC控制系统为设计题目，注重了基础理论知识和突出实践性应用，做到深入浅出，便于理解，突出了本设计的作用。随着我国人口的增长、城市化、工业化已经不可避免,由于土地资源的日益匮乏,集中居住，高层建筑成为了明显的趋势,电梯产作为高层建筑必要的运输设备之一,它的设计、制造、安装、检测、维修也需要更多的高技术人员。大批的高楼大厦拔地而起，十几层只几十层的宾馆、饭店、办公楼、住宅楼鳞次栉比。，完全可以预想到,随着科学技术日新月异地发展，人们物质文化生活水平的逐步提高，建筑业得以迅速随着社会的发展。电梯产品在人们物质文化生活中的地位将会和汽车一样，成为重要的运输设备之一。PLC作为新一代的工业控制器，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。电梯电气控制分为两类一类采用单片机为主的配套电气控制设备来控制，主要为电梯制作厂家。另一类采用PLC控制，是针对老式电梯进行改造。从设计任务书来看，我们的这次设计主要就是对其进行改造。设计的原则（1）尽量不更换原有电机（机械部分不改造、成本低、工期快）；（2）只对继电控制部份进行改造PLC更换。（3）对电气元件更换，使可靠性更高（J12、3BT）（4）硬件接线具有安全性、可靠性、标准性（控制线、动力线、信号线）分开。PLC程序模块化、标准化。采用PLC进行电梯的运行控制，控制系统的硬件大为简化，同时也采用的是“软接线”方法的程序控制，系统的可靠性与灵活性都比继电器控制大大地提高。所以用PLC进行电梯的运行控制是很有必要的。从工程应用来看,采用PLC构成控制应用系统,需要解决如下四个设计环节的问题1对现场工艺要求的逻辑描述在工程中大多采用语言描述法,然后再把问题分解为若干个子系统来解决对小问题也有采用图表描述法的,2本设计采用了参考文献内的有关内容，查阅相关资料，经过了设计处理，由于设计者水平和设计时间不够，有不足之处，疏漏和错误在所难免，敬请批评指正。2010年9月第一部分本设计的总体概述一电梯基本结构示意图1主传动电动机；2曳引机；3制动器；4牵引钢丝绳；5轿厢；6对重装置；7导向轮；8导轨；9缓冲器；10限速器（包括转紧绳轮、安全绳轮）；11极限开关（包括转紧绳轮、传动绳索）；12限位开关（包括向上限位、向下限位）；13层楼指示器；14球形速度开关；15平层感应器；16安全钳及开关；17厅门；18厅外指层灯；19召唤灯；20供电电缆；21接线盒及线管；22控制屏；23选层器；24顶层地平；25电梯井道；26限位器挡块2电梯结构的相关名词术语1轿厢用于运送乘客和（或）货物的电梯组件。2厅门设置在层站入口的封闭门称为厅门。3平层装置在平层区内，使轿厢地坎与层门地坎自动准确平层的装置。4井道为轿厢和对重装置运行而设置的空间，该空间以井道地坑的底井道壁和顶为界限。5曳引机由电动机、制动器和减速齿轮箱组成。靠曳引绳与曳引轮的摩擦来实现轿厢运行的驱动机器。6导向轮使曳引绳从曳引轮导向对重装置或轿厢一侧所应用的绳轮。7导轨供轿厢和对重装置，在升降运行中起导向作用的组件，称为导轨。8对重装置设置在井道中，由曳引绳经曳引轮与轿厢相联接，在运行过程中起平衡作用的装置。9极限开关当轿厢运行超过端站时，轿厢或对重装置未接触缓冲器之前，强迫切断主电源和控制电源的非自动复位安全装置。10选层器模拟轿厢运行状态，根据控制系统需要发出相应信号的装置。11安全钳位置由于限速器作用而引起动作，迫使轿厢或对重装置制停在导轨上，同时切断控制回路的安全装置。12召唤盒及层门指示召唤盒设置在层站门侧，是给乘客提供召唤电梯的装置。召唤盒内有召唤按钮及召唤记忆灯。电梯在底层和顶层分别设有一个向上、一个向下的召唤按钮，而在其他层站设有上、下召唤按钮。底层召唤盒上还装有专用钥匙开关。开启钥匙开关，轿门自动打开，电梯即可使用。在层站门上方或一侧，设置层门指示灯显示轿厢运行的层站位置。还设置了层门方向指示灯，显示轿厢运行的方向。第二节电梯的运行过程说明交流、集选控制电梯有三种运行状态有司机控制、无司机控制（自动）、检修运行状态。（一）有司机控制司机用钥匙打开基站厅门及停在基站的电梯轿厢门进入轿厢。司机根据轿厢内乘客要求，按下操作盘上的相应层站的选层按钮，电梯便自动定出运行方向，然后司机按下方向开车按钮，电梯自动关门，关好门后，电梯快速启动加速直到稳定运行。当电梯临近站前某个距离位置时，由选层器发出减速信号，同时平层装置动作；确定电梯停靠站，电梯停站过程，完全受控于电梯调速装置，使电梯按给定速度曲线制定减速，直到准确平层停梯，开门放客及接纳新的乘客进入轿厢。电梯司机再次按下方向开车按钮，电梯再次关门。起动，加速直至稳速运行，重复上述过程。为防止乘客进入轿厢时，被夹现象的发生，电梯门都没有安全保护触极或光电保护装置，若电梯关门有乘客或携带物品被夹时，由安全触极或光电保护装置的作用使电梯停止关门，并使门再度打开，直到被夹现象消除，电梯门再次关闭。为了防止电梯超载，轿厢底设置超载传感器，可在操作盘上显示超载信号，并控制电梯起动，起到超载保护作用。集选控制电梯能自动应答与运行方向一致的厅外呼梯信号，并能在选层器的控制下自动减速停车，这一动能被称为“顺向截梯”功能。集选地体不具备“反向截梯功能”。（二）无司机控制工作中的电梯以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、反向信号、外呼记忆、提前换速、自动开关门、停梯信号、自动选层、检修慢速和保护各种功能。如电梯停在顶层，第一、第二层同时有人呼上，电梯将按最佳顺序运行，先到第一层，然后第二层停，再上第三层，这叫反向呼梯，优先为最远距离服务，PC能够很方便地实现这一功能，取代了原来的继电器和选层器触点。主控运行过程如下，当PC扫描到起动信号时，并加速运行，根据舒适感的要求，起动电阻的切换时间为1秒左右，可通过PC中的定时器灵活地进行调整，当电梯运行到距本层位置16M处，双稳态开关发出换速信号，PC收到此信号后，切断快速接触器，接通慢车接触器，电梯进行减速过程，一定时间后再进入爬行阶段，然后由本层干簧管感应器发出平层信号，PC根据此信号停梯，开门完成一次主按运行服务。三种运行状态控制电路都必须首先接通电压继电器，而电压继电器接通与否由11个触点决定，即为轿厢操纵箱上急停按钮，轿顶检修箱上的总停开关安全钳开关、限速器开关、基站厅外的钥匙开关、限速器断绳开关、底坑安全开关、主电路的相序继电器触点、曳引电动机快车、慢车热继电器。如果有一个开关动作，电梯就立即停止运行。因此，这个回路为安全保护回路。基站厅外召唤盒上的钥匙开关接通，使电梯处于运行状态、断开，电梯停止运行。另外，只有轿门联锁开关、厅门联锁开关全部关闭时才能使门锁继电器通电，也才能使用电梯运行。位于轿内操作箱上的钥匙开关有自动、司机、检修三个位置，原始位置为自动位置，电梯处于自动工作状态，即根据召唤、指示信号以及轿厢相对位置能自动定向、起动、顺向应答停靠，自动开门、关门直至完成最后一个命令为止。钥匙开关位于司机位置时，接通司机操作箱继电器，根据召唤、指令信号也能自动定向，但是有在按下与自动定向的方向相应的按钮，才能关门起动，随后顺向应答停靠，即电梯的起动受司机的控制。钥匙开关位于检修位置时，检修继电器通电，此时开、关门均位于手动控制，且运行在低速点状态。第三节PC的工作方式PC是采用循环扫描方式工作的，按照可编程控制器系统的构成原理，由可编程控制器和执行器组成，可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序来实现控制任务，且操作原理如图31所示，操作过程分析如下图31可编程控制器系统的操作过程PLC将内部数据存储器分成若干个寄存器区域其中过程映象区域（PII）用来存放输入端点的状态，输出映象寄存器区域PIQ用来存放用户程序（OBI）运行的结束。PLC输入模块的输入信号状态与传感器信号相对应，为传感器信号经过隔离和滤波后的有效信号。开关量输入电路只能识别传感器的0，1电平，不能识别开关的通断。工作过程CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送到输入映象寄存器区域；CPU根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将处理结果送到输出映象寄存器区域。PLC输出模块具有一定的负载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，可以驱动相应的执行器。第四节PLC的发展过程及优点可编程控制器发展初期，存在的主要问题是程序太复杂，编写和修改都得由专业人员进行。到七十年代后期，三个方面的改进使可编程序控制成为工业控制领域使用的控制设备。第一，硬件环境的改变，主要是微机处理器芯片的发展，其次是可编程序控制器的可组合式模块机构的形成。第二，硬件成本的降低使得可编程序控制器取代古典系统中继电器等电路被用户所接受。当拥护使用可编程序控制器后，发现其具有古典系统不可比拟的优越性，这就使可编程序控制器被工业领域所接受。第三，编程指令的大众化，不再要求用户是专业人员，一般电气工程师都进行软件编程及修改，应用范围不断扩大。到八十年代，可编程控制器是指数增大趋势，一些大型厂商发现可编程控制器是他们的主要产品之一，1978年为8千万美元的市场，到八十年代中期约为10亿美元，目前，可编程序控制器已进入工业、医学、商业等各个领域。可编程续控制器的优点（1）灵活性过去，电气工程师必须为每套设备配置专用控制装置，有了可编程序控制器，硬件设备采用相同的可编程序控制器，只编写不同应用软件即可，且可以用一台可编程序控制器控制几台操作方式完全不同的设备。（2）便于改进和修正相对古典的电气控制线路，可编程序控制器为改进和修订原设计提供了极其方便的手段，以前也许要花费几周的时间，用可编程序控制器只用几分钟就行了。（3）节点利用率提高古典电路中一个继电器只能提供几个节点用于联锁，在可编程序控制器中，一个输入中的开关量或程序中的一个“线圈”可提供用户所需要的任意的联锁节点，即节点在程序中可不受限制地使用。（4）成本低（5）可模拟调试（6）能对现场进行微观监视（7）快速动作（8）可靠性高（9）系统购置的简便化（10）图纸简化（11）易于系统的变化PLC为了适应在工业环境中使用，还有如下特点（1）抗干扰能力强和可靠性高，提高可靠性的措施输入输出均采用光电隔离，提高了抗干扰能力。主机的输入电源和输出电源均可相互独立，减少了电源间干扰。采用循环扫描工作方式，提高抗干扰能力。内部采用“监视器”电路，以保证CPU可靠地工作。采用密封防尘抗震的外壳封装及内部机构，可适应恶劣环境。（2）采用模块化组合式结构，使系统构成十分灵活，可根据需要任意组合，易于维修，易于实现分散式控制。（3）编程语言简单易学，便于普及。PLC采用面向控制过程的编程语言，简单、直观、易学易记，没有微机基础的人也很容易学会，故适于在工矿企业中推广。（4）可进行在线修改，柔性好。PLC的应用场合1用于开关逻辑控制2用于机械加工的数字控制3用于机器人控制，可用一台PLC实现36轴的机器人控制4用于闭环过程控制5用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络。第五节西门子可编程控制器S7200系列S7200系列PLC系统由主机（基本单元）、I/O扩展单元、功能单元（模块）和外部设备等组成。S7200PLC主机（基本单元）的机构形式为PLC内部元器件的功能是相互独立的，在数据存储区为每一种元器件分配一个存储区域。每一种元器件用一组字母表示器件类型，字母加数字表示数据的存储地址。如I表示输入映像寄存器（又称输入继电器）；Q表示输出映像寄存器（又称输出继电器）；M表示内部标志位存储器；SM表示特殊标志位存储器；S表示顺序控制存储器（又称状态元件）；V表示变量存储器；L表示局部变量存储器，T表示定时器；C表示记数器；AI表示模拟量输入映像寄存器；AQ表示模拟量输出映像寄存器；AC表示累加器；HC表示高速记时器等。S7200系列PLC数据存储区及元件功能1输入/输出映像寄存器2输入/输出映像寄存器都是以字节为单位的寄存器，可以按位操作，它们的每1位对应一个数字量输入/输出接点。不同型号主机的输入输出映像寄存器区域大小和I/O点数参考主机智能指标。扩展或的实际I/O点数不能超过I/O映像寄存器区域的大小，I/O映像寄存器区域用的部分可当作内部标志位M或数据存储器（以字节为单位）使用。（1）输入映像寄存器（又称输入继电器）工作原理在输入映像寄存器的示意图35中所示，输入继电器线圈只能由外部信号驱动，不能用程序指令驱动，动合触电和动断触电供用户编程使用。外部信号传感器（如按钮、行程开关、电偶等）用来检测外部信号的变化，它们与PLC或输入模块的输入端相连。图35输入映像寄存器（输入继电器）的电路示意图（2）输出映像寄存器（又称输出继电器）工作原理输出映像寄存器（输出继电器）等效电路图如图36所示，输出继电器是用来将PLC的输出信号传递给负载，只能用程序指令驱动。图36输出映像寄存器（输出继电器）等效电路图程序控制能量流从输出继电器Q00线圈左端流入时，Q00线圈通电（存储器位置1），带动输出触电动作，使负载工作。负载又称执行器（如接触器、电磁阀、LED显示器等），连接到PLC输出接线端子，由PLC控制执行器的起动和关闭。I/O映像寄存器可以按位、字节、字或双字等工作方式编址。例I01、Q01（位寻址）、IB1、QB5（字节寻址）。S7200CPU输入映像寄存器区域共有I0I15等16个字节存储单元，能存储128点信息。CPU226主机有I00I07、I10I17、I20I23共24个数字量输入接点，其余输入映像寄存器可用于扩展或其他。S7200CPU输出映像寄存器区域共有Q0Q15等16个字节存储单元，能存储128点信息。CPU226主机有Q00Q07、Q10Q17共16个数字量输出接点，其余输出映像寄存器可用于扩展或其他。2变量存储器V变量存储器V用以存储运算的中间结果，也可以用来保存与工序或任务相关的其他数据，如模拟量控制、数据运算、设置参数等。变量存储器可按位使用，也可按字节、双字使用。变量存储器有较大存储空间，如CPU226有VB00VB51197的5KB存储容量。3内部标志（M）存储区内部标志（M）可以按位使用，作为控制信息，也可以按字节、字或双字来存取存储区的数据，编值范围M00M317。4顺序控制继电器（S）存储区顺序控制继电器S（又称状态元件），用来组织机器操作或进入等效程序段工作，以实现顺序控制和步进控制，可以按位、字节、字或双字来存取S位，编址范围S00S317。5特殊标志位（SM）存储器SM存储器提供了CPU与用户程序之间信息传递的方法，用户可以使用这些特殊标志位提供的信息，SM控制S7200CPU的一些特殊功能。特殊标志位可以分为只读区域读/写区域两大部分。CPU226的SM编址范围为SM00SM1797共180个字节。其中SM00SM297的30个字节为只读型区域。6局部存储器（L）局部存储器（L）和变量存储器（V）很相似，主要区别在于局部存储器（L）是局部有效的，变量存储器（V）则是全局有效，全局有效是指同一个存储器可以被任何程序（如主程序、中断程序或子程序）存取，局部有效是指存储区和特定的程序相关联，S7200有64个字节的局部存储器，编址范围LB00LB637。7定时器PLC中定时器相当于时间继电器，用于延时控制。S7200CPU中的定时器是对内部时钟累计时间增量的设备。定时器用符号T和地址编号表示，编址范围T0T225（22X）。定时器的主要参数有定时器预置值，当前记时值和状态位。8计数器计数器主要用来累计输入脉冲个数。其结构与定时器相似，其设定值在程序中赋予，有一个16位的当前寄存器和1位状态位。当前值寄存器用以累计脉冲个数，计数器当前值大于或等于预置值时，状态位值1。S7200CPU提供有3种类型的计数器。一种增记数；一种减记数；另一种增/减记数。计数器用符号C和地址编号表示编址范围C0C255（22X）。9模拟量输入/输出映像寄存器（AI/AQ）S7200的模拟量输入电路将外部输入的模拟量（如温度、电压等）转换成1个字长（16位）的数字量，存入模拟量输入映像寄存器区域，可以用区域标志符（AI），数据长度（W）及字节的起始地址来存取这些值。因为模拟量为1个字长，起始地址定义为偶数字带地址，如AIW0、AIW2AIW62，共有32个模拟量输入点。模拟量输入值为只读数据。图37读取模拟量输入值S7200的模拟量输出电路将模拟量输出映像寄存器区域的1个字长（16位）数字值转换为模拟量电流或电压输出。可以用区域标志符（AQ），数据长度（W）及起始字节地址来设置。因为模拟量输出为1个字长（16位），起始地址采用偶字节地址，如AIW0、AIW2AIW62，共有32个模拟量输出点。用户程序只能给输出映像寄存器区域置数，而不能读取。图38存入模拟量输出值10累加器（AC）累加器是用来暂存数据的寄存器，可以用于子程序之间传递参数，以及存储计算结果的中间值，S7200CPU中提供了4个32位累加器AC0AC3。11高速计数器（HC）CPU22XPLC提供了6个高速记数器（每个计数器最高频率为30KHZ）用来累计比CPU扫描速率更快的事件。高速计数器的当前值为双字长的符号整数，且为只读值，高速计数器的地址由符号HC和编号组成，如HC0、HC1HC5。第二部分交流集选控制电梯电气系统设计第一节电梯电气控制系统的主要电器部件1、机房机房内有电源总开关、照明开关、控制屏、召唤选层屏、曳引电动机、电磁制动器，还有限速器内的超速开关及极限开关等。2、操纵箱位于轿厢内，是司机或乘客控制电梯上下运行的控制中心。操纵箱上有控制电梯工作状态（自动、司机、检修）的钥匙开关；选择层站用与层站数相等的轿内按钮及指令记忆灯；直驶专用、急停、警铃按钮；超载信号灯以及蜂铃、轿内照明、风扇开关等。3、轿厢其他部件轿厢电器部件除了操纵箱外，在轿厢门眉板上还有电梯运行方向及指示电梯所在层楼的指示灯。有的电梯运行方向箭头灯亦设在操纵箱上。轿门上有安全触板开关、厅门门锁开关。轿厢底部装有满载开关及超载开关。轿顶安全窗设有安全窗开关。轿顶上装有自动开门机，其中有自动门电动机、开门两个限位开关，关门三个限位开关及电动机调速用的电阻箱。轿顶上梁装有安全钳拉杆动作开关。轿顶上还装有检修箱，其中包括上下慢车按钮、总停开关、检修转换开关、轿门锁开关灯。电梯处于检修时，操作人员操纵检修转换开关，可切断轿内上下操作按钮、使用上下慢车按钮，从而进入轿顶控制电梯上下使电梯处于检修状态。应即使由检修人员搬动总停开关，使电梯停止运动，起安全作用。轿厢接近停靠站时使轿厢地坎与层门地坎达到同一平面的动作成为平层。轿厢顶上装有平层用的上、下平层传感器，上、下平层传感器常产用永磁式干簧继电器。除此之外还有开门区域永磁式干簧继电器，他的作用是一旦平层结束，即可使轿门、厅门自动开启。4、召唤盒及层门指示召唤盒设置在层站门侧，是给乘客提供召唤电梯的装置。召唤盒内有召唤按钮及召唤记忆灯。电梯在底层和顶层分别设有一个向上、一个向下的召唤按钮，而在其他层站设有上、下召唤按钮。底层召唤盒上还装有专用钥匙开关。开启钥匙开关，轿门自动打开，电梯即可使用。在层站门上方或一侧，设置层门指示灯显示轿厢运行的层站位置。还设置了层门方向指示灯，显示轿厢运行方向。5、井道井道是轿厢和对重装置运行的空间。该空间是以井道地坑的低、井道壁和顶为界限的。轿厢运行的换速装置是一般低速梯或快速梯在到达预定停站时，提前一定距离（一般1MS时约为15M）将轿厢快速运行切换为平层前的慢速运行。转换传感器亦是采用永磁式干簧继电器。井道中每一层轿厢导轨上均安有换速传感器。为了确保司机、乘客、电梯设备的安全，一般低速客梯在电梯的上端站和下端站处各设置两道限位开关。上、下端站的第一限位开关提前一定距离强迫电梯将快速运行切换为慢速运行，强迫换速点可按略大于换速传感器的换速点进行调整。上、下端站第二限位开关作为当第一限位开关失灵，或由于其它原因造成轿厢超越上、下端站楼面一定距离时，切断电梯运行控制电路，强迫电梯立即停靠。作用点与端站楼面的距离为50100MM。地坑即底层端站楼面以下的井道部分中除装有张力轮的断绳开关外，还装有地坑安全开关。检修人员扳动安全开关可使电梯停止运动，起安全作用。第二节主拖动电路的设计计算接触器是一种应用广泛的开关电器，它利用电磁或气动原理通过控制回路的通断来控制主回路的通断，适用于远距离频繁接通或分断交直流主电路和大容量的控制电路，其主要控制对象为电动机，也可用来控制其他电力负载。接触器的选用主要是型式、主电路参数、控制电路参数和辅助电路参数的确定，以及按电寿命、使用类别和工作制的选用。选用中需确定的主电路参数为额定工作电压（含频率）、额定工作电流（或额定控制功率）、额定通断能力和耐受过载电流能力。接触器的额定通断能力应高于通断时电路中实际可能出现的电流值耐受过载电流能力也应高于电路中可能出现的工作过载电流值电路的这些数据都可以通过不同的使用类别及工作制来反映,当按使用类别和工作制选用接触器时,实际上已考虑了这些因素按电寿命及使用类别的选用根据其使用类别与三相鼠笼式电动机380V电压条件下的额定输出功率要求选用接触器保证能通断106而无须调换触头曳引电动机YTD75KM6/24额定功率75KM额定电压380V额定电流156A功率因素085电源接触器基本型号CJ2040,额定电流为40A,额定电压为380V，可控制电动机最大功率为22KW，电寿命100万次，机械寿命1000万次，符合本设计要求并有一定余量。当I16A,可选用B37型接触器,电压寿命高于106次,若按AC4条件选用及混合使用类别选用,也根B37相接近表38接触器的使用类别使用类别符典型用途举例A1无感或微感负载A2绕线型异步电动机启动、分断、反接制动与反向A3鼠笼型异步电动机的启动和运转中分断A4鼠笼型异步电动机的启动、点动、反接制动方向选用热继电器的一般原则是首先根据带断相保护要求,然后根据保护电机的额定电流选择热继电器的额定电热和热元件一般可取095105倍,根据热继电器的额定电流分档可提高或降低一个档次或代号进行选用所以选断相与相序保护继电器选XJ3G型开、关门及刹车继电器选B9301电抗器选KH01PC输出继电器选JQX13F2钥匙开关选LA1844Y钥匙式,4常开、4常闭干簧继电器选JAG系列信号继电器选121型直流2继电器在额定电流的90及以上时可能靠动作继电器的一常开和一常闭接点的可控电流最大为1安,电压不大于250伏,功率不大于100伏安纯电阻负荷,继电器在耳朵功率下能可靠地吸合10万次而不需调零刀开关的选用选用交流380VHD111000/29隔离器的选用主要是保证其额定绝缘电压和额定工作电压不低于线路的相应数据,确定工作电压不小于线路的计算电压熔断器的选用根据选定合适的使用类别和分断范围选10交流双速电梯传动系统,包括采用双鼠笼式感应电动机的交流双速拖动电梯和带涡流制动器的双速鼠笼式感应电动机拖动电梯国内交流双速拖动电梯多采用JTD系列交流双速鼠笼式感应电动机,它的定子中有两套独立绕组机数为6/24级,速比41,适用于0510M/S的电梯,高速绕组用于起动,运行,通常采用定子串电阻方法起动,然后再短接电抗或电阻低速绕组用于电梯减速过程和检修运行交流双速电梯传动系统中采用的鼠笼式电动机不同于普通鼠笼式电动机,它的一般应既有高转差率和较高的转于电阻,机械特性的硬度和工作效率比普通鼠笼式电动机有所下降,但却提高了起动转矩,降低了起动电流,增加了每小时应许起动次数,电机温升也相应有所下降,在设计上,转子采用电阻系数高的短路环,使转子中的热量直接发到空气中去了为了降低电机的噪音,电动机采用滑动轴承一交流双速电梯传动原理交流双速电动机转动是电梯传动系统中较简单经济的一种,为了提高电梯减速时的舒适感,通常采用双速鼠笼式异步电动机,减速时速度有两极变化电梯起动过程中为了限制起动电流,减小电网电压的波动及减小起动时的加速度,改善乘坐时的舒适感和防止机械冲击，一般在电动机定子中串入电阻，电抗或电阻和电抗组合，进行降压启动，随着电动机转速升高，逐级切除电阻或电抗，使电梯逐步加速，进入稳定运行。启动过程中常采用一级或两级切除电阻、电抗。减速时，电动机由高速绕组转换到低速绕组。为了限制其制动电流及减慢速度防止冲击过大，通常按二级或三级切除电阻、电抗。图31是交流双速电梯的一种传动原理图，图中电路采用一级串电抗启动，二级串电抗电阻减速。启动时串入电抗LS，经一段时间后接触器KM6吸和，电动机转入自然特性运转。减速时快速接触器KM5释放后，慢速接触器KM7吸和，电动机慢速绕组串入电抗L和电阻R运行，经延时后，KM8吸和，短接电阻R的一部分，电动机串电抗L及一部分电阻运行，再延时一段时间后，使KM10吸和，电动机在慢速自然特性上运行，直至上行接触器KM11或下行接触器KM112释放，电机停止运转。图31其中KM11上行接触器，KM12下行接触器，KM5快速接触器，KM7慢速接触器，KM6加速接触器，KM8第一调速接触器KM9第二减速接触器KM10第三减速接触器G电源开关LS启动电抗器二交流双速电梯控制原理当电梯上行起动时，SR和KM11吸合后，SR吸合KM11吸合接通高速绕组，KM11吸和后各继电器动作，电梯运行到减速点，SR释放KM11释放KM12吸和，电机减速绕组通电，KM12吸和，电机慢速绕组通电，KM12吸和，哥继电器、接触器动作。图33电源模块电路图第三节电梯运行状态控制电路设计交流、集选控制电梯有三种运行状态即有司机控制、无司机控制（自动）、检修运行状态。图427A为三种运行状态控制电路。不论何种运行状态，必须首先按接通电压继电器KV，而电压继电器接通与否由图中11点触点决定即为轿厢操纵箱上急停按钮ES，娇顶检修箱上的总停开关AS、安全窗触点CEO、安全钳开关SC、跟速器开关GS、基站厅外的钥匙开关KS1、限速器断绳开关GTS、地坑安全开关PS、主电路的相序继电器触点PSR、引电动机快车、慢车热继电器KR1、KR2。如果有一个开关动作，电梯就立即停止运行。因此，这个回路为安全保护回路。基站厅外召唤盒上的钥匙开关KS1接通，使电梯处于投入运行状态，KS1断开，电梯停止运行。图427三种运行状态控制电路A）电梯运行状态控制电路B）轿厢内交流控制电路另外，只有轿门联锁开关CDC、厅门联锁开关DI1DI5全部关闭时才能使门锁继电器DLR通电，也才能使电梯运行。位于轿内操纵箱上的钥匙开关KS2有自动、司机、检修三个位置。原始位置为自动位置，电梯处于自动工作状态，即根据召唤、指示灯以及轿厢相对位置能自动定向、起动、顺向应答、停靠、自动开门、关门直至完成最后一个命令为止。KS2位于司机（ATTENDANT）位置时，接通司机操作继电器AOR，根据召唤、指令信号也能自动定向，但只有在按下与自动定向相应的按钮，才能关门起动，随后顺响应答停靠，即电梯的起动受司机的控制。KS2位于检修位置时，检修继电器MR通电，此时，开、关门均为手动控制，且运行在低速点动状态。当需轿顶检修时，接通轿顶检修转换开关MCS。但在司机工作状态时，电梯起动以后，若按下直驶按钮DRB，则直驶继电器DRR通电，这时电梯只应答轿内指令而不应答召唤。若称量装置满载开关ABP闭合时，也能使DRR吸合，其中SR为起动继电器OPR为运行辅助继电器，见图434。图427B中，Q为单独的照明电源开关。无司机状态时，轿内荧光灯F11、F12通过KV，AOR自行接通。而有司机状态时，需要接通照明开关LS。FAN为轿内风扇，FS为风扇开关。AL为装在井道中的警铃按钮。第四节轿内指令与记忆电路设计内指令电路轿厢内操纵箱上对应每一层楼都设有一个带灯的按钮，称内指令按钮，如图428中的CB1CB5。乘客按下其欲前往层站按其相应的按钮，入欲去第3层楼，按下CB3按钮，只要电梯不在3楼，指令继电器IR3便通电，指令记忆灯IM3便亮。当电梯到达3楼停止时，层楼继电器LR3动作，起动继电器SR释放，因此IR3断电，指令记忆灯IM3熄灭。图中DAR为方向辅助继电器。第五节召唤电路召唤电路电梯的厅召唤电路如图429所示。电梯的厅召唤信号是通过厅门口召唤盒中的召唤按钮（HALLBUTLON）来实现的，图中HB5DHB2D为各层厅门下呼按钮、HB4UHB1N为各层厅门上呼按钮，每一个按钮联接一召唤继电器，其中H5DH2D为下召唤继电器、H4UH1U为上召唤继电器。集选控制的电梯，其运行方式是先上行响应厅上呼信号，然后再下行响应厅下呼信号，如此反复。在上行时应保留厅下呼信号，下行时应保留厅上呼信号。例如电梯在1楼时，2楼有厅上呼与下呼召唤，即已按下HB2U与HB2D按钮，则召唤继电器H2U、H2D通电并自保，且召唤记忆灯HM2U、HM2D亮。此时若在3楼又发出上呼信号，即H3U通电自保，HM3亮。电梯到达2楼时，2楼层楼控制继电器LC2被吸合，由于向上辅助继电器UA是吸合的，而此时向下辅助继电器DA是失电的，所以一旦SR常闭点复位，H2U即被短路释放，2楼上呼信号被消除，HM2U随之二灭，此时2楼下呼信号得到保留。当轿厢停在3楼，按下HB3U。使厅外开门继电器HOD吸合，可使电梯厅门、轿门开启，见图432。当有司机工作状态下，司机操作继电器AOR吸合，按下HB3U时，蜂铃继电器BR通电，蜂铃B工作，促使司机注意到有召唤登记。电梯过载时，称量装置的过载开关OLH闭合，使过载继电器OLR吸合，接通过载信号继电器OLS，可使蜂铃继续发音。图中OPR为运行继电器，可见图434。图429厅召唤电路A厅召唤电路B厅召唤信号灯电路C电梯过载保护电路第六节楼层指示及显示电路电梯都有指层器，指示轿厢运行位置，一般轿厢内及厅门上方均设有指层器。通常层楼信号通过装在轿厢上的隔礠板经过井道上的各层楼感应器取得。图431为指层电路图。设轿厢在1楼，轿厢顶上隔磁铁板插入1楼感应器，使永磁继电器LP1接通，层楼继电器LR1通电，因此层楼控制继电器LC1接通并自保。厅外指层灯HALLINDICATORH11、轿内指层灯H11亮。DIATOMACEOUS上升时，上升辅助继电器UA接通，厅外向上方向箭头（HALLLANTERN）灯HLU及轿厢内向上方向箭头灯CLU亮。此时轿厢顶上隔磁板虽然离开1楼感应器，LPU1断开，但LC1仍接通，故HI1CI1仍然亮着。电梯达到2楼时，轿厢顶上隔磁板插入2楼感应器内，LPU2接通，LR2通电，楼层断电，LC2通电，使HI1CI1灭，HI2CI2亮，此时HLUCLU灭。当电梯离开2楼时，LPU2断开，LR2断电，但LC2线圈通过LC2常开点及LR3常闭点得电。依此类推，电梯便可得到联锁的层楼信号指示。图中OLL为过载指示灯，从图429可知，过载信号继电器OLS在过载时是通断交替工作的，因而OLL是闪烁发光。AB图431指层电路图A指层电路B指层灯电路图432门的拖动部分的电气控制系统第七节停站、停层控制电路设计1、电梯停站信号的发生及信号的登记和消除当运行中的电梯实现停站时，停站继电器SLR必须吸合，SLR的通电吸合可以通过以下几个回路（1）指令信号停站从图428可见，无论电梯上行或下行时，按下轿厢指令按钮（CB1CB5），指令继电器（IR1IR5）吸上并自保，指令信号被登记，存储了停层信号。设指令登记为IR3，当轿厢到达3楼时，层楼继电器LR3吸合。从图435可见，停站触发时间继电器SLF常开触点是断电延时释放，所以使停站继电器SLR吸合，相继起动关门继电器SCD、起动继电器SR失电。从图428可见，指令信号IR3被SR常闭点短路，即指令信号消除。（2）召唤信号停站设3楼又向上召唤信号，从图429可知H3U吸合，电梯上行时，向上方向继电器UDR吸合，轿厢到达3楼时，LR3吸合，SLR通过DRR、UDR、D3、H3U、LR3、SLF吸合。然后SCD、SR相继失电，H3U信号被消除。（3）直驶状态下的停站在有司机运行状态下，于电梯起动后按下直驶按钮DRB（图427），直驶继电器DRR吸合，使SLR的召唤停站回路断开，电梯只能按轿内指令停层。2停层时间继电器信号停站后，OPR复位，自动开门，SLT又通电，开门完毕后，SLT断电延时开始，46S后自动开门。需提早关门时，按下图432关门按钮CDB，同时接通图435中与SLT阻容并联的CDB并自保，所以SCD瞬时复位，使CDR自保。此时乘客按下轿内任何指令按钮（CB1CB5）电梯也能立即关门。在SLT之路中还串入了ODB按钮，SLT通电，SCD之路断开，这样可将门在较长时间内保持敞开不闭。图435平层装置电路图436停站、停层控制电路第八节平层控制电路设计平层为了保证电梯的平层准确度，通常在轿顶设置平层器，平层器由3个永磁继电器构成，自上至下分为上下平层UFP、门区DZP、下平层DFP永磁继电器。电梯在慢速稳定运行时，轿厢继续上升，于是装在轿顶上的上平层永磁继电器首先进入到装于3楼井道内的平层隔磁铁板，使UFP常闭触点复位，使上平层继电器UFR得电，如图436所示。UP接触器也可由UFR常开点接通过F常闭点而保持通电（图434C）。轿厢继续上升，使开门区域永磁继电器DZP进入平层铁板，则门区继电器DZR得电，这时UP自保电路断开并为自动开门做好准备。最后轿厢到达停站水平，向下平层继电器DFP进入平层铁板，向下平层永磁继电器DFR得电，于是上升接触器UP失电，TM断开电源，电磁制动器线圈BC亦失电，制动器抱闸，平层完毕轿厢停止。如果电梯因不应有的原因，上行超越平层位置，上平层永磁继电器UFP离开井道中的隔磁板，则UFR失电，UP亦随之失电，此时经F、UFR、SR常闭点，DFR常开点、UP常闭点，使DN线圈得电，电梯反向平层，直至UFR吸合为止。图434主拖动控制电路A直流控制电路B指示电路C交流控制电路第九节行驶方向控制电路设计1、电梯的行驶方向电梯的行驶方向有上、下方向继电器UDR、DDR的吸合来决定。但是UDR、DDR的吸合又决定于登记信号与轿厢的相对位置。图437中，如果3楼有召唤信号H3U，而此时轿厢在2楼，LC2常闭触点断开，则UDR通过H3U、LC3、LC4、LC5吸合，因而电梯上行。假若此时轿厢在4楼，LC4常闭触点断开，则DDR通过H3U、LC3、LC2、LC1吸合，因而电梯下行。图437电梯的行使方向控制电路2、运行方向的保持当电梯上行时UDR吸合，指令信号、向上召唤信号和最向下召唤信号首先逐一地实现。当电梯执行这个方向的最后一个命令而停靠时，UDR失电，然后逐一应答被登记的向下召唤信号。3、轿内指令优先当电梯在执行最后一个命令而停靠时，在门未关闭之前，较内如有指令则优先被登记，决定运行方向，这是因为UDR、DDR失电，SLT延时未终了，UDR、DDR的召唤信号回路部分被断开。如门关合仍无指令信号则召唤才被接受，并决定运动方向。4、用向上、向下按钮UB、DB决定电梯的方向在有司机工作状态下，司机可借UB、DB决定电梯运行的方向。如轿厢位于3楼方向向上，UDR、UA吸合，如司机发现有必要向下运动，则可按下DB，于是向下换继电器DCR吸合，断开UDR、UA支路，接通了DDR、DA支路，并在向下方向信号DDR、DA登记下电梯向下运行。5、轿顶检修按钮决定电梯运行方向轿厢顶上有检修转换开关MCS，处于检修时，检修继电器MR亦吸合，此时切断轿内上下操作按钮UB、DB。操作轿厢顶检修箱上的上、下慢车按钮USB、DSB，从而进入轿顶控制电梯上、下的检修状态。第三部分I/O点数的分配及机型的选择一、PC输入点的分配本次设计的五层电梯输入点大概为39点，具体分配如表所示名称点数具体内容总数门厅召唤按钮8点1层上召唤按钮2层上召唤按钮2层下召唤按钮3层上召唤按钮3层下召唤按钮4层上召唤按钮4层下召唤按钮5层上召唤按钮11111111轿内指令按钮5点1层轿内指令按钮2层轿内指令按钮3层轿内指令按钮4层轿内指令按钮5层轿内指令按钮安全触极开关1点电源开关1点楼层感应干簧管触点5点1楼楼感应干簧管触点2楼楼感应干簧管触点3楼楼感应干簧管触点4楼楼感应干簧管触点5楼楼感应干簧管触点11111开/关按钮4点轿内手动开门按钮轿内手动关门按钮开门到位行程开关关门到位行程开关1111平层感应触点3点上平层感应触点下平层感应触点门区感应触点111检修按钮3点检修开关（钥匙开关）检修上行按钮检修下行按钮111司机操作按钮2点司机开关按钮（钥匙开关）直驶按钮11限位开关2点上限位开关下限位开关11过载感应触点故障急停按钮1点1点故障排除按钮1点满载信号触点1点应急信号1点二输出点数的分配此设计的五层电梯输出点大约为35点，具体分配如下名称点数具体内容总数外呼显示8点1楼招呼上行按钮指示灯2楼招呼上行按钮指示灯2楼招呼下行按钮指示灯3楼招呼上行按钮指示灯3楼招呼下行按钮指示灯4楼招呼上行按钮指示灯4楼招呼下行按钮指示灯5楼招呼上行按钮指示灯5楼招呼下行按钮指示灯111111111轿内指令显示5点轿内选层一楼信号指示灯轿内选层二楼信号指示灯轿内选层三楼信号指示灯轿内选层四楼信号指示灯轿内选层五楼信号指示灯11111故障过载继电器1显示3点超重信号指示灯冲顶/冲底信号指示灯11指层显示5点1楼楼层位置指示数码管2楼楼层位置指示数码管3楼楼层位置指示数码管4楼楼层位置指示数码管5楼楼层位置指示数码管开/关门显示2点开门接触器关门接触器PC运行继电器1点运行方向显示11点快车接触器快加速接触器上行接触器下行接触器慢车接触器一级制动接触器二级制动接触器三级制动接触器向下方向显示向上方向显示刹车接触器三PC型号选择通过以上PC输入、输出的分配，输入点约为39点，输出点位35点。总计75点。本设计采用67200中CPV226继电器型，24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模板单元，最大可扩展至248个数字量I/O点或35路模拟量I/O。6个独立的30KZ的高速计数器，2路独立的20KZ的高速脉冲输出。CPU226、DI24点、DO16点，需要扩展DI15点、DO19点，采用扩展模块EM223数字量输出8点，输出8点，继电器输出一块和EM223是字量输入16点，输出16点，继电器输出。这样DI81624点，DO81624点和CPV226的点数加在一起为DI242448点DO241640点，已经满足要求。本设计采用S7200的CPU226。输入/输出继电器的地址分配表输入/输出继电器的地址分配表编程元件I/O端子电路元件具体内容输入I00I01I02I03I04I05SB31、SB34S43SL1SL2ST21ST23SA1故障急停按钮应急信号触点冲顶上限位开关冲底下限位开关顶层、底层厅门行程及轿门行程开关轿内钥匙开关（司机状态）继电器输入I06I07I10I11I12I13I14I15I16I17I20I21I22I23I24I25I26I27I30I31I32SA3SB35SB51SS2SB1SB2SB3SB4SB5SB11SB12SB13SB14SB22SB23SB24SB25SB32SB33ST25ST1轿内钥匙开关（检修状态）司机操作检修按钮直驶按钮满载微动按钮一层轿内指令按钮二层轿内指令按钮三层轿内指令按钮四层轿内指令按钮五层轿内指令按钮一楼召唤上行按钮（门厅）二楼召唤上行按钮（门厅）三楼召唤上行按钮（门厅）四楼召唤上行按钮（门厅）二层下召唤按钮（门厅）三层下召唤按钮（门厅）四层下召唤按钮（门厅）五层下召唤按钮（门厅）过载感应触点轿内手动开关按钮轿内手动开关按钮开关到位上平层感应触点继电器I33I34I35I36I37I40I41I42I43I44I45I46ST2ST3SS1SB41SB42SB52SB53SA2SB44ST11SL3ST12ST13ST14ST15SL4门区感应触点下平层感应触点安全触极开关检修上行按钮检修下行按钮门厅电源钥匙开关故障排除按钮一楼楼层感应干簧管触点井道第一层行程开关井道第二层感应干簧管触点井道第三层感应干簧管触点井道第四层感应干簧管触点井道第五层感应干簧管触点井道第五层行程开关Q00K10PC运行继电器编程元件I/O端子电路器件具体内容Q01Q02Q03HL7HL5HL4冲顶/冲底信号指示灯轿内选层五楼信号指示灯轿内选层四楼信号指示灯输出继Q04Q05Q06Q07Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q20Q21Q22Q23Q24Q25Q26Q27Q30Q31HL3HL2HL1HL11HL13HL25HL23HL12HL14HL24HL22K1KM3KM2H0H0K2K4H0H0H0轿内选层三楼信号指示灯轿内选层二楼信号指示灯轿内选层一楼信号指示灯门厅一楼召唤上行指示灯门厅三楼召唤上行指示灯门厅五楼召唤上行指示灯门厅三楼召唤下行指示灯门厅二楼召唤下行指示灯门厅四楼召唤上行指示灯门厅四楼召唤下行指示灯门厅五楼召唤下行指示灯超重信号指示灯过载继电器关门接触器开门接触器向上方指示向下方指示快车接触器慢车接触器一楼楼层位置指示数码管二楼楼层位置指示数码管三楼楼层位置指示数码管电器Q32Q33Q34Q35Q36Q37Q40Q41Q42Q44Q45Q50Q54Q60Q61Q62Q63Q64H0H0K7KM1K8K9K3K5K6四楼楼层位置指示数码管五楼楼层位置指示数码管三级制动接触器刹车接触器上行接触器下行接触器快加速接触器一级制动接触器二级制动接触器轿内上行指示灯轿内下行指示灯轿内15层的层楼指示灯快车继电器的输出信号上行继电器的输出信号下行继电器的输出信号慢车继电器的输出信号刹车继电器的输出信号四其他编程元件的地址分配编程元件I/O端子电路器件具体内容辅助继电M00M01M02M03M04M05M06M07M10M11M12M13M14M15M16M17M20M21M22M23M24M0M1M2M3M4M5M6M7M10M11M12M13M14M15M16M17M20M21M22M23M24PC运行继电器故障急停继电器应急停行驶继电器冲顶/冲底继电器控制继电器门锁继电器司机操作继电器检修继电器直驶继电器检修主控继电器启动继电器运行继电器一层轿内指令继电器二层轿内指令继电器三层轿内指令继电器四层轿内指令继电器五层轿内指令继电器方向辅助继电器一楼楼层召唤继电器二楼楼层召唤继电器三楼楼层召唤继电器器辅助M25M26M30M31M32M33M34M35M36M37M40M41M42M43M44M47M51M52M54M60M61M63M25M26M30M31M32M33M34M35M36M37M40M41M42M43M44M47M51M52M54M60M61M63四楼楼层召唤继电器五楼楼层召唤继电器一楼上行召唤继电器二楼上行召唤继电器三楼上行召唤继电器四楼上行召唤继电器二楼下行召唤继电器三楼下行召唤继电器四楼下行召唤继电器五楼下行召唤继电器一楼楼层控制继电器二楼楼层控制继电器三楼楼层控制继电器四楼楼层控制继电器五楼楼层控制继电器超载继电器蜂铃继电器厅外开门继电器停层时间继电器过载信号继电器报警时间继电器一级制动时间继电器继电器M64M65M66M67M7