電梯設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)報告題 目 電梯設(shè)計(jì) 摘要隨著變頻技術(shù)和plc控制技術(shù)的發(fā)展，自動化應(yīng)用也越來越多，由于一些行業(yè)的要求或是由于工作場地的特殊情況，電氣控制部分一般都很簡單，多數(shù)采用人工手動控制或采用繼電器控制方式。這些升降機(jī)械存在一些明顯的問題，如啟動停止和運(yùn)行不平穩(wěn)，升降運(yùn)動過程動作不可靠，自動化程度不高，故障率較高，設(shè)備能耗高，無法應(yīng)急運(yùn)行，存在安全隱患等等?；谶@些問題使得這些升降機(jī)械很難在生產(chǎn)生活中發(fā)揮高效率的作用，同時也使得國內(nèi)生產(chǎn)的這些升降機(jī)械無法與進(jìn)口的自動化生產(chǎn)線配套使用，也無法根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要轉(zhuǎn)換和調(diào)整升降機(jī)械的動作方式和工作順序。電梯作為現(xiàn)代智能建筑內(nèi)的代步工具，越來越顯示出它的

2、重要作用。為了適應(yīng)電梯的迅速發(fā)展，由plc控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制已成為發(fā)展定局。plc是集計(jì)算機(jī)控制、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。它的編程軟件采用易學(xué)易懂的梯形圖語言，控制靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，本次設(shè)計(jì)對傳統(tǒng)的電梯控制方式加以更新，應(yīng)用高性價比的現(xiàn)代plc控制方式，力求以人性化、智能化方向推存出新，設(shè)計(jì)出一款高效、安全、價廉，能個性化組合且能在商業(yè)辦公樓、行政大樓、中小型賓館和居民公寓中發(fā)揮顯著作用的普及型電梯控制系統(tǒng)。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號和自身控制規(guī)律運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制都不能滿足控

3、制要求。因此，本系統(tǒng)采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法為主設(shè)計(jì)方法，取得了良好的效果。關(guān)鍵詞：電梯；plc；電梯程序設(shè)計(jì)目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求41.1設(shè)計(jì)任務(wù)41.2設(shè)計(jì)要求42設(shè)計(jì)思路521 設(shè)計(jì)背景522系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)及說明53系統(tǒng)外部電路設(shè)計(jì)73.1系統(tǒng)主電路圖及操作說明74系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)94.1 內(nèi)呼信號輸入及存儲程序94.2 外呼信號輸入及存儲程序94.3 比較判斷轎廂上下行程序95總結(jié)111設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)功能描述：當(dāng)電梯對應(yīng)的樓層外面呼叫，如果電梯在所對應(yīng)的樓層這時電梯馬上開門；如電梯不在外呼叫所對應(yīng)的樓層則電梯會向?qū)?yīng)的呼叫樓層運(yùn)動（這時電梯箱電機(jī)將正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）；當(dāng)電梯到達(dá)所對應(yīng)的樓層時

4、，電梯將延時幾秒后開，或者認(rèn)為手動開門，當(dāng)電梯門開好后將會延時幾秒后關(guān)門，或者認(rèn)為手動關(guān)門；當(dāng)有人進(jìn)入電梯時，認(rèn)為呼叫幾樓，電梯箱將向?qū)?yīng)的樓層運(yùn)動，到點(diǎn)后停車；電梯箱行車時，對應(yīng)的電梯門不能開門，電梯門開門時對應(yīng)的電梯箱不能行車。1.2設(shè)計(jì)要求（1）報警功能：如電梯行走了一段時間但還沒到達(dá)對應(yīng)的呼叫樓層，報警燈將亮起；（2）超載保護(hù)功能：如電梯人太多超載，這時電梯門將一直開著直到電梯恢復(fù)正常；（3）檢修功能：如電梯遇到故障，按下檢修開關(guān)，電梯將進(jìn)入檢修狀態(tài)；（4）記憶功能：當(dāng)很多層電梯呼叫是，電梯會依次按呼叫的電梯運(yùn)動，如果順向則執(zhí)行；（5）運(yùn)行時候特別功能：當(dāng)電梯在3樓時，如電梯1樓外呼叫

5、，這時電梯外2樓向上呼叫，這時電梯在2樓不停車。2 設(shè)計(jì)思路21 設(shè)計(jì)背景電梯是社會不可缺少的一種電器，發(fā)展非?？?，在生活中提供了很大的方便性。電梯包括外呼叫、內(nèi)呼叫、先后順序、檢修、報警等一系列過程。電梯的控制方案有許多種，如單片機(jī)、dps、工業(yè)pc機(jī)、機(jī)械等。目前，國內(nèi)市場上的運(yùn)用電梯的控制系統(tǒng)可大致分為兩大類：機(jī)械式控制系統(tǒng)和單片機(jī)式控制系統(tǒng)。隨plc元件性能的提高，plc的可靠性也相應(yīng)的提高。一般平均無故障可達(dá)幾萬小時以上，某些廠家甚至宣布，不再標(biāo)明可靠性這一指標(biāo)，因?yàn)檫@對plc來說以毫無意義。經(jīng)過人們大量的實(shí)踐，plc中發(fā)生的故障大多來于plc外部開關(guān)、傳感器、執(zhí)行器引起的，而不是p

6、lc本身。如果利用plc作為電梯的控制系統(tǒng)，可以避免以上兩個缺陷。plc自身具有完善功能，模塊化的結(jié)構(gòu)，開發(fā)容易、操作方便、性能穩(wěn)定、可靠性高和性價比高，且不需要印刷電路板，只需把調(diào)試好的程序輸入到plc中，就可以直接安裝到電梯上使用，在一定程度上節(jié)省了時間和人力。現(xiàn)代的社會是一個講節(jié)能講效率的社會。誰的產(chǎn)品更節(jié)能、工作效率更高，那么這個產(chǎn)品就更有生命力，更有發(fā)展前途。單片機(jī)控制缺點(diǎn)為：(1)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相對比較復(fù)雜，運(yùn)用該方案，該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包含擴(kuò)展電路部分和系統(tǒng)配置電路部分，所以該系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)工作量相對較大，影響系統(tǒng)開發(fā)的時間。(2)系統(tǒng)的抗干擾能力相對較差，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，雖然注意了芯片、

7、器件選擇、去耦濾波、電路板的布線，通道隔離以及屏蔽。但由于工廠的條件比較差，很難保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。(3)系統(tǒng)需要自己設(shè)計(jì)電源，而且不能保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。(4)維護(hù)維修相對比較麻煩，維修需要的時間也相對較長。22系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)及說明本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要以可編程序邏輯控制器所輸出的離散型指令為指令源。通過這些數(shù)字信號的輸出及其他控制電路的受控制行為來指揮供電電路給電動機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)對模擬電梯的控制。控制電路的組成主要包括：可編程控制器，繼電器組和連接電路（變頻器）。其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，plc所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器的開合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的控制。另外

8、，變頻器只是作為演示是增加效果的連接裝置，在電路控制上升下降時的電機(jī)轉(zhuǎn)速，不作為必要裝置。從下面圖可看出，對供電電路的控制是本次設(shè)計(jì)的主要目的，也就是說，繼電器的開合為控制電路的主要動作。模擬電梯是滿足市場上380v三相電源的交流異步電動機(jī)，要想改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向只需調(diào)整其中的任意兩相。這就是繼電器的主要功能。plc執(zhí)行控制電路電動機(jī)供電電路離散器繼電器開合圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3系統(tǒng)外部電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主電路圖設(shè)計(jì)如下圖所示為三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的主電路圖，其中fu為熔斷器，km1和km2分別為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的交流接觸器，圖中km1、km2的主觸點(diǎn)改變電動機(jī)三相電源的相序，即可改變電動機(jī)

9、的旋轉(zhuǎn)方向。圖中fr為熱繼電器，在電動機(jī)過載時，它的常閉觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停止。圖3.1 主電路圖操作說明：（1）首先：要將啟動按鈕按下，接著對應(yīng)操作將在plc實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行操作。（2）其次：具體操作過程，在觸摸屏上按下啟動按鈕，接著給電梯一個初始位置（如1樓就撥開關(guān)1.00），接著按1樓外向上呼叫，這時門就開了，人進(jìn)入電梯，接著在觸摸屏上按你要去的樓層，達(dá)到對應(yīng)的樓層，電梯箱將停止，對應(yīng)電梯門將開啟，人走后，幾秒后電梯門又將自動關(guān)閉，總之哪樓先呼叫電梯就向哪樓先運(yùn)行，達(dá)到對應(yīng)樓層電梯就停止，關(guān)好門后電梯有將向下一個地點(diǎn)運(yùn)動，如電梯在2分鐘內(nèi)無呼叫，電梯將會回到一樓，如對應(yīng)樓層呼叫電梯運(yùn)動十來秒電

10、梯還沒達(dá)到對應(yīng)呼叫樓層，這時電梯將報警。（3）最后：按停止按鈕停止電梯運(yùn)行，一切回到初始態(tài)。(1)按下呼叫按鈕，電梯在檢測到外呼或者內(nèi)呼信號以后，便會運(yùn)行到指定樓層。上升過程中，只執(zhí)行上行信號，下行信號不執(zhí)行且只保持相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，反之亦然。(2)若同時按下多層反向外呼按鈕，則轎廂首先運(yùn)行最遠(yuǎn)的反向外呼信號所在的樓層，然后再順序執(zhí)行其他的外呼信號。(3)平層后開門，直至碰到開門到位行程開關(guān)，再經(jīng)過3.5s的延時后自動關(guān)門。在此過程中可以按轎廂內(nèi)的開門開關(guān)或關(guān)門開關(guān)進(jìn)行開關(guān)門。(4)在上升或下降過程中，開關(guān)門按鈕無效。在開關(guān)門和3.5s延時過程中，轎廂不能上升和下降。(5)用指示燈指示轎廂當(dāng)前所

11、在的樓層以及上行還是下行。表3-1 輸入輸出分配表輸入輸出待添加的隱藏文字內(nèi)容301層內(nèi)呼 x00001層內(nèi)呼指示 y00012層內(nèi)呼 x00112層內(nèi)呼指示 y00123層內(nèi)呼 x00223層內(nèi)呼指示 y00234層內(nèi)呼 x00334層內(nèi)呼指示 y00341層外呼上 x00441層外呼上指示 y00452層外呼下 x00552層外呼上指示 y00562層外呼上 x00662層外呼上指示 y00673層外呼下 x00773層外呼上指示 y00783層外呼上 x01083層外呼上指示 y01094層外呼下 x01194層外呼上指示 y01110開門開關(guān) x01210電梯上行 y01211關(guān)門開關(guān)

12、 x01311電梯下行 y013121層平層 x01412門電機(jī)開 y014132層平層 x01513門電機(jī)關(guān) y015143層平層 x01614電梯上行指示 y016154層平層 x01715電梯下行指示 y01716開門限位 x020161樓層指示 y02017關(guān)門限位 x021172樓層指示 y02118上極限位 x022183樓層指示 y02219下極限位 x023194樓層指示 y02320超重 x024 20喇叭 y02421 手動報警 x25 22關(guān)門防夾 x26 4系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.1 內(nèi)呼信號輸入及存儲程序編程思路：以一樓內(nèi)呼為例，按下x000按鈕，則y000被接通并保持，直到

13、電梯到達(dá)一樓時利用x014常閉觸點(diǎn)斷開y000。在按下x000的同時d1賦值為1，從而實(shí)現(xiàn)存儲功能。當(dāng)y000失電時，d1和m0、m1、m2被清零。圖4.1 1樓內(nèi)呼信號輸入及存儲程序梯形圖4.2 外呼信號輸入及存儲程序編程思路：以二樓向上外呼信號為例，如果電梯不在二樓，此時按下x006，d7賦值為2，m106得電并保持。如果此時電梯為下行，則m106、y017常開閉合，y006得電并且在電梯下降過程中一直保持。如果電梯處于上行階段，則m106、y016常開閉合，y006得電并保持，直到電梯上行到二樓時失電。y006失電時，d7和m18、m19、m20被清零。圖4.2 1樓外呼信號輸入及存儲程

14、序梯形圖4.3 比較判斷轎廂上下行程序編程思路：(1)比較程序:按下某樓層按鈕則將該按鈕所對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值與轎廂所在樓層數(shù)據(jù)寄存器d0中的值進(jìn)行比較，從而可以判斷上下行。(2)判斷上下行程序：當(dāng)d1到d10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值大于d0中的值，則轎廂上行；當(dāng)d1到d10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值小于d0中的值，則轎廂下行。如果當(dāng)d1到d10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值既有大于d0的，又有小于d0的，則轎廂上下行以第一次按下按鈕所對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值與d0的比較結(jié)果而得。圖4.3 比較判斷轎廂上下行程序梯形圖 5心得體會通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了我們的忍耐力，懂得了怎么樣緩解壓力，學(xué)會了獨(dú)立思考、動手能力，也懂得了合作、提出問題、分析問題、解決問題的方法。這是我們希望看到的，也正是我們進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣，但我們的收獲卻更加豐富。通過與老師和同伴的溝通和交流，我了解此系統(tǒng)的功能，也解決了過程中的問題，最終完成了本次設(shè)計(jì)。我們的收獲是很難用那個語言來描述的。非常感謝老師的指導(dǎo)與幫助。 順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我了很大的信心，讓我了解了專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。它們有著很多的優(yōu)越性，但也存在一定的不足，這些不足