毕业设计--四层垂直升降电梯控制系统设计

毕业设计（论文）任务书题目：垂直升降电梯控制系统设计一、基本任务及要求：1. 设计任务（1）硬件设计垂直升降电梯的控制电路PLC控制：启动、停止、正转、反转按键；波段开关；楼层指示灯；定时器T。

按键控制电梯启、停，正、发转按键控制上下呼叫，波段开关选楼层。

（2）软件设计垂直升降电梯的控制程序，电梯抵达楼层指示灯亮；自动延时5秒；循环检测楼层呼叫与选层信号；按键控制系统启动、停、上、下移动程序。

（3）机械结构设计设计并绘制电梯机械结构装配图设计参数：电梯：v=1m/s 、a=0.1m/(s*s)；层高3.5m；载重量：1t。

2. 要求（1）绘制硬件接线框图；电梯系统控制流程框图；电梯机械结构图。

（2）撰写设计说明书（5千字），并附程序清单及其功能注释。

（3）控制程序必须经过调试通过；电梯结构必须有必要的设计计算。

二、进度安排及完成时间：1.设计时间三周（从2012年12月3日至2012年12月21日）2.进度安排第一周：布置设计任务；补充相关知识；查阅资料；撰写绪论，确定系统组成方案。

第二周：电梯结构设计，确定电梯承载能力，电梯机电传动计算，桥厢结构设计。

硬件电路设计，选择电气元件，设计系统框图、外部电路接线图、参考顺序控制实验。

第三周：软件设计，编写并调试程序。

记录存在的问题与解决方法；整理资料；按格式末班撰写设计说明书；上交设计作业（打印稿及电子文档）；并参与答辩。

目录第1章绪论 (4)2.1 电梯起源、发展及课题研究的背景 (4)2.2 PLC在电梯控制中的应用及发展前景 (5)2.3 设计的主要内容............................... 错误！未定义书签。

第2章电梯的综述 (7)2.1 电梯的定义与简介 (7)2.2 电梯的主要参数及性能指标 (7)2.3 电梯的基本结构及组成部件 (10)第3章总体方案设计 ............................... 错误！未定义书签。

3.1 总体方案的确定............................... 错误！未定义书签。

3.2 设计思想 (12)3.2.1 控制信号系统 (12)3.2.2 电梯控制系统实现的功能 (13)第4章机械结构设计 ............................... 错误！未定义书签。

4.1 曳引驱动（绕绳方式、曳引力、比压） ............. 错误！未定义书签。

4.2 制动器（选择、制动力计算） ................... 错误！未定义书签。

0 4.3钢丝绳及其端接装置............................ 错误！未定义书签。

4.3.1钢丝绳的选择与计算...................... 错误！未定义书签。

4.3.2曳引绳的端接装置 ....................... 错误！未定义书签。

4.4 电梯井道基底坑与围壁部分...................... 错误！未定义书签。

第5章电梯硬件设计 .. (26)5.1 电梯的PLC控制设计分析 (26)5.2 电梯的控制要求 (26)5.3可编程控制器机型的选择 (28)5.4 输入输出点的分配............................. 错误！未定义书签。

5.5 PLC外部接线图 (30)5.6 变频器的参数设计及计算 (30)5.7 电梯设计流程图 (33)第6章电梯软件设计 (34)6.1 PLC的编程语言 (34)6.2 程序设计常用方法 (34)6.3系统结构框图 (36)6.4 梯形图 (38)6.4.1外召唤信号的登记及消除 (38)6.4.2内呼指令的登记及消除 (39)6.4.3平层信号处理 (40)6.4.4选层定向及反向截梯 (40)6.4.5内呼指令外召信号的保持 (42)6.4.6各楼层停车信号 (45)6.4.7自动开关门 (46)总结 (48)参考文献 (49)第1章绪论1.1 电梯的起源、发展以及课题研究的背景追溯电梯的起源，在我国及国外都能找到其雏形。

如我国公元前1700多年出现的桔槔，是一种用于提水的升降装置。

公元前1100多年出现的轱辘，是一种用于提水或升举重物的升降装置。

在古代希腊，于公元前236年出现的阿基米德绞车，是一种升举重物的升降装置。

它们的共同特点是都由支架、卷筒、绳索、摇杆、乘物装置几部分组成的最原始、最简单的升降机械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驱动在很低速度下运行。

1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。

1900年还出现了第一台自动扶梯。

1949年出现了群控电梯,首批4—6台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。

1955年出现了小型计算机(真空管)控制电梯。

1962年美国出现了速度达8米/秒的超高速电梯。

1963年一些先进工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。

1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。

1971年集成电路被应用于电梯。

第二年又出现了数控电梯。

1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。

由于早期的电梯及电气控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一旦完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。

可编程控制器（即PLC）既保留了传统继电气控制系统的简单易懂，而且具备控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口连接、维修方便等诸多高品质性能。

因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的运用。

如今，电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的交通工具，随着时代的发展，科技的进步，人们对电梯在运行时的平稳性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能提出了更高的要求。

电梯今后的发展将主要呈现以下趋势:超高速电梯、大型超载重电梯用导轨、新型自动扶梯导轨和无机房电梯导轨。

此外，人们要求电梯节能、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与建筑物协调等，甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯驱动补充能源等等，而这些都会对电梯导轨的运行技术不断提出新的要求。

电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。

电梯作为一种较为复杂的机电一全化设备，它由多许机械构件和电子、电气、大规模集成电路组成的微型计算系统及声、光控制部件所组成。

那么电梯到底有哪些功能呢？我们从按下电梯的按钮到完成电梯的运行并走出电梯轿厢，实际上已包含了电梯的许多功能，如：电梯的定向选层、电梯的起动、加速、稳速运行、到站减速、平层停车、开关门。

还有检修功能、安全保护功能、消防功能、楼层显示等。

从电梯控制统的实现方法分，电梯的控制系统经历了继电器控制、可编程序控制（PLC）、单片微机控制、多微机控制多种形式。

继电器控制系统是80年代最广泛的一种电梯控制方式，有控制逻辑线路简单、直接、易于理解和掌握的优点，但由于该类系统是由众多继电器、接触器构成，使用一段时间后其接触点往往接触不良，所以电梯故障高，众多的继电器、接触器动作噪声较大，整个控制柜体积大。

随着多微机系统在电梯控制系统中的应用，电梯控制发生了限大的变化，因为微机在电梯中的应用不仅取代了大部分继电器和选层器，整个系统更加可靠，灵活性更加提高，功能大增强了。

但微机的集成度高，功能项目固化，一般维修人员及工程人员修改或增加不了其功能。

如要修改或增加其功能要找回生厂家或用专用的工具。

可编程序控制器取代继电器构成的电梯控制系统，可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且触点少、可靠高、故障率低、维修方便、噪声小最主要的是可编程序控制系统的"可编程"功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可。

而PLC的编程语言需不尽相同，但都有通俗易懂，便于自学的优点一般维修及工程人员都能掌握,PLC电梯控制系统比较适用于小高层的楼房.1.2 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。

而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。

PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。

随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。

然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。

绿色是和平，绿色是天然，绿色是和谐。

电梯是载人的机电设备，要实现“绿色”，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。

而且PLC控制更加智能化、更加安全，而且与环境的协调和平衡，包括以下几个方面：视觉协调、消除电磁辐射、舒适感。

对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。

此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。

随着时代的发展，对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内，心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。

因此，提倡对电梯进行豪华性装修，比如：轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象：进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调，在扶梯的周围种植花草；在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案，并且在色彩调配上要令人赏心悦目；在轿厢内播放优美的音乐，用以减少烦躁；在轿厢内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。

1.3设计的主要内容在电梯的控制中其控制量多、逻辑性强、随机性大是其主要特点，对于PLC控制设计来说，电梯控制系统具有很强的实用性和典型性，研究、分析电梯的逻辑关系，进而实现控制，对于理解和学习PLC都具有很好的意义。

控制电梯运行的PLC系统要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。

该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。

其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。

本机控制单元采用以西门子公司的可编程控制器PLC对机器进行全过程控制。

整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的开关门，升降，加、减速，平层，起动、制动控制。

要求其达到结构简单、运行效率高、平层精度高、使其能够易于理解与掌握。