基于PLC高层电梯控制系统设计方案

1 基于 层电梯控制系统设计方案 梯的发展历史和发展趋势 1785 年，英国出现了用蒸汽机驱动的升降机； 1900 年，以交流电动机传动的电梯开始问世。 1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。 1903年，美国奥的斯公司生产了不带减速器的无齿轮高速电梯，电梯传动机构采用曳引驱动代替以往的卷筒式，为当今高层的大行程、高速度电梯奠定了基础； 1976年，电梯上开始运用微处理机，之后随着大功率晶体管模块的问世，以及微机及数字调节器技术的 不断成熟，人们利用调节脉冲宽度来调节电子逆变器，实现了对电梯中电动机的调压调频（ 达到了线性调速的目的； 1990年，电梯控制系统由并行信号传输向以串行为主的信号传输过渡，提高了整体系统的可靠性，为实现电梯的群控，智能化和远程监控提供了条件 发展现状。 梯的发展历史 电梯作为垂直方向的交通工具，在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术和电力电子技术的发展，现代电梯已经成为典型的机电一体化产品。电梯技术的发展概况： 1）电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯 的数量愈来愈多。 2）电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变频调速（ 展成为调压调速（ 调频调压调速（ 使得电梯的速度、加速度、加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 3）电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器 接触器控制发展为可编程序控制器（ 微机控制，控制方式也从 手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。 4）电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。 5）机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。 发展趋势 2 1）结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化。 随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺 先进化、外观漂亮化。同时，中国的电梯用户不但对产品质量要求高，而且对新技术的接受很快，所以变频变压调速技术、无机房电梯、永磁同步拖动技术、计算机控制技术、远程监控技术等推广迅速；随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快，尤其是西部大开发战略的实施，住宅建设势头不减，商场、机场和地铁项目明显增多，住宅电梯、自动扶梯和自动人行道的需求量继续看好；电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品，其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装，而且更大程度上取决于完善的维修与保养。在用电梯总量的不断增加给维修服务业带来了发展 机遇；配套件的专业化生产对提高产品质量、降低生产成本具有十分积极的作用，受到了许多电梯公司和维修保养单位的欢迎，仍然有发展空间 。 2）技术含量更高，性能更好。 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的 梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步无齿轮曳引机逐步成为新型曳引机的主流；由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 术。另外，网络控制和智能群控系统，以其控制的先进性、快速性、准确性和 可靠性亦是电梯的发展潮流。 3）安装更方便、更快捷。 高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式；随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制，绿色环保 安全、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。 4) 数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展 。 智能化模块主要有高速计数模块、定位控制模块、温度控制模块、闭环控制模块、以太网通信模块和各种现场总线协议通信模块等。从 1952 年美国麻省理 工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了 51年的历程。近 10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。 题意义和主要内容 题意义和目的 作为一名自动化专业即将毕业的学生学校要求有毕业设计，大学四年学了许多的专 3 业课程，如：单片机原理、 理、 理及应用等等，我们在校期间学过 实验和进行过 课程设计，对 行过系统的研究，所以我选择的课题是基于 高层 电梯控制系统设计。同时也是为了我们更适应以后的工作，让我们学会查检资料、多方面的方案论证、图纸的绘制和控制线路连接。 选择本课题的意义在于大学四年的自动化专业学习将近结束了，在这四年的专业学习里，我基本掌握了所学的基础知识，为了更具体的，全面的了解本人的专业技能掌握情况，也为了给参加工作作铺垫，所以我选择此课题来进行考察。 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 ,自动扶梯等。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 ,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，据说电梯起源于公元前 236年的古希腊。当时阿基米德设计一种人力驱动的卷筒式卷扬机，人们把它看成是现代电梯的鼻祖。 1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现 ,继而有在英国出现水压梯。 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。 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。 本论文主要介绍电梯的发展状况 ， 基本结构 和控制要求，详细论述在 电梯 控制系统的 总体控制方案论证，硬件电路和控制程序的 设计 方面所做的工作 。 课题的主要内容 本课题通过比较、 分析 和论证， 确定 电梯的 总体 控制 方案，软硬件协调综合分析及硬件资源分配 ； 硬件电路设计及元器件参数计算，选型 ； 系统结构部分设计：控制柜、层楼显示及呼叫、按键盒等 ， 软件设计 等，从而 可编程交流双 速电梯控制系统必须要安全可靠地实现：开门 选层 定向 起动 加速 稳速运行 减速 爬行 平层 停靠 开门这一运行全过程，同时要求层站为六层；拖动电机交流变速双速电机（ 1000转 /分， 250转 /分），运行速度 /秒；停靠误差为上下在 以有 /无司机运行；检修运行；消防运行及优级服务；自动开关门，自动平层；定时开关电梯，超时返回基站；完善的状态指示及保护措施；便于维修。 4 第 2 章 电梯系统的概述 电梯一种以电动机为动力的垂直升降机， 装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物 也有台阶式，踏步板 装在履带上连续运行，俗 称自动电梯。 服务于规定楼层的固定式升降 设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直 的或倾斜角小于 15的刚性导轨之间。轿厢尺 寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。 梯的用途 根据轿厢内选层指令和厅外的层楼召唤指令，集中进行综合分析处理，自动选向并顺向依次应答指令的高度自动控制功能。它能自动登记轿厢内指令和厅外的层楼召唤指令，自动关门起动运行，同向逐一应答；当无召唤指令时，电梯自动关门待机或自动返回基站关门待机，当某一层楼有召唤信号时，再自动起动应答。根据电梯的用途可分为以 下几种： 乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯，应用范围广泛。 载货电梯：可以有人随乘，主要为运送货物而设计的电梯，应用在工厂厂房和仓库中。 客货电梯：以运送乘客为主，但也可以运送货物的电梯。 病床电梯：为运送病床（包括病人）及医疗设备而设计的电梯，应用在医院和医疗中心中。 住宅电梯：为便于运送乘客和家具、沙发、担架等而设计的，供住宅楼使用的电梯。 杂物电梯：轿厢空间受限制，不允许人员进入，主要用于运送少量食品、图书和文件等。 汽车电梯：用作运送车辆而设计的电梯， 应用在立体停车设备中。 特种电梯：应用在一些有特殊要求场合的电梯，包括防爆电梯、防腐电梯、船用电梯等。 观光电梯 ：井道和轿厢壁至少有一侧透明，乘客可观看轿厢外景物的电梯，主要运送乘客。 船用电梯 ：指供船舶上使用的电梯。通常用于大型轮船。 自动扶梯 ：是安装在两个楼层之间，以运动的梯级运送乘客的倾斜式运输设备。倾斜角不大于 35 度。分为普通型和公共交通型。 5 梯的基本结构 电梯总体结构：驱动系统、轿厢和对重装置、导向系统、门机系统、机械安全保护系统、厅外指示及呼叫装置 、控制系统等 ,如 图 1 图 11） 驱动部分 驱动部分由曳引机（电动机、制动器、曳引轮）、钢丝绳等组成， 曳引机又称主机，它是电梯的动力源分为有齿曳引机和无齿曳引机。 它是曳引驱动的动力源 ,曳引钢丝绳一端连接轿厢一端连接对重，通过电动机转动时曳引轮绳槽与钢丝绳的摩擦力，驱动轿厢和对重沿轨道上下运行。 2） 轿厢和对重装置 轿厢由轿厢架、轿厢、轿壁及轿顶组成，对重装置由对重架、对重铁块组成，对重铁块的重量要根据计算来确定，对重装置的过重或过轻都会影响整机性能和使用效果，甚至造成冲顶或蹾底的事故。 3） 门机系统（轿门、厅门、开关门系统） 轿门也叫厢门，在轿厢靠近层门的侧面，主要形式有左开门、右开门和中开门，层 6 门也叫厅门，在各层楼的停靠站，通向井道轿厢的入口处。 电梯 的 层门是无动力的，轿厢的轿门是由门电机驱动的。 当 电梯平层后，轿门门刀卡住层门，由门刀带动层门开关门。 其门内范围设有红外光幕保护或机械触板式门保护装置。开关门系统就是控制电梯轿门、层门的开启和关闭。 4） 导向系统 导向系统包括轿厢引导系统和对重引导系统两种，这两种系统均由导轨、导轨架和导靴三种机件组成，每台电梯具有用于轿厢和对重装置的两组至少四列导轨 。 5） 机械安全保护系统 （ 1） 轿厢超速保护装置 限速装置和安全钳就是为了防止轿厢和对重装置意外坠落的安全设施，当轿厢下行速度过大就会使限速器动作，通过机械保护装置来卡住钢丝绳，制停电梯，另一方面会使安全钳动作，切断曳引电机的交直流控制电源，使制动器制动，达到停止电梯的目的。 （ 2） 缓冲器 设在井道底坑的地面上，当发生某种原因导致轿厢或对重超越极限位置发生蹾底时，用来吸收或消耗掉轿厢或对重装置动能的制动装置。 （ 3） 机械安全防护装置 是为了检修人员的安全而设置的安全措施，主要包括轿顶防护、轿厢护脚板、底坑对重侧防护等。 6） 厅外 指示及呼叫装置 主要是给予乘客明确的指示和语音帮助，如当电梯处于关闭、暂停服务或维修状态下时，能给予乘客明确的指示，也满足盲人和乘坐手动轮椅的乘客的使用要求，电梯的呼叫装置有二种模式，可以通过钥匙开关来实现转换。 7） 控制系统 主要由拖动部分、使用操作部分、井道信息采集部分等组成，拖动部分由曳引电机和控制柜组成，操作部分由轿内操作箱、厅外召唤箱和检修操作厢组成，井道信息采集部分由换速平层传感器和限位开关组成 。 2 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，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。 7 曳引式提升机构得到广泛应用在于其如下的优势： 1）安全可靠：当轿厢或对重由于某种原因冲击底坑中的缓冲器时，曳引钢丝绳作用在曳引轮绳槽中的压力消失，曳引力随即消失，此时即使曳引机继续运转，也不致使轿厢或对重继续向上运行，减少人员伤亡事故和财产损失的发生。 2）提升高度大：采用曳引式提升机构则曳引钢丝绳的长度几乎不受限制，因此可以适用于高层建筑的电梯 。 3）结构紧凑：采用曳引式驱动形式，避免了在卷筒方式中因曳引钢丝绳在卷筒上缠绕导致卷筒直径过大、因卷筒直径变化导致曳引绳速度变化等问题（尤其在提升高度很大时），而且采用多根钢丝绳保证高的安全系数得以实现，作到了曳引轮直径的减少和整个提升机构更加紧凑。 4）可以使用高转速电动机：当电梯额定速度一定的情况下，曳引轮直径越小，则曳引轮转速越高，采用曳引式提升机构便于选用结构紧凑、价格便宜的高转速电动机。 手动工作方式是在编写有手动程序的条件下 用手进行操作 达到机械运动条件从而实现的运动 。简单来说就是 用手进行操作实 现的运动 。 报警装置应确保，即使是在进行维护时，通过报警过滤的完整报警信息也应被发送直至确认。 如果在确认之前发送失败，再发送的延迟间隔时间应减少到最小，并与通信网络相适应。如果通信网络的特性需要即使通信中断，在报警确认后，报警设备应不得妨碍任何再发送。报警系统应能接收从救援服务组织发出的通信信息直到报警终止。向传输器发送的报警信息应不得延迟，报警过滤时除外。 在确认和报警终止之间，应将报警过滤旁路。 如在确认后通信中断，报警装置应停止自动再发送。 电梯安全系统的短路保护方法一般有 2 种，一种是通过电路上 的设计实现保护，它是将电梯安全线路即门联锁开关与门锁继电器串联组成的回路（简称门连锁回路）、急停回路采用同一交流 110V 电源，并将隔离变压器 110V 的一个输出端接地，当开关触点因而绝缘问题对地时，交流 110V 电源就被短路，电源断路器就会断路动作而达到保护。另一种是在电梯的电气控制系统中安装一个电梯安全线路对地短路保护器，当被保护的安全线路通过金属构件生产故障接地时，保护器输出回路就有一组常开 /常闭信号输出，供 微机识别及执行，控制电梯停止运动。 梯参数 1） 对重装置 轿厢的对重装置分为机械式， 橡胶块式和负重传感器式。对重是曳引电梯不可缺少的部件，它可以平衡轿厢的重量和部分电梯负载重量，减少电机功率的损耗。为了使对 8 重装置能对轿厢起最佳平衡作用，在电梯安装调试时可以增减对重块来调整电梯的平衡系数 ， 必须正确计算出对重装置的总重量。 总重量 P=轿厢自重 G+载客 总重 量 Q*平衡系数 (2在本设计中 一般情况选定载客量为 10人，按每人 80公斤计算。 载客总重量 为 800公斤，轿厢自重为 2900千克，平衡系数 取 般为 ，那么总重量为 3300千克 。 2） 驱动装置 曳引机是电梯的动力源分为有齿曳引机和无齿曳引机。有齿曳引机由交（直）流电动机、曳引轮、制动器、减速机构等组成。无齿曳引机与有齿曳引机的区别在于它没有减速箱，电动机直接驱动曳引轮。所以本设计采用无齿轮曳引电机，其机械总效率为 根据经验公式： P =（ 102Y （ 2 式中： Q=800Y=V=1m/s ）电动机参数 根据电机学基本原理，当电动机为一对极数，即 P=1时，电机转子旋转一周，旋转磁场即旋转一圈；当电动机为两对极，即 P=2时，电机转子旋转一周，旋转磁场则旋转二圈，而旋转磁场的转速取决于电源与极对数 P，满足下式： 1160 /n f p （ 2 的关系，当 1f 不变时， p =1则 1160,p =2时 1130,。由此可知，电动机极对数越多，电机转速越慢。 因此，当改变定子绕组极对数 可以改变电动机同步转速 0n ，从而改变电动机的转速。变极调速比较经济的方法是在定子绕组上安装两组独立的 绕组，各接成不同的极对数。电梯上用的双速电动机的两个绕组极对数为 6/24,速比为 4:1，控制线路如图4 所以电机型号： 步转速为： 1000/250转 /分。 根据门电机参数：额定电流为 定电压为 110V、额定功率为 120W。所以 梯门电机 用直流 110 4）电梯内照明灯的安全电压为 24V，功率为 60W。 9 第 3 章 控制系统总体设计方案论证 电梯控制系统主要可以采用以下三种方式：一是继电器控制系统、二是 是单片机控制系统。继电器控制系统 由于故障率高，控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已逐渐被人们所淘汰。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而 用维修方便、抗干扰性强等优越性，成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。 电器控制方案 继电器控制是利用多个主交流接触器、中间接触器以及过载热继电器等电器元件经合理的联接构成具有简单控制功能的逻辑电路。继电器控制系统控制逻辑采 用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能、较为困难。继电器控控制系统使用了大量的机械触点，连线多，触点开闭时存在机械磨损、电弧烧伤等现象，触点寿命短，所以可靠性和可维护性较差。继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继电器存在定时精确度不高、定时范围窄，且易受到环境湿度和温度变化的影响，时间调整困难等问题。 电器控制的优点 1）继电器控制系统 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，所以 继 电器控制技术含量不高，易操作。 2） 继电器控制系统 的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 3）继电器控制系统中大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格便宜。 电器控制的缺点 1）系统的触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。 2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。 3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。 4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大 。 10 5）由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。 根据继电器控制的优缺点可以看出继电器控制主要是应用于相对的简单的电路，电路搭载用时少，成本也很低，适合于家庭用升降横移式立体停车库。继电器控制也有许多不足之处。第一，难以实现智能模块化控制；第二，不适合应用于大规模、大容量的工作场地；第三，元器件的损坏率比较高，车库运行的可靠性不佳；最后，随着驱动部件的不断增加，其逻辑电路的搭载难度也大大增加了。 片机控制方案 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集 成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 机存储器 读存储器 种 I/O 口和中断系统、定时器 /计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 片机控制的优点 1） 单片机的系统结构简单，使用方便，实现模块化； 2） 单片机可靠性高，可工作到 106 107 小时无故障； 3） 处理功能强，速度快； 4） 低电压，低功耗，便于生产便携式产品； 5） 控制功能强 ，环境适应能力强； 6） 单片机控制经济实惠，成本相对较低； 片机控制的缺点 1） 单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致单片机控制系统开发周期比较长，系统调试耗时比较多； 2） 单片机抗干扰能力差，故障率高，对环境依赖性强，所以对现场工作环境要求很苛刻； 3） 单片机控制程序基本上是汇编语言，汇编语言虽然功能比较强大，但程序的编写复杂，编程周期较长且单片机的内存容量、速度、字长有限。 根据单片机的优缺点可以看出单片机控制在机电设备中是一种比较常见的控制形式，由于它的控制功能强、体积小、成本低、功耗小、成本低和使用方便，可以直接装到仪器设备上 ，如 电子称、家用自动电器、电子钟、考勤机、加油机等等都可以。 11 制方案 质上属于计算机控制方式。 通用或专用 现通道（字）的运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。 制方案的优点 1） 编程方法简单易学； 2） 功能强，性能价格比高； 3） 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强； 4） 可靠性高，抗干扰能力强； 5） 系统的设计、安装、调试工作量少； 6） 维修工作量少，维修方便； 7） 体积小， 能耗低； 制方案的缺点 在控制功能相同的情况下，与采用单片机控制方案设计的控制系统相比，采用 经广泛地应用在所有的工作部门，随着其性能价格比的不断提高， 应用范围扩大，主要有这几个方面：数字量逻辑控制；运动控制；闭环过程控制；数据处理；通信联网； 体控制方案论证 电梯控制系统主要可以采用以下三种控制方案设计：一是继电器控制方案、二是 是单片机控制方案。如果采用继电器控制方案，电梯控制系统结构庞大，能耗较高，机 械动作噪音大，而且线路复杂，易出现故障，保养维修工作量大，费用高，检查故障困难，费时费工。电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。综上所得继电器控制方案电梯控制系统结构大、线路复杂、故障率高、控制方式不灵活、功率消耗大，从而继电器控制方案对电梯控制系统不是最佳的控制方案，故不选用。 单片机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能， 结构简单，使用方便，实现模块化；低电压，低功耗，便于生产便携式产品； 但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技 术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。 单片机控制程序基本上是汇编语言，汇编语言虽然功能比较强大，但 12 程序的编写复杂，编程周期较长且单片机的内存容量、速度、字长有限。综上所得单片机控制方案电梯控制系统抗干扰性差、故障率高、汇编语言程序编写工作量大，从而单片机控制方案对电梯控制系统不是最佳控制方案，故不选用。 制方案把单片机控制的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器控制的控制简单、使用方便、价格便宜等优点结合起来，而其本身又具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性好等特点， 频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势； 用维修方便、抗干扰性强等优越性。 综上所述， 程方法简单易学、功能强、适应性强、可靠性高、抗干扰能力强、维修工作量少、维修方便， 合继电器和单片机的优点， 制方案比继电器控制方案和单片机控制方案更适合于 电梯控制系统。故在电梯控制系统中选用 制方案。 13 第 4 章 控制系统硬件电路设计 电路设计 图 4交流双速电梯的主电路图。图中 M 为电梯双速电动机； 电动机正反转接触器， 用以实现电梯上、下行控制； 电梯高低速运行接触器，用以实现电梯的高速或者低速运行； 启动接触器；当 者 梯将进行上行或下行启动；当电梯接收到停层指令后， 电释放，电吸合，点击转为低速接法，传入阻抗制动，实现上升与下降的低速运行，至平层位置时，接触全部断电释放，包闸抱死，电梯停止运行。 图 4流双速电梯的主电路图 上升： 合加速至低速， 合、 速至高速， 开、合减速至低速， 开到停止运行。 下降： 合加速至低速， 合、 开加速至高速， 开、 合减速至低速， 开到停止运行。 14 电路元件选择 可选电路中各元件如下： 1） 接触器的选择：对电梯只能按电寿命次数来选择接触器的型号： 选快速接触器为 00万次，操作频率为 1200次 /小时，电寿命为 120万次，接通能力为 12断能力为 101000A，配用熔断 器为 60。 选慢速接触器为 寿命为 100万次， 操作频率为 1200/小时。门电机电源接触器选为 械寿命为 100万次，操作频率为 1200次 /小时，电寿命为 100万次，接通能力为 12断能力为 10100A，配用熔断器为 0060。 2） 桥式电路中二极管的选择： 经过查表，二极管的额电压计算公式为： T M 2 ( 2 3 ) U = ( 2 3 ) 1 . 4 1 4 1 8 0 = ( 5 0 8 7 6 2 ) V （ 4 这里选择 600V。 T N F B ( 1 . 5 2 ) K I = ( 1 . 5 2 ) 0 . 3 6 8 1 = ( 0 . 5 5 0 . 7 4 ) A （ 4 这里选择 1A。 通过计算可知本设计中二极管应当选择 2于流经它的电流比较小，所以不用散热片。整流电路选三相桥式整流电路。 3） 变压器的选择： 由于三相整流电路中电压公式为： （ 4 所以 2U = 20/80。二次侧的电路就 是回路的额定电流 1A。变压器的匝数比： 12K = U / U = 3 8 0 / 1 8 0 = 2 . 1，二次侧相电流： 20I = I /一次侧相电流10I = I /(K 1 ) ， 二次容量： 2 2 2 2S = M V I，一次侧容量： 1 1 2 1S = M V I，平均容量：S = ( S 1 + S 2 ) / 2 = 0 . 4 2 K V。 综合以上可知变压器选择视在功率 S=单相变压器。 4） 热继电器的 选择 一般热继电器的额定电流 继电器选择时应保持其额定电流 g，热元件的额定电流一般大于或等于热继电器的整定电流，于是有 按电动机的额定电流选取， 15 使热继电器的整定值为 或选取电流范围的中值电动机的额定工作电流。使用时，热继电器的旋转钮应调到额定值，否则不能起到保护作用。所以选热继电器为 D。 5） 刀开关的选择 根据刀开关的额 定电流大于或等于电路的额定电流而考虑到刀开关的热稳定性，最好选大于电路额定电流的刀开关。所以选 ，额定电压 550V，额定电流 60A。 6） 熔断器的选择 由于曳引电动机和门电动机频繁启动，它的熔体额定电流由下式可算出： / (1 . 6 2 . 0 ) A （ 4 其中 电动机的启动电流。由于我们采用直接起动，这种方法设备简单，操作方便，但启动电流大，可达额定值的 4 7倍， 有 120 210A。所以熔体选取 100A，同时又根据上面接触器配套用熔断器。于是选用 60，额定电流为1008时又须要与整流二极管配套，所以选 断器选 断器的熔管额定电流 15A，熔体额定电流为 6A。 1 16 + U 2 2 6 C N/ A C / D C / R e l a 2 2 0 D 1L E D 2L E D 3L E D 4L E D 5L E D 6L E D 7L E D 8L E D 9L E D 1 0L E D 1 1L E D 1 6L E D 1 2L E D 1 3L E D 1 4L E D 1 5内选层1内选层2内选层3内选层4内选层5内选层6上呼1上呼2上呼3上呼4上呼5下呼5下呼2下呼3下呼6下呼4上接近开关1上接近开关2上接近开关3上接近开关4上接近开关5关门开门内选1 层显示灯内选2 层显示灯内选3 层显示灯内选4 层显示灯内选5 层显示灯内选6 层显示灯1 层上呼灯2 层下呼灯2 层上呼灯3 层上呼灯4 层上呼灯5 层上呼灯3 层下呼灯4 层下呼灯5 层下呼灯6 层下呼灯+ 2 2 3 V D C 2 41 6 输入/ 1 6 输出R B 5 S 48234567 Y _7 - S E D 1 7报警指示灯 D 1 8L E D 1 9L E D 2 0L E D 2 1E M 2 2 3 V D C 2 48 输入/ 8 输出图 4（续） 18 输入分配 电梯轿 厢内选层输入按钮每层必须有一个内选按钮， 即 电梯厅外呼叫按钮最高层六层只有下呼按钮， 第一 层只有上呼按钮，其余的楼层都有两个按钮：上呼和下呼 ，即 平层停靠输入点 、高低 速变换的上接近开关和下接近开关、开门关门按钮、检修等输入点，输入部分共 47点。输入点的分配如表 4 表 4输入名称 输入元件号 输入名称 输入元件号 内选一层 接近开关 5 选二层 接近开 关 2 选三层 接近开关 3 选四层 接近开关 4 选五层 层下接近开关 选六层 层下接近开关 层 外上 呼 层平层开关 层 外上 呼 层平层开关 层 外上 呼 层平层开关 层 外上 呼 层平层开关 层 外上 呼 层平层开关 层 外 下呼 层平层开关 层 外下 呼 接近关闭开关 层 外 下呼 门限位开关 层 外下 呼 载 层 外 下呼 流、过压 门 压 门 位 接近开关 1 修 接近开关 2 修上行 接近开关 3 修下行 接近开关 4 停 动关门 动方式 动取消关门 19 输出点 输出点的分配如表 4 表 4输出点名称 输出元件号 输出点名称 输出元件号 1层内选显示灯 层显示 C 数码管 层内选显示灯 码管位信号 数码管 层内选显示灯 警器 扬声器 层内选显示灯 警指示灯 层内选显示灯 速运行 层内选显示灯 速运行 层上呼显示灯 行接触器 层上呼显示灯 行接触器 层上呼显示灯 升显示灯 层上呼显示灯 降显示灯 层上呼显示灯 门接触器 层下呼显示灯 门接触器 层下呼显示灯 门显示灯 层下呼显示灯 门显示灯 层下呼显示灯 电松闸电磁阀 层下呼显示灯 速开 /关门 层显示 A 数码管 修显示灯 层显示 B 数码管 电器与定时器的分配 中间辅助继电器与定时器的分配如表 4 表 4 继电器与定时器分配表 地址 作 用 地址 作 用 层平层开关保持信号 层平层开关保持信号 层平层开关保持信号 层平层开关保持信号 层平层开关保持信号 层平层开关保持信号 2 5层的上呼，内选上行及第6层的下呼，内选上行 2 5层的下呼，内选下行及第1层的上呼，内选下行 20 层外上呼保持信号 层外上呼保持信号 层外上呼保持信号 层外上呼保持信号 层外上呼保持信号 层外下呼保持信号 层外下呼保持信号 层外下呼保持信号 层外下呼保持信号 层外下呼保持信号 选 1层保持信号 选 2层保持信号 选 3层保持信号 选 4层保持信号 选 5层保持信号 选 6层保持信号 2层内选上行和外呼上行 3层内选上行和外呼上行 4层内选上行和外呼上行 5层内选上行和外呼上行 6层内选上行和外呼下行 1层上呼下行回路 2层下呼上行回路 3层下呼上行回路 4层下呼上行回路 5层下呼上行回路 2 5层下呼上行回路 2层上呼（内选）上行停车 3层上呼（内选）上行停车 4层上呼（内选）上行停车 2 5层上呼上行停车及第 6层下呼上行停车 2 5 层的下呼下行停车及第 1层上呼下行停车 5层上呼（内选）上行停车 2层下呼（内选）上行停车 3层下呼（内选）上行停车 4层下呼（内选）上行停车 5层下呼（内选）上行停车 6层下呼（内选）上行停车 2 5层的下呼上行停车 行控制回路 行控制回路 2层下呼（内选）下行 3层下呼（内选）下行 4层下呼（内选）下行 5层下呼（内选）下行 2层上呼下行回路 3层上呼下行回路 4层上呼下行回路 5层上呼下行回路 2 5层上呼下行回路 1层上呼（内选）下行停车 2层上呼（内选）下行停车 3层上呼（内选）下行停车 4层上呼（内选） 下行停车 5层上呼（内选）下行停车 2 5层的上呼下行停车 2层下呼（内选）下行停车 3层下呼（内选）下行停车 4层下呼（内选）下行停车 5层下呼（内选）下行停车 21 上呼上行、上呼下行 /低速关门 闸和启动低速运行 速运行 车低速运行 车且抱闸制动 门步 速至低速关门 开门 行延时 电松闸延时 电抱闸延时 门延时 载信号 压过流信号 压信号 内选信号 外呼信号 一楼层接近开关 选楼层接近开关 车 始步 选或外呼信号 22 第 5 章 控制系统程序设计 不同的电梯，采取的控制方式也不同，但总是按桥箱内指令、层站召唤信号，实现向上或向下起动、起行、减速、制动、停站。电梯的软件控制主要是指令对电梯原动机及开门机的起动、 减速、停止、运动方向、楼层显示、层站呼叫、桥车内指令安全保护等指令信号进行控制。操纵是实行每个控制环节的方式和手段。 形图软件的设计采用模块化设计，模块化程序结构清晰、便于调试。如分为开关门、内选、外呼、楼层数显示、换速、定向等模块。模块间不完全独立，存在着有机联系，且在编程时要注意各条指令间的逻辑关系，梯形图中的内部辅助继电器和定时器统一分配编号，列出 I/分利用 据电梯的运行要求，作出器运行流程的工作循环图，加上完整的手动程序和检修保护程序就可以设计出系统的控制程序。下 面对系统控制的梯形图进行逐个分析。 层显示程序 当电梯经过各层平层开关时 ， 过 74平层开关 2 即 合，则输出 码管显示数字 2；平层开关 5及 合，则输出 码管显示数字 5。其他楼层的显示同理。 梯形图程序如下： 23 梯呼叫程序 内选信号和外呼叫信号输入是按下要登记得按钮，若此时电梯处在正常运行状态，而且电梯又不在登记得层楼，即改登记即 为有效。轿内指令登记消号的条件是在电梯正常运行至登记楼层时，指令登记即被消号。外呼叫消号的条件是：当电梯正常运行至外呼叫的楼层且电梯的运行方向与呼叫按钮的方向一致时，厅外呼叫即被消号。