电梯控制系统设计（PLC及组态）

╰半夏微凉° 2024-04-01 19:36 95阅读 0赞

目 录  
摘 要 I  
Abstract II  
1绪 论 1  
1.1选题背景及意义 1  
1.2国内外研究现状 1  
1.3课题的提出 3  
1.4课题研究内容 3  
2硬件及软件的概述 5  
2.1 电梯的出现及发展 5  
2.2 电梯设备 6  
2.2.1 电梯的分类 6  
2.2.2 电梯的主要组成部分 6  
2.2.3 电梯的安全保护装置 7  
2.2.4 电梯技术发展情况 7  
2.2.5 电梯发展展望 8  
2.3电梯继电器控制系统的特点及存在问题 9  
2.3.1电梯继电器控制系统的优点 9  
2.3.2电梯继电器控制系统存在的问题 9  
2.4 PLC及其在电梯控制中的应用特点 9  
2.4.1 PLC 的特点 10  
2.4.2 PLC 控制电梯的优点 11  
2.5电梯的功能要求 12  
3编程软件简介及安装 13  
3.1 PLC 13  
3.2.1PLC的编程语言 13  
3.1.2 STEP 7概述 13  
3.1.3 STEP 7 Micro WIN软件安装步骤 14  
3.2力控组态软件简介及安装 18  
3.2.1力控组态软件概述 18  
3.2.2力控组态软件安装要求及安装步骤 19  
4 6层电梯控制系统软硬件设计 27  
4.1控制要求分析 27  
4.2交流双速电梯的主电路 28  
4.3门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 30  
4.4电梯的主要电气设备 31  
4.5输入输出设计 33  
4.6梯形图的设计 37  
4.7梯形图程序 40  
5 6电梯模拟调试及安装 61  
5.1 电梯模拟调试 61  
5.2 电梯安装调试 61  
5.3 程序的调试与运行监控 62  
总 结 64  
致 谢 65  
参考文献 66  
附 录 68  
1.4课题研究内容  
课题所研究的内容主要是用可编程控制器（PLC）改造在用电梯自动控制系统。由于大部分老式电梯的电控系统可靠性欠佳，用户寻求对电梯的电控系统进行改造，以节约资金。因此，对电梯控制技术进行研究，找出一条适合国产老式电梯的改造之路，并进而提高国产电梯的技术水平和质量，具有十分重要的意义。  
针对老式电梯采用的继电器逻辑控制方式存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短等缺陷，提出采用功能强、故障率低、可靠性高的可编程控制器（PLC）来控制电梯。  
论文的主要内容如下：  
首先对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。接着阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。确定了系统的总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完成了电机和可编程控制器（PLC）的选择。然后是系统硬件开发，完成了 PLC 的选型、I/O 点数分配与 PLC 的连接。在分析了电梯系统的软件设计方法基础上，设计出了软件流程图，提出了模块化编程思想，介绍了系统的软件开发。最后对改造后的电梯系统进行模拟调试。  
2硬件及软件的概述  
2.1 电梯的出现及发展  
1854 年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了他的发明—历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。150 年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。  
自从我国实行改革开放政策以来，全国各地高层建筑不断涌现，作为高楼的垂直交通工具―电梯，其需求量日益增长。各种类型、规格繁多的电梯已在高楼内投入运行。为了确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。  
20世纪初，美国出现了曳引式电梯，其结构如图1-1所示，从图中可见，钢丝绳悬挂在曳引轮上，一端与轿厢连接，而另一端与对重连接，随曳引轮的转动，靠钢丝绳与曳引轮槽之间的摩擦力使轿厢与对重作一升一降的相反运动。显然，钢丝绳不用缠绕，因此钢丝绳的长度和股数均不受限，当然轿厢的载重以及提升高度就得到了提高，从而满足了人们对电梯的使用需求。因此，近一百年来，曳引式电梯一直受到重视，并发展沿用至今。  
在后来的几十年里，电梯的自动平层控制系统以及1—轿厢 2—曳引轮 3—对重 通过变换电动机极数的调速方法来调整电梯的运行速度的技术相继研制成功，1933年世界上第一台运行速度为6m/s的电梯被安装在美国纽约的帝国大厦。  
第二次世界大战后，建筑业的发展促使电梯进入了高峰发展时期，代表新技术的电子技术被广泛应用于电梯领域的同时，陆续出现了群控电梯、超高速电梯、交流变频变压调速电梯。  
随着电力电子技术的发展，晶闸管变流装置越来越多地用于电梯系统，使电梯的拖动系统简化，性能提高。同时交流调压调速系统的研制和开发，使交流电梯的调速性能有了明显的改善。进入20世纪80年代，通过控制电动机定子供电电压与频率电梯运行速度的调压调频技术研制成功，出现了交流变压变频（VVVF）调速电梯，开拓了电梯拖动的新领域。1993年，日本生产了12.5m/s的世界高速交流变压变频调速电梯，结束了直流电梯独占高速领域的历史。  
电梯发展的今天，在使用需求和新技术应用方面都进入到全面发展时期，随着智能化、信息化建筑的兴起与完善，要求电梯不只是完成垂直运输的基本功能，还应以人为本提高舒适度，特别从电梯运行的控制智能化角度考虑，电梯的优质服务不再是单一的“时间最短”问题，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统等方法，以期实现单梯与群控管理的最佳模式。合理的配置与使用远程监控与故障诊断、节能以及减少环境污染等。本文中着重研究电梯的升降控制逻辑，不着重主电动机的升降速度以及电梯的安全保护措施。  
2.2 电梯设备  
2.2.1 电梯的分类  
电梯的分类有各式各样：  
（1）按速度分类 低速电梯 1m/s以下 高速电梯 2-3m/s  
超高速电梯 3-10m/s  
（2）按用途分类 乘客电梯 住宅电梯 观光电梯 载货电梯  
客货两用电梯 车辆电梯 其他电梯  
（3）按拖动方式分类 交流电梯 直流电梯 液压电梯 齿轮齿条电梯  
螺杆式电梯  
（4）按有无司机分类 有司机电梯 无司机电梯 有/无司机电梯  
（5）按控制方式分类 手柄操纵控制电梯 按钮控制电梯  
信号控制电梯 集选控制电梯 群控电梯  
（6）按曳引机结构分类 有齿曳引机电梯 无齿曳引机电梯  
（7）其它分类方式  
按轿厢尺寸的大小分类时，经常使用“小型”、“超大型”等词来描述电梯。  
按机房位置不同可分为：机房位于井道顶部的上置式电梯；机房底部的下置式电梯。  
2.2.2 电梯的主要组成部分  
（1） 曳引部分：通常有曳引机和曳引钢丝绳组成。电动机带动曳引机旋转  
使轿厢上下运动。  
（2） 轿厢和厅门：轿厢由轿架，轿底，轿壁和轿门组成；厅门一般有封闭式、中分式、双折中分式和直分式等。  
（3） 电器设备及控制装置：有曳引机，选层器传动及控制柜、轿厢操纵盘、呼梯按钮和厅外指示器组成。  
（4） 其它装置：对重装置、补偿装置等。  
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