自动生产线两层式升降电梯的自动化设计

自动生产线两层式升降电梯的自动化设计一、前言随着变频技术和PLC升降机械的动作方式和工作顺序。应用西门子S7-200PLC和西门子MM420变TP170A产线配套使用。精品文档放心下载二、自动升降电梯机械系统和自动控制系统概述1．自动升降电梯机械系统的组成：感谢阅读输机构，轿箱升降机构，电梯厅门安全机构和升降电机安全抱闸机构组成。精品文档放心下载电梯入口和出口传输机构用于将生产线上的产品向电梯内或电梯外传

下滑动，避免由此而产生的安全事故。谢谢阅读2．自动升降电梯的自动控制系统的组成：自动升降电梯的自动控制系统由程序逻辑控制器PLC，外部光电传感器，触摸屏，变频驱动器，声光报警灯和检修手动盒等元气件组成。精品文档放心下载程序逻辑控制器PLC感谢阅读第1页上。感谢阅读3．自动升降电梯的工作原理和控制要求：信号无效，此时系统只能通过检修手动盒点动检修。精品文档放心下载在自动运行时要求升降机能够将一层楼的产品自动的传送到另外一层

中要求PLC要求升降系统能够多楼层多顺序的传送运行，能根据生产需求调整传送方

有应急运行功能，减少因设备故障造成的生产线停机。感谢阅读感谢阅读谢谢阅读记录生产批次和生产数量，具有历史数据查询功能。三、自动升降电梯自动控制系统设计1．自动升降电梯机械系统的结构组成：感谢阅读带。分别与各楼层的生产线输送带连接。图1－1为：自动升降电梯入口输送带与吊篮输送带和生产线输送带的组合。谢谢阅读精品文档放心下载第2页图1－1反转动作可靠，其作用是连接电梯入口传送带或出口传送带。图1－2为：电梯轿箱吊篮内送辊道式输送带示意图。谢谢阅读反光板反光板吊篮电机遮光板吊篮入口光电传感器吊篮内部光电传感器图1－2图1－3为：自动升降电梯出口输送带与吊篮输送带和生产线输送带的组合。谢谢阅读第3页感谢阅读图1－3谢谢阅读感谢阅读1－4为：升降电梯的机械升降机构。谢谢阅读第4页升降电机上部定轮电动抱闸对重装置未画出升降机构遮光板下部定轮图1－4感谢阅读1－5是电梯升降机构与电梯井架的组合。第5页对重装置未画出图1－5在自动升降电梯吊篮内，吊篮输送机构与电梯升降机构的组合如图1－6所示。谢谢阅读第6页升降电机

上部定轮电动抱闸对重装置未画出升降机构反光板反光板吊篮电机遮光板遮光板升降动轮吊篮入口光电传感器吊篮内部光电传感器下部定轮图1－6自动电梯吊篮输送机构和1F入口传送带的组合如图1－7所示。感谢阅读第7页对重装置未画出感谢阅读精品文档放心下载图1－7自动电梯吊篮输送机构和2F出口传送带的组合如图1－8所示。谢谢阅读第8页对重装置未画出精品文档放心下载感谢阅读图1－82．自动升降电梯的电机驱动系统的组成：0.75KW的

三相交流鼠笼式电机，设计电梯升降机构电机为1.5KW三相交流鼠笼式电机。

感谢阅读第9页电梯上使用的变频器选用西门子MM420系列通用型变频器。精品文档放心下载升降电梯变频驱动系统的结构示意图如图2－1所示。谢谢阅读2#3#

1#PLCⅠⅡⅢⅣ图2－1图2－1中1＃、2＃和3＃为西门子MM420系列变频器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ

分别为自动升降电梯1带电机和升降机构电机。PLC为西门子S7-200226CPU，1～12为交流接触器。

所有的变频器和交流接触器工作状态都由PLC集中控制完成，同时为了避免工

1＃1楼时由1＃变频器

1＃变频感谢阅读第10页器向电机Ⅱ提供动力驱动，可以是正转也可以是反转。2＃变频器向Ⅲ电机提供

动力驱动，当电梯在一楼时正转，在二楼时反转。3＃变频器向Ⅳ电机提供动力

驱动，当电梯上升时正转，下降时反转。精品文档放心下载交流接触器的的互锁状态如下：交流接触器1234接触器5、6机械＋电气互锁，交流接触器8、9机械＋电气互锁，交流接触器

、12机械＋电气互锁。同时交流接触器组1、2和交流接触器组3、6电气互

36457和交

流接触器组8、9电气互锁，交流接触器10和交流接触器组、12电气互锁。

详细的互锁组合和互锁意义如表2－1所示。精品文档放心下载第一组交流接触器第二组交流接触器互锁状态注释含义12机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一34机械＋电气互锁防止工频变频同时接通二选一56机械＋电气互锁防止工频变频同时接通二选一89机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一12机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一1、23、6电气互锁防止工频变频同时接通四选一78、9电气互锁防止工频变频同时接通三选一10、12电气互锁防止工频变频同时接通三选一36电气互锁防止变频同时接通二选一

45电气互锁防止工频同时接通二选一精品文档放心下载表2－1图2－1中交流接触器1、2、4的组合目的为了当1＃变频器发生故障时或了电机Ⅰ的正反转功能。同理交流接触器1、2、6的组合，交流接触器8、9的

组合，交流接触器、12的组合目的是为了能够实现工频驱动电机Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ

正反转。精品文档放心下载3．自动升降电梯自动化控制系统的组成：第页圈输出的情况，杜绝事故的发生。感谢阅读整个升降电梯自动化控制系统的组成由核心控制元件PLC谢谢阅读源的通和断。这样就使得系统只有在自动运行状态下时PLC的输出端子才有输

PLC和班产批次等历史数据。报警灯由多级柱装灯塔组成，不同颜色代表不同意义。设备外部设有多个光电传感器，向PLC传输外部状态信号，指示自动电梯的工

1楼电梯进口输送带和2楼电梯出口输送带上分别安装有1

2个光电传

感器，用来检测运输产品的进出情况。感谢阅读由于生产线的情况决定了在自动升降电梯的自动化控制系统中需要设立主谢谢阅读PLC屏，塔式报警灯等元气件，在现场分控制箱上安装自动状态系统停止旋钮开关。图3－1为主控制柜面板布置。谢谢阅读第12页ⅢⅡⅠ钥匙旋钮开关图3－1图3－2为现场控制箱面板布置。第13页运行状态指示电源自动运行检修运行系统启动故障急停急停状态选择自动停止图3－2图3－3为检修点动盒外观图。检修控制盒图3－3图3－4为主控制柜外观图。第14页检修控制盒插座图3－4图3－5为2楼现场分控制箱外观检修控制盒插座图3－5第15页四、自动升降电梯自动运行工艺流程的设计1．自动升降电梯的外部传感器设置：如图1－1和1－3所示，在电梯1楼入口传送带和电梯2楼出口传送带上，

分别安装有检测产品的光电传感器PS1、PS4。感谢阅读如图1－2所示，在电梯轿箱内吊篮输送带上安装有两个光电传感器SP2、

SP3。感谢阅读如图1－7SP5SP6。谢谢阅读2．自动升降电梯的停止状态位：谢谢阅读止位。如图1－71－8所示。下面图4－1为自动电梯一楼停止位的局部放大图。感谢阅读精品文档放心下载图4－1图4－2为自动电梯2楼停止位的局部放大图。流动方向反光板反光板反光板吊篮电机楼出口电机反光板楼生产线传送带遮光板遮光板楼出口光电传感器第16页图4－23．自动升降电梯自动运行步骤设计：进控制编写。具体步骤如下。感谢阅读1．第一步：1一件货物进入吊篮。同时传送第二件货物到1楼进口输送带上等待谢谢阅读下一传送周期(PS12．第二步：判断升降机构是否可以升降（吊篮入口光电传感器PS2是

谢谢阅读3．谢谢阅读4．第四步：判断升降机构是否可以升降（吊篮入口光电传感器PS2是

15．下一周期开始！谢谢阅读根据以上四步步进控制顺序设计PLC主要输入输出点如表3－1和表3－2所示。感谢阅读输入点编号注释I1.0自动运行I1.1检修运行I1.2系统启动I1.3系统停止I0.3紧急停止I0.41#变频器故障I0.52#变频器故障I0.63#变频器故障精品文档放心下载I2.01楼入口光电传感器PS1

I2.1轿箱内吊篮入口传感器PS2

I2.2轿箱内吊篮内部传感器PS3

I2.32楼出口光电传感器PS4

I2.4电梯井高位传感器PS5

I2.5电梯井低位传感器PS6

I0.7外部生产线使能PS0感谢阅读表3－1注：表中主要输入点元气件在图1－1、图1－3和图2－1中查找对应。精品文档放心下载第17页输出点编号注释Q0.01＃变频器正转输出

Q0.11＃变频器反转输出

Q0.32＃变频器正转输出

Q0.42＃变频器反转输出

Q0.63＃变频器正转输出

Q0.73＃变频器反转输出

Q1.1交流接触器3工作

Q1.2交流接触器6工作

Q1.3交流接触器7工作

Q1.4交流接触器10工作

Q1.5抱闸电磁铁机构松闸感谢阅读表3－2注：表中主要输出点元气件在图2－1中查找对应。精品文档放心下载1＃、2＃、3＃变频器输出方式与交流接触器3、6、7、10的组合对应电机

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的运动状态如表3－3所示。精品文档放心下载输出点组合注释Q0.0、Q1.11楼输送带电机正转（Ⅰ电机）Q0.3、Q1.3吊篮电机正转（Ⅲ电机）

Q0.6、Q1.4升降电机正转（Ⅳ电机）

Q0.1、Q1.22楼输送带电机反转（Ⅱ电精品文档放心下载机）Q0.4、Q1.3吊篮电机反转（Ⅲ电机）

Q0.7、Q1.4升降电机反转（Ⅳ电机）谢谢阅读表3－3该选择西门子S7-200PLC中专门的顺控继电器S来编写升降电梯的步进程序。

步进程序主要步骤如下图4－3所示。感谢阅读第18页图4－3步进程序主要步骤程序编写如下图4－4所示。第19页上电置位初始步触摸屏复位置位初始步第零步自动态/启动运行/生产线使能第零步结束第一步吊篮电机正转1楼入口输送带电机正转判断吊篮能否提升第一步结束第二步升降电机正转第20页判断2楼出口输送带是否堵塞第二步结束第三步吊篮电机反转吊篮电机出货完成2楼出口输送带电机反转2楼出口输送带电机出货完成判断吊篮能否下降第三步结束第四步第21页升降电机反转判断周期结束第四步结束图4－4精品文档放心下载感谢阅读延时。PS1Q0.0和Q0.1以考虑使用双线圈，但要慎重使用。感谢阅读其语句为：LDM1.0AM2.0

A0.7AN2.0OUTQ0.0

OUTQ0.14．升降电梯精确平层的电气控制设计：第22页如图4－1和图4－2PS5和低位传感器PS6见图4－4升降电机正转/传感器PS5和电梯井低位传感器PS6在升降电机运行时发生误动作。或者由于

光电传感器的老化、输出滞后或是由于PLC输入响应滞后等问题会造成电梯轿

止位。精品文档放心下载在硬件配置上需要在升降电机的转子轴上加配旋转编码器，如图4－5和图

4－6所示。精品文档放心下载图4－5SIEMENS电机OMRON旋转编码器图4－6在PLCI0.0～I0.7或者I1.1～I1.5作为编

S7-200谢谢阅读第23页活，具体的编码器选择应和程序中高速计数器、运行模式和系统控制字相结合，具体方法参见《西门子S7-2003－4给出旋转编码器和高速计数器及系统控制字的一种可能组合。精品文档放心下载内容说明特征旋转编码器增量型单相高速计数器HSC0外部方向控制单相计数/运行模I0.0脉冲计数/I0.1/I0.2复精品文档放心下载式4位控制字SM37B或16＃F8精品文档放心下载初始值SMD380预制值SMD42根据一二楼之间距离定表3－4在程序中通过调用中断号为12的中断子程序来使升降电机停止正转或反数器来完成升降电机的正反转控制。感谢阅读5．对升降机构电磁机械安全抱闸的控制设计：升降机构的电磁安全抱闸机构如图4－5所示，其工作原理为当升降电机开

始正转或者反转时电磁抱闸电磁铁得电松开抱闸，使得电梯轿箱可以上下运动。

止轿箱向下滑落。感谢阅读抱闸机构的设计上应注意足够的机械强度和较大的安全系数。谢谢阅读五、自动升降电梯安全运行的设计谢谢阅读止功能，通过安全继电器的失电态来强制断开PLC的所有输出电源和手动检修盒的控制电源。谢谢阅读第24页＋第三点接地SIEMENSSIMATICS7-200PORT0PORT1生产线启动使能信号图5－1通过图5－1可以了解到使用安全继电器ZJ1的失电态常开触点，可以使得

PLC及所有控制输出电源失去电能。在程序编写上，通过紧停按钮输入I0.3调

用该点的中断事件6失。感谢阅读在安全设计上要增加电梯厅门保护，即如果厅门未关好，升降机构不动作，谢谢阅读可，在硬件上可以增加行程限位开关，包括升降机构的上下限位行程开关。

谢谢阅读检修按钮间互相互锁，以保证检修运行时设备动作的唯一性。如图5－2所示为手动检修按钮间的互锁。谢谢阅读第25页图5－2六、自动升降电梯的设计特点精品文档放心下载/PLC品物件时，可以通过PLC智能化判断进出口拥堵情况，可以在步进主程序中添

加自动正反转进出口电机程序，这样可以在生产过程中减少不必要的停机次数，

也减少认为干预的次数，整个系统的智能化程度很高。感谢阅读产需要将产品从一楼运向二楼，也可以把产品从二楼运向一楼。精品文档放心下载在PLC选型上采用西门子S7-200CPU226，其强大的功能和良好的扩展性

PLC

要增加变频器数量。步进程序的扩展也很方便。谢谢阅读工艺流程和楼层增减可以在西门子PLC中完成生产配方，极为方便地完成与多楼层，多种生产工艺配套。感谢阅读S7-200226PLC或停机等等功能。谢谢阅读人性化地设计，设备采用了TP170A西门子彩色触摸屏,全中文显示，方便操作和设备维护。强大的后台管理功能，可以记录生产情况和故障情况。谢谢阅读七、自动升降电梯的设计注意事项1．安全事项，设计始终要把安全放在第一位，这是对每一个客户、每一位有可感谢阅读第26页能接近或接触到设备人员的不可推卸的终身责任。在程序中要注意使用相应

的中断处理和相应的电器连锁，在硬件上要采取机械互锁、机械限位、电气联动、外部传感器、安全继电器等措施和元件来完成安全设计。安全始终贯

穿整个设计，如果一个设备设计的再精巧，却存在安全隐患，那设计人员难

辞其咎。谢谢阅读2．智能化的设计，自动化设备的设计要求具有相应的智能化设计，当设备发生精品文档放心下载故障或是动作不协调时，设备能够自动