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基于PLC的三层电梯控制系统方案设计书

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姓名: 陈颢 学号: 200901041103 班级: 电自0911班 指导老师: 罗旖旎 摘要

电梯是高层建筑不可缺少的运输工具,用于垂直运送乘客和货物,传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。

本论文通过讨论电梯控制系统的组成,阐述可编程控制器(PLC)在电梯控制中的应用,采用三菱PLC编程的程序控制方式,提出了三层电梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图及指令表。并给出了系统组成框图和程序流程图,在分析、处理随机信号逻辑关系的基础上,提出了PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案。采用本方案实现电梯控制,能够解决继电器——接触器触点多,故障率高、可靠性差、安装调试周期长、维修工作量大、接线复杂等缺点。使电梯运行更加安全、方便、舒适。

关键词:电梯、控制、plc、梯形图、系统组成

绪论

1、电梯的发展现状

随着城市建设的不断发展,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增多,电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。它是采用电力拖动方式,将载有乘客或货物的轿厢,运行于垂直方向的两根刚性导轨之间,运送乘客和货物的固定式提升设备。所以,电梯是为高层建筑运输服务的设备,它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。但传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题,使电梯运行更加安全、方便、舒适。

目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制。从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高,程序设计方便灵活。

2、电梯的发展趋势

1 电梯群控系统将更加智能化 2 超高速电梯速度越来越高 3 蓝牙技术在电梯上广泛应用 4 绿色电梯将普及 5可视系统或人机对话

第1章 电梯概述 1.1 电梯的出现及发展简史

很久之前,人们就使用一些原始的升降工具运送人和货物。公元前1100年前后,我国古人发明了辘轳,它采用卷筒的回转运动完成升降动作,因而增加了提升物品的高度。公元前236年,希腊数学家Archimedes设计制作了由绞车和滑轮组构成的起重装置。这些升降工具的驱动力一般是人力或畜力。19世纪初,在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力。1845年,威廉?汤姆逊研制出1台液压驱动的升降机,其液压驱动的介质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进,然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现,直到1852年世界第1台安全升降机诞生。

1889年,升降机开始采用电力驱动,真正出现了电梯。电梯在驱动控制技术方面的发展经历了直流电机驱动控制,交流单速电机驱动控制,交流双速电机驱动控制,直流有无齿轮、无齿轮调速驱动控制,交流调压调速驱动控制,交流变压变频调速驱动控制,交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。

19世纪末,采用沃德-伦纳德系统驱动控制的直流电梯出现,使电梯的运行性能明显改善。20世纪初,开始出现交流感应电动机驱动的电梯,后来槽轮式(即曳引式)驱动的电梯代替了鼓轮卷筒式驱动的电梯,为长行程和具有高度安全性的现代电梯奠定了基础。20世纪上半叶,直流调速系统在中、高速电梯中占有较大比例。

1967年,晶闸管用于电梯驱动,交流调压调速驱动控制的电梯出现。1983年,变压变频控制的电梯出现,由于其良好的调速性能、舒适感和节能等特点迅速成为电梯的主流产品。

1996年,交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯出现,电梯技术又一次革新。由于曳引机和控制柜置于井道中,省去了独立机房,节约了建筑成本,增加了大楼的有效面积,提高了大楼建筑美学的设计自由度。这种电梯还具有节能、无油污染、免维护和安全性

高等特点。

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。

中国最早的一部电梯出现在上海,是由美国奥的斯公司于1901年安装的。1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着。1951年,党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯,天津从庆生电机厂荣接此任,四个月后不辱使命,顺利地完成了任务。十一届三中全会后,沐浴着改革开放的春风,我国电梯业进入了高速发展的时期。如今,在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用着。电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障

电梯在操纵控制方式方面的发展经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程,对于多台电梯出现了并联控制、智能群控。

如今,世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善,力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。

1.2 电梯的应用和电梯的分类

根据建筑的高度、用途及客流量(或物流量)的不同,而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如下。 1、按用途分类

乘客电梯,为运送乘客设计的电梯,要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。 载货电梯,主要为运送货物而设计,通常有人伴随的电梯。

医用电梯,为运送病床、担架、医用车而设计的电梯,轿厢具有长而窄的特点。 杂物电梯,供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 观光电梯,轿厢壁透明,供乘客观光用的电梯。 车辆电梯,用作装运车辆的电梯。 船舶电梯,船舶上使用的电梯。

建筑施工电梯,建筑施工与维修用的电梯。

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。 2、按驱动方式分类

交流电梯,用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。

直流电梯,用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。 液压电梯,一般利用电动泵驱动液体流动,由柱塞使轿厢升降的电梯。

齿轮齿条电梯,将导轨加工成齿条,轿厢装上与齿条啮合的齿轮,电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。

螺杆式电梯,将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹,再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶,然后通过电机经减速机(或皮带)带动螺母旋转,从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。

直线电机驱动的电梯,其动力源是直线电机。

电梯问世初期,曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯,现已基本绝迹。 3、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。 低速梯,常指低于1.00m/s速度的电梯。 中速梯,常指速度在1.00~2.00m/s的电梯。 高速梯,常指速度大于2.00m/s的电梯。 超高速梯,速度超过5.00m/s的电梯。

随着电梯技术的不断发展,电梯速度越来越高,区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 4、按电梯有无司机分类

有司机电梯,电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。

无司机电梯,乘客进入电梯轿厢,按下操纵盘上所需要去的层楼按钮,电梯自动运行到达目的层楼,这类电梯一般具有集选功能。

有/无司机电梯,这类电梯可变换控制电路,平时由乘客操纵,如遇客流量大或必要时改由司机操纵。 5、按操纵控制方式分类

手柄开关操纵,电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关,实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。

按钮控制电梯:是一种简单的自动控制电梯,具有自动平层功能,常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。

信号控制电梯,这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。除具有自动平层,自动开门功能外,尚具有轿厢命令登记,层站召唤登记,自动停层,顺向截停和自动换向等功能。 集选控制电梯,是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯,与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。

并联控制电梯,2~3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制,共用层站外召唤按钮,电梯本身都具有集选功能。

群控电梯,是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 6、其它分类方式

按机房位置分类,则有机房在井道顶部的(上机房)电梯、机房在井道底部旁侧的(下机房)电梯,以及有机房在井道内部的(无机房)电梯。

按轿厢尺寸分类,则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。 此外,还有双层轿厢电梯等。 7、特殊电梯

斜行电梯,轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行,是集观光和运输于一体的输送设备。特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后,斜行电梯发展迅速。 立体停车场用电梯,根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。

建筑施工电梯,是一种采用齿轮齿条啮合方式(包括销齿传动与链传动,或采用钢丝绳提升),使吊笼作垂直或倾斜运动的机械,用以输送人员或物料,主要应用于建筑施工与维修。它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。

1.3 电梯的基本结构及工作原理

电梯的结构包括:四大空间,八大系统,以及现在的八大应用技术 四大空间

机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分、层站部分。 八大系统

曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统 八大应用技术

基于PLC的三层电梯控制系统方案设计书

姓名:陈颢学号:200901041103班级:电自0911班指导老师:罗旖旎摘要电梯是高层建筑不可缺少的运输工具,用于垂直运送乘客和货物,传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制,其缺点是触点多,故障率高、可靠性差、维修工作量大等,而采用PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题。本论文通过讨
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