电气自动化毕业设计 四层电梯.docx

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电气自动化毕业设计四层电梯

职业技术学院毕业设计

题目：

关于四层电梯的设计

班级：

电气自动化姓名：

专业：

电气自动化指导教师：

毕业设计任务书

1、设计题目：

关于四层电梯的设计

2、设计要求：

（1当轿厢停于1层或2层,或者3层时,按PB4按钮呼梯,则轿厢上升至LS4停.

（2当轿厢停于4层或3层,或者2层时,按PB41按钮呼梯,则轿厢下降至LS1停.

（3当轿厢停于1层,若按PB2按钮呼梯,则轿厢上升至LS2停,若按PB3按钮呼梯,则轿厢上升至LS3停.

（4当轿厢停于4层,若按PB3按钮呼梯,则轿厢下降至LS3停,若按PB2按钮呼梯,则轿厢下降至LS2停.

（5当轿厢停于1层,而PB2,PB3,PB4按钮均有人呼梯时,轿厢上升至LS2暂停后继续上升至LS3,暂停后,继续上升至LS4停止.

（6当轿厢停于4层,而PB1,PB2,PB3按钮均有人呼梯时,轿厢下降至LS3暂停后继续下降至LS2,暂停后,继续下降至LS1停止.

（7轿厢在楼梯间运行时间超过12s,电梯停止运行.

（8当轿厢上升（或下降途中,任何反方向下降（或上升的按钮呼梯均有

效.楼层显示灯亮表征有该楼层信号请求,灯灭表征该楼层请求信号消除.

3、设计任务：

（1设计总说明主要介绍设计任务来源,设计标准,设计原则及主要技术资料,中文字数要在1500--2000字以内,英文字数以1000个左右实词为宜,关键词一般以5个左右为妥;

（2目录按三级标题编写（即:

1******,1.1*******,1.1.1*******;

（3PLC简介;

（4系统配制确定,包括输入输出信号的确定,I/O编号分配和PLC的选型;

（5电气控制主电路和PLC硬件接线的设计;（6PLC程序的设计;

（7上机调试结果;

2.2电梯的主要组成部分

（1）曳引部分通常用曳引机和曳引钢丝绳组成。

电动机带动曳引机旋转使轿厢上下运动.

（2）轿厢和厅门轿厢由轿架、轿底、轿壁和轿门组成；厅门一般有封闭式、中分式、双折式、双折中分式和直分式等.

（3）电器设备及控制装置有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅站指示器组成.

（4）其它装置对重装置、补偿装置等.

2.3电梯的安全保护装置

（1）电磁制动器，装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动.

（2）强迫减速开关，其分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速为减速时，轿厢上的撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速.

（3）限位开关，当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车.

（4）行程极限保护开关，当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作.

（5）急停按钮，装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车.

（6）厅门开关，每个厅门都装有门锁开关,仅当厅门关上才允许电梯启动，在运行过程中如出现厅门开关断开，电梯立即停车.

（7）关门安全开关，常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等.

（8）超载开关，当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行.

（9）其它的开关，安全窗开关，钢带轮的断带开关等.

3.1变频器的选择

本设计选用安川61665型全数字变频器,它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能,可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率,同时降低了电机运行损耗,特别适合电梯类负载频繁变化的场合.

另外,61665型变频器的启动、制动具有可任意调节的S曲线和零频仍可输出150%力矩的特点,配以高精度的旋转编码器,控制精度可达0.01-0.02%,使得电梯运行舒适感好,零速抱闸,平层精度高.无须配专用电机,可自学习所配电机的各个参数,

精确控制任何品牌的电机.采用高性能IGBT,载波频率20KHz,从而使变频器输出一个不失真的正弦波形,使电机始终运行于静噪音状态.

3.1.2VS-61665型变频器的标准规格

VS-61665型变频器的标准规格如表3.1

3.1表变频器的标准规格

3.2可编程序控制器（PLC的选择

电梯PLC控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器,电梯运行过程中,轿厢所选楼层位置如何检测,PLC软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数,是正确定向和选层换速的必要前提.

3.2.1轿厢楼层位置检测方法

利用旋转编码器:

目前,PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元,计数准确,使用方便,因而在电梯PLC控制系统中，可用编码器测取电梯运行过程中的准确位置,编码器可直接与PLC高速脉冲输入端相连,电源也可利用PLC内置24V直流电源，硬件连接可谓简单方便.由以上分析可见，用旋转编码器检测位置优于其它方法,故本设计采用此法.

系统轿厢控制按钮的动作要求:

本系统采用轿厢外召唤,轿厢内按钮控制方式的自动控制方式,电梯由安装在轿厢内的指令按钮进行操作,其操纵指令为响应,轿厢内指令依层次指令运行启动电梯使电梯到达目的层，轿厢外指令即作为外呼指令.

电梯上行、下行由一台电动机驱动,电动机正转,电梯上升Y0;电动机反转,电梯下降Y1；每层设有呼叫按钮PB1～PB4,每到一层有显示LS1～LS4,还有信号灯Y2～Y5.

3.2.2PLC的选型

根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法,要求可编程控制器必须有高数计数器,

又因为电梯是双向运行的,所以PLC还需具有可逆计数器.综合考虑后,本设计按四层电梯考虑,选择了日本三菱公司生产的FX系列机.根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法:

该四层电梯设计有10个输入信号，6个输出信号，且考虑余量，选择MRFX

N482（32点输入、32点输出）的PLC，输出信号及地址编号如“电梯控制I/O分配表”.

4系统硬件设计

4.1变频器结构及参数设置

由于采用PLC作为逻辑控制器件,故变频器和PLC通讯时采用开关量而不用模拟量.而61665型是通用变频器,因而用在电梯控制上为了满足运行效率、舒适感、平

层精度和安全性的要求,其参数设置比专用型变频器要复杂得多.

4.1.1VS-61665变频器的参数

61665变频器共有9组参数,每一组参数的设定都具有特定的含义.常用参数如表4.1

表4.1变频器参数

4.1.2参数设置

积分时间常数宜大些:

为了提高运行效率,快车频率应选为工频,而爬行频率要尽可能低些,以减小停车参数设置的原则:

（1）为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其速度环的比例系数宜小些；

（2）零速一般设置为OHz，速抱闸功能将影响舒适感；（3）变频器其它常用参数可根据电网电压和电机铭牌数据直接输入,具体的设置见表4.2.

表4.2安川61665变频器主要参数设置表

4.2PLC控制系统设计

电梯PLC的控制系统和其它类型的电梯控制系统一样,主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成.图4.1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括包括PLC主机及扩展、机械系统、娇厢操纵盘、厅外呼梯盘、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，存储在存储器并由PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指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.

图4.1

电梯

PLC控制系统的基本结构图

4.2.1设计思想

电梯信号控制基本由PLC软件实现,电梯信号控制系统如图4.2所示,输入到PLC的控制信号有:

运行方式选择（如自动、有司机、检修、消防运行方式等、运行控

轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门极限为信号、门区和平层信号等

.

图4.2电梯PLC信号控制系统框图4.2.1.1电梯控制系统实现的功能（1一台电机控制上升和下降

（2各层设上、下呼叫开关（最顶层与起使层只设一只（3电梯到位后具有手动或自动开门、关门功能.

（4电梯内设有层楼指令健,开关门按健,警铃风扇及照明按健.（5电梯内外设有层楼指令灯及电梯当前层号指示灯.

（6待客自动开门,当电梯在某层停梯待客时,按下层外召唤按钮,应能自动开门迎客.

（7自动关门与提早关门.在一般情况下,电梯停站4-6秒应能自动关门,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.

（8按钮关门.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.

（9内指令记忆.当轿厢操纵盘上有多个选层指令时,电梯应能按顺序自动停靠车门,并能至调定时间,自动确定运行方向.

（10自动方向.当轿厢操纵盘上,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.

（11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.

（12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.（13自动关门待客.当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时,电梯应自动在调定时间内自动关闭轿厢照明.

（14自动返基站.当电梯设有基站时,电梯在完成全部指令后,自动驶向基站,停机待客.

4.2.1.2电梯操作方式

1、单轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门下行召唤，轿厢上行只是答应轿厢召唤,直至最高层,自动改变运行方向为下行,应答厅门下行召唤.

2、单轿厢全集选登记所有厅门和轿厢召唤,上行时顺应答轿厢和厅门上召唤,

直至最高层自动反向应答下行召唤和轿厢召唤.本设计采用全集选操作方式.4.2.1.3

减速及平层控制

本设计采用旋转编码器检测轿厢位置,只要电梯一运行,计数器就可以精确地确定走过的距离,达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令.不论哪种方式产生的减速命令,由于负载的变化、电网波动、钢丝绳打滑等,都会使减速过程中不符合平层技术要求,为此一般在离层楼100-200mm处需设置一个平层矫正器,以确保平层的长期准确性.

4.2.2I/O点数的分配及机型的选择

本设计按四层的电梯为例,根据需要控制的开关、设备大约有10个输入点,6个

输出点需进行控制,考虑10%--150%的裕量,故选择COUP主机模块+C40p扩展单元,其点数可达32/32个,I/O分配如下:

输入地址：

:

输出地址I/O4.2.3电梯控制分配表

I/O电梯控制接线图4.2.4

（MRFXN482

接线图I/OPLC,I/O根据通道分配和控制原理可画出的

.4.3系统结构框图

系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成,如图4.5所示.

图4.5系统结构图

4.4电梯控制面板图

5系统软件设计

5.1电梯上行

a.当电梯停于1楼（1F或2F、3F时,4楼呼叫,则上行到4楼碰到行程开关后停止.b.当电梯停于1F或2F,3F呼叫,则上行,碰到3楼行程开关后停止.c.当电梯停于1F,2F呼叫,则上行,碰到2F行程开关后停止.

d.当电梯停于1F,2F,3F同时呼叫,则电梯上行到2F,停5S后,继续上行到3F

停止.e.当电梯停于1F,3F,4F同时呼叫,则电梯上行到3F,停5S后,继续上行到4F

停止.f.当电梯停于1F,2、3、4F同时呼叫电梯上行到2F,停5S后,继续上行到4F

停止.g.当电梯停于1F,2F,4F同时呼叫电梯上行到2F,停5S后,继续上行到3F,又停5S后,再继续上行到4F停止.

h.当电梯停于2F,3、4F同时呼叫,电梯上行到3F,停5S后,继续上行到4F停止.

5.2电梯下行

a.电梯停于4F或3F或2F,1F呼叫,电梯下行到1F停止.b.电梯停于4F或3F,2F呼叫,电梯下行到2F停止.c.电梯停于4F,3F呼叫,电梯下行到3F停止.

d.电梯停于4F,3F、2F同时呼叫,电梯下行到3F,停5S,继续下行到2F停止.e.

电梯停于4F,2F、1F同时呼叫,电梯下行到2F,停5S,继续下行到1F停止.f.电梯停于4F,3F、2F、1F同时呼叫,电梯下行到3F,停5S,继续下行到2F,停5S,再到1F停止.

5.3楼层显示

65.1图七段码显示梯形图

以上梯形图中:

0400为停止按钮；0401～0404分别为四层电梯的呼叫按钮,PB1～PB4同时也为此系统的启动按钮；0411～0414分别为各楼层的停止按钮LS1～LS4；0300为电梯上升Y0；O301为电梯下降Y1；0311～0314分别为各楼层的信号灯Y2～Y5.

7编制程序

LD0400RST460LD0401OR0402OR0403OR0404OUT460K12LD0411

AND0402OR0201OUT0201LD0411AND0403OR0202

ANI0000ANI0001OUT0202LD0202AND0412OR0600ANI0002ANI0413

OUT0600LDI0600AND0202AND0402OR0000ANI0001OUT0000

LD0000AND0412OR0001ANI0002OUT0001OUTT0K2LDT0OR0002

ANI0413OUT0002LD0411AND0404OR0203ANI0003ANI0004OUT0203LD

0203AND0412OR0601

ANI0005ANI0413OUT0601LD0203AND0403AND0601OR0602ANI

0008ANI0414OUT0602LD0203ANI0601AND0402OR0003ANI0004OUT

0003LD0003AND0412OR0004ANI0005

OUT0004OUTT1K2LDT1OR0005ANI0413OUT0005LD0005AND0413

OR0603ANI0008ANI0414OUT0603LD0005ANI0603ANI0602AND0403OR

0006ANI0007OUT0006

LD0006AND0413OR0007ANI0008OUT0007OUTT2K2LDT2OR0008

ANI0414OUT0008LD0412OR0204AND0401OUT0204LD0412OR0205AND

0403OUT0205LD0412

AND0404OR0206ANI0009ANI0010OUT0206LD0206AND0413OR0604

ANI0414ANI0011OUT0604LD0206ANI0604AND0403OR0009ANI0010

OUT0009LD0009AND0413OR0010

ANI0011OUT0010OUTT3K2LDT3OR0011ANI0414OUT0011LD0413

AND0401OR0207ANI0012ANI0013OUT0207LD0207AND0412OR0605ANI

0014ANI0011OUT0605

LDI0605AND0207AND0402OR0012ANI0013OUT0012LD0012AND

0412OR0013ANI0014OUT0013OUTT4K2LDT4OR0014ANI0411OUT0014

LD0413OR0208AND0402

OUT0208LD0413OR0209AND0404OUT0209LD0414AND0401OR0210

ANI0015ANI0016OUT0210LD0210AND0413OR0606ANI0017ANI0412

OUT0606LD0606AND0210AND0412

OR0607ANI0020ANI0411OUT0607LDI0606AND0210AND0403OR

0015ANI0016OUT0015LD0015AND0413OR0016ANI0017OUT0016OUTT5

K2LDT5OR0017ANI0412

OUT0017LD0017AND0412OUT0017LD0017AND0412OR0608ANI

0020ANI0411OUT0608LDI0607ANI0608AND0402AND0017OR0018ANI

0019OUT0018LD0018AND0412OR0019

ANI0020OUT0019OUTT6K2LDT6OR0020ANI0411OUT0020LD0411

AND0402OR0211ANI0021ANI0022OUT0211LD0211AND0413OR0609ANI

0023ANI0412OUT0609

LDI0609AND0211AND0403OR0021ANI0022OUT0021LD0021AND

0413OR0022ANI0023OUT0022OUTT7K2LDT7OR0023ANI0412OUT0023

LD0414OR0212AND0403

OUT0212LD0201OR0202OR0000OR0002OR0203OR0003OR0005OR

0006OR0008OR0205OR0206OR0009OR0011OR0209OUT0300LD0204OR

0207OR0012OR0014

OR0208OR0210OR0015OR0017OR0018OR0020OR0211OR0023OR

0212OUT0301LD0411OUT0311LD0412OUT0312LD0413OUT0313LD0414

OUT0314END