基于plc電梯控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 類型的電梯。目前電梯的基本分類方法大致如下： 按用途分類 乘客電梯：為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內裝飾。 載貨電梯：主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨的電梯。 醫用電梯：為運送病床、擔架、醫用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。 雜物電梯：供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。 觀光電梯：轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 車輛電梯：用作裝運車輛的電梯。 船舶電梯：船舶上使用的電梯。 建筑施工電梯：建筑施 工與維修用的電梯。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 南昌大學自考本科畢業設計 12 按驅動方式分類 交流電梯：用交流感應電動機作為驅動力的電梯。根據拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調壓調速、交流變壓變頻調速等。 直流電梯：用直流電動機作為驅動力的電梯。這類電梯的額定速度一般在。 液壓電梯：一般利用電動泵驅動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 齒輪齒條電梯：將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降 的電梯。 螺桿式電梯：將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 直線電機驅動的電梯：其動力源是直線電機。 電梯問世初期，曾用蒸汽機、內燃機作為動力直接驅動電梯，現已基本絕跡。 按速度分類 電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類。 低速梯：常指低于 。 中速梯：常指速度在 ～ 。 南昌大學自考本科畢業設計 13 高速梯：常指速度大于 。 超高速梯：速度超過 。 隨著電梯技術的不斷發展，電梯速度越來越高，區別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。 按電梯有無司機分類 有司機電梯：電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。 無司機電梯：乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 有 /無司機電梯：這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。 按操縱控制方式分類 手柄開關操縱：電梯司機在轎廂內控制操縱盤手柄開關，實現電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運 行狀態。 按鈕控制電梯：是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見有轎外按鈕控制、轎內按鈕控制兩種控制方式。 信號控制電梯：這是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。 南昌大學自考本科畢業設計 14 集選控制電梯：是一種在信號控制基礎上發展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區別在于能實現無司機操縱。 并聯控制電梯： 2～ 3 臺電梯的控制線路并聯起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 功能。 群控電梯：是用微機控制和統一調度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 其它分類方式 按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側的（下機房）電梯，以及有機房在井道內部的（無機房）電梯。 按轎廂尺寸分類，則經常使用 “小型 ”、 “超大型 ”等抽象詞匯表示。 此外，還有雙層轎廂電梯等。 特殊電梯 斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導軌運行，是集觀光和運輸于一體的輸送設備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區 后，斜行電梯發展迅速。 立體停車場用電梯，根據不同的停車場可選配不同類型的電梯。 建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應用于南昌大學自考本科畢業設計 15 建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械 電梯的主要參數及性能指標 ： （ 1）安全性 電梯時運送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設計、制造、安裝調試及檢修各環節都有密切聯系，任何 一個環節出了問題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。 （ 2）可靠性 電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來經常出故障，就會影響人們正常的生產與生活，給人們造成很大的不便，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應提高構成電梯的各個零部件的可靠性，只有每個零部件都是可靠的，整個電梯才能使可靠的。 （ 3）停站的準確性 停站準確性又稱平層準確度，平層精度。 GB/T100581997《電梯技術條件》對轎廂的平層準確度規定如下： 電梯類型 額定速度（ m/s） 平層準確度（ m/s） 交流 雙速電梯 或 ≤177。15 或 ≤177。30 交直流快速電梯 — ≤177。15 南昌大學自考本科畢業設計 16 交直流高速電梯 ≥ ≤177。5 電梯轎廂的平層準確度與電梯的額定速度，電梯的負載情況有密切關系。負載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準確度時，分別以空載，滿載，上下運行，到達同一層站停測量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準確度。 （ 4）振動、噪聲及電磁干擾 現代電梯是為乘客創造舒適的生活和工作環境。因側要求電梯運行平穩，安靜，無電磁干擾。 （ 5）舒適感和快速感 電梯作為一種交通 工具，對于快速性的要求是必不可少的，快速可以節省時間，這對于快節奏的現代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過分增大的不合理變化又會造成乘客的不適感。因此在電梯設計時就要兼顧快速性和舒適感這兩個互相矛盾的因素。 （ 6）節能 現代電梯應該合理的選擇拖動方式，以達到節能的目的 ： 1）額定載重量（ kg）：制造和設計規定的電梯載重量。 2）轎廂尺寸（ mm）：寬 深 高。 南昌大學自考本科畢業設計 17 3）轎廂形式：有單或雙面開門及其它特殊要求等，以及對轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對電風扇、電話的要求等。 4）轎門形 式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。 5）開門寬度（ mm）：轎廂門和廳門完全開啟的凈寬度。 6）開門方向：人在廳外面對廳門，門向左方向的為左開門，門向右方向開啟的為右開門，兩扇門分別向左右兩邊開啟者為中開門，也稱為中分門。 7）曳引方式：常用的有半繞 1： 1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。半繞 2： 1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲運行速度的一半。全繞 1： 1 吊索法，轎廂的運行速度等于鋼絲的運行速度。 8）額定速度（ m/s）：制造和設計所規定的電梯運行速度。 9）電氣控制系統：包 括控制方式、拖動系統的形式 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 等。如交流電機拖動或直流電機拖動，轎內按鈕控制或集選控制等。 10）停層站數（站）：凡在建筑物內各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站。 11）提升高度（ mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。 12）頂層高度（ mm） :由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構件之的垂直距離。電梯的運行速度越快，頂層高度一般越高。 13）底坑深度（ mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運行速度越 快，底坑一般越深。 南昌大學自考本科畢業設計 18 14）井道深度（ mm）：由井道底面至機房樓房或隔音層樓房板下最突出構件之間的垂直距離。 15）井道尺寸（ mm）：寬 深。 電梯的結構及組成部件 電梯是機電一體化產品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調度，密切協同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數為電力拖動、鋼絲繩拽引式結構，其機械部分由拽引系統，轎廂和門系統，平衡系統，導向系統以及機械安全保護裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統，運行邏輯功能 控制系統和電氣安全保護等系統組成 南昌大學自考本科畢業設計 19 3 可編程序控制器簡介 可編程序控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種通用的工業自動控制裝置。它具有體積小、功能強、靈活通用與維護方便等一系列的優點．特別是它的高可靠性和較強的適應惡劣環境的能力，受到用戶的青睞。因而在冶金、化工、交通、電力等領域獲得了廣泛的應用，成為了現代工業控制的三大支柱之一” 3． 1 可編程序控制器的發展歷史 在可編程序控制器問世以來，工業控制領域中是繼電器控制占主導地位。這種由繼電器構成的控制系統有著明顯的缺 點：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度不高，尤其是對生產工藝多變的系統適應性更差，如果生產任務和工藝發生變化，就必須重新設計并改變硬件結構造成了時間和資金的嚴重浪費。 1968 年，在底特律的美國通用汽車公司 (GM 公司 )為了在每次汽車改型或改變工藝流程時能不改動原有繼電器柜內的接線以便降低生產成本，縮短新產品的開發周期，提出了研制新型邏輯順序控制裝置，并提出了該裝置的研制指標要求，即十項招標技術指標。其主要內容如下 n(1)在使用者的工廠里，能以最短中斷服務時間，迅速方便地對其控制的硬件和設備進行編程及重 新進行程序的設計。 (2)所有系統單元必須能在工廠內無特殊支持的設備、硬件及環境條件下運行。 (3)系統的維修必須簡單易行。在系統中應設計有狀態指示器及插入式模塊，以便在最短的停車時間內使維修和故障診斷變得簡單易行。 (4)裝置的體積應小于原有繼電器控制柜的體積，它的能耗也應較少。 (5)必須能與中央數據收集處理系統進行通信，以便監視系統的運行狀念和運行情況。 (6)輸入開關量可以是已有的標準控制系統的按鈕和限位開關的交流 15V 電壓信號。 (7)輸出的驅動信號必須能驅動以交流運行的電動機起動器和電磁閥線圈，每個輸出量將 設計為可開停和連續操縱具有 115V、 2A 以下容量的電磁閥等負載設備。 (8)具有靈活的擴展能力。在擴展時，必須能以系統最小的變動及最短的更換和停機時間，使原有裝置從系統的最小配置擴展到系統的最大配置。 (9)在購買和安裝費用上，應有與原有繼電輯控制系統的競爭力，即有高的性能價格比。 (10)用戶存儲器容量至少在 4KB 以上。(根據當時的汽車裝配過程的要求提出 )從上述十項指標可以看出，它實際上就是當今可編程序控制器的最基本的功能。將它們歸納一下其核心為四點 (1)用計算機代替繼電器控制盤。 (2)用程序代替硬件接線。 (3)輸入輸出電平可與外部裝置直接連接。 (4)南昌大學自考本科畢業設計 20 結構易于擴展。美國的數字設備公司 (DEC)CP 標，并在 1969 年研制出了第一臺可編程序控制器 (PDP14)““其后，美國的 MODICON 公司也推出了 084 控制器， 1971 年，日本推出了 DSC． 8 控制器 1973 年西歐各國的各種可編程序控制器也研制成功．我國在 1974 年開始研制可編程序控制器可編程序控制器的發展與計算機技術、半導體集成技術、控制技術、數字技術、通信網絡技術等高新技術的發展息息相關。這些高新技術的發展推動了可編程序控制器的發展而可編程序控制器的發展又對 這些高新技術提出了更高更新的要求，促進了它們的發展。從控制功能束分，可編程序控制器的發展經歷了下列四個階段。第一階段：從第一臺可編程序控制器問世到 20 世紀 70年代中期，是可編程序控制器的初創階段。這一階段的產品主要用于邏輯運算和計時、計數運算，它的 CPU 由中小規模的數字集成電路組成，它的控制功能較簡單．典型產品有 MODICON 公司的 084＼ ALLEN— BRADLEY(AB)公司的 PDQ DEC 的 PDP． 1同立公司的 SCY022 等。由于這些產品主要完成邏輯運算功能，因此被稱為可編程序邏輯控制器 (ProgrammableLogic ControlletPLC)。第二階段：從 20 世紀 70 年代中期到末期，是可編程序控制器的擴展階段，在這一階段，產品的主要控制功能得到了較大的發展，它的發展主要來自兩方面，從可編程序控制器發展而來的控制器，它的主要功能是邏輯運算，同時擴展了其他運算功能；而從模擬儀表發展而來的控制器，其功能主要是模擬運算，同時擴展了邏輯運算功能。因此，按習慣的分類方法，前者被稱為可編程序邏輯控制器 (PLC，后者被稱為單回路或多回路控制器。可編程序控制器的名稱縮 PC(Programmable Controll)，但是為了與個人計算機 (Personal Computer)的名稱縮寫 PC 相區別，通常還是把可編程序控制器簡稱為 PLC，這一階段的產品有 MODICON 公司的 18 28 384，西門予公司的 SomaticS3 系列，富士電機公司的 SC 系列等產品．第三階段：從 20 世紀 70 年代末期到 20世紀 80 年代中期，是 PLC 通信功能實現階段。與計算機通信的發展相聯系， PLC 也在通