机电一体化技术课程设计

引言

随着我国经济的高速发展，自动控制技术也得到了迅猛发展，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，在工业、商业和民用方面应用已十分广泛，与人们的生活紧密相关。本文利用三菱可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况、电梯电机的选择、控制系统的设计、行程开关的选择、电梯钢架的加工工艺等。

一、绪论

设计的背景

近几年来，中国电梯行业迅速崛起，庞大的市场潜力令世界瞩目。1980年，全国制造电梯2249台，到2005年底全国生产电梯达到13.5万台。26年间，中国电梯产量增长了60多倍，年产量达到并超过世界总量的1/3，电梯制造企业和制造总量居全球第一，中国已经成为电梯制造大国。

随着社会发展和物质生活水平的提高，电梯成为人们工作、生活中不可或缺的楼宇交通工具，而电梯轿厢正是乘客了解电梯性能、感受电梯品质、品评电梯档次的最直接环节。"资本和技术主宰一切的时代已经过去，创意的时代已经来临。"这句从美国硅谷到华尔街的流行语，现在流行到了中国。作为世界上为数不多的电梯设计大赛，设计作品必须着眼未来，必须致力于让我们的生活每天都发生细微变化，致力于创造更理想的生活方式、创造更和谐的生活空间，彰显多彩多姿的电梯文化，倡导电梯轿厢设计的最新理念，探讨电梯轿厢设计的未来发展方向。正是基于此，中国电梯协会，中国电梯杂志编辑部、上海三菱电梯有限公司共同举办"上海三菱杯中国电梯轿厢设计大赛"，提出"人文、科技、时尚"的主题，其目的是表彰、推动、宣传、展示电梯轿厢设计中的原创思维与创新精神；发现优秀的轿厢设计人才；探寻未来的轿厢设计趋势，使电梯轿厢在设计上达到科技、人性化与美感的高度融合和统一。

设计的内容

运用所学的Pro/E 或者CAXA绘制出电梯结构图

电梯框架的加工及编程

PLC的结构与选择

电梯控制系统的设计

接近开关或行程开关的工作原理及选择

电机的工作原理及选择

设计的目的和意义

设计的目的：

a、本次毕业设计通过此次设计使学生将本专业所学习的理论知识进行全面系地复习和总结,以便更好地掌握专业知识的主脉，并将其灵活应用到工作实践中。

b、根据毕业设计任务中的内容和要求, 使学生掌握电气工程设计的原则、步骤和方法，学会查找和运用有关设计手册和技术资料。指导学生将理论和实践相结合，能够较好地设计出一套安全可靠、切实可行的电气设计图纸。

c、通过此次毕业设计,提高学生运用理论知识，分析、处理和解决实际问题的综合能力。

d、本次毕业设计主要对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行具体的研究，并通过PLC实现电梯的自动控制以及消防运行；和对Pro/E 的运用；行程开关或者接近开关的工作原理；电机的工作原理都有系统和深入的了解。

设计的意义：

本论文是以三菱广泛应用的整体中型机FX2N-60MR为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍其指令系统、编程方法和控制系统设计方法，也介绍了模块式PLC的一些智能单元。从而让我们能更多了解PLC和更好的使用它对电梯控制系统的应用及电梯电机和行程开关的工作原理及选择使自己对它们有了更深层

次的研究，运用的更加熟练。

二、电梯的介绍

电梯的历史发展

自1889年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来，电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程，逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具；而且作为载人工具，人们在运行的平滑性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能方面对它提出了更高的要求。

1887年，美国奥梯斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动机传动的电梯。它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。这座古老的电梯，每分钟只能走10米左右。当初设计的电梯纯粹是为了省力。

1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。

随着超高层建筑的出现，电梯的设计、工艺不断得到提高，电梯的品种也逐渐增多。1900年，美国奥梯斯公司制成了世界上第一台电动扶梯。1950年又制成了安装在高层建筑外面的观光电梯，使乘客能在电梯运行中清楚地眺望四周的景色。

电梯的组成

1曳引系统：曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。

2导向系统：导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。

3轿厢：轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。

4门系统：门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，

层门，开门机，门锁装置组成。

5重量平衡系统：系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。

6电力拖动系统：电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。

7电气控制系统：电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。

8安全保护系统：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，站保护装置组成。

2.3电梯的分类

按用途分类

a乘客电梯b载货电梯

c医用电梯d杂物电梯e观光电梯

f车辆电梯g船舶电梯

h建筑施工电梯

g其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。

按驱动方式分类

a交流电梯b直流电梯c液压电梯d齿轮齿条电梯e螺杆式电梯f直线电机驱动的电梯

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。

a低速梯:常指低于1.00m/s速度的电梯。

b中速梯:常指速度在1.00～2.00m/s的电梯。

c高速梯:常指速度大于2.00m/s的电梯。

e超高速梯:速度超过5.00m/s的电梯。