毕业设计论文--电梯控制

河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目电梯控制系部电气工程系专业电机与电器班级学生姓名学号指导教师2012年5月8日目录目录I摘要IABSTRACTI绪论1第1章电梯的简介311电梯的常识3111定义3112电梯的分类3113电梯的原理412电梯的发展过程5121电梯的历史5122电梯的发展及前景513电梯安全常识6131电梯蹲底或冲顶6132电梯突然断电或出现故障，被困在轿箱内7133乘梯时注意事项714PLC在电梯控制中的优越性8141智能化8142安全8143与环境的协调和平衡915课题的研究背景及意义10第2章硬件的设计1221电梯控制系统的组成12211可编程逻辑控制器12212输入、输出部分1322电梯控制过程概述1423电梯的三个工作状态14231电梯的自检状态14232电梯的正常工作状态14233电梯强制工作状态1524系统控制要求1525PLC的基本结构16251PLC的工作原理17252CPU的选型17253地址分配和扩展1826楼层显示2027电梯模型2228变频器的选型2329系统供电设计25第3章软件设计2731电梯控制设计流程图27311电梯设计的基本功能27312电梯控制设计流程图2732软件设计的特点29第4章展望31致谢32参考文献33附录34附录34摘要本文利用台达DVPES系列PLC编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况。目前电梯控制系统主要有三种控制方式继电器控制系统早期安装的电梯多继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。本文就是详细介绍PLC的特点及整个设计过程。关键词控制系统，电梯，台达ABSTRACTTHISPAPERUSEDVPESPLCTOWRITEAFOURELEVATORCONTROLSYSTEMMAINLYANDDESCRIBINGTHEELEVATORCONTROLANDOPERATIONATPRESENT,THEELEVATORCONTROLSYSTEMISMAINLYHAVETHREECONTROLWAYSRELAYCONTROLSYSTEMEARLYINSTALLEDELEVATORMORERELAYCONTROLSYSTEM,PLCCONTROLSYSTEM,COMPUTERCONTROLSYSTEMBECAUSEOFPLCHAVINGSTABLEPERFORMANCE,STRONGANTIINTERFERENCE,DESIGNFLEXIBLECONFIGURATIONCHARACTERISTICSSINCETHE80SPLCINTRODUCEDINTOCHINASELEVATORINDUSTRY,PLCELEVATORCONTROLSYSTEMISUNIVERSALUSEDBYMANYELEVATORMANUFACTURERSINTRADITIONALRELAYSYSTEMTRANSFORMATIONPROJECT,PLCSYSTEMALWAYSISTHEMAINSTREAMCONTROLSYSTEMINORDERTOIMPROVETHEINTIMACYANDTHEOPERATIONRELIABILITYOFTHEELEVATOR,NOWUSEPLCTOCONTROLTHEOPERATIONOFTHEELEVATOR,SOGREATLYIMPROVINGTHEPERFORMANCEOFTHELIFTTHISPAPERINTRODUCESTHECHARACTERISTICSOFTHEPLCANDTHROUGHOUTTHEDESIGNPROCESSDETAILEDKEYWORDSCONTROLSYSTEM,ELEVATOR,DELTA绪论在现实社会中电梯作为高层建筑中垂直上下的运载工具，极大的改变了人们的工作条件，减轻了劳动强度，提高了劳动效率。因此它成为了人们生活和工作中必备的交通工具。现在我国电梯技术发展主要有以下几个主要趋势。1电梯品种的多样化电梯的品种要随着建筑需求而变化，电梯制造商提供的品种愈多，其市场占有量也一定愈大。随着超高层建筑的增多，就需要高速、大容量的电梯，由于相应的控制系统复杂，制造技术难度增大，目前尚只有少数几家国外大型电梯公司能提供这类产品。中高层建筑需求的电梯数量大，能提供的厂商也多。近年来住宅电梯开发的热潮已出现，多层及小高层配置廉价、实用可靠的经济型住宅电梯是一个必然趋势。电梯品种的多样化也应体现在对传统电梯的改造和革新上。如最近推出的无机房电梯就是在电梯驱动装置及其布置方式上具有独特风格的一种产品。2电梯的智能化计算机、通讯技术的发展，使大楼的信息得以快速传递，从而可实现大厦智能化。智能大厦中的垂直交通工具电梯，显然应是智能化的。智能化的电梯首先要与智能大厦的所有自动化信息系统联网，如应与消防、保安、楼宇设备控制等系统交互联系，使电梯成为安全舒适、高效优质的服务工具。串行通讯以其布线简单，信息传输量大等优点，在电梯控制系统中的应用日益增多，由于去掉了微机接口板上的输入和输出电路，减少了井道、机房中的布线数量，可靠性大大提高。随着大楼智能化程度的提高，现场总线技术现已开始应用于电梯控制系统。从电梯运行的控制智能化角度讲，要求电梯有优质的服务质量。控制程序中应采用先进的调度规则，使群控管理有最佳的电梯模式。远程服务对用户的受益是显而易见的，电梯的远程监控使用户享受到一整套的服务，确保电梯的安全运行。3绿色电梯日益严重的环境污染问题迫使人们改变传统的思想观念，绿色产品、绿色技术、绿色产业、绿色企业等“绿色”新概念将成为21世纪的主流色调。绿色电梯的研究国外已经开始，研究的重点主要在电梯的制造、配置以及安装和使用过程中的节能和减少环境污染等方面。利用电梯机房在楼顶的优势，充分利用太阳能作为电梯的补充能源也将是新的研究课题。除了应使电梯用油污染减至最少外，另一个问题是电梯的电磁兼容性研究，由于电梯是唯一在大楼里频繁启动的大容量电器，它是电磁干扰的元凶，电梯的电器和电子装置产生的电磁辐射将影响大楼的办公设备，如无线电、电视机、计算机、无绳电话等。但为了保护环境和电梯的安全运行，使乘客享受到绿色电梯提供的服务，这方面的研究也是非常必要的。在下面这篇论文中我们就介绍了对实验、实训教学电梯模型的设计和应用于实际的生活中，供大家参考。第1章电梯的简介11电梯的常识111定义电梯时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（不做阐述），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。112电梯的分类1按电梯专职司机分类有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。2按速度分类低速电梯（1米/秒以下）、快速电梯（12米/秒）、高速电梯（23米/秒）和超高速电梯（3米/秒以上）。目前世界上速度最快且运行距离最长的电梯迪拜哈利法塔电梯，速度最高达到每秒174米（该电梯是由蒂森克虏伯电梯公司进行生产安装的，包括机场用的登机桥）3按用途分类乘客电梯、载货电梯、货梯、医用电梯、住宅电梯、船用电梯、防爆电梯、观光电梯、汽车电梯、家用电梯、消防电梯等等。4按驱动方式分类交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在200米/秒以上。液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。齿轮条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。113电梯的原理电梯的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速后带动曳引轮转动，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，达到运输原理如图21图11电梯原理示意图12电梯的发展过程121电梯的历史1887年，美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动机传动的电梯。它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。这座古老的电梯，每分钟只能走10米左右。当初设计的电梯纯粹是为了省力。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。1900年，美国奥的斯电梯公司通过代理商TULLOCK在延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作。5按钮开门。在开关过程中或门关闭后，电梯启动前，按下操纵盘上开关按钮，门将打开。6内指令记忆。当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序停靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。7自动定向，当轿厢内操纵盘选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。自动换向，当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的信号。8呼梯记忆与顺向截停。电梯在运行中应能记忆层外的呼梯信号，对符合运行方向的召唤，应能自动逐一停靠应答。9自动返基站。当电梯设有基站时，电梯在完成全部指令后，自动驶回基站，停机待客。312电梯控制设计流程图电梯控制流程图如图31停止行程开关有信号吗停止3，4楼有信号停止1，2楼有信号1，2，3楼有信号吗4楼有信号1楼有信号吗2，3，4楼有信号吗电梯在三楼电梯在四楼电梯在一楼电梯在二楼电梯下降电梯上升电梯下降停止（接下页）电梯下降电梯上升电梯上升楼停楼停执行上升流程与下降相反楼行程开关信号有楼行程开关信号有楼停楼行程开关到复位等待接上页）电梯上升楼向下呼叫或选层楼向下呼叫或选层楼向下呼叫或选层图31电梯控制流程图32软件设计的特点系统软件设计有如下特点1采用优先级队列根据电梯所处的位置和运行方向，在编程过程中，采用了四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号多对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级队列。为实现随机逻辑控制提供了基础。2采用随机逻辑控制当电梯以某一运行方向接近某层的减速位置时，判别该楼层是否有相向的呼叫信号，如有将相应的寄存器脉冲数与比较寄存器进行比较，如相同，则该楼层减速停车；如果不同，则将该寄存器数据送人比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，以实现随机逻辑控制。3采用软件显示系统利用行程开关判断楼层，通过硬件接口电路以LED显示，用控制七段数码管显示电路模块控制数码管的显示。4轿内指令和厅外召唤登记的条件是按下登记的按钮，若此时电梯处在正常运行状态，而且电梯又不再登记的层楼，则该登记为有效。轿内指令登记销号的条件是当电梯正常运行至厅外召唤的楼层且电梯的运行方向与召唤按钮的方向一致时，厅外召唤即被销号。当在安全回路继电器动作、轿内电锁断开、检修等状态下指令信号不予登记，登记的信号即刻销号。第4章展望随着高层建筑的发展，电梯行业的发展也取得了长足的进步，这一点可以从其发展的特点可以看出来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，己由以前的变级调速ACVP发展成为调压调速ACVV及调频调压调速ACVVVF，使得电梯的速度、加速度、加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电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制PLC和微机控制，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智能群控管理得到广泛应用。6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