電梯課程設計報告

1、<p>　　課程設計說明書(論文)</p><p>　　題 目 電梯控制課程設計 </p><p>　　課 程 名 稱 電梯控制技術 </p><p>　　院 系 電力工程學院 </p><p>　　專 業(yè) </p><p&

2、gt;　　班 級 </p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　設 計 地 點 </p><p>　　指 導 教 師 </p><p>

3、　　設計起止時間：年 月日至年 月 日</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發(fā)展，電梯也已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的運輸工具。隨著人們對電梯運行的安全性、舒適性等要求的提高，電梯得到了快速發(fā)展，其拖動技術已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速，其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器

4、控制。</p><p>　　可編程控制器（PLC）因為穩(wěn)定可靠、結構簡單、成本低廉、簡單易學、功能強大和使用方便已經(jīng)成為應用最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。電梯控制要求接入設備使用簡便，對應系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機界面，配備應用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。通過PLC對程序設計，提高了電梯的控制水平，并改善了電梯的電梯運行的舒適感。本文爭對以上優(yōu)點，對電梯運行進行了改進，使其

5、達到了比較理想的控制效果。</p><p>　　本文通過研究電梯實物模型，可編程控制器，了解模型的結構，了解PLC的I/O，并在此基礎上設計單臺四層電梯曳引系統(tǒng)；設計開關門系統(tǒng)；設計電梯樓層召喚，轎廂命令響應系統(tǒng)；設計電梯樓層控制邏輯；設計電梯控制繼電器原理圖等。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　

6、一、緒論11</b></p><p>　　1、電梯基本知識11</p><p>　　2、PLC基本知識11</p><p>　　二、電梯控制系統(tǒng)的硬件設計12</p><p>　　1、四層電梯控制上下行主電路12</p><p>　　2、電梯門開關主電路13</p><p&g

7、t;　　3、四層電梯控制電路圖13</p><p>　　5、四層電梯模擬控制面板15</p><p>　　三、電梯控制系統(tǒng)的軟件設計16</p><p>　　1、四層電梯控制要求16</p><p>　　2、電梯運行流程圖16</p><p>　　2、輸入/輸出的分配如下17</p><

8、p>　　3、PLC內(nèi)部字、存儲位分配表18</p><p>　　4、四層電梯控制程序梯形圖19</p><p><b>　　四、結語23</b></p><p><b>　　五、附錄24</b></p><p>　　1、電梯課設任務書24</p><p>&l

9、t;b>　　一、緒論</b></p><p><b>　　1、電梯基本知識</b></p><p>　　電梯的控制系統(tǒng)及其設備在隨著社會的快速發(fā)展而不斷改進，以前的電梯控制系統(tǒng)大部分采用繼電器邏輯控制系統(tǒng)。現(xiàn)在，微機系統(tǒng)已經(jīng)全面取代繼電器邏輯控制系統(tǒng)實施閉環(huán)控制，進一步提高了電梯的性能和可靠性，并減少現(xiàn)場調(diào)試的工作量，它是電梯控制技術的發(fā)展方向，目前

10、使用較多的微機控制系統(tǒng)主要有以下幾類：PLC控制、單片機嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)控制計算機。近幾年，PLC控制的各類電梯，己經(jīng)大批量地投向市場，由于PLC的可靠性、維修方便而受到廣大用戶的歡迎。</p><p>　　電梯是機電一體化產(chǎn)品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經(jīng)，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)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(shù)為電力拖動、鋼絲繩

11、拽引式結構，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)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(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成。</p><p><b>　　2、PLC基本知識</b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）是現(xiàn)代制造業(yè)為了適應市場需求和提高競爭力，在生產(chǎn)設備和自動化生

12、產(chǎn)線在柔性、可靠性、和產(chǎn)能上提出的更高要求的背景下應用而產(chǎn)生的新型工業(yè)控制裝置。它綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術等，實現(xiàn)了控制裝置的三電一體化，是當代工業(yè)生產(chǎn)水平的重要標志之一，在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用使它得到了“藍領計算機” 的稱謂。PLC的產(chǎn)生是基于工業(yè)控制的需要，是面向工業(yè)控制領域的專用設備，具有以下幾個顯著特點:</p><p>　　(1)可靠性高，抗干擾能力強</p><p&

13、gt;　　用程序來實現(xiàn)邏輯順序和時序，最大限度地取代傳統(tǒng)的繼電接觸器系統(tǒng)中的硬件線路，大量減少機械觸點和連線的數(shù)量。單從這一角度而言，PLC在可靠性上優(yōu)于繼電接觸器系統(tǒng)是明顯的。在抗干擾性能方面，PLC在結構設計、內(nèi)部電路設計、系統(tǒng)程序執(zhí)行等方面都給予了充分的考慮。</p><p>　　(2)靈活性強，控制系統(tǒng)具有良好的柔性</p><p>　　當生產(chǎn)工藝和流程進行局部的調(diào)整和改動時，通常

14、只需要對PLC的軟件程序進行改動，或者配合以外圍電路的局部調(diào)整即可實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的改造。</p><p>　　(3)編程簡單，使用方便</p><p>　　梯形圖語言是PLC最重要也是最普及的一種編程語言，其電路符號和表達方式與繼電接觸器電路原理圖相似，讀者可以很快掌握梯形圖語言，并用來編制用戶程序。</p><p>　　(4)控制系統(tǒng)易于實現(xiàn)，開發(fā)工作量少，周期短

15、</p><p>　　由于PLC的系列化、模塊化、標準化及良好的擴展性和聯(lián)網(wǎng)性能，在大多數(shù)情況下，PLC系統(tǒng)是一個較好的選擇。它不僅能夠完成多數(shù)情況下的控制要求，還能夠大量節(jié)省系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試的時間和工作量。</p><p><b>　　(5)維修方便</b></p><p>　　PLC有完善的故障診斷功能，可以根據(jù)裝置上的發(fā)光二極管和軟件

16、提供的故障信息，方便地查明故障源。</p><p>　　二、電梯控制系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　1、四層電梯控制上下行主電路</p><p>　　圖1.電梯上下行電機主電路</p><p>　　KMF、KMR為電動機正、反轉接觸器，用以實現(xiàn)電梯上、下控制，當KMF接通時，電機正轉，實現(xiàn)電梯上行；當KMR接通時，電機反轉，實現(xiàn)電梯下行。

17、</p><p>　　2、電梯門開關主電路</p><p>　　圖2.電梯開關門電機主電路</p><p>　　KMF、KMR為電動機正、反轉接觸器，用以實現(xiàn)電梯門開、關控制，當KMF接通時，電機正轉，實現(xiàn)電梯開門；當KMR接通時，電機反轉，實現(xiàn)電梯關門。</p><p>　　3、四層電梯控制電路圖</p><p>　

18、　本設計采用施耐德TWDLCAA40DRF型號PLC，如圖3所示，PLC的I/O端口的“Q12”輸出的信號控制電梯上行；由PLC的I/O端口的“Q13”輸出的信號控制電梯下行。當“Q12”輸出為1時，KM12線圈得電，使KM12常開觸點閉合，KM12常閉觸點打開，上行回路接通，電機正傳，實現(xiàn)電梯上行控制。當“Q13”接通時，KM13線圈得電，使KM13常開觸點閉合，KM13常閉觸點打開，下行回路接通，電機反傳，實現(xiàn)電梯下行控制。同時，K

19、M12常閉觸點和KM13常閉觸點形成互鎖，使得兩個回路不能同時接通，防止短路。</p><p>　　圖3. PLC接線圖</p><p>　　當電梯有要停層時，“Q12”和“Q13”均輸出為0，電梯停止上下行，實現(xiàn)了電梯的停層。電梯門開關由“Q14”和“Q15”控制，線圈KM14和KM15互鎖，控制思想與電梯上下行一樣。</p><p>　　5、四層電梯模擬控制面板

20、</p><p>　　圖4.四層電梯模擬控制面板</p><p>　　本次設計采用四層電梯實驗教學模型，利用面板上的按鈕來模擬實現(xiàn)四層電梯運行的狀態(tài)。它設置了電梯門，電梯內(nèi)按鈕指示，電梯內(nèi)按鈕信號，電梯外按鈕信號，電梯平層、限位信號，電梯門限信號，電梯外部呼叫指示燈，電梯內(nèi)部選擇指示燈等裝置，便于設計操作。</p><p>　　三、電梯控制系統(tǒng)的軟件設計</p

21、><p>　　1、四層電梯控制要求</p><p>　?、砰_始時，電梯處于任意一層。</p><p>　　⑵當有外呼梯信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時3S后自動關門。</p><p>　?、钱斢袃?nèi)呼梯信號到來時，電梯響應該呼梯信號，到達該樓層時，電梯停止運行，電梯門打開，延時3S后自動關門。</p

22、><p>　?、仍陔娞葸\行過程中，電梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信號均不響應，但如果反向外呼梯信號前方向無其它內(nèi)、外呼梯信號時，則電梯響應該外號，但不響應二層向下外呼梯信號。同時，如果電梯到達三層，如果四層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應三層向下外呼梯信號。</p><p>　?、呻娞輵哂凶钸h反向外梯響應功能。例如：電梯在一樓，而同時有二層向下外呼梯，三層向下外呼梯

23、，四層向下外呼梯，則電梯先去四樓響應四層向下外呼梯信號。</p><p>　?、孰娞菸雌綄踊蜻\行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯停止運行后，按開門按鈕電梯門打開，按關門電梯門關閉。</p><p><b>　　2、電梯運行流程圖</b></p><p>　　如下圖6所示，電梯上電后，系統(tǒng)自己先判斷處于哪一層，若電梯正好停在一樓，接著

24、判斷電梯是否有向上召喚信號，如果有，那么就響應信號；如果沒有，那么停在一樓待命。如果電梯處在二樓時，首先判斷電梯是在上升還是下降狀態(tài)，如果正在上升，此時三樓或四樓又有向下的信息，那么記憶向下呼叫的信號，響應上升信號，繼續(xù)上升至指令層；如果電梯正在下降，那么它將記憶向上呼叫的信號，先響應向下呼叫的信號，然后繼續(xù)上行；如果沒有呼叫信號，電梯則停在二樓待命。如果電梯處于三樓時，首先判斷電梯是在上升還是下降狀態(tài)，如果正在上升，此時四樓有向下呼叫

25、，那么記憶存儲向下呼叫的信號，響應上升四樓信號；如果電梯正在下降，它將記憶存儲向上呼叫的信號，響應向下呼叫的</p><p>　　圖5.電梯運行流程圖</p><p>　　信號；如果沒有呼叫，則電梯繼續(xù)停在三樓待命。如果電梯處于四樓時，首先判斷有沒有向下呼叫的信號，如果此時有向上呼叫信號，向上運行指示燈點亮，電電梯將繼續(xù)停在四樓待命。</p><p>　　2、輸入/

26、輸出的分配如下</p><p>　　3、PLC內(nèi)部字、存儲位分配表</p><p>　　4、四層電梯控制程序梯形圖</p><p>　?、烹娞萆闲?、下行狀態(tài)記憶</p><p><b>　?、飘斍皩油夂糸_門</b></p><p><b>　?、请娞蓐P門總控制</b><

27、/p><p><b>　?、入娞蓍_門總控制</b></p><p>　　⑸當前層信號記憶與清除</p><p>　?、室恢了膶雍艚行盘柼幚?lt;/p><p>　　⑺一至四樓開門信號處理</p><p>　?、桃恢了膶觾?nèi)呼指示燈信號</p><p>　　⑼一至四層外呼指示燈信號&l

28、t;/p><p><b>　　四、結語</b></p><p>　　本設計主要以PLC為核心，利用PLC強大的控制功能，實現(xiàn)了利用可編程控制器控制電梯的功能。梯形圖程序在模擬調(diào)試時可以非常直觀的展現(xiàn)出4層電梯的運行過程。在調(diào)試過程中，本設計充分發(fā)揮了PLC接線簡單、編程直觀等臺電。當建筑物的樓層增加時，硬件接線上只需要增加行程開關輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需要

29、增加相應程序以及輸出的功能，要改動的地方也比較少。調(diào)試結果表明，在適應性、精確性和可靠性方面，基本上達到了設計的要求，表明該設計方案是可行的。不過系統(tǒng)還存在兩個漏洞，雖然不影響運行，但是若運用在實際中將會給乘客帶來誤解，日后我將會爭取解決這個問題。</p><p>　　總的來說，通過這次的設計，我對四層電梯的運行流程有了更深的理解。并且，可編程對控制器有了進一步的了解。最后在此感謝同組同學的幫助，也感謝老師的悉心