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.
3.1.2 VS-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
表3.1 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.
3.2.2 PLC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MR FX N 482 （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.
4.1.1 VS-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
4.2 PLC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.
4.2.2 I/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:
4.2.3 电梯控制I/O分配表
4.2.4 电梯控制I/O接线图
根据I/O通道分配和控制原理, 可画出PLC 的I/O接线图(MR FX N 482
. 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
图5.1七段码显示 6 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
LD 0400 RST 460 LD 0401 OR 0402 OR 0403 OR 0404 OUT 460 K 12 LD 0411 AND 0402 OR 0201 OUT 0201 LD 0411 AND 0403 OR 0202
ANI 0000 ANI 0001 OUT 0202 LD 0202 AND 0412 OR 0600 ANI 0002 ANI 0413 OUT 0600 LDI 0600 AND 0202 AND 0402 OR 0000 ANI 0001 OUT 0000
LD 0000 AND 0412 OR 0001 ANI 0002 OUT 0001 OUT T0 K 2 LD T0 OR 0002 ANI 0413 OUT 0002 LD 0411 AND 0404 OR 0203 ANI 0003 ANI 0004 OUT 0203 LD 0203 AND 0412 OR 0601
ANI 0005 ANI 0413 OUT 0601 LD 0203 AND 0403 AND 0601 OR 0602 ANI 0008 ANI 0414 OUT 0602 LD 0203 ANI 0601 AND 0402 OR 0003 ANI 0004 OUT 0003 LD 0003 AND 0412 OR 0004 ANI 0005
OUT 0004 OUT T1 K 2 LD T1 OR 0005 ANI 0413 OUT 0005 LD 0005 AND 0413 OR 0603 ANI 0008 ANI 0414 OUT 0603 LD 0005 ANI 0603 ANI 0602 AND 0403 OR 0006 ANI 0007 OUT 0006
LD 0006 AND 0413 OR 0007 ANI 0008 OUT 0007 OUT T2 K 2 LD T2 OR 0008 ANI 0414 OUT 0008 LD 0412 OR 0204 AND 0401 OUT 0204 LD 0412 OR 0205 AND 0403 OUT 0205 LD 0412
AND 0404 OR 0206 ANI 0009 ANI 0010 OUT 0206 LD 0206 AND 0413 OR 0604 ANI 0414 ANI 0011 OUT 0604 LD 0206 ANI 0604 AND 0403 OR 0009 ANI 0010 OUT 0009 LD 0009 AND 0413 OR 0010
ANI 0011 OUT 0010 OUT T3 K 2 LD T3 OR 0011 ANI 0414 OUT 0011 LD 0413 AND 0401 OR 0207 ANI 0012 ANI 0013 OUT 0207 LD 0207 AND 0412 OR 0605 ANI 0014 ANI 0011 OUT 0605
LDI 0605 AND 0207 AND 0402 OR 0012 ANI 0013 OUT 0012 LD 0012 AND 0412 OR 0013 ANI 0014 OUT 0013 OUT T4 K 2 LD T4 OR 0014 ANI 0411 OUT 0014 LD 0413 OR 0208 AND 0402
OUT 0208 LD 0413 OR 0209 AND 0404 OUT 0209 LD 0414 AND 0401 OR 0210 ANI 0015 ANI 0016 OUT 0210 LD 0210 AND 0413 OR 0606 ANI 0017 ANI 0412 OUT 0606 LD 0606 AND 0210 AND 0412
OR 0607 ANI 0020 ANI 0411 OUT 0607 LDI 0606 AND 0210 AND 0403 OR 0015 ANI 0016 OUT 0015 LD 0015 AND 0413 OR 0016 ANI 0017 OUT 0016 OUT T5 K 2 LD T5 OR 0017 ANI 0412
OUT 0017 LD 0017 AND 0412 OUT 0017 LD 0017 AND 0412 OR 0608 ANI 0020 ANI 0411 OUT 0608 LDI 0607 ANI 0608 AND 0402 AND 0017 OR 0018 ANI 0019 OUT 0018 LD 0018 AND 0412 OR 0019
ANI 0020 OUT 0019 OUT T6 K 2 LD T6 OR 0020 ANI 0411 OUT 0020 LD 0411 AND 0402 OR 0211 ANI 0021 ANI 0022 OUT 0211 LD 0211 AND 0413 OR 0609 ANI 0023 ANI 0412 OUT 0609
LDI 0609 AND 0211 AND 0403 OR 0021 ANI 0022 OUT 0021 LD 0021 AND 0413 OR 0022 ANI 0023 OUT 0022 OUT T7 K 2 LD T7 OR 0023 ANI 0412 OUT 0023 LD 0414 OR 0212 AND 0403
OUT 0212 LD 0201 OR 0202 OR 0000 OR 0002 OR 0203 OR 0003 OR 0005 OR 0006 OR 0008 OR 0205 OR 0206 OR 0009 OR 0011 OR 0209 OUT 0300 LD 0204 OR 0207 OR 0012 OR 0014
OR 0208 OR 0210 OR 0015 OR 0017 OR 0018 OR 0020 OR 0211 OR 0023 OR 0212 OUT 0301 LD 0411 OUT 0311 LD 0412 OUT 0312 LD 0413 OUT 0313 LD 0414 OUT 0314 END。