升降电梯毕业设计

升降电梯毕业设计 摘 要 本 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 阐述了可编程控制器 PLC 西门子 S7200 在双层电梯控制系统中的 使用，介绍了电梯的运行控制原理、电梯运行要求、PLC 输入输出点分配、控制程 序介绍等等。PLC 控制的电梯因为其简单的电路便于维修而得到使用，但随着集成 电路的快速发展，已经逐渐替代了 PLC 控制，尤其是随着电梯的爬升层数越来越 多，人们对电梯的 但性能和舒适度有了更高的要求， PLC 控制以相对低廉的价格 和维修成本依然没有退出电梯市场 而一个西门子 PLC 的 S7200 (一块集成电路 控制的主 CPU 集成块价值上千，也只要上千元，但作为专门为工业使用的 PLC， 它的故障率是集成电路无法比拟的)。关键词:西门子 S7200、电梯 PLC 控制、 PLC 程序设计。 AbstractThis thesis discusses the programmable controller PLC Siemens S7200 in elevator control system in use introduced the elevator operation control principle elevator operation requirements the input and output PLC point distribution control procedures and so on. PLC control elevator because of its simple circuit is convenient for repair and use but along with the rapid development of integrated circuit has gradually replaced the PLC control especially along with the elevator climbing number increasing the people to the elevator performance and comfort have higher requirements but the PLC control to a relatively low price and repair cost still exit the elevator market a piece of integratedcircuit to control the main integrated block CPU value of thousands while a Siemens PLC S7200only thousands of yuan but as a designed specifically for industrial use of PLC its failure rate is the integrated circuit the incomparable . Key words: Siemens S7200 PLC PLC elevator control program design. 目 录绪 论 ………………………………………………………………………………………4第 1章 概述………………………………………………………………………………5 1.1 电梯的组成及功能………………………………………………………………5 1.2 电 梯的结构原理…………………………………………………………………6 1.3 电梯 的工作原理…………………………………………………………………7 1.4 电梯的 PLC 控制系统的功能分析………………………………………………7 1.5 电梯的 PLC 控制系统的解决思路………………………………………………7第2章 电梯的 硬件设计 ………………………………………………………………8 2.1 双层电梯的 运行要求 …………………………………………………………8 2.2 可编程控制器机 型的选择 ……………………………………………………8 2.3 电气控制主电路 图 ……………………………………………………………9 2.4 电气布局示意 图 ………………………………………………………………10 2.5 PLC 外部接线 图 ………………………………………………………………11第3章 电梯的软件设 计………………………………………………………………14 3.1 PLC 的编程语 言………………………………………………………………14 3.2 程序设计常用方 法……………………………………………………………14 3.3 PLC 控制程序详 解……………………………………………………………15结 论………………………………………………………………………………………24谢 辞………………………………………………………………………………………25参 考文献…………………………………………………………………………………26附 录 PLC 控制程序……………………………………………………………………27 绪 论 随着现代化的快速发展，城市建筑越来越高，对电梯的质和量的要求也越来越高，主要包括三个要求，一是电梯的安全性，客梯因为运送的是人员，所以对安全性有着严格的要求，并且国家质检局每年都会对电梯进行年检以检测电梯的安全性;二是电梯的速度，因为随着楼层越来越高，低速电梯无法达到快速运送人员的目的，所以就需要更快的的电梯，目前世界上最快的电梯已经达到 16 米/秒以上，未来还会更快;三是电梯的舒适度，电梯作为一种普遍的公共交通工具，随着人们对电梯有着越来越多的认识，对电梯的舒适度有着越来越高的要求，舒适度包括电梯的上下运行时启动停止很平缓，没有振动感，随着变频技术的日益发达已经很好的完成了这个要求，通过群控技术减少乘客的等候时间，对电梯进行更准确的平层控制，以及完成更多更个性化的功能。 本论文是试图设计出通过 PLC 控制来完成目前主体电梯的主要功能，从电梯的安全性、速度和舒适度各方面都能够满足要求，并且随着 PLC 技术的日益发展，以 PLC控制系统作为电梯的控制系统在某些领域依然得到使用。 第1章 概述1.1 电梯的组成及功能 现代电梯主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置如限速器、安全钳和缓冲器等、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。 (1) 拽引系统 电梯拽系统的功能是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。主要由拽引机，拽引钢丝绳，导向轮和反绳轮组成。拽引机为电梯的运行提供动力，由电动机，拽引轮，连轴器，减速箱，和电磁制动器组成。拽引钢丝的两端分别连轿厢和对重，依靠钢丝绳和拽引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型还可以增加拽引力。 (2) 导向系统 导向系统由导轨，导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。 (3) 门系统 门系统有轿厢门，层门，开门，连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇，门导轨架，等组成，层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上，是轿厢和层门的动力源。 (4) 轿厢 轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重机构，由横梁，立柱，底梁，和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底，轿厢壁，轿厢顶以及照明通风装置，轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定 (5) 重量平衡系统 重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分额定载重。 重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧拽引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。 (6) 电力拖动系统 电力拖动系统由拽引电机，供电系统，速度反馈装置，调速装置等组成，它的作用是?电梯进行速度控制。拽引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对拽引电机进行速度控制。 (7) 电气控制系统 电梯的电气控制系统由控制装置，操纵装置，平层装置，和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求，控制电梯的运行，设置在机房中的控制柜上。操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。平层装置是发 出平层控制信号，使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层，是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时，欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。位置显示装置是用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯， 厅门指示灯还用尖头指示电梯的运行方向。 (8) 安全保护系统 安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统，可保护电梯安全的使用。机械方面的有:限速器和安全钳起超速保护作用，缓冲器起冲顶和撞底保护作用，还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。1.2 电梯的结构原理 电梯是机、电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行。尽管电梯的品种繁多，但目前使用的电梯绝大多数为电力拖动、钢丝绳曳引式结构，图 1 中所示是电梯的基本结构剖视直观图。 从电梯空间位置使用看，由四个部分组成:依附建筑物的机房、井道;运载乘客或货物的空间——轿厢; 乘客或货物出入轿厢的地点——层站。即机房、井道、轿厢、层站。电梯的基本结构如图 1 所示。 1—控制柜屏 2 一拽引机 3—拽引钢丝绳 4—限速器 5—限速器钢绳 6—限速器张紧装置 7—轿厢 8—安全钳 9—轿厢门安全触板 10—导轨 11—对重 12—厅门 13—缓冲器 图 1 ?缣?/B>的基本结构1.3 电梯的工作原理 曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。1.4 电梯的 PLC 控制系统的功能分析 整个升降电梯控制系统的组成由核心控制元件 PLC、电机马达开关、开关、 按钮、指示灯、和外部光电传感器等元部件组成。其中由面板旋钮开关或带锁的钥匙旋钮开关选择整个系统的工作状态，通过状态安全继电器的得电或失电来区分自动运行和手动运行的输出电源的通和断。这样就使得系统只有在自动运行状态下时 PLC 的输出端子才有输出电压，当系统在手动运行状态下时，PLC 输出端子上无输出电压。马达开关作用为当系统指令电机以工频方式工作时，起到保护电机的作用。人机界面能够方便操作人员对设备进行操作和监控，实时显示设备工作状态。指示灯向 PLC 传输外部状态信号，指示电梯的工作状态。自动化控制系统中的安全部分的紧急停止按钮拥有最高的设备输出中止权，即无论在手动还是自动状态下，只要紧停按钮被按下，设备都会立即停止任何动作。电梯井除了在高处和低处安装了感应电梯吊篮位置的光电传感器，还在井架极限高位和极限低位安装了机械式的行程限位开关，确保电梯轿厢不发生冲顶和撞底事故。1.5 电梯 PLC 控制系统的解决思路 电梯系统电气部分的主要组成就是电机拖动， 信号元件以及轿内和外部的控制按扭。如何合理的设置和使用这些资源，对于解决这类问题至关重要。设计中首先要了解控制对象的特点，从而确定有关的 PLC 输入、输出点的选择。 对于一个四层电梯的控制，要解决的主要问 题包括以下几个方面: (1) 轿内按扭以及各层门厅按扭的设置; (2) 电梯运行位置的监测; (3) 电梯和各层门厅开关门状态的监测; (4) 确定控制的逻辑。 通过上述问题的分析，可以完成对所需 PLC 的控制点数的选择，同样作为一个逻辑控制为主的系统，需要将被控电机作为唯一的控制目标，所有的逻辑实现都是针对这一目标进行的，而对此目标的控制又分成了正向/反向。当电梯轿内或门厅呼叫按钮按下时，根据监测到的上行或下行指令给出 相应的信号，从而控制电梯的驱动电机进行相应的动作。当有多个呼叫信号到达时，执行方式为优先响应电梯运行方向上的信号，再响应另一方向信号。对未及时响应的信号要进行保留。 第2章 电梯硬件设计2.1 双层电梯的运行要求 (1) 电梯通电后，电梯运行至一层。 (2) 电梯运行(上行或下行)时，电梯停车刹闸(电磁制动器)吸合，抱闸放开， 准许电梯运行。当电梯运行至减速段时，带动电梯运行的曳引轮电机停止转 动，电梯随惯性升降至平层位置后，电梯停车刹闸放开，抱闸将曳引轮电机 抱死，阻止曳引轮电机运行，使电梯固定无法移动。 (3) 当电梯运行至目的层时，电梯平层后，轿门门机马达转动，轿门打开，带动 层门打开，当门完全打开后，过三秒后关门，当光目检测到有人或物体经过 时，门打开。 (4) 当发生紧急情况时，电梯运行至一层，取消呼梯功能。本论文中所说的紧急 情况包含 2 种情况:第一，发生火灾时，电梯消防按钮按下，电梯进入消防 模式，取消呼梯功能，禁止使用电梯。第二，电梯被禁止使用时，电梯管理 人员或专业人员使用专门的锁梯钥匙将电梯锁梯，电梯进入锁梯模式，取消 呼梯功能，禁止使用电梯。 (5) 正常使用电梯时，当一层呼梯，如果电梯在二层，则电梯下行至一层，自动 开门;如果电在一层时，自动开门。当二层呼梯，如果电梯在一层，则电梯 上行至二层，自动开门;如果电梯在二层，自动开门。 (6) 门机关门过程中，如果光目被挡，则停止关门，重新开门。 (7) 在检修情况下，曳引轮马达和门机马达都停止运行，只有轿顶轿门开关可以 控制门机马达运行开关门，只有在机房内或轿顶上同时按检修运行开关和检 修上下行开关才能使曳引轮马达运行上下移动电梯轿厢。 (8) 当安全回路不通时，电梯禁止移动。安全回路不通，指电梯处于非安全状态， 即层门锁不通电梯层门打开、轿门锁不通电梯轿厢门打开、安全窗锁不通安 全窗打开、下张紧轮开关和上限速器开关不通电梯运行超速、缓冲器开关不 通电梯冲顶或冲底、机房急停不通机房内有人员工作禁止电梯运行、轿顶急 停不通轿顶有人员工作禁止电梯运行、底坑上急停不通有人员准备进入底坑 禁止电梯运行、底坑下急停不通有人员在底坑工作禁止电梯运行。 (9) 轿顶检修与机房检修互锁，防止轿顶有人员工作时机房内有人误动作发生危 险。2.2 可编程控制器机型的选择 为了完成设定的控制任务主要根据电梯控制方式与输入/输出点数和占用内存的多少来确定 PLC 的机型。本系统为四层楼的电梯采用集选控制方式。所需输入/输出点数与内存容量估算如下: (1) 输入/输出点的估算: 采用 PLC 构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮 K1 和指示灯 H1，二层有上升呼叫按钮 K2 和指示灯 H2 以及下降呼叫按钮 K4 和指示灯 H4，三层有上升呼叫按钮 K3 和指示灯 H3 以及下降呼叫按钮 K5 和指示灯 H5，四层有下降呼叫按钮 K6 和指示灯 H6。一至四层有到位行程开关 SQ1,SQ4。电梯内有一至四层呼叫按钮 K10,K7和指示灯 H10,H7;电梯开门和关门按钮 SB5 和 SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁 KM3 和 KM4 控制，关门到位由 行程开关 ST1 检测，开门到位由行程开关 ST2 检测。轿厢上行和下行由接触器 KM1 和 KM2 控制，并有上行记忆和下行记忆两路指示灯。输入点共有 14 个，输出点共有 16 个总共 30 个。 (2) 内存容量的估算 用户控制程序所需内存容量与内存利用率、输入/输出点数、用户的程序编写水平等因素有关。因此在用户程序编写前只能根据输入/输出点数、控制系统的复杂程度进行估算。本系统有开关量 I/O 总点数有 36 个，模拟量 I/O 数为 0 个。利用估算PLC 内存总容量的计算公式: 存字数开关量 I/O 总点数×10,15模拟量 I/O 总点数×150,250再按 30左右预留余量。估算本系统需要约 1K 字节的内存容量。综合 I/O 点数以及内存容量，S7—200 的 CPU226 输入，输出点数为 24,16，足以满足要求。2.3 电气控制主电路图 图2 电气控制主电路图 图 2 中 KM1、KM2 控制曳引轮电机正反转使电梯上下行，KM3、KM4 控制门机马达正反转使电梯门开关。2.4 电气布局示意图 图 3 电气布局示意图 图 3 中 LS1 为上限位开关，LS1 动作时禁止电梯上行，防止发生冲顶危险，PR4为二层平层开关，PR2 为二层减速开关，PR1 为一层减速开关，PR3 为一层平层开关，LS2 为下限位开关，LS2 动作时禁止电梯下行，防止发生蹲底危险。2.5 PLC 外部接线图 图 4 PLC 外部接线图I/O 连接的器件 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf I/O 点 器件符号 器件名称 I0.0 PB1 一层外呼按钮 PB2 内呼一层按钮 I0.1 PB3 二层外呼按钮 PB4 内呼二层按钮 I0.2 PR1 一层减速开关 I0.3 PR2 二层减速开关 I0.4 CS1 电梯称重传感器 I0.5 PB5 内呼开门按钮 I0.6 PB6 内呼关门按钮 I0.7 PH1 光目传感器 I1.0 PB7 开门结束微动开关 I1.1 PB8 机房检修运行按钮 I1.2 PB9 机房检修上行按钮 I1.3 PB10 机房检修下行按钮 I1.4 CS2 机房检修转换开关 I1.5 PR3 一层平层定位开关 I1.6 PR4 二层平层定位开关 I1.7 CS3 层门锁开关 CS4 轿门锁开关 CS5 安全窗锁开关 CS6 下张紧轮开关 CS7 上限速器开关 CS8 缓冲器开关 I2.0 ES1 机房急停开关 ES2 底坑上急停开关 ES3 底坑下急停开关 ES4 轿顶急停开关 ES5 轿厢急停开关 I2.1 PB11 轿顶检修运行按钮 I2.2 PB12 轿顶检修上行按钮 I2.3 PB13 轿顶检修下行按钮 I2.4 CS9 轿顶检修转换开关 I2.5 PB14 轿顶轿门开关开 I2.6 PB15 轿顶轿门开关关 I2.7 CS10 锁梯开关 CS11 消防开关续表 I/O 连接的器件表 I/O 点 器件符号 器件名称 Q0.0 HA 报警电铃 Q0.1 KM1 电梯上行继电器 LS1 上限位开关 Q0.2 KM2 电梯下行继电器 LS2 下限位开关 Q0.3 KM3 门机开门继电器 Q0.4 KM4 门机关门继电器 Q0.5 KM5 停车刹闸继电器 Q0.6 PL1 一层呼梯灯 Q0.7 PL2 二层呼梯灯 Q1.0 PL3 电梯一层位置灯 Q1.1 PL4 电梯二层位置灯 Q1.2 PL5 电梯上行状态灯 Q1.3 PL6 电梯下行状态灯 第 3 章 电梯软件设计3.1 PLC 的编程语言 PLC 程序是 PLC 指令的有序集合，PLC 运行程序就是按一定的顺序，执行这集合中的一条条指令。指令是指示 PLC 动作的文字代码或图形符号。使用.