PLC变频器电梯控制系统设计.doc

PLC变频器电梯控制系统设计第一节 电梯工作原理与构造 一、电梯的整体构造 电梯由机械和电气两大系统构成。 机械系统由曳引系统、轿厢和对重装置、导向系统、厅轿门和开关门系统、机械安全保护系统等组成。其中曳引系统由电机、变速箱、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳、曳引绳锥套等部件组成，功能是输出与传递动力，使电梯运行。导向系统由导轨支架、导轨、导靴等部件组成，功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作直线升降运动，机械安全保护系统主要由缓冲器、限速器和安全钳、制动器、门锁等部件构成，功能是保证电梯安全使用，防止事故发主。厅轿门和开关门系统由厅门、轿门、开关门机构、门锁等部件组成，功能是封住层站入口和轿厢入口。轿厢和对重装置是由轿厢架和轿壁板、对重架和对重铁块装置组成，功能是保证电梯的曳引传动力正常。 电气控制系统主要由控制柜、操纵箱等十多个部件和几十个分别装在电梯各有关部件上的电气元件组成。电梯的机械、电气系统主要部件在机房、并道、轿厢、厅门、底坑中的装配关系可用图4-1（补充）表示。二、电梯安全装置介绍安全装置：电梯在狭小的轿厢内乘载着乘客，在井道内以相当的速度进行升降运行，所以要具有各种安全装置。除国标规定的安全装置外，也要有各种的安全装置或安全上必要的装备，所以电梯成为一种安全的交通工具。若大致区分这些安全装置和安全上必要的装备，可以分为机械的和电气两种安全装置。表4-2和表4-3表示机械的安全装置类和电气的安全装置类的概要。表4-1 电梯安全装置一览表 表4-2 机械安全装置类的概要表4-3 电气的安全装置类的概要三、曳引机曳引机是驱动电梯的轿厢和对重装置作上下运行的装置。曳引机可分为无齿轮曳引机和有齿轮曳引机两种。1、无齿轮曳引机 无齿轮曳引机用在运行速度V2.0m/s的高速电梯上。这种曳引机的曳引轮紧固在曳引电动机轴上，没有机械减速机构，整机结构较简单。2、有齿轮曳引机 有齿轮曳引机广泛用在运行速度V2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物梯上。为了减少曳引机运行时的噪音和提高平稳性，一般采用蜗轮作减速传动装置。 图4-2 TY型曳引机的结构四、电磁式制动器电磁式制动器是利用弹簧力，在电动机轴的制动鼓与制动闸瓦之间产生的摩擦力进行制动。电梯运行时，用电磁力打开制动器。停止时，切断电动机电路，同时切断电磁电路进行制动。 制动器是电梯机械系统的主要安全设施之一，而且直接影响着电梯的乘座舒适感和平层准确度。因此对松闸、平层停靠时的时间，以及制动力矩的大小等都有严格的要求，但应根据具体机型而定。同时为了减少制动时的噪音，制动器线圈内两铁芯之间的间隙不宜过大应根据要求而设置。 目前常用的制动器在构造上有纵型制动器（Y型曳引机制动器），见图4-3和横型制动器（K型曳引机制动器），见图4-4两种。图43 BTLAD4 BTLDD4制动器结构图 图4-4 BD300-DH2 BD335DH制动器结构图五、限速器与安全钳作为电梯的超速和失控保护，限速器是速度反应和操纵安全钳的装置；安全钳是以机械动作将电梯强行制停在导轨上的机构。 限速器安装在机房、通过钢丝绳与安装在轿厢两侧的安全钳拉杆相连，电梯的运行速度通过钢丝绳反映到限速器的转速上。为了保证限速器的速度反映准确，在井道底坑设有张紧装置，使钢丝绳与限速器绳轮间有足够的磨擦力（图45）。 电梯运行时，钢丝绳将电梯的垂直运动转化为限速器的旋转运动，当旋转速度超出极限值时，限速器就会切断控制电路或使安全钳动作。对于设有超速开关（非自动复位）的限速器，超速开关首先动作。切断电梯控制电路使电磁制动器失电制动，如制动失效，电梯继续加速下行，限速器进而卡住钢丝绳，迫使安全钳动作，将电梯强行制停在导轨上。对于没有超速开关的限速器，只有迫使安全动作的功能，用在低速电梯上。为了防止出现电梯己被制停、曳引机仍未停止的现象，在轿厢上梁上设有安全钳动作开关，只要安全钳一动作，电梯控制电路就被切断。 涨紧轮图45 限速器与安全装置1、限速器电梯上的限速器一般为离心式，以旋转所产生的离心力，反映电梯的实际速度。常见的有抛块式和抛球式两种。1、1 抛块式限速器 因其抛块似锤形，又称锤形限速器。以其在动作时对钢丝绳的夹持是刚性的还是弹性的，又分为刚性夹待式和弹性夹持式。（钢性夹持为旧梯种及低速梯用）我们以弹性夹持式作介绍。1、2 弹性夹持式图4-6是一种常见的结构，带有超速开关。限速器对电梯速度的限制分解为两个独立的动作。当电梯的速度达到超速开关动作速度时，抛块掩跌导电座打板，超速开关断开，使电梯控制电路被切断，电磁制动器失电制动；如电梯继续加速下行，抛块进而撞跌夹绳钳，绳钳在自重作用之下，楔入钢丝绳。绳钳的工作端面呈偏心圆状，一旦楔入钢丝绳，就能随绳索的移动作同步偏转，将钢丝绳压住；与此同时，绳钳向后压缩弹簧，当弹簧提供的夹持力足以克服绳索拉力时，绳钳才完全将钢丝绳夹住，安全钳被提起。这种对钢丝绳的弹性夹持过程，使绳索在被完全夹持前有一个滑移量而受到缓冲，这种方式对绳索起到保护作用，使这种限速器适用于快速电梯。其绳钳对钢丝绳的夹持力可通过绳钳弹簧尾端的螺母调整，一般制造厂已作了测试调整，使用中不需再调。 限速器超速开关的动作速度一般超前夹绳动作速度510。第二个动作是否出现，取决于第一个动作的效果。当超速开关动作后，电梯已被制动，或虽未完全制动，但速度己减慢，则第二个动作不会出现；只有当电梯速度继续加快时，第二个动作才会出现，但这情况出现的机率较少，从而也减少了安全钳动作的机率，有利于电梯的安全作用和保护导轨。 从图4-6上还可见到，这种限速器绳轮与抛块之间的运动由拉簧传递，由于弹簧对振动的阻尼作用，能有效防止限速器由于电梯运行中的振动加速度而产生误动作。 这种限速器要将钢丝绳夹住，必须保证夹绳钳的自重足以克服钢丝绳的弹性变形反力楔入绳索，并在一旦楔入后只与绳索作同步移动而无相对滑动。与刚性夹持式抛块限速器相比，这种限速器具有明显优点和先进性。图4-6 限速器的结构图2、安全钳安全钳装置主要由安装在轿厢上横梁的连杆机构和轿厢两侧的立柱上的提拉杆、安全钳锲块及钳座等组成。（见图4-7a、图4-8）图4-7a 轿厢上横梁 图47b 安全钳提拉装置安全钳通过拉臂与限速器钢丝绳相连，在正常情况，由于连杆弹簧的张力大于限速器钢丝绳的拉力，而使安全钳处于静止状态。此时钳块与导轨侧面保持恒定的间隙。 当限速器动作，钢丝绳被夹持不动时，由于轿厢继续下行，拉杆被拉起，楔块与导轨接触，以其与导轨间的磨擦来消耗电梯动能，将轿厢强行制停在导轨上。与此同时，装在拉臂尾部处的安全钳开关动作，电梯控制电路被切断。由于连杆的作用，两侧钳块的动作是一致的。安全钳的楔快有多种形式，常见的有偏心块式、滚子式、楔块式等。其中双楔块式（图4-8）在作用过程中对导轨的损伤小，制动后容易解脱，使用最广泛。但不论何种钳块结构，在制动后都应能以上提轿厢的方式复原。图4-8 FW4、13MC安全钳楔块 安全钳对电梯的制动，按其动作过程是刚性的还是弹性的而分为瞬时动作式和滑移动作式。瞬时动作安全钳与滑移动作安全钳的主要区别在于：前者对电梯的制动是在瞬间完成的，造成的冲击较大；后者则有一个缓冲过程，冲击较小。六、选层器装置及旋转编码器1、选层器也称作层接选择机，其作用是对电梯运行和减速位置进行检测。选层器由于能安装在电梯机房，去进行位置检测，所以具有下述的优点： a、保养、检查和调整方便b、选层器与轿厢直接相连，故检测精度高。c、容易实现多电路的位置检测。 选层器设置在电梯机房，通过钢片带使轿厢的运动再现在选层器，并通过选层器内部设置的各种开关实现电梯信号控制与速度控制。其外部结构见图4-9。2、VS-DB型选层器的原理结构VS-DB型选层器是在交流电梯中具有代表性的选层器，其结构见图4-10。通过直接连接电梯已打孔的钢片带来驱动滑轮，该钢片轮的旋转通过选层器传动链驱动减速装置，使动滑板驱动链转动动滑板与电梯的升降同步作垂直方向上的运动（比例为l：100 或 1：75）该滑板处装有三角触头，在与三角触头相对应处，配置有装于对应大楼层站位置静触头。通过动滑板的移动，三角触头（即动触头）与静触头接触形成电气回路。3、旋转编码器 现在随着科技的发展，电梯的控制系统包括层站指示灯的亮灭及信号的控制等均已实现微机化，除部分电梯外选层器已经被旋转编码器所代替。 如 YPVF型电梯，其旋转编码器与电动机同轴连接，随电动机的转动，产生脉冲信号输出，以及可以检测运行距离。输出脉冲送微机的转速检测回路及计数器。可以检测运行方向、先行距离及减速距离。它能从一定的高速到最低速度为2mmin的速度范围内产生高精度的脉冲信号。它直接与主电动机相连接，与电机同步转动同时产生相互相差为90的A、 B两个脉冲，每转动一周就产生 1024个脉冲。图4-11是旋转编码器产生脉冲的原理。图中的转动盘与主电动机同步转动，通过这个装置，来自发光二极管的光同时透过固定盘和转动盘，通过电动机的转动而产生脉冲。图 4-10 选层器的原理结构图图4-11 旋转编码器的工作原理示意图下图为YPVF型电梯的旋转编码器的位置图图4-12 YPVF型电梯的旋转编码器的位置图 七、导轨1、导轨的种类与规格电梯导轨的种类，以其横向截面的形状区分，常见的有四种：（图4l3）图4-13 导轨的种类 图4-14 T型导轨规格参数 后三种导轨的工作表面，一般均不作加工，通常用于一些速度较低、对运行平稳性要求不高的电梯，如杂物梯、建筑用工程梯等。 电梯中使用最多的是T型导轨。我们日常所说的电梯导轨，一般即指这种导轨。它具有良好的抗弯性能及可加工性。 T型导轨的主要规格是底宽b、高度h和工作面厚度 k（图4-13）。我国原习惯用 hk作为导轨规格标志，这种规格只有两种。表4-4 国产T型导轨原有规格如国际标准T型导轨JSO74651983（E）P，在我国等效制订为导轨标准 JJ49一87电梯导轨。这标准以底面宽及工作面加工方法，即b/加工方法，作为规格标志（表7-2）。表4-5 JJ49一87规定的T型导轨规格表中A为冷拉导轨；B为机加工导轨。（BE为高质量导轨） 对于导轨的规格标志，有的国家（如日本）以导轨加工后每一米长度的重量-千克作为规格区分。如 8 kg、13 kg、18 kg等导轨。2、型号与参数电梯用T型主导轨 导轨的型号由导轨代号、导轨宽度、规格代号及加工方法代号组成。图示如下：标记示例：用机械加工制作的底面宽度为127mm第一种电梯T型导轨：T1271/B电梯对重用空心导轨导轨按形状分底面直边与折弯两种型式，连接件分机械加工型实心连接件和冷弯成型空心连接件两种型式。导轨型号，图示如下：3、导轨与导轨的连接导轨采用碳素钢制成，我国电梯技术标准对导轨的材质及加工粗糙度、厚度偏差都有规定。丁型导轨工作表面粗糙度Ra应不高于63 um（5），厚度的偏差应不大于01mm。（空心导轨）每根导轨直线偏差应不大于长度的 1/6000：且全长的偏差应不大于07mm。在安装时端部以榫头与榫槽楔合定位；底部用连接板固定（图4-15）。榫头与楔槽具有很高的加工精度，起到连接的定位作用，接头处的强度，由连接板和连接螺栓来保证。（1）接头处的定位质量 要求榫头完全楔入榫槽，且连接后接头处不应存在连续缝隙（但允许存在不大于0.5毫米的局部缝隙）。由于榫头和榫槽在加工时，很难做到完全位于导轨横截面的中心线上，在对接时常会出现台阶（图7-4）。台阶a的大小，即为导轨接头的定位质量。其好坏直接影响电梯的运行平稳性，因此必须要加以严格控制。国标规定，a不应大于0.05毫米，并要求按表7-3上的长度要求进行修光。（2）接头处的强度和刚度 导轨接头处的强度和刚度，不得低于导轨刚性，应足以承受电梯的偏重力及安全钳动作时的冲击力。其强度和连接板的厚度、连接螺栓的直径与数量以及连接板与导轨的螺栓孔径有关。连接螺栓的数目一股为每边不少于4个，连接板的厚度及螺栓的直径因导轨规格而异。表4-7是标准导轨的规定。 图4-15 导轨的连接 图4-16 导轨接头处的台阶 表4-6 导轨接头处修光长度表4-7 标准导轨连接板厚度、螺栓直径 八、 门电梯的门在电梯升降时完全关闭。在防止乘客跌落井道的同时，起到防止火灾时通过井道蔓延到其他层的重要作用，对此国标规定了对门的限制。 1、除轿厢停止的层楼外，其他层的厅门不用专用锁匙就不能打开。2、轿门及厅门若不完全关闭，电梯就不能运行。 3、出入口门应用不燃材料制造，或覆益 4、厅门一般作为防火门，或者必要时把候梯厅作为防火区域。 5、为了减少火焰、烟的侵入，们与门套的间隙应在6mm以下，门套与门重叠为 12mm以上。 6、此外，门和门套的板厚都应有规定。 门的开关形式如图4-17所示，大致分为水平方向移动的侧滑动门和上下滑动的垂直滑动门。垂直滑动门适用于大型货梯和汽车用梯或电动送菜升降机等三类特殊电梯。 平时使用的电梯几乎全部是水平移动门，如图4-17那样，（a）是从中 间向左右分开的中分式门；（b）是向一侧方向打开的旁开式门。（图4-18 样板厅门后视图省、补充）（1）中分式门 中分式厅门分为主动门与从动门，主、从动门之间有门钢丝绳连系；开门时，左右门（a）中分式门 （b）旁开式门图4-17 门的开关形式图扇以相同的速度向两侧滑动；关门时，则以相同速度向中间合拢。装在单侧轿门上的联动（系合）装置与厅门主动门联动，然后通过门钢丝绳带动从动门，从而实现门的开关动作。图4-19所示为日立规格的中分式厅门样板。图4-19 中分式厅门的结构示意图 （2）旁开门 门由一侧向另一侧打开或向另一侧合拢。常见的有双扇、三旁开扇式等。由于门在打开后是折叠在一起的，因而又称为双折叠式门。（图4-20日立规格电梯旁开厅门图省）（3）门开关装置 电梯的门开关由门机带动，其结构如图4-21所示。即由门电机、门机电阻箱、链轮及门臂等构成。门电机使用直流电机，通过双向可控硅控制电流方向，从而改变电机运转方向，实现门的开关动作。链轮从电机得到的旋转力，通过门臂转换成水平方向的力，然后传给轿门，实现轿门的开关。图4-21 日立规格电梯门系统及开关装置（4）联动（系合）装置与门锁厅门不具有自动开关的动力，而是通过安装在轿门的联动（系合）装置，随轿门一起进行开关。图4-22表示日立规格电梯的门联动（系合）装置。图4-23为电梯厅门门锁。 (5)门闭合器 关门将尽时，轿门与厅门的联动脱离，所以要在厅门安装门闭合器，通过闭合器的作用使厅门完全关闭。另外，由于某些故障，若在厅门开着时，轿厢移动的话，将是非常危险的。所以从安全的角度考虑，设置门闭合器也是非常必要的。九、缓冲器即当轿厢或对重架冲击井道的底部时，为保障轿厢内的人员安全而缓和冲击力的电梯机械安全装置，设置在底坑部。缓冲器有适用于速度低于60 m/min的弹簧型（SB型）和适用于速度超过60 m/min的油压型（OB-N型）两种。图4-24示出缓冲器的构造。图4-22 日立规格电梯的门联动（系合）装置 图4-23 日立规格电梯的门锁 （1）弹簧缓冲器 当轿厢或对重架撞击缓冲器的话，通过弹簧力吸收冲击能量。（2）于压缓冲器 当轿厢或对重架增击缓冲器的话，就由复位弹簧抵抗，下压柱塞；通过此过程，压出油缸内的液压油，这时，通过喷嘴效果，使油缸内的油位变高， 此汕压作用于柱塞上，使轿厢或对重架的冲击减弱。图4-24 缓冲器构造 十、对重 在提升轿隔时，为了减少电动机所需的马力而设置对重，对重架是吊在与悬垂在曳引轮的轿厢钢丝绢的相反方向上。 对重重量设计为轿厢总重量+载重量x（0.4-0.5），当轿厢满载上行时，就是电动机的最大负荷。 对重的构造如图4-25所示，在用槽钢制成的框架中，重叠装载铸铁制的对重块。对重也是沿导轨升降，与轿厢一样安有导轨和油盅。十一、钢丝绳l、曳引钢丝绳是联接轿厢和对重装置、并靠曳引机驱动使轿厢升降的专用钢丝绳。电图 4-25 对 重 架梯启动频繁 ，有时还会突然停止，钢丝绳要承受静载荷和动载荷，所以，对钢丝绳在耐磨性、韧性和强度挠性等方面都有很高的要求。通常采用优质碳素钢制成的特级钢丝捻绕成绳股，再由6股或8股绳绕成曳引钢丝绳；在缠绕的绳股中心有油芯，当钢丝绳受力时，储存在油芯内的润滑油被挤出，而当钢丝绳受力较小时，润滑油又被油芯吸收，从而起到防蚀、润滑钢丝绳的作用（钢丝绳结构见图4-26）。（a）6X 19钢丝绳断面结构 （b）8X9钢丝绳断面结构 1一钢丝 2一芯线 3一绳股图4-26 钢丝绳结构电梯用钢丝绳一般使用的是右交互捻绳，即钢丝的捻向为右，绳股的捻向为左。所谓向左、向右是指人面对钢丝绳断面，钢丝绳中的钢丝或绳股向上逆时针旋转方向为向左，向上顺时针旋转方向为右。 2、绳头固定方法 在缉头的固定方法上有合金固定法与楔式固定法。前者是过去被普遍采用的方式，其优点是绳索能保持高破断力，但其缺点是对操作人员的技术要求较高且费工时，而后者的作业简单同时绳索的强度与前者十分接近。因此最近已经广泛使用。 （1）合金固定法 如图4-27所示，把绳索穿过绳索锥套然后解开头部，把每股钢丝绳向内侧弯曲并插入锥套内，再熔解巴式合金浇注固定。 作业的诀窍是预热锥套时不要触及绳索及火焰，巴式合金的熔解要一次熔解，不作2次注入。 （2）楔式固定法 在图4-28表示，用钢铁丝将绳头困紧，然后穿过绳头锥套后折弯，绕过楔块插回锥套，并拉紧。用绳夹将其固定，并用细铁丝将绳头捆扎好图4-27 合金固定法 图4-28 楔式固定法图4-29 绳索式电梯的传动方式 图4-30 绳索比的种类 图 4-31 绳轮绳槽的形状十二、轿厢如下图，电梯的轿厢由轿顶、轿顶装饰板、轿厢直梁、壁板、前柱、轿底等构成。图4-32 电梯的轿厢 （b）图4-33 轿架总装图十三、井道提及安全门、空间防护等十四、电气控制系统 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由控制屏(柜)、操纵箱、位置显示装置、平层装置、中线箱、随行电缆、召唤箱、轿顶控制柜及装在电梯各有关部件上的电气元件等组成。第二节 电梯电气原理与控制一、电梯控制原理1、电梯控制电路各部分作用如图4-34所示为一台PLC控制型电梯，其核心是一台PLC。变频器是电气控制部分的执行机构；开关元件是电梯的输入设备，是人与机器的接口；门机是电梯的开关门执行装置；主机是电梯运行的驱动装置；旋转编码器是电梯的测量机构。 图4-34 PLC控制型电梯框图2、电梯控制原理乘客根据需要按下相应的开关指令，PLC接收到该指令后去控制变频器工作，变频器执行PLC输出的指令去控制主机或门机工作。当主机工作时，变频器同时输出一个信号给旋转编码器，旋转编码器接收到变频器的命令对主机的旋转进行计数，完成命令后返回一个信号给变频器二、电梯控制实例分析电梯从一层上升到四层的控制过程：当电梯停在其它层楼时，此时若有乘客想从一楼乘坐电梯上四楼，其工作过程如下：当乘客在一楼按下上行的呼梯按钮，则电梯从其它层楼移动（上行或下行）到一楼，然后将门打开（轿门带动一层层门开启）；若电梯本来就停在一层位置，当按下呼梯按钮时电梯门就开启。门开启后乘客进入电梯内，按下层铵钮，接收到该指令后，发出一个使电梯上升到四层的指令给变频器。变频器接收到指令后首先输出信号将门关闭，然后再输出一个信号使主机转动（主机正转带动电梯向上移动）。电梯移动时，旋转编码器根据主机的转速及圈数计算出电梯的运动行程，当旋转编码器所计的行程等于一楼到四楼的距离时，旋转编码器输出一个停止信号返回到变频器，变频器接收到旋转编码器的信号后切断主机电源，电梯停止运动。电梯达到四层后将门打开（轿门带动四层层门开启）然后再执行下一个命令。三、电梯行驶中的相关操作若电梯在从四楼下降到一楼的过程中，二楼有人按下了下行的呼梯按钮，则电梯将先执行该指令，但必须是电梯还没下降到二楼时（运行在二楼和四楼之间）按下有效，执行完后电梯将继续下行。若电梯在从一楼上升到四楼的过程中，三楼有人按下了上行的呼梯按钮，则电梯将先执行该指令，但必须是电梯还没上升到三楼时（运行在一楼和三楼之间）按下有效，执行完后电梯将继续上行。电梯在上行的过程中，按下下行的呼梯按钮时，电梯将先执行完上行的指令后再来执行下行的指令；反之电梯在下行的过程中，按下上行的呼梯按钮时，电梯将先执行下行的指令后现来执行上行的指令。第三节 电梯电气控制电路分析一、电梯电气控制组图1、主电路控制电路图 图4-35 主电路控制电路图2、开关门电路控制电路图图4-36 开关门电路控制电路图 3、抱闸回路图4-37 抱闸回路图 4、安全回路及门锁回路 图4-38 安全回路及门锁回路图5、PLC电气控制电路图 图4-39 PLC电气控制电路图6、电源电路图图4-40 电源电路图二、元器件符号及接口功能说明1、主电路元器件符号说明DYD：电源指示灯GK:电源开关 HKC:电源接触器F4:变频器 KC:运行接触器 YD: 主电动机 1AJ: 变频器安全开关 SP:减速控制 FX2-80MR:可编程序控制器2、安全及门锁回中元器件符号说明JTK:轿内急停开关AQK:安全钳开关ACK:安全窗开关DTK:轿顶急停开关SZK:上极限开关XZK:下极限开关DSK:断绳开关HCK:液压缓冲开关KTK:底坑急停开关ZCK:限速开关FTK:控制屏急停开关JMK:轿门锁开关1MKnMK:厅门锁开关组AJ:安全继电器MSJ:门锁继电器BZ:报站钟 BZJ:报站钟继电器XWJ:相序继电器自锁开关3、变频器引脚说明L1、L2、L3:电源输入 U、V、W:电源输出 X5:PLC电源X4：旋转编码器信号输入 PA、PB:外接制动电阻（耗能电阻）3.15、3.16、3.20、3.21:PLC接口 3.9、3.10:变频器+电源2.1:运行接触器自锁开关 3.3:爬行速度3.4:额定速度 3.5:检修速度3.6:第一中速 2.3:电梯正转控制2.4:电梯反转控制 2.11、3.11:变频器地4、开关门电路及抱闸回元件符号说明K1：门机开关D1-D4：整流二极管GMJ:关门继电器KMJ:开门继电器R-1、R-2：关门分压电阻R-5、R-4：开门分流电阻C：补偿电容M：门机ZQJ：抱闸继电器 HKC：电源接触器KC：运行继电器R：分流电阻 D：阻尼二极管BZZ：抱闸线圈5、电源接口说明AC380：电源变压器交流380V输入 A24、B24：直流24V输出提供给变频器A220、B220：交流220V输出提供给PLCP110、N110：直流110V输出提供给接触器A124、B124：交流124V输出提供给抱闸线圈C124、D124：交流124V输出提供给门机P24、N24：直流24V输出提供给各显示屏三、电梯电气控制电路工作原理接能时指示灯发光。接通电源开关GK，按下启动按钮电源接触器HKC接通，变频器有电源输入。KC为运行/停止开关（由运行控制器控制），电梯的运行类型由PLC来控制，控制方式如下：Y11、Y14输出：电梯以额定速度上行（电梯正常状态下使用此速度）Y11、Y15输出：电梯以额定速度上行Y12、Y14输出：电梯以爬行速度上行（电梯测试或检修时使用此速度）Y12、Y15输出：电梯以爬行速度上行Y10、Y14输出：电梯以检修速度上行（电梯检修状态下使用此速度）Y10、Y15输出：电梯以检修速度上行Y13、Y14输出：电梯以第一中速上行（电梯轻载时使用此速度）Y13、Y15输出：电梯以第一中速上行1、2旋转编码器工作原理：旋转编码器的作用是对电机的转动圈数进行计数，然后根据电机的转速与所计转动圈数计算出电梯的运动行程，从而实现对电梯运动行程的检测。LV*ZL：电梯运动行程(m)V：电机转速（r/s） Z：电机转动圈数(r)例如：某电机转动一圈的距离为0.05m,电机转速为20r/s,则每1s电梯运行的距离为1m，电机转动圈数为20r。某乘客要从一楼乘电梯上四楼，若一楼到四楼的距离为10m。按下上行呼梯按钮，PLC输出上行指令给变频器，变频器控制电机正转，同时发出一个指令给旋转编码器。旋转编码器开始对电机的转动圈数进行计数，当所计圈数（200r）与变频器输出指令圈数相等时，旋转编码器将信号反馈给变频器，变器将信号又反馈给PLC，此时PLC再输出停机信号给变频器，变频器切断主电路，电动机停转。2、开关门电路工作原理接通门机开关K1，若PLC输出开门信号使GMJ线圈得电，电梯关门（门机正转为关门）；若PLC输出开门信号使KMJ线圈得电，电梯门开（门机反转为开门）。具体过程如下：(1)按下开门按钮，PLC输出信号使GMJ线圈得电，GMJ常开触点闭合，C124、B124交流电源经D1整流经R-1、R-2、R-5分压后给门机加上正电压，门机正转（关门）；由于M与R-5、R-4为并联关系，故此电阻在电路中起分流作用，利用其改变门机两端电压来控制门机转速；SQ1、SQ2为关门行程控制开关，在门机刚运行时SQ1、SQ2处于断开状态，门机两端电压是由门机电阻和R-5并联后与R-1、R-2串联分压而得，此时并联电阻较大，因而所分得电压较高，门机快速运转，关门速度较快；当门关到一定时，SQ1开关闭合，此时门机两端电压是由门机电阻和R-5、R-4并联后再与 R-1、R-2串联分压而得，因并联电阻减小，故门机两端电压降低，转速下降，关门速度减慢；门再运行一定行程后SQ2闭合，此时并联电阻再度减小，门机转速又一次下降，关门速度下降。在整个关门过程中，门机转速有三次变化，即开使时门机以最快速运转，门关到一半时以中速运转，当门快合拢时以低速运转，整个过程显得非常和协、平稳。门机关门时低降是为了减小关门时的惯性，从而避免门与门之间、门机轿厢之间的碰撞。(2)按下关门按钮，PLC输出信号使KMJ线圈得电，KMJ常开触点闭合，C124、B124交流电源经D2整流经R-1、R-2、R-5分压后给门机加上反向电压，门机反转（开门）；(3)SQ3为开门行程控制开关，门开始开启时SQ3断开，并联电阻较大，门机两端电压较大，门机快速运转，开门速度较快；开到一定行程后SQ3闭合，并联电阻减小，门机电压降低，开门速度下降。在整个开门过程中，门机转速不两次变化，即刚开始时门机快速运转，开到一定行程后慢速运转，使开门过程比较平稳。开门过程中的减速是为了减小开门时的惯性，从而避免门与门之间、门机轿厢之间的碰撞。(4)在关门过程中，SQ3不起作用，因为D4反偏将支路阻断；在开门过程中SQ1、SQ2不起作用，因为D5反偏将支路阻断3、抱闸回路工作原理抱闸是电梯的制动部件，其工作的稳定直接影响到电梯的性能和安全，在机械运动系统中是必不可少的设备。本例电梯中，抱闸的工作是与电机同步的，即电机运转抱闸通电刹车带松开，当电机停转时，抱闸断电，在弹簧作用力下拉紧刹车带，从而保证电梯在停止状态下不能滑动。电梯运行时，PLC输出指令使HKC、ZQJ、KC线圈均得电，则HKC、ZQJ、KC三个常开触点闭合，抱闸回路接通，电源整流后加到抱闸线圈两端，抱闸继电器吸合将刹车带顶开，保证电机正常运转。R与D在线圈正常工作时起分流作用，抱闸线圈失电时消除反电动势，保证电梯在停止后抱闸线圈不马上失电，减小电梯停止时的惯性，增加乘坐电梯的舒适感。4、安全回路及门锁回路工作原理随着科技的发展，电梯技术已达到智能化、自动化、人性化的要求，电梯在安全方面的要求也越来越高。本梯中，在各个部件中都安装有安全开关，以保证电梯可靠运行。电梯中的任意一安全开关及门锁开关断开，则电梯不能运行；只有每一个安全和门锁开关均闭合，AJ得电，电梯才能运行。电梯每到停一站，BZJ开关闭合一次，报站钟发出声音。5、电源电路工作原理电源是各种电气设备必不可少的部分。在各种电气设备中电源相当于人体的血液，是各设备提供能源的装置。电源的工作稳定直接影响到设备的稳定工作。本梯采用变压器供电，总共有六路输出，分别提供给各显示单元、PLC单元、接触器单元、门机单元、抱闸单元、变频器单元。6、PLC控制电路原理PLC是本梯控制部分的核心。电梯的各种操作均由PLC来控制，本PLC采用共阳极继电器输出型。控制过程如下：6、1启动过程：关闭基站锁开关YK，PLC启动；安全回路闭合，PLC安全开关AJ闭合，则电源接触器HKC通电；门锁回路闭合，PLC门锁开关MSJ闭合，则运行接触器KC通电，电梯处于待运行状态，此时输入上行可下行指令，电梯运行。6、2PLC单元输入/输出接口工作原理：AJ：安全继电器开关，电梯运行时为闭合状态MSJ：门锁继电器开关，电梯运行时为闭合状态此时若电梯输入上行指令，则电梯上行。例如，电梯原停在一楼，此时乘客按下3NA按钮（进入轿厢后），PLC单元Y0、Y1、Y2、Y6、Y11、Y14、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y41、有输出。HKC、KC、ZQJ、Y11、Y14输出，电梯将以额定速度上行；上方向显示继电路SJ得电，上方向指示灯亮；Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26输出驱动楼层显示屏显示电梯所在位置；Y41输出驱动内指令灯3ND亮。达到目的后，旋转编码器反馈指令给变频器，变频器将反馈停机信号给PLC，电机停转，整个过程完成。MQG：平层磁感应器开关，正常运行时断开，平层时闭合。SHK：上强迫换速开关，此开关闭合，电梯强行减速，正常时断开。XHK：下强迫换速开关，此开关闭合，电梯强行减速，正常时断开。NHK：轿内检修开关其与X7接通时，Y10输出，电梯处于轿内检修状态，正常运行时此开关与X10接通。DHK：轿顶检修开关正常情况下与X10支路接通，当开关与X11、X12支路接通时，电梯处于轿顶检修状态。DSA：轿顶检修慢上按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度上行。DXA：轿顶检修慢下按钮，电梯在轿顶检修状态下，按下此开关，电梯将以检检修速度下行。KMA：开门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将打开轿门，同时轿门带到层门一起开户；一般电梯每到一停站，门自动开户。GMA：关门按钮，电梯停靠在层站时，按下此开关电梯将关闭轿门，层门在弹簧作用力下自动关闭；一般电梯每到一停站，门延时关闭。KMK：开门极限开关，当轿门开到极限时此开关断开，门机停止运转。GMK：关门极限开关，当轿门关到极限时此开关断开，门机停止运转。95%：满载开关，当轿厢载重达到额定载重量的95%时，此开关闭合，电梯将直接运行到最近一楼层，中间有人呼叫无效。20%：防玩耍开关，轻载时此开关断开。ORK：开门故障开关，此开关正常时门断开。SJK：司机开关，时开关闭合时，电梯由电梯司机控制。XFK：消防开关，时开关闭合时，电梯将、乘客送到最近的一层站然后停止运行，以保证乘客安全。CZK：超载开关，电梯超载时此开关闭合，电梯报警，电梯不运行。SWK：上限位开关，电梯冲顶时将开关闭合，电梯停止运行。XWK：下限位开关，电梯冲底时将开关闭合，电梯停止运行。X27：变频器故障开关，此开关正常时断开，变频器故障时闭合，电梯停止运行。X30：减速开关，电梯靠近停站时此开关闭合，电梯减速运行。SP：强迫换速开关，电梯飞车时，此开头闭合，电梯强迫换速。APK1、APK、CPK、LSS：安全触板开关组，位于轿门安全触板上。1NA-nNA:内指令按钮，用于乘客选层。1SA-nSA:外上呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。1XA-nXA:外下呼电梯按钮，每层一个，用于乘客呼叫电梯。第四节 梯控制设计设计内容： 设计一套五层电梯（模型）PLC控制系统，要求该系统具备如下功能： 系统应具备：有司机、无司机、消防3种工作模式。 系统应具备下列几项控制功能： 自动响应层楼请求服务的召唤信号（含上召唤和下召唤人）。 自动响应轿厢请求服务的指令信号。 自动完成轿厢层楼位置的显示（方式不限人）。 自动显示电梯运行方向。 具有电梯直驶功能门指令功能和反向最远停站功能。 系统提供的输人控制信号如下： AYS 向上行驶按钮AYX 向下行驶按钮 YSJ 有无司机选择开关 IYC 一楼行程开关 ZYC M楼行程开关 3YC 三楼行程开关 4YC 四楼行程开关 5YC 五楼行程开关 AIJ 一楼指令按钮 AZJ 二楼指令按钮 A3） 三楼指令按钮 A4） 四楼指令按钮 ASJ 五楼指令按钮 AJ 指令专用开关（直驶） ZXF 置消防开关 AIS 一楼上召唤按钮 AZS M楼上召唤按钮 AZX M楼下召唤按钮 A3S 三楼上召唤按钮 A3X 三楼下召唤按钮 A4S 四楼上召唤按钮 A4X 四楼下召唤按钮 AS X 五楼下召唤按钮系统需要输出控制的开关量信号如下： KM 开门 显示 GM 关门 显示 MGB 门关闭显示 DCS 上行显示 DCX 下行显示 S 上行继电器（控制电动机正转） X 下行继电器（控制电动机反转） YX 运行显示 A LED七段显示器 a段发光M极管 BLED 七段显示器b段发光M极管 CLED 七段显示器C段发光二极管 DLED 七段显示器d段发光M极管 ELED 七段显