毕业设计（论文）-交流双速电梯的PLC控制系统设计（含全套CAD图纸）.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计全套cad图纸等资料，联系 153893706 第1章 绪 论1.1 课题研究的背景及目的电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。目前，由可编程序控制器(plc)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用plc控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。可编程序控制器，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自1969年针对工业自动控制的特点和需要而丌发的第一台plc问世以来，迄今己30多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需plc后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将plc应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器plc在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。plc现已成为现代工业控制三大支柱(plc、cadcam、robot)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。plc的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。 总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。plc是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着plc应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。1.2 电梯控制系统的发展状况本次设计通过对几种常用拖动方式的比较，并结合课题的特点及需要达到的要求，确定此拖动系统部分用交流变频电动机拖动。控制系统主要有继电器控制、微机控制、plc控制1.继电气控制电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。2.单片机控制 随着时代的发展进步，被称为微控制器的单片机得到了迅猛的发展，发展至今，已成为世界上数量最多的计算机，现代人类生活中所应用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机，而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作，汽车上一般配有40多部单片机，复杂的工业控制系统甚至可能有数百台单片机。但是，单片机需要懂c语言的人，一般人就是会编程也不容易读懂，就算弄懂了也很久时间过去了，而且单片机系统有的设置了密码了，你根本看不到内容单片机对以后的改进维护要求很高间接增加了成本。单片机的抗干扰能力弱，电梯控制中，由于设备的频繁启停，电磁干扰等原因，单片机系统的正常工作亦受到严重影响，甚至不能正常工作。3.plc控制 电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。plc作为新一代工业控制器，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之一。 (1)在电梯控制中采用了plc，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。 (2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 (3)plc可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 (4)plc可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 (5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 (6)更改控制方案时不需改动硬件接线。在对以上几种方法充分论证的基础上，再结合设计要求，决定控制系统采用模块化结构、扩展容易、程序编制简单、操作简单、可靠性高、有停电保护数据和状态的功能的plc控制。1.3 研究的主要内容1分析交流双速电梯的plc控制系统的特点、性能要求、工艺过程。2根据技术要求确定总体方案。3plc控制系统的硬件设计。4plc控制系统的软件设计。 1.4 技术路线1电梯的安全性：在电梯中设必不可少的安全设施，如1）超速保护装置；轿厢 超越上/下极限工作位置时，切断控制电路的装置；2）交流电梯还应有切断主电路电源的装置；3）撞地缓冲装置；4）对三相交流电源应设断相保护装置和相序保护装置;5)应设置厅门，轿门电器连锁装置等等。2电梯的制动：电梯楼层为四层，拽引电动机为ytd7.5kw 6/24极交流双速异步电动机，自动门电动机为11sz56直流电动机电梯。主电动机正反转运行，快速启动，加速运行，三级减速后慢行，自动门电动机驱动电梯门带动厅门开关，电梯运行速度为1米/秒。3电梯运行中的舒适感：电梯运行的舒适性取决于其运行过程中加速度a和加速度变化率p的大小，过大的加速度或加速度变化率会造成乘客的不适感。同时，为保证电梯的运行效率，a、p的值不宜过小。 4停战准确性：电梯轿箱上设一个磁开关,每层都有平层信息,平层信息的位置与磁开关调整一致后,就是平层状态,一旦与磁开关发生位移,系统认为轿箱已经脱离了平层位置,就需要做一个补偿,告诉电机向上拉或向下放。 第2章 总体方案设计2.1方案论证本设计的电梯为四层办公楼用的交流双速电梯。其运行特点为，当电梯检测到启动信号时进行高速起动。工作中，电梯从各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析根据省时，高效的原则确定下一个工作状态。因此，要求具有自动定向、顺向截梯，反向保号，外呼记忆、提前换速自动开关门、停梯消号、自动达层，检修慢速和安全保护等各种功能。另外电梯的工作状态分为自动、司机、检修三种运行状态，电梯的上下行，开关门同样设有自动和手动部分；厅门及轿厢内应有操作面板及相应运行指示，应设层楼及方向批示，要求层楼显示采用批示灯指示电梯的控制系统主要有继电器控制、微机控制、plc控制三种方式.电梯继电器控制系统故障率高，大大降低了电梯的可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊忧。且电梯一旦发生冲顶或蹲底，不但会造成电梯机械部件损坏，还可能出现人身事故。 单片机需要懂c语言的人，一般人就是会编程也不容易读懂，就算弄懂了也很久时间过去了，而且单片机系统有的设置了密码了，你根本看不到内容单片机对以后的改进维护要求很高间接增加了成本。单片机的抗干扰能力弱，电梯控制中，由于设备的频繁启停，电磁干扰等原因，单片机系统的正常工作亦受到严重影响，甚至不能正常工作。 绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。plc作为新一代工业控制器，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之一。 (1)在电梯控制中采用了plc，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高 (2)去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 (3)plc可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。 (4)plc可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 (5)用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。 (6)更改控制方案时不需改动硬件接线。在对以上几种方法充分论证的基础上，再结合设计要求，决定控制系统采用模块化结构、扩展容易、程序编制简单、操作简单、可靠性高、有停电保护数据和状态的功能的plc控制。2.2 具体方案 电梯信号控制基本由plc软件实现。电梯信号控制系统如图2.2所示，输入到plc的控制信号有：运行方式选择（如自动、有/无司机、检修运行方式等）、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器、开关门及限位信号、门区和平层信号等。安全保护信号运行控制信号运行方式选择呼梯信号显示 楼层显示内指令信号 输 入 信 号 输 出 信 号运行方向选择plc外指令信号 呼梯铃 开关门控制拖动控制信号门区或平层信号开关门信号图2.1电梯plc信号控制系统的框图电梯整个拖动系统由ytd7.5kw 6/24交流双速电动机作主驱动，11sz56直流电动机作并关门驱动机。主电动机双速正反转运行，减速运行，门电机正反转运行。工作中的电梯从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、反向保号、外呼记忆、提前换速、自动开关门停梯消号、自动达曾、检修慢速和保护各种功能。如电梯停在顶层，第一、第二、第三同时有人呼上，电梯将按最佳的顺序运行，先到一层，然后二层停，再上行到三层停，再上行到四层，这叫反向呼梯，优先为最远服务。当plc扫描到起动信号时，并加速运行，根据舒适感的要求，起动电阻的切除时间为1s左右，可通过plc的定时器灵活地进行调整，当电梯运行到距本层位置1.6m处时，双稳态开关发出换速信号，plc收到此信号后，切断快速接触器，接通慢速接触器，电梯进行减速过程，一定时间后在进入把性爬行阶段，然后由本层干簧管感应器发出平层信号，plc根据此信号停梯、开门，完成一次主控运行服务。电梯的控制系统实现如下功能：(1)行车方向由内选信号决定,顺向优先执行; (2)行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车; (3)内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。 (4)内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示(5)停层时可延时自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向呼梯开门; (6)有内选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车; (7)无内选时延时5s自动关门，但不能自动行车; (8)行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。2.3 本章小结 本章主要讲述了交流双速电梯的plc控制系统设计的总体方案的确定，对方案的可行性进行论证。介绍了plc控制系统的优点，选择plc控制系统作为本设计的控制方式。介绍了电梯的运行过程以及电梯控制系统的主控过程，明确了电梯所需要达到的各种功能，绘制了电梯的控制系统框图。第3章 硬件设计 3.1 元器件的选择3.1.1 plc的选型1.plc控制系统的设计原则 （1）用的plc必须满足被控对象的控制要求； （2）选用的plc不仅要着眼现在，还要适当地考虑到未来发展的需要； （3）在满足上述二个前提的情况下力求使该系统具有较好的性能价格比。2.fx2系列 我们所学的plc控制系统主要有三菱公司的fx2系列，我选用三菱公司的fx2系列产品。三菱公司的fx2系列是当今较新，颇具特色，极有代表性且应用广泛的超小型可编程序控制器。它有多种模块，功能齐全，性能价格比高。3.输入输出点数根据统计可知在本系统中所需的i/o点数为44点（其中输入占26点、输出占18点），而且选用的plc要留有一定的裕量所以我选用fx264mr4.步序和容量计算粗略估算程序所需程序步为(26+18)12=528步。fx264mr的程序容量为8k步，满足要求。5.输出形式 fx2系列有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出三种，各输出规格如表3.2本系统中负载为交流负载且系统的响应和动作的快速性不是很高，为避免高快速性带来的不便，甚至引起误动作，因此本系统选用继电器输出形式。所以选用的型号为fx264mr。6.功能本设计中要求plc除具有一般的开关逻辑运算和控制功能以外还应具有高数计数和算述比较运算功能。fx264mr具有上述功能，满足要求。综上所述本系统中plc选用fx264mr。其中fx2表示系列代号64表示总的输入输出点数m表示基本单元r表示继电器输出形式v表示plc的电源电压类型为交流200/220v。7.fx系列plc输入特性表如表3.1所示表3.1 fx系列plc输入特性表项目dc输入 ac输入品种fx0，fxonfx2，fx2cfxon，fx2c（x10以内） fx2输入信号电压dc24v10% ac100v120v10%50/60hz输入信号电流7ma/dc24v5ma/dc24v6.2ma/dc110v60hz输入on电流4.5ma以上3.5ma以上3.8m以上a输入off电流1.5ma以下1ma以下1.7ma以下输入响应时间约100ms但fx0的x0x7，015ms约30ms不可高速输入输入信号形式无电压接点或npn集电极开路输出晶体管ac电压电路隔离电路隔离，耦合隔离（fx0，fxon）输入动作显示输入on时led灯亮3.1.2电动机的选择 电梯楼层为四层，拽引电动机为ytd7.5kw 6/24极交流双速异步电动机，自动门电动机为11sz56直流电动机电梯。3.1.3交流接触器的选择 交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。选择原则：主触头额定电压、额定电流、最大控制容量 (1)主电机接触（km1、km2、km5、km6、km7、km8、km9、km10）的选择主触头的额定电压：380v额定电流： （式中k取1.0） 故选cj1040。 电压为交流220v。 (2)门电机接触器(km3、km4) 故选用cj105。表3.2 fx系列plc输出特性表项目继电器输出晶闸管输出晶体管输出外部电源ac250v，dc30v以下（需外部整流二极管）ac85v240vdc5v30v最大负载电阻负载2a/1点、8a/4点、 8a/8点0.3a/1点0.8a/4点0.5a/1点0.8a/4点感性负载80va15va/ac100v30va/ac700v50va/ac100v1000va/220v12w/dc24v灯 100w30w1.5w/dc24v开睡漏电流1ma/ac100v2ma/ac200v0.1ma以下响应时间约10mson时：1ms,off时：10mson时：2ms以下off时：2ms以下大电流时为0.4ms以下电路隔离机械隔离 光点晶闸管隔离光耦合隔离输出动作显示 继电器线圈通电时led灯亮光点晶闸管驱动时led灯亮光耦合驱动时led灯亮3.1.4控制变压器1、控制变压器容量的计算 当控制线圈比较复杂，控制种类比较多时需要采用控制变压器进行变换，以提高工作的可靠性和安全性。控制变压器的容量可以根据由它供电的控制线路在最大工作负载时所需要的功率来考虑，并留有一定的余量。即：st=ktsc。式中st为控制变压器（va），sc为控制线路在最大工作负载时所有吸持电器消耗功率的总和。对于交流电磁式，sc应取其视在功率（va），kt为变压器容量储备系数，一般取1.11.25。所以： 1接触器所需容量cj105的起动功率ss为35va，吸持功率sc为6vacj1040的起动功率ss为230va，吸持功率sc为32va 取 2plc所需容量： 3指示灯所需容量： 4报警器所需容量： 总容量：选用容量为200va的控制变压器。2、线圈额定电压的选择初级：380v 次级：6.3/36/220v 综上所述选用bk300380/2206.336型变压器。表3.3 bk300380/2206.336型变压器的技术规格总容量（va）规格电压（v）总匝数导线直径（mm）300380/2206.336380/2206.336524 1770.8 1.4 满足要求。3.1.5熔断器的选择 选择原则：熔断器的类型、熔断器的额定电流、熔体的额定电流 选用熔断器的方法如下： 1.用于照明及电热设备线路装在线路的总熔丝的额定电流，等于电度表额定电流或线路安全电流的0.91倍，或为线路上所装设备工作电流总和的11.1倍。 2.用于单台交流电动机线路上熔体的额定电流，等于该电动机额定电流的1.52.5倍。 3.用于多台交流电动机线路上熔体的额定电流，等于线路上功率最大一台电动 机额定电流的1.52.5倍，再加上其他电动机额定电流的总和。(1) 主电路熔断器fu1fu3，fu7fu9的选用因为是安装在柜内的所以选用螺旋式的；安装在主电路所以熔断器额定电压选用380v的；熔体额定电流由下面计算得出： 故熔体额定电流选用50a的；又熔断器的额定电流熔体额定电流，选用60a的。综上所述选用rl160/50。(2) 门电机电路熔断器fu4fu6的选择综上所述选用：rl115/4。因为是安装在柜内的所以选用螺旋式的；安装在主电路所以熔断器额定电压选用380v的；熔体额定电流由下面计算得出： 故熔体额定电流选用4a的；又因为熔断器的额定电流熔体额定电流，选用15a的。 (3) plc电路熔断器fu12的选择因为是安装在柜内的所以选用螺旋式的。熔断器的额定电压选用380v；熔断器熔体额定电流选用6a的；熔断器的额定电流选用15a的，故选用rl115/6。表3.4 螺旋式熔断器的主要技术数据型号额定电压（v）熔断器额定电流（a）熔体器额定电流（a）短路分断能力（ka）实验电路参数cost(ms)rl1380440152、46、10、15250.2515206020、25、30、35、40、50、60 满足要求。3.1.6热继电器的选用原则热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。 热元件的额定电流in应大于电动机的额定电流，一般为1.11.25倍。 （1）热继电器整电值一般为被保护电动机额定电流的1.0倍。 （2）热元件调节范围应在热元件额定电流的约60100%之间，根据实际需要调节。 （3）热继电器的工作环境温度与被保护设备温度的差别不应超过1525。 故选用jr16-60/3.表3.5 jr 16型热继电器的主要技术数据 型号额定电压（v）额定电流（a）相 数热元件断相保护温度补偿触头数量最小规格（a）最大规格（a）档数 jr 1638020 30.250.35142212有有1常开1常闭6014224063415040631001604 满足要求。3.1.7按钮的选用 (1)按钮颜色的含义红停、开断。率或黑起动、工作、点动。黄返回的起动，移动出界、正常工作循环一开始时可抑止危险的情况。白或蓝表示其他功能。 (2)主要技术参数额定电压：用于交流50hz和60hz380v、660v和直流220v、440v等。额定发热电流：一般有5a、10a等。额定控制容量：如交流300va、直流600va。机械寿命：随结构不同而异一般为10万次至300万次以上。电寿命：通常交流60万次、直流24万次。 选用la1911a/d型按钮。表3.6 la1911a/d型按钮的主要参数型号型式触头数量信号灯钮的颜色额定电压、电流和控制容量常开常闭电压（v）功率（w）la1911a/d带指示灯1161红、率、白、黑电压：380v220v电流：5a容量：300va60w满足要求。3.1.8低压断路器的选用低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的选用原则： 1、断路器的额定工作电压大于等于线路额定电压。 2、断路器的额定电流大于等于线路计算负载电流。 3、断路器的额定短路通断那能力大于等于线路中可能出现的最大短路电流，一般 按有效值计算。 4、线路末端单相对地短路电流大于等于1.25倍断路器瞬时（或短路）脱扣器整定电流。 5、断路器欠电压脱扣器的额定电压等于线路额定电压。 6、断路器的分励脱扣器的额定电压等于控制电源电压。 7、电动机传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。 因为主电路的un为380v所以选un=380v的(三极)； 又 式中为最大启动电流 为所有电动机的额定电流之和故 取160a又iniop所以in取200a 。综上所述 选用dz20y200 。表3.7 dz20y200型低压断路器的主要技术数据型号额定电流（a）机械寿命/电寿命（次）过电流脱扣器范围（a）短路通断能力交流直流电压（v）电流（a）cos电压（v）电流（a）时间常数（s）dz20y2002008000/2000(100)、125、160、180、200、（225 ）380250.25220200.01 满足要求。3.1.9行程开关的选用 位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。 根据计算选用jlxk1311型。表3.8 jlxk1311型行程开关的主要技术参数型号型式额定电压（v）额定电流 （a）触头数目触点转换时间（s）交流直流常开常闭jlxk1311直动防护式5004405110.04 满足要求。 3.1.10钥匙开关的选用可选用la1822y型号。 表3.9 la1822y的主要技术参数型号型式触头数目额定电压（v）额定电流（a）额定控制容量（va或w）钮的颜色常开常闭la1822y钥匙式22交流380v直流220v5交流300、直流60锁心本色3.1.11转换开关的选用一种可供两路或两路以上电源或负载转换用的开关电器。可选用lw1216d型。表3.10 lw1216d型的主要技术参数型号额定电压（v）约定发热电流（a）操作方式手柄操作位置操作频率/h-1 lw1216dac：380dc：22016定位型0、45300 满足要求。3.1.12报警器的选用可选用ddj1型。表3.11 ddj1型报警器的主要技术参数型号额定电压等级音响强度视在功率持续时间ddj1ac36v9040va5min3.1.13指示灯的选用可选用ad116/10型。直径：16mm 额定电压：un=6.3v 额定功率：pn=1w灯泡型号：xz6.3 灯头型号：e10/13选用ddj1型。额定电压等级：ac36v 音响强度：90视在功率：40va 持续时间：5min3.1.14 元器件清单 如表3.13所示为主电路中元器件清单，表3.14所示为控制电路中元器件清单表3.13 主电路元器件清单代号名称型号图中代号数量 1低压断路器dz20y-200qs1 2熔断器rl1-60/50fu1fu3 fu7fu96 3熔断器rl1-15/4 fu4fu63 4熔断器rl1-15/6fu121 5交流接触器cj10-40km1，km2 km5km108 6交流接触器cj10-5km3，km42 7热断电器jr16-60/3fr1，fr22 8交流双速电机ytd7.5kw 6/24m11 9门电机11sz56m2110控制变压器 bk-300380/220-6.3-36tc111 启动电阻rx-5000-1.8r4r63表3.14 控制电路元器件清单代号名 称型号图中代号数量1按钮la19-11a/dsb1-sb14132行程开关jlxk1-311sq1-sq993钥匙开关la18-22ysb1314转换开关lw12-16dsa15热继电器jr16/60fr16相序继电器la19-11a/dka117交流接触器cj10-40km1km10108指示灯ad1-16/10hl1-hl9339报警器ddj1ha110交流接触器cj10-40km5，km6211电阻50，1wr1r8812电容0.47f,500vc1c883.2主电路图 当可编程控制器发出控制信号到km1、km10时，km1、km10通电，电梯串电阻快速启动；1s后km9通切除电阻电梯进入了高速运行状态。当电梯运行到距本层1.6m处时，换速装置开关发出信号，使km1、km9及km10断同时接通km2、km8使电梯进入慢速运行，一定时间后切断km8电梯进入串阻爬行状态。停梯时接通km3使电梯门打开。在电路中还有许多的保护措施，当电压过低时，欠压继电器就切断电路。同时当相序发生错误时，相序继电器马上工作，对错误的相序进行纠正等方面。图3.1 主电路图3.3 地址分配表 对可编程控制器plc输入输出点数统计如下：输入i/o分配如表3.15所示和输出i/o分配如表3.16所示.表3.15输入i/o分配表输入地址外部名称输入地址外部名称x0 一楼上行外呼x20相序更正x1 二楼上行外呼x21优先服务总按钮x2 二楼下行外呼x22 一楼优先按钮x3 三楼上行外呼x23 二楼优先按钮x4 三楼下行外呼x24 三楼优先按钮x5 四楼下行外呼x25 四楼优先按钮x6 一楼内选x26 手动上行x7 二楼内选x27 手动下行x10 三楼内选x30 手动开门x11 四楼内选x31 手动关门x12 一楼平层显示x32 手动、自动、检修的转换开关x13 二楼平层显示x33x14 三楼平层显示 x15 四楼平层显示x35 上下极限限位x16 16m换速信号x36 保护安全信号x17 开/关门到位x37 基站表3.16输出i/o分配表输出i/o地址外设名称输出i/o地址外设名称y0 一楼平层信号显示y12开门输出y1 二楼平层信号显示y13 关门输出y2 三楼平层信号显示y14 上行显示输出y3 四楼平层信号显示y15 下行显示输出y4 上行信号输出y20 开/关门故障输出y5 下行信号输出y21 安全信号输出y6 电梯高速启动y22 上/下行故障输出y7 电梯高速运行y24 报警鸣笛输出y10 电梯减速运行 y11 电梯进入爬行状态3.4 控制面板一楼控制面板设有一个呼梯按钮（向上、带指示灯）。当按钮按下时指示灯亮，若电梯未在一楼，指示灯一直亮着，呼梯信号一直保持，直到电梯在一楼平层停靠进行服务才消失。在此之前，若再次按呼梯按钮系统作无效呼梯处理。当有呼梯信号时，电梯若处于自动工作方式下，则电梯在一楼平层停靠后，自动开门起先服务；若在司机工作方式下，则由司机控制操作。设有六盏指示灯，其中四盏与各楼层相对应指示电梯所在楼层，一楼控制两盏为电梯运行方向指示，指示电梯的运行方向。还设有基站钥匙。如图3.2。二楼控制面板设有两个呼梯按钮，一个向上即呼梯的目的层位于三楼和四楼；一个向下即目的层为一楼。六盏指示灯。工作原理与一楼控制面板相同。如图3.3。 图3.2一楼控制面板 图3.3二楼控制面板 三楼和二楼一样的控制板。两个呼梯按钮，一个向上到四楼，一个向下，到二楼和一楼，指示灯和一楼一样。如图3.4。四楼控制面板设有一个呼梯按钮（向下、带指示灯）。当按钮按下时指示灯亮，若电梯未在四楼，指示灯一直亮着，呼梯信号一直保持，直到电梯在四楼平层停靠进行服务才消失。在此之前，若再次按呼梯按钮系统作无效呼梯处理。当有呼梯信号时，电梯若处于自动工作方式下，则电梯在四楼平层停靠后，自动开门起先服务；若在司机工作方式下，则由司机控制操作。设有六盏指示灯，指示电梯该时刻的运行方向和所在楼层，四盏是层楼指示，两盏是电梯上下运行指示。如图3.5。 轿厢内设置了开关门按钮，用于手动开关门。来满足乘客的要求和安全，开关门按钮只在电梯平层停靠进行服务的情况下才有效。开门按钮同时也做安全触板用。 设有手动上、下行控制按钮，以供司机工作状态下使用（带有指示灯以起警示作用）。设置四个内选按钮，对应着各楼层，以便乘客选取自己的目的层。当某一内选按钮被按下时，它将保持到到达目的层后才消失（带有指示灯）。设有优先服务设置按钮，以供管理人员进行优先服务设定（带有指示灯）。设有工作方式选择开关，用以选择电梯的工作方式是自动、司机还是检修。设有八盏指示灯，其中四盏是与各楼层相对应的，用以指示电梯所在的位置，两盏是电梯运行方向指示灯，用以指示电梯的运行方向。另一盏是当电梯超载和出现故障时用来报警的报警指示灯。还有一盏是优先层楼显示。如图3.6。 图3.4三楼控制面板 图3.5四楼控制面板 图3.6 轿厢控制面板3.5 本章小结本章主要讲述了交流双速电梯控制系统的硬件设计，其中包括元器件的选择、主电路图的绘制、地址分配表的编写以及控制面板的设计。分析了三菱公司的fx2系列的控制系统，根据设计的控制要求，以及性价比等方面完成了对plc的选型。第4章 软件设计 4.1流程图4.1.1 电梯开关门流程图如图4.1所示 图4.1 电梯开关门流程图 4.1.2 电梯上升下降流程图如图4.2所示图4.2 电梯上升下降流程图4.2 梯形图4.2.1 外呼当按下一楼上升按钮时，继电器m103得电自保。m103信号的消除，是在电梯来到一楼时有层楼信号y0切断，同样的道理当电梯在二楼上升、二楼下降、三楼上升、三楼下降、四楼下降的信号记忆和消除都是有各自继电器和对应层楼信号来实现的。图4.3 外呼梯形图4.2.2 换速控制电梯开始工作时就接通y6，同时接通定时器t10，定时器定时时间到达稳速，当换速信号y5到来时，其常闭触点切断y6接通y10，同时接通定时器t11，其定时时间到时就接通y11，电梯进入爬行状态。换速完毕时，换速信号的切除是靠上、下行或停止、平层信号来实现，如图4.4所示。图4.4 换速控制梯形图4.2.3 优先服务当电梯需要做优先服务时，首先由管理人员置电梯工作状态于优先位置，然后再用内选按钮置好优先层楼，在梯形图二中m212为优先一楼，m213为优先二楼，m214为优先三楼，m215为优先四楼。管理人员设置好优先层楼后，优先层楼有外呼信号时，电梯先服务优先层楼，然而此时有一般服务外呼信号电梯对其只作记忆，不做应答，只有当执行完优先服务后再执行一般服务，如图4.5所示。4.2.4 内选信号和平层当有人按下四楼的内选按钮x11时，辅助继电器m116得电自保，当电梯到达四楼平层信号y3来到后，内选信号自动切除，m113、m114、m115得电记忆与其失电消除的工作原理一样，如图4.6所示；层楼信号，当电梯平层后，轿厢上的隔磁板插入感应器，干簧管常闭触点闭合。如电梯到二楼时，x13闭合，使继电器y1得电自保，层楼信号的消除是靠下一层楼信号按理消除的， 如一楼靠二楼信号x13，四楼靠三楼的x14，二楼上行时靠三楼的x14，下行时靠一楼x12，三楼上行时靠四楼的x15，下行是4靠二楼的x13来消除，如图4.7所示。图4.5 优先服务梯形图图4.6內选梯形图 图4.7 平层梯形图4.2.5 开关门电梯平层后，处于停止状态时，y0、y1、y2、y3、中有一个是闭合的， 而且y4、y5都断电。其常闭触点闭合以后使y12得电，门电机正转，打开轿厢门，开门到位后m100接通，其常闭触点切断y12、开门停止；接通定时器t40，若定时时间到，则接通关门线圈y13，于是门电机反转关门到位后，切除y13，则门电机停转，开/关门到此完成，如图4.8所示。图4.8 开关门梯形图4.2.6 换速信号当电梯处于上行状态时满载12层楼间时y0常开触点闭合，y4闭合，若有二楼内选，则下和、个换速有效，准备换速。同理，电梯从14楼时需过了三楼后换速才能有效。13楼时需过了二楼才有效。23、34楼时来个换速信号就有效24楼时来两个信号有效，准备换速。当电梯处于下行时y5闭合，电梯从43，第一个换速信号来到时换速开始。电梯从42楼时，只有当电梯经过三楼，y2闭合才能接收换速信号当电梯从41楼时，只有二楼、三楼y2、y1都闭合才能接收换速信号。当电梯从32楼时，只有当第二个换速信号有效。31楼时，在y1闭合时有效。21楼时，第一个换速信号来到时换速继电器m39、m40得电，进行换速。b这一部分属于顺向截梯时得换速。当电梯执行从14楼的服务时，处于12中间时，若2楼有外呼，电梯应接收第一个换速信号，在2楼停，若3楼有外呼，电梯应接收第二个换速信号，在3楼停同理，当电梯执行从41的服务时，有2或3楼的外呼时，电梯应x16的到来是，接通m39、m40进行换速，停梯。3）这一部分是反向截梯时的换速，如图4.9所示。图4.9 换速信号梯形图4.2.7 相序更正电路当相序发生变化时，三相异步电动机就会反转，即原来状态为上行，相序改变后，变为下行：原先状态为下行，相序发生变化后，状态变为上行。因此，当相序发生变化后，只须把原来的状态切断，接通与之相反的运行状态控制接触器，如原先为上行运行状态，则相序改变后，应切断上行y4，接通下行y5，如图4.10所示。图4.10 相序更正梯形图4.2.8 超时返回基站当电梯服务完毕一次时，若不在基站，那么在定时时间到电后电梯自动驶回基站如图4.11所示。4.2.9 报警电路x0、x1、x2、x3、x4、x5是外呼按钮，加入蜂鸣器电路是为了提醒注意： x36是安全信号；m221是自检故障信号；m201是开关门超时信号；m110是上、下限信号如图4.12所示。图4.11 超时返回基站梯形图图4.12 报警梯形图4.2.10 定时开关电梯电梯一开始工作，若处于自动状态，定时器t62就开始定时。当定时时间大到。计数器c460就计一次数，定时器t62的定时时间乘以计数器c460的计数次数就为电梯的工作时间。当计数器c460计数到时，电梯在无内选情况下，则停止服务，进行关梯。同时接通定时器t63。定时时间到一次，计数器c461计数一次。定时器t63的定时时间乘以计数器c461的计数次数为电梯休息时间。当计数器c461计数次数到时，自动接通电梯，电梯重新进入服务状态，方法是通过c460、c461的触点去控制电源及上、下行继电器如图4.13所示。图4.13 定时开关电梯梯形图4.2.11 故障显示 当有故障信号时，定时器t64接通，定时时间到则接通定时器t65，同时切断t64，t65定时时间到，又接通t64，如此反复，形成一个闪烁电路如