基于PLC的四层电梯毕业论文

1、基于PLC的四层电梯毕业论文目录第一盘绪论11.1课題的研究背呆及意义11.2电梯的国外发展状况21.3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景31.4课趣研究的容5第二盘电梯的综述6I电梯的定义与简介62.2电梯的历史发展62.3电梯的种类72.4电梯的主要参数及性能指标92.5电梯的结构及组成部件11第三盘总体方案设计14I总体方案的确定143.2设计思想14第四章硬件的选型161 PLC的选择164.1.1 PLC的定义和特A 164.1.2 PLC的主要功能和应用184.1.3 PLC与其他工业控制系统的比较194.2变频器的选择214.2. 1通用变频器概况214.2.2通用变频器的功

2、率输出驱动技术动向22VS-616G5空变頻器简介23第五盘硬件设计及计算265. 1四层电梯曳引电机及门电机电路图265.2 PLC的系统硬件设计265. 2. 1 PLC控制系统设计的基本原则265. 2.2可编程控制器机型的选择275. 2.3输入/输出点分配：28PLC外部接线图295.3变频器参数设置及计算305. 3. 1变频器参数设置305. 2.2变频器自学习功能的应用方法305.2.3 VS-616G5变频器的连接图315. 2.4变频器容量计算315. 2.5变频器制动电阻参数的计算32第六盘软件设计336. 1 PLC的编程语言336. 2 STEP 7 概述 336.3

3、程序设计常用方法346.4系统结枸框图361电梯开关门流程图366.4.2电梯上升下降流程图376.5梯形图381外召唤信号登记及消除38652扌旨令信号登记及消徐396.5.3电梯的平层信号处理40654选层定向及反向截梯406. 5.5指令外召唤信号的保持436. 5.6各搂层停车信号456. 5.7自动开关门456.6语句表476.7程序仿真51总结53参考文献54附录55外文资料55中文翻译63致谢68第一空绪论1.1课題的研究背景及意义电梯是高层宾馆商店住宅、多层厂房和仓库等高层建第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，搂层越来越多，对电梯的调速縉度、调

4、速困等錚态和动态特 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或和美学等问題。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咎后服务和维修保养都达到高质量，才能 全面保证电梯的戢终高质邀。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由参制造 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査试滋，从而为电梯 运行的可煮性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐

5、电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全 性做过认真地调査和科学计算 其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。厠资料统计，在美国乘其他交 通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电样的人数每年却有340亿人次之多。目前，由可编程序控 制器(PLC)和徹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控制的电梯可弃 性高维护方便开发周期短 这种电梯运行更加可蒂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，是微机技术与维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

6、机。自1969 年针对工业自动控制的特点和窝要而TT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维承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用徼 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，辦弃了微机當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淸晰直观方便易学，调试和査错都很容易。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

7、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過应用。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孕LC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC CAD/CAH ROBOT)之一 以其可亢性逻辑功能强、体积小、可在线修改控制税序具有远程通信联网功能，易 与计算机接口能对模拟董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 $中间继电器时间维电器、记数维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、轻工电子纺织倉品交通等行业徳到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国 家工业先进水

8、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 电梯作为建筑物的主要运输工具，像其他的交通工具 一样已经成为我们日當生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量主要受其经济 增长速度、城市化水平、人口密度及数量国家产业结枸等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的 情况下 我国国民经济仍然以较高的速度持续増长，城市化水平不断提高。这从客規上导致了我国电 悌行业的空前緊荣景象 我国已经成为全球最大的电梯市场。上世纪80年代以来，随着经济建设的 持续高速发展我国电梯需求邀越来越大。总姥势是上升的目自口送入了 第三次浪潮 * 2004 年总产邀超过

9、了 8万台，而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了 61万多 台电梯。尽管如此，我国的电悌远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有1台电梯，我国如果要 达到这个水准还需要増加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台*每年仅报废更新就 需要6万台。到2005年中国电梯的年产量达到135万台与1980年相比 25年增长了 59倍， 产量每年平均増长178%。2005年安装验收电梯124465台，截至05年底，我国的在用电梯总数已 达651794台。如此虎大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台！我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世

10、界所有的知名电梯公司 美国奧的斯瑞士迅达芬兰通力徳国蒂森、同本三菱日立、东芝、富士达等13家大型外商投 资公司在国的市场份额达到了 74%” 。先进技术和先进管理的引进对国电梯企业产生了强大的推动 作用。江南百斯特、巨人华立昌华 飞潞宏大申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌 看清了自己的定位与出路。目前国市场需要的电梯产品*我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量 替代了进口，而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参 加了国际标准化组织ISOZTC178以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标 准的高起虽使我国电梯行业在技术上居于有利地位

11、。许多新技术和新产品*如无机房电梯、无齿轮曳 引机永敬同步抱动技术远程监控技术等 国际上也是刚刚出现 我国就有许多企业可以生产了 Ia产电梯以其高质说，低成本的优势施得了越来越多的国外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条 件 冲国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置 毎年销$量己达1万台左右，约占亚洲市场的1/50， -些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界，电梯的生产情况与使用数W已经成为衡量一 个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遇。世界上有名的几 家电梯公司，诸如：美因奧的斯公司瑞士讯达公司日本三菱和日立公司芬兰科恩等其电梯的 产量已占世駅市场的5

12、1%。其中，奧的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前，国 外除了以交流电梯取代克流电梯以外，在低层搂房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将 成走电梯家族中新的组成那分。1.3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景目前在电悌的控制方式上，主要有维电器控制PLC控制和徵型计算机控制三种。而PIC实 际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依衣程序运行这就保证只 有正轴的程序才能运行 否则电梯不会工作；又由于PLC中的那辅助维电器及保持继电器等实际上是 PLC系统存工作单元 即无线圏又无触点 使用次数不受限制，属无触点运行，因此它比继电器控 制有着明显的优

13、越性 运行寿命更长工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方 式中最具有可亢性实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新 換代 是电梯控制系统中理想的控制新技术。随着科技的进步，电梯也臾加安全、舒适。然而 人 们的追求并没有就此停止下来，仍在不斷地进行研究改进。绿邑是和平，绿色是天然绿色是和谐。 电梯是载人的机电设备要实现“绿色，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服 务，强调电梯与环境的协调与和谐。目前意义上的“绿色” 一般是强调“天然的一面网，强调 与环境的协调与和谐= 电梯属于纯粹的工业产品 其天然性应表现为对环境影响的尽可能小与环境

14、 的协调与平衡以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。智能化。我们这罩所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是 -种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。 而真正的智能电梯应更具人,性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智 能无法比拟的东西，具有动念和随机处理各种问題的能力，诸如能根提轿厢的情况和各层的候梯信息 自动地制定每次戢优的运动速度和停车政策；自动选择运动方面；双向语音交流；到达目的层的语音 提示等，让乘客有更多的主动性，使大搂交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全 检

15、测功能让电梯自己能够检湄到电梯的故障所在 并及时报警予以排除。安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说电梯的全部其他工作都是以此为中心展开 的使电梯安全运行更有保障C运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电遠辐射，使用安全材料和运 行稳定而且要有一种良好的视觉效果 让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢有安全、舒适的好心情。同 时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本 身应当能自动播放让乘客或到放松的音乐，彻底消除产生紧不安的情绪0当小孩和老人乘坐时电梯 对他们应给予一种如同家人般的照顾，不但让老人和孩子或到方便和舒适，而且更让其家人或到放心。 电梯运行安全还要

16、求电梯有自动休岷功能，使电梯在保证运行效率锻高的同时使电梯能嚴大限度地 得到休眠.。与环境的协调和平衡包扌舌以下几个方面：视觉访调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展：视觉不协调的环境 邑彩对人的情绪精神彫响非常大。色彩宜人 格调高雅制作給良的电梯，乘客自然会有一种安全 的感觉有一种视觉上的舒适。用料低廉，款式旧 色彩沉闷 甚至破破烂烂的电梯乘客视觉协调 无从谈起，乘坐电梯的第一威觉就是不安全。国的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少 通过引进BJ外技术国产化的电悌也显需出一副土生土长的容貌。消除电繼辐射。如前所述，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电敬干扰的元

17、凶 所以绿色电梯必须是一个达到自身对大搂电做干扰箴小，而又不被其他电戦干扰影响的建筑机电设备。 这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大搂大厦中的大楼的办公自动化(OA) 搂宇自 动化(BA八 通讯自动化(CA)的正常运转。舒适威。通过采用高栽频波矢$肆音变频器，可降低噪声变换频丰及电压。以CPU控制电压 及頻率的连续变换方式，按人体生理适应要求利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳 定更舒适的运行。对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可慕性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能 耗、噪声等级和电缴干扰税度等方面也有相应要求。随着时代的发展对人在与外界隔离封闭的电梯 轿厢心理

18、上的压抑感和恐惧感.也有所考虑。因此，提借对电梯进行豪华性装修比如：轿厢用镜面 不绣钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象：送而主电悌扶梯应与大自然相协调，在扶 悌的周困种植花草；在轿厢唯和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏 心悦目；在轿厢播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢播放电视节目，乘客可收看天气预报新闻 等1.4课趣研究的容课題所研究的容主要是用可编程控制器(PLC)改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式 电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改遥，以节约资金。因此对电梯控制 技术进行研究找出一条适合国产老式电悌的改造之路*并进而提高国

19、产电梯的技术水平和质量，具 有十分重要的意义。针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作 寿命短等缺陷提出采用功能强故障丰低、可立性高的可编程控制器(PLC)来控制电梯。论文的主要容如下：首先对电梯系统及可编程控制器(PLC)作了比较全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系 统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大抑分。确定了系统的总体结构，由PLC来 实现电梯信号控制，有双速电机实现调速完成了电机和可编程控制器(PLC)的选择。然后是系统 硬件开发，完成了 PLe的选型I/O点数分配与PLC的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法基 础上T殳计出了软件流税

20、图，提出了模決化编程思想，介绍了系统的软件开发。箴后对改造后的电梯 系统进行模拟调试。第二章电梯的综述2.1电梯的定义与简介一种以电动机为动力的垂克升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或栽运货物。也有台阶 式，踏步板装在履带上连续运行俗称自动电梯。服务于规定楼层的因定式升降设备。它具有一个 轿厢，运行在至少两列垂克的或倾斜角小于15的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结枸形式便于乘客出入 或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物垂直交通运输工具的总称。近几年来， 随着国际社会对环保认识的关注，各大电梯公司现在在其电梯表面恳本都采用了粉末涂料喷涂，这是 一种新空环保无溶剂的涂料，并且各种性

21、能皆优于油漆。2.2电梯的历史发展1854年在纽约水晶宫举行的世环博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人 展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上命令助干将平台拉升到观众都能看得到的高度 然后发出信号，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉窥绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁而是牢 牢地因定在半空中一一奧的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。“一切安全先生们。”站在 升降梯平台上的奧的斯先生向周因观看的人们挥手致意。谁也不会想到这就是人类历史上第一訓安 全升降梯。人类利用升降工具运输货物、人员的历史非當悠久。早在公元前2600年，埃及人在建遥 金字塔时就使用了最原始的升降系统，这套系统

22、的基本原理至今仍无变化：即一个平衝物下降的同时 负栽平台上升。早期的升降工具娠本以人力为动力。1203年，在法国海岸边的一个修道院里安装了 一台以驴子为动力的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。英国科学家瓦特发明熬汽机后，起 重机装置开始采用蒸汽为动力。累随其后威廉汤姆逊研制出用液压驱动的升降梯，液压的介质是 水。在这些升降梯的基础上，一代又一代富有创新給神的工程师们在不斷改送升降梯的技术。然而* -个关址的安全问題始终没有得到解决，那就是一旦升降梯拉升缆绳发生斷裂时，负載平台就一定会 发生坠毁爭故。臭的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。从那以后，搭乘升降梯不 再是勇敢者的游戏

23、” 了 升降梯在世界困得到广泛应用。1889年12月，美国奧的斯电梯公司制造 出了名副其实的电悌，它采用直流电动机为动力通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升 降轿厢。1892年 美国奧的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿厢拉动绳索的操纵方式， 为撫纵方式现代化开了先河。生活在继续 科技在发展，电梯也在进步。150年来电梯的材质由 黑白到彩色，样式由査式到斜式在操纵控制方面更是步步出新一一手柄开关操纵按钮控制、信号 控制集选控制、人机对话等等多台电梯还出现了并联控制 智能群控；双层轿厢电网 梯展示出 节省井道空间，提升运输能力的优势；变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间：

24、不同外形扇形、三甬形半菱形丰圆形 整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。如 今，以美国奧的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿仍在继续进行电梯新品的研发并 不斷完善维修和保养服务系统。调频门控智能远程监控、主机节能、控制柜低嗓音耐用、复合钢带 环保款款集纳了人类在机械电子、光学等领域锻新科研成果的新型电梯竞相问世冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。23电梯的种类根提建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同棗型的电梯。目前电梯的基本分 类方法大致如下：1按用途分类乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿装饰。载货电

25、梯：主要为运送货物而设计 通常有人伴随的电梯。医用电梯：为运送病床担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。杂物电梯：供图书馆办公楼饭店运送图书文件金品等设计的电梯。观光电梯：轿厢壁透明供乘客观光用的电梯=车辆电梯：用作装运车辆的电梯。船舶电梯:船舶上使用的电梯。建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯徐上述當用电梯外还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯卩方爆电梯、矿井 电梯电站电梯消防负用电梯等。2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：用克流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定

26、速度一般在2. 00ms以上。液压电梯：一般利用电动泵驱动液体流动由柱靈使轿厢升降的电梯齿轮齿条电梯：将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮 电动机带动齿轮旋转使轿厢 升降的电梯。螺杆式电梯：将直顶式电悌的柱赛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）带动缥母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。直线电机驱动的电梯：其动力源是直线电机。电梯问世初期 曾用蒸汽机、燃机作为动力克接驱动电梯，现已基本绝迹。3 按速度分类电梯无严格的速度分类我国习惯上按下述方法分类。低速梯：常指低于1.00ms速度的电梯。中速梯：當指速度在1. OO2. 00ms的电梯

27、。高速梯：當指速度大于2. 00ms的电梯。超离速梯:速度超过500ms的电梯。随着电梯技术的不斷发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地 提高。4按电梯有无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。有/无司机电梯：这类电梯可变换控制电路平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司 机操纵。5按操纵控制方式分类手柄开关操纵：电梯司机在轿厢控制操纵盘手柄开关实现电悌的起动上升、下降平层 停止的运行状态。按纽控制电梯：是一种简单的自动控制电梯，具有自

28、动平层功能，當见有轿外按钮控制、轿按 钮控制两种控制方式。信号控制电梯：这是一种自动控制程度较高的有司机电梯 缺具有自动平层 咱动开门功能外 尚具有轿厢命令登记层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。集选控制电梯：是一种在信号控制尿咄上发展起来的全自动控制的电梯与信号控制的主要区 别在于能实现无司机操纵。并联控制电梯：23台电梯的控制线賂并联起来进行逻辑控制共用层站外召唤按钮电梯 衣身都具有集选网功能。群控电梯：是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能 控制等形式。6其它分类方式按机房位置分类，则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（

29、下机房） 电梯以及有机房在井道部的（无机房）电梯。按轿厢尺寸分类，刖经常使用“小型、“超大型” 等抽彖词汇表示。此外 还有双层轿厢电梯等。7特殊电梯斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备。特 别是由于土地緊而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。立体停车场用电梯 根提不同的停车场 可选配不同类型的电梯。建筑施工电梯，是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括绡齿传动与無传动或 采用钢丝绳提升），使吊笼作垂査或倾斜运动的机械 用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与 维修。它还可以作为仓库码头船坞高塔、高畑囱的长期使用的垂克运输机械。2.4电梯的主要参数及性能指标1

30、性能指标：（1）安全性电梯时运送乘客的，即使栽货电梯通常也有人相伴随因此对电梯的第一要求就是安全。电梯 的安全与设计制造、安装调试及检修各环节都有密切联系任何一个环节出了问題都可能遥成不 安全的隐患，以致造成事故。（2）可亢性电梯的可熬性很重要如果一部电梯工作起来经常出故障，就会影旳人们正常的生产与生活， 给人们造成很大的不便不可靠也是爭故的隐患，常常是不安全的起因。要想提高可录性首先应提 高构成电悌的各个零部件的可抹性只有每个零部件都是可亢的，整个电梯才能使可箕的。（3）停站的准确性停站准确性又称平层准堀度，平层紡度GBT10058-1997 (电梯技术条件对轿厢的平层准确 度规定如下：电梯

31、类型额定速度ms)平层准确度(ms)交流双速电梯025或05W 150.75或10W30交直流快速电梯1. 5-2.0W 15交直流高速电梯2. 0 + 5电梯轿厢的平层准确度与电梯的额定速度*电梯的负栽情况有密切关系。负载重，则惯性大 提速高惯性也大。因此检査平层准确度时分别以空栽，满载，上下运行，到达同一层站停测量平衡 误差取其锻大值做平层站的平层准确度。振动嗓声及电啟干扰现代电梯是为乘客创遥舒适的生活和工作环境。因侧要求电梯运行平稳安錚无电做干扰舒适或和快速感电梯作为一种交通工具对于快速性的要求是必不可少的，快速可以节省时间这对于快节奏 的现代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和减速度的

32、过分增大的不合理变化又会遥成乘客的不适 感。因此在电梯设计时就要兼顾快速性和舒适感这两个互相矛盾的因素。节能现代电梯应该合理的选择拖动方式，以达到节能的目的2.主要参数：D额定载重萤(kg):制造和设计規定的电梯載重量。2)轿厢尺寸(Wn):宽X深X高。3）轿厢形式：有单或双面开门及其它特殊要求等以及对轿顶轿底、轿璧的处理，颜色的 选择对电风扇的要求等。4）轿门形式：有栩栏门封闭式中分门封闭式双拆门封闭式双拆中分门等。5）开门宽度（）:轿厢门和厅门完全开启的净宽度。6）开门方向：人在斤外面对斤门，门向左方向的为左开门*门向右方向开启的为右开门，两 扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称为中分门

33、。7）曳引方式：常用的有半绕1 : 1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的运行速度。丰绕2 ： 1 吊索法轿厢的运行速度等于钢丝运行速度的一半。全绕1 ： 1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝的 运行速度。8）额定速度（ms）:制造和设计所规定的电梯运行速度。9）电气控制系统：包括控制方式拖动系统的形式网 等如交流电机拖动或直流电机拖动 轿按钮控制或集选控制等。10）停层站数（站）：凡在建筑物各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。11）提升高度（Inm）:由底层端站楼面至层顶端站搂面之间的垂直距离。12）顶层高度（nun）:由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层搂板下最突出枸件之的垂克距离。 电梯的运行速度越快

34、，顶层高度一般越高。13）底坑深度（mm）:由层底端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电悌的运行速度越快，底 坑一般越深。14）井道深度（nun）:由井道底面至机房楼房或隔音层楼房板下箴突出枸件之间的垂査距离。15）井道尺寸（nun）:宽X深。2.5电梯的结构及组成部件电梯是机电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体电气訓分相当于人的神经，控制部分相 当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同使电梯可盘运行。尽管电梯的品种緊多，但目 前使用的电梯绝大多数为电力拖动钢丝绳拽引式结构，其机械部分由拽引系统，轿厢和门系统，平 衡系统 导向系统以及机械安全保护装置组成；而电气控制部分由电力拖动系统，运

35、行逻緝功能控制 系统和电气安全保护等系统组成。电悌的娠本结构如图2-1所示。1 一控制柜（屛）2 拽引机、3拽引钢丝绳、4限速器、5限速器钢绳6限速器紧装置、7 轿厢8安全钳、9轿厢门安全触板10导轨 11 一对重、12厅门13缓冲器K 2-1电梯的基本结构电梯拽系统的功能是输出动力和传递动力驱动电梯运行。主要由拽引机拽引钢丝绳，导向 轮和反绳轮组成。拽引机为电梯的运行提供动力由电动机T曳引轮，连轴器，减速箱，和电磁制动 器组成。拽引钢丝的两端分别连轿厢和对重，依裳钢丝绳和拽引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向 轮的作用是分开轿厢和对重的间距 采用复绕型还可以增加拽引力。二、导向系统导向系统由导

36、轨,导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度,使得轿厢和 对重只能沿着导轨做升降运动。三门系统门系统有轿厢门，层门开门连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架 等组成层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上是轿厢和层门的动力源。四、轿厢轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重 机构 由橫梁立柱底梁，和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底，轿厢唯轿厢顶以及照明通风装置 轿厢装饰件和轿厢操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定載重量和额定客人数决定五重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重

37、和部分额定殺重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧拽引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设 计彩响的装置。六、电力拖动系统电力抱动系统由拽引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置等组成它的作用是对电梯进 行速度控制。拽引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。供电系统是为 电机提供电源的装置。速度反馈系统長为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速 度脉冲发生器与电机相连。调速装置对拽引电机进行速度控制。七电气控制系统电梯的电气控制系统由控制装置操纵装置，平层装置，和位置显示装置等部分组成。其中控 制装置根据电梯的运行逻緝功能要求，控制电梯的运行*设置在机房中的控

38、制柜上。操纵装置是由轿 厢的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发出平层控制信号使电梯轿厢准 确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢在接近某一楼层的停叢站时欲使轿厢地坎与厅门地坎达到 同一平面的操作。位置显示装置是用来显示电梯所在搂层位置的轿和厅门的指示灯，斤门指示灯还用 尖头指示电梯的运行方向。八安全保护系统安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯安全的使用。机械方面的有：限 速器和安全钳超趨速保护作用，缓冲器起冲顶和摊底保护作用，还有切斷总电源的极限保护装置。电 气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。第三章思体方案设计3.1总体方案的确定电梯PLC的

39、控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和抱动控制系统两 部分组成。图3-1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包扌舌PLC主机及扩展、机械系统轿 厢撫纵盘斤外呼梯盘指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。系统控制核心为PLC主机、操纵盘.、呼梯盘井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC， 存储在存储器及召唤扌旨示灯等发出显示信号 向拖动和门机控制系统发出控制信号。京全裝置井道裝資轿JHI操纵盘厅外呼梯PC主机CFU存情器團3T电梯PLC控制系统的基本结构图3.2设计思想信号控制系统电梯信号控制娠本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图3-2所示输入到PLC的控制信号

40、有：运行方式选择（如自动、有/无司机检修消防运行方式等）运行控制、轿指令层站召唤 安全保护信息茨转编码器、光电脉冲、开关门及限位信号门区和平层信号等。S-2电梯PLC信号控制系统框團电梯控制系统实现的功能电梯的控制系统实现如下功能：1）行车方向由选信号决定，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）选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除。4）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）有选信号时延时自动关门，关门后延时自动行车；7）无选时延时5s自动关门,但不能自动行车；8）行车时不能手动

41、开门或本层呼梯开门，开门不能行车。第四章硬件的选型PLC的选择PLC的定义和特点1.PLC的定义由于PLC在不斷发展，因此对它下一个确切的定义是困难的。1980年PLC问世后，由美国电 气制造商协会(NatiOnal EleCtriC ManUfactUrerASSOCiation NEMA)对 PLC 下过如下的定义：PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储扌旨令实现逻辑运算顺序运 算、计数、计时和算术运算等功能用来对冬种机械或生产过稚进行控制。1982 年 * 国际电工娄负会(InternatiOnal EleCtriCal COlnmittee IEC)颁布了 PLC

42、标准草案 * 1985年提交了第2版，1987年的第3版对PLC作了如下的定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用 而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器 用来在其部存储执行逻辑运算 顺序运算计时计数和算术运算等操作的指令并能通过数字式或模拟式的输人和输出，控制各种 类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外囤设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体易于 扩展其功能的原则而设计。上述的定义表明 PLC是一种能克接应用于工业环境的数字电子装置，它与其他顺序控制装置 不同的特点。2. PLC的特点PLC能如此迅速发展的廉因是由于它具有通用计算机所不及的一些下列特点：一可箕性。可

43、亢性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可旅性高表现在下列几方面：与继电器逻辑控制系统比较 PLe可充性提高的主要原因：PLC不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少。与此同时，系统的维修简 单维修时间缩短，因此可靠性得到提高。PLC采用了 一系列可靠性设计的方法进行设计*例如*冗余设计掉电保护故障诊斷和信 息保护及恢复等使可范性得到提高。PLC有较强的易操作性，它具有编程简单操作方便维修容易等特点，因对操作和维修人 员的技能要求降低，容易学习和掌捱，不容易发生操作的失误可亢性高。与通用的计算机控制系统比校，PLC可亢性提高的主要原因：PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置

44、，它具有比通用计算机控制系统更简单的 编程语言和更可亢的硬件。采用了经简化的编程语言编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环 境设计的硬件使可靠性大大提高。因此 PLC的可亢性较通用计算机控制系统的可立性有较大提高.在PLC的硬件设计方面，采用了一系列提高可次性的措施。例如采用可亢性高的元件；采 用先进的工艺制造流水线生产；对干扰采用屏蔽隔离和滤波等，设有对电源的掉电保护存储器容 的保护并采用看门狗和其他自诊斷措施、便于维修的设计等等。在PLC的软件设计方面也采取了一系列提高系统可生性的措施。例如采用软件;虑波软 件自诊斷、简化编程语言信息保护和恢复报警和运行信息的显示等等。一份用户选用PLC

45、原因的 调査报告扌旨出，在各种选用PLC的原因中，第一位的原因是由于PLC可靠性高的用户达93% 其次 才是性能和维修方便等原因。可见 可亢性高是PLe的主要特点。二、易操作性。PLC的易操作性表现在下列三个方面：操作方便对PLC的操作包括程序输人的操作和程序更改的操作。大多数PLC采用编税器进行程序输人和更改的操作。编程器至少提供了输人信息的显示对大中型的 PLC，编程器采用CRT屛辣显示，因此，程序的输人克接可以显示。更改程序的操作也可克接根提所 窝的地址编号、维电器编号或触点号进行搜索或顺序寻找，然后进行臾改。更改的信息可在液晶屛或 CRT屛幕上显示。所以PLC具有操作方便的特点。编程方

46、便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，梯形因由于与电气原 理图较为接近 容易掌握.和理解所以有利于程序的编写和学习。采用布尔助记符编程语言时，由于 符号是功能的简单缩写，十分有利于编程人员的编程。虽然功能表图功能模块图和高级描逑语句的 编程方法应用尚未普及但是由于它们具有功能清晰、易于理解等优点，正为广大技术人员所接纳 和采用并发挥出更有效的功能特点。维修方便* PLC所具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低了。当系统发生故障 时，通过硬件和软件的自诊斷，维修人员可根据有关故障信号灯的提示和故障代码的显示，或通过编 稚器和CRT屛廉的显示很快地找到故障所在的部位为迅速排

47、除故障和修复节省了时间。为便于维 修工作的开展有些PLC的制造企业提供了维修用的专用仪表或设备，提供了故障树等维修用的资料。 有些厂商还提供维修用的帮能卡件或插件板，使维修工作变得十分方便。PLC的面板和结枸的设计也 考虑了维修的方便性,例如，对需维修的部件设置在便于维修的位置，信号灯设置在易于观察的部位， 接线端子采用便于接线与更換的类型等，这些设计使维修工作能方便地进行从而大大节省维修时间。 采用标准化元件和标准化工艺生产流水线作业，使维修用的备品备件简化，也使维修变得方便。三、灵活性。PLC的灵活性表现在下列三方面：编程的灵活性。PLC采用的编程语言有悌形图、布尔助记符功能表图 功能模块

48、图和语 句描述编程语言，只要掌握其中一种语言就可以进行编程。编程方法的多样性使编程方便，应用面拓 展。由于采用软连接的方法在生产工艺流程更改或者生产设备更换时，可以不必改变PLC的硬设备 通过程序的编制与更改就能适应生产的需要C这种编程的灵活性是维电器顺序控制系统所不能比拟的。 正是由于编程的柔性特点使PLC能大量地替代维电器顺序控制系统，成为当今工业控制领域的重要 控制设备。在柔性制造单元(FMC) 柔性制造系统(FHS)、计算机集成制造系统(ClMS)和计算机集成过 程控制系统(CIPS)中 PLC正成为主要的控制设备，得到广泛的应用。扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个至要的特点。

49、它可根提应用的规模不斷扩展 即可进行容量的扩展，功能的扩展，应用和控制困的扩展。它不仅可以通过增加输人输出单元增加点 数，通过扩展单元来扩大容邀和功能，也可以通过多台PLe的通信来扩大容量和功能甚至可通过与 集散控制系统(DCS)或其他上位机的通信来扩展它的功能，并与外部设备进行数据的交换等。这种扩 展的灵活性大大地方便了用户。操作的灵活性。操作的灵活性是指设计的工作量大大减少编程的工作量和安装施工的工 作量大大减少，撫作十分灵活方便，监视和控制变得容易。在维电器顺序控制系统中所需的一些操作 可以简化，不同的生产过程可采用相同的控制台或控制屏等。四、机电一体。化为了使得工业生产过程的控制更平稳

50、、更可煮，向优质高产低耗要效益，对 过程控制设备和装置提出了机电一体化一一仪表、电子计算机综合的要求，而PLC正是这一要求的 产物它是专门为工业过程控制而设计的控制设备，它的体积大大减小功能不斷完善，抗干扰性能 增强机械与电气部件被有机地结合在一个设备，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此， 它已成为当今数控技术工业机器人过程流程控制等领域的主要控制设备。4.1.2 PLC的主要功能和应用PLC的主要功能和应用如下：开关逻辑和顺序控制这是PLC应用彼广泛锻尿本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑 运算和进行顺序逻辑控制从而可以实现各种简单或十分复杂的控制要求。模拟控制在工业生产过程中*由许

51、多连续变化的物理量需要进行控制，如温度压力流 量、液位等，这些都属于模拟量。为了实现工业领域.对模拟量控制的广泛要求目前大部分PLC产品 都具备处理这类模拟量的功能。特别是在系统中模拟邀控制点数不多，同时混有较多的开关量时PLC 具有其他控制装置所无法比拟的优势。另外某些PLC产品还提供了典型控制策略模決如PlD模块 从而可实现对系统的PID等反馈或其他模拟量的控制运算。定时控制PLC具有很强的定时 计数功能，它可以为用户提供数十甚至上百个定时与计数 器。其定时时间间隔可以由用户加以设定对于计数器 如果需要对于频率较高的信号送行计数，可 以选择高速计数器。数据处理新型PLC都具有数振处理的能力

52、，它不仅能进行算术运算，数提传送，而且还能 进行数据比较 数据转换 数据显示打印等功能有些PLC还可以送行浮点运算、函数运算。信号连鎖系统信号连锁是安全生产所需的。在信号连锚系统中采用高可转性的PLC是安 全生产的要求。对安全要求高的系统还可采用多重的检出元件和连锁系统，而对其中的逻辑运算等 可采用冗余的PLC实现。通信把PLC作为下位机，与上位机或同级的可编程序控制器进行通信，成数据的处理和信 息的交换，实现对埜个生产过程的信息控制和管理因此PLC是实现工厂自动化的理想工业控制器4.1.3 PLC与其他工业控制系统的比较1. PLC与维电器控制系统比校从某种意义上说，PLC是从维电接触控制发

53、展而来的。两者既有相似性又有不同之处。维电接触控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接为全硬件控制：PLC部大部分采用“软” 电器“软”接点和“软”线连接 为软件控制。维电接触控制系统体积大；PLC控制系统结枸紧凑，体积小。维电接触控制全为机械式触点，动作慢；PLC部全为“软接点”，动作快。维电接触控制功能改变，须拆线 接线乃至更换元器件，比较麻烦；PLC控制功能改变 一 般仅需修改程序即可，扱其方便。PLC控制系统的设计、施工与调试比继电接触控制系统周期短PLC控制的自楡和监控功能比继电接触控制的强。PLC的应用困比维电接触控制的要广泛。PLC可亢性比维电接触控制的高。此外可编程序控制器与继电

54、接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。可编程序控制器 是以反复扫描的方式工作是循环地、连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条扌旨令，也就是说 可编程序控制器是以“串行”方式工作的。而继电-接触器是按“并行”方式工作的，或者说是按同 时执行方式工作的，只要形成电流通路就可能有几个电器同时动作。维电-接触器控制的并行工作 方式因触点动作的延误易产生竞争和时序失配等问趣，这些在串行工作方式的可编程序控制器中不会 发生。表4-1可编程序控制器与维电器柜的区别可编程序控制器绘电器柜控制方 式程序（软件）纟迷电器配线（硬件）控制功 能定吋计数 程序寄存等指令以软件实现大规模高兴能控制接触器中间继电器

55、时间继电器 等器件功能有限，随规模加大而大型化控制要 素无触点（也育有触电的），局可靠性， 寿命长，高速控制。有触点，寿命有限，低速控制变更控 制更改程序可适应各种控制对象更改器件之间连接，更改困难2. PLC与微型计算机的比较PLC也是随着微型计算机的发展而发展PLC实质上就是一台专为工业生产控制设计的专用计算 机。两者既有相似处有差别，主要差别表现在以下几个方面：1）PLC输出输入接口较多，中大型PLC输出输入接口更多，便于多路多点控制。2）PLC编程简便 因为PLC是采用易于用户理解、接收和使用的梯形图编程语言指令又不太 多 而计算机使用汇编语言或其他高级语言编程，比PLC编程复杂。3）

56、PLC可靠性高 因为PLC是为工作环境条件比较恶劣的工业控制设计的 设计与制造PLC时 已采取了多种有效的抗干扰和提高可慕性措施。4）PLC技术较容易学捱，使用维护方便对使用者的技术水平要求比使用计算机时低。5）PLC采用扫描方式进行工作加之其他一些原因，所以PLC输入输出响应比计算机慢。6）此外PLC体积较小，调试周期短。表4-2可编程序控制器与通用计算机的区别比较项目通用计算机可编程库控制器工作方式中断方式扫描方式编程语言汇编语言、高级语 言助记符语句表、梯形图等工作环境要求较高可在较差的环境下工作肘使用者的要求需进行专门的学习 培训才能拿握语言易学，稍加培训即可使用可靠,性商业级要求工业

57、级，且有多种特殊设计，包括监视计 时器功能(WatCh DOg TitnerTOT)系统软件功能强大，但占用 存储空间过大功能专用，占用存储空间小适用领城办、公、管理，科学计算、家底工业控制从上边的论述和比较可以看出。由PLC的硬件决定了它的可亢性和控制功能比维电器控制系统 高的多，它是专门为工业控制场合设计的，所以他的稳定性也比一般逋用计算机要好的多，而且它操 作简单灵活易于实现系统升级和功能扩展所以在本设计中采用PLC来进行逻辑控制。4.2变频器的选择随着变频器性能价格比的提高，交流变頻调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点， 使得交流变頻调速在电梯行业也得到广泛应用。目前有为电梯控

58、制而设计的专用变频器早已问世，其 功能较强，使用灵活但价格相对较贵。因此，衣设计没有采用专用变頻器而是选用了通用变频器 通过合理的配置设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。这是本设计的特点之一。目前市场流行的通用变频器的种类繁多 而电梯行业中使用的变頻器的品牌也不少 其控制 系统的结构也不尽相同，但其总的控制思想却是小异。4. 2. 1逋用变频器慨况通用变频器的发展上个世纪80年代初，通用变頻器实现了商品化。在近20年的时间经历了由模拟控制到全数 字控制和由采用BJT到采用IGBT两个大发展过程。A、容量不斷扩大。80年代初采用的BJT的PWM变频器实现了通用化。到了 90年代初，BJ

59、T通用变频器的容量达 到了 600KVA 400KVA以下的已经系列化。前几年主开关器件开始采用IGBT *仅三四年的时一间， IGBT变頻器的单机容量已达180OKVA，随着IGBT容量的扩大通用变频器的容量也将随之扩大。B-结构的小型化。变頻器主电賂中功率电路的模決化，控制电路采用大規模集成电路（LSI）和全数字控制技术 结构设计上采用“平面安装技术”等一系列柑施促送了变频电源装置的小型化。另外，一种混合式 功率集成器件 采用厚薄膜棍合集成技术 把功率电桥驱动电路桧测电路、保护电路等封装在一 起，构成了一种“帮能电力模块” （IntelligentMOdUle）iS种器件属于绝缘金属基底结

60、构，所以防电 敬干扰能力强，保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小，因而保护迅速且可靠，传或信 号也十分迅速。O多功能和智能化。电力电子器件和控制技术的不斷进步，使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机 的应用，为变频器多功能化和高性能化提供了可箕的保证。人们总结了交流调速电气传动控制的大量 实践经脸，并不斷砂入软件功能。日益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提 供了一种可能即可以把原有生产机械的工艺水平“升级“，达到以往无法达到的境界使其变成一 种具有高度软件控制功能的新机种。目前出现了一类“多控制方式”通用变頻器。例如本设计所采用 的安川公司的VS616-