四层电梯系统设计方案答辩

一.研究的目的及意义二.国内外电梯技术的发展现状及趋势三.四层电梯模型的结构及特点四.初步控制方案的设计五.可行性论证六.总结,(1)研究目的 *了解当前的电梯控制技术以及其发展过程。 电梯在现代高层建筑中交通作用的重要性，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高。 *了解PLC技术在电梯控制中的作用及其优点。 相比于继电器控制，电梯采用了PLC控制，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化.另外可方便地增加或改变控制功能。 *了解电动机交流变频调速技术。 变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 *了解电梯模型的结构特点及其运行控制方式。,（2）研究的意义 *了解当前电梯控制技术的发展现状及未来发展方向。 *增强对电梯运行的控制方式与运行过程的认识与了解。 *熟悉电梯内部结构及其各部件的作用与工作方式，进一步了解电梯的工作方式。 *掌握PLC控制技术在电梯控制领域的应用技术。 *熟悉和掌握欧姆龙CP1L系列PLC的应用。 *加强对理论的认识，提高动手设计能力。,电梯作为一种广泛使用的垂直交通运输工具，近年来在技术上获得了快速的发展。电力驱动的电梯来说，近年来最明显的莫过于驱动和控制技术的发展，即微处理器技术和调速驱动技术。 （1）电梯的微处理器控制技术是指采用专门设计的微处理器系统用于单梯和群梯的控制。由于微处理器的应用，取代了老一代的继电器，大大提高了工作的可靠使用寿命。同时由丰富的软件系统实现了电梯的各种控制功能，运算功能以及信号传输，满足电梯的各种控制需求。 微处理器控制主要包括以下组成部分: 驱动系统控制:主要实现数字调节、数字给定和数字反馈。 信号传输：包括并行传输和串行传输两种方式，其主要目的是实现呼梯信号的登记与显示，与主机进行通讯。其他任务包括按层显示、开门控制及保护、语言合成等。 轿厢顺序控制:微处理器系统收集多种信号后，按软件确定的控制原则进行逻辑判断，确定轿厢的操作顺序和工作方式。,微处理器控制具有以下功能： 自学习功能：指在电梯运行过程中自动记录并计算停站数、楼层间距、减速点位置，使调试简化、提行效率、保证控制质量。 自诊断功能：微处理器具有辩别系统内部出错的能力，可贮存、打印输出，提供异常信息，便于故障检修、维护保养。 （2）调速驱动技术的发展上，目前直流和交流并存。 直流电机具有优良的调速性能，因此在传统的调速方式中高速电梯无一例外地采用直流驱动。直到目前为止，OTis的E411系统仍是直流高速电梯的典型代表，广泛应用于高层和超高层建筑物中。 直流驱动系统一般有两种方式： 1.可控硅励磁系统：用发电机机组组成可控硅励磁机组供电，调节发电机的励磁可改变电机的输出电压进行调速。 2.用可控硅直接供电的可控硅取代了电机系统，利用三相可控硅整流器件将交流电变为可控直流电，供给直流电动机，省去了发电机组，结构紧凑，降低造价。 现代大功率晶闸管整流技术的发展，使高速直流系统的应用更加方便，直流驱动舒适感好，平层精度高，且多采用无齿轮曳引，因此在高速电梯的驱动系统中，直流调速仍是一种主要的驱动方式。,变频变压调速（VVVF）。由于大功率晶体管(GTR)和绝缘门极双极晶体管(IGBT)的快速发展，使功功率变换器件实用化，使交流调速技术迅速发展，其中变频变压调速用于电梯驱动系统是一个明显的例证。 VVVF驱动控制有以下特点: 可采用交流电机对中低速到高速驱动进行控制，对于中高速电梯使用矢量变换控制的变频变压调速，能满足系统在高速运行下的动态调节要求，使电梯运行舒适感更好，平层精度更高。提高效率，节省能源，与可控硅驱动的直流电梯相比可节能5%，与直流机组驱动相比可节能40%;与交流调压调速相比效率高，在满载下运行时可将再生功率回馈电网。,电梯不仅是代步的工具,也是人类文明的标志,其技术的发展正体现了社会的进步与文明。随着电梯技术的发展,电梯在未来 一段时间内的发展趋势大致有以下几个方向。 *绿色化 *降低能耗 *智能化 *远程监控技术的应用 *蓝牙技术的应用,一.四层电梯模型结构1、电梯模型，楼层四层，方柱形结构，外尺寸230长*150宽*630高。2、正面为实验面板，其余为10毫米厚有机玻璃板构成框架，起支撑作用。有机玻璃透明，可见电梯内部升降拖动及拖动机构。3、实验面板表面为彩色模拟实验电梯正面外观图形，对应四层楼层有四个厅门，面板分四个信号区，布有66个电梯的输入输出电气信号端子。,曳引机是电梯的主要拖动机械，他驱动电梯的轿厢和配重装置作上下运动。其组成主要有：曳引电动机、减速箱、曳引轮、底座等。这个电梯模型还装备有速度反馈装置（码盘）。电梯模型中装备有减速箱则为有齿曳引机，其拖动拖动装置的动力主要是通过中间减速箱传递到曳引轮上。,减速箱的作用: 对于有齿曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮转轴间安装减速箱，目的是将电动机轴输出的较高转速降低到曳引轮所需的较低转速，同时得到较大的曳引转矩，以适应电梯的运行要求。曳引轮的作用： 曳引轮是嵌挂曳引绳的轮子，绳的两端分别与轿厢和配重装置连接，当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢和配重装置上下运动，是电梯赖以运行的主要部件之一。孔盘 电机转动轮上装有孔盘，由光电信传感器取出信号，可跟巷道内平层与换速信号同时使用。,升降拖动系统 电梯楼顶位置端装有微型直流电机和减速机构组成的升降拖动系统，拖动轿厢和配重作升降运动。两侧有机玻璃板除支撑作用外，亦构成巷道。巷道两侧装有运行导轨，升降电机采用电压调速。 巷道内各楼层平层位置装有光电传感器，作为平层信号和换速信号使用，上下终端各有一个限位保护信号。楼顶电机转动轮上装有孔盘，由光电信传感器取出信号，可跟巷道内平层与换速信号同时使用。,井道部分包括导轨、导轨支架、配重装置、井道照明、随行电缆等。,导轨的作用： 导轨对电梯的升降起导向作用，它限制轿厢和配重装置在水平方向的移动，保证了轿厢和配重装置在井道中的相互位置，并防止由于轿厢得偏载而产生的倾斜。导轨支架的作用： 导轨支架的作用是支撑和固定导轨，它固定在井道壁处。配重装置的作用： 配重装置安装在电梯井道中，在电梯运行当中起到平衡轿厢及电梯负载重量并减少电动机的功率损耗的作用，是曳引电梯不可或缺的部分。,厅门部分包括厅门、楼层呼叫按钮、楼层显示等。 厅门的作用： 厅门设置在层站的入口处，它的开与关是由轿厢门带动完成的，当轿厢上面的门电机想开门或关门方向旋转时，通过装置使轿厢门带动厅门打开或关闭。 楼层呼梯和显示： 楼层呼梯用于各楼层呼叫电梯到该层，楼层显示用于显示电梯运行的位置。,轿厢部分包括轿厢、轿厢门、导轨、门电机、风扇、操作面板、轿厢内指层灯、轿厢照明、开门与关门、过载保护和夹人保护。,轿厢及轿厢门： 轿厢是运送乘客或货物的承载部件；轿厢门是轿厢内门，是轿厢的出入口，供乘客和货物进出轿厢。 门电机： 门电机是控制电梯轿厢门的开关以及带动外门动作。 操作面板： 电梯内操作面板在电梯内控制电梯开关，各楼层内呼。 轿厢内指层灯： 轿厢内指层灯显示电梯当前所处位置以及将要去的楼层。过载保护和夹人保护： 通过传感器设置过载保护和夹人保护，有利于电梯的正常运行。开关门到位： 测定电梯门开关是否到位，决定电梯能否正常运行。,门拖动系统 在轿厢顶上装有微型直流电机和减速机组成的门拖动系统，门电机直接拖动轿门开关门，运行至不同楼层，再由轿门上的门刀拖动该层厅门做开关门动作。 门电机采用电压调速。 厅门具门连锁电气保护信号，当厅门打开时电梯不能升降运动。 轿门机构有开门到位、关门到位信号，有防夹人保护信号，有轿内超重保护信号。 当有夹人和超重动作时，门自动打开，不允许关门。,5.输入线缆部分 在模型的控制面板下方是整个模型的输入线缆接口，共有四个，分别是标记为A,B,C,D,外加电源输入部分。输入线缆每个接口有20个信号，与整个控制面板上的信号对应。控制器通过接口来接收输入信号并发出控制信号，从而控制电梯的运行。,A1+24V A2轿厢关门 A3关门到位 A4夹人保护 A5二楼上呼按键信号 A6二楼下呼按键 A7四楼下呼按键 A8内锁钥匙 A9直驶按键 A10风扇 A11+24V A12轿厢开门 A13开门到位 A14超载保护 A15一楼上呼按键 A16三楼上呼按键 A17三楼下呼按键 A18外所钥匙 A19消防按键 A20顶灯按键 B1+24V B2内选2按键 B3内选4按键 B4下封巷道信号 B5 1楼上封巷道信号 B62楼上封巷道信号B73楼上封巷道信号 B84楼上封巷道信号 B9孔盘信号 B11+24V B12内选1按键 B13内选3按键 B14自动/司机切换 B151楼下封巷道信号 B162楼下封巷道信号 B173楼下封巷道信号 B184楼下封巷道信号B19上封巷道信号 B20门连锁保护,C1+5V C2轿厢关门 C3上行 C4快速（左） C5内选2灯 C6内选4灯C7司机 C8风扇 C9巷道灯 C11+5V C12轿厢开门 C13快速（右）C14下行 C15内选1灯 C16内选3灯C17自动 C18巷道灯 C19报警器C9.C18顶灯 D1+5V D2二楼上呼指示灯 D3二楼下呼指示灯 D4四楼下呼指示灯 D5下行指示 D6二层 D7四层D8直驶灯 D11+5V D12一楼上呼指示灯 D13三楼上呼指示灯D14三楼下呼指示灯 D15行指示 D16一层D17三层 D18消防灯 D19警铃,4.1实验面板 实验面板参照实际电梯的电器元件位置划分为四个实验区，电梯的全部电气信号端子都分布在四个实验区内。另有一个电源区。,4.1.1电气柜信号实验区（A） 实验面板最上面是电梯顶楼电气柜内的电气信号实验接线区，控制信号 有曳引电机正反转(上行与下行)、曳引电机快速、门电机正反转（开门与关门）、门电机快速、楼层指示、方向指示、顶灯、风扇，报警，夹人保护、超重保护、门联锁保护、开门到位、关门到位、孔盘信号所对应的实验接线端子。4.1.2厅门外呼信号实验区（C） 实验面板中间布有四层厅门，各厅门上方有楼层位置及运动方向指示。各厅门右侧是厅门外呼梯信号实验接线区，有厅外呼梯按钮和操作记忆显示灯，一层有厅门钥匙开关，有消防按钮，以及所对应的实验接线端子。4.1.3巷道信号实验区（B） 实验面板中间左侧是巷道内平层位置检测信号实验区，巷道内具有换速信号，顶层和底层有限位信号，元件采用光电开关，并具有实验连接端子。,4.1.4轿厢内控制盘实验区（D） 实验面板下面是模拟实际电梯轿厢内控制盘实验接线区。控制盘上有运行方式选择按钮（自动与司机）和运行状态指示、楼层内选按钮及运行方向指示，有报站钟及报警蜂鸣器，有手动开门和关门按钮、直驶按钮、风扇、照明灯按钮，有轿内钥匙开关，以及所对应的实验接线端子。4.1.5电源区（E） 实验面板最下面为电源区，有输入信号电源24V和输出信号电源5V，供内部工作和可编程序控制器和输入输出信号回路使用。,4.2电梯主要控制逻辑关系4.2.1司机方式（1）电梯由司机控制执行；（2）行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；（3）行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；（4）内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除；（5）内选信号、呼梯信号、行车方向、轿厢楼层位置均由信号灯指示；（6）厅外有呼梯信号时，轿厢内内选信号闪动提示；（7）层间高速行驶，到站自动换速，低速平层停车，平层借宿报站钟发音提示；（8）平层时可自动开门、手动开门，夹人时自动开门；（9）轿厢内超重不能关门，蜂鸣器发出警告；（10）有内选信号时自动开门，关门后自动行车，关门过程可重新手动开门；（11）无内选时不能自动开门；（12）行车时厅门和轿门都不能打开，开门后不能行车，有门联锁保护；（13）电梯停用时，须到达基站，由轿内钥匙开关，封锁上下行车程序；再由厅门开关，管好电梯门，关灯，切断电源。启动时由厅门开关，打开电梯门，开灯，再由轿内钥匙开关，启动上下行车程序。；,4.2.2自动方式（1）电梯由乘客控制执行，轿内优先；（2）行车方向由内选信号和呼梯信号决定，顺向优先执行；（3）有内选信号时，确定行车方向；（4）无内选和无顺向呼梯信号时，应行使到最远方向呼梯信号位置截车；（5）停层时可自动开门；课本层呼梯信号开门；（6）有内选信号和呼梯信号时延迟自动开门，关门后自动行车；（7）长时间无人用梯，自动回到基站（一层）。（8）长时间内无内选信号和呼梯信号时，自动关断照明、风扇；,4.3控制器的选择及I/O点分配4.3.1控制器的选择 选择欧姆龙CP1L系列4.3.2I/O分配 （1）输入端子分配 轿厢开门0.00 轿厢关门0.01 开门到位0.02 关门到位0.03 超载保护0.04 夹人保护0.05 一层上呼0.06 二层上呼0.07 三层上呼0.08 二层下呼0.09 三层下呼0.10 四层下呼0.11,外锁钥匙1.00 内锁钥匙1.01 消防按键1.02 直驶按键1.03 顶灯按键1.04 风扇按键1.05 一层内呼1.07 二层内呼1.08 三层内呼1.09 四层内呼1.10 自动/司机切换1.11下限位信号2.00 一层下巷道信号2.01一层上巷道信号2.02 二层下巷道信号2.03二层上巷道信号2.04 三层下巷道信号2.05三层上巷道信号2.06 四层下巷道信号2.07四层上巷道信号2.08 上限位信号2.09孔盘信号2.10 门连锁保护2.11,（2）输出端子分配 轿厢开门100.00 轿厢关门100.01 快速（左）100.02 上行100.03 下行100.04 快速（右）100.05 内选一灯100.06 内选二灯100.07 内选三灯101.00 内选四灯101.01 一楼上呼指示101.02 二楼上呼指示101.03 三楼上呼指示101.04 二楼下呼指示101.05 三楼下呼指示101.06 四楼下呼指示101.07 上行指示102.00 下行指示102.01 一层指示102.02 二层指示102.03 三层指示102.04 四层指示102.05,电梯控制方案,整个控制程序设计方案大致上可分为四个部分：开关门部分，轿厢位置指示部分，呼梯信号的记忆与解除，以及电梯上下行部分。一 开关门部分在该段程序中实现了轿厢内部的开关门操作以及到达指定楼层电梯自动开关门的功能。,二轿厢位置指示的实现,轿厢位置指示是指轿厢位置的测定以及楼层指示灯的输出。在该部分中，通过巷道信号来测定轿厢位置。同时，通过串联每一楼层的上下层巷道信号的常闭触点来世现楼层指示灯的正常跳转。另外，通过自锁与互锁程序来保证程序的正常运行。,三呼梯信号的记忆与解除,呼