五層電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

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摘 要 本論文共包含六章 每張都對電梯有詳細的介紹 第一章從電梯的發(fā)展進 行闡述 讓讀者簡單了解電梯的發(fā)展趨勢 及對它的分類和主要參數(shù)有所了解 而第二章是從電梯的內(nèi)部控制進行介紹 對第六章的設(shè)計任務(wù)打下伏筆 對電 梯由淺入深地認識 能夠更好的設(shè)計出電梯圖及指令 第三章是對電梯的機械 系統(tǒng)進行介紹 而本論文中只介紹了電梯的其中一些 電梯的機械組成有很多 我們需要對電梯有更深入的學(xué)習(xí)才會了解 關(guān)鍵詞 發(fā)展 梯形圖 指令 I 目 錄 第 1 章 概況 1 1 1 今年來我國電梯的發(fā)展概況 1 1 2 電梯的分類 2 1 3 電梯的主要參數(shù) 2 第 2 章 電梯的曳引傳動 4 2 1 電梯曳引傳動的基礎(chǔ)原理 4 2 2 電梯的曳引傳動形式 5 2 3 電梯對曳引傳動系統(tǒng)的要求 5 第 3 章 電梯的機械系統(tǒng) 7 3 1 曳引系統(tǒng) 7 3 2 轎廂 8 3 3 對重系統(tǒng) 9 3 4 門系統(tǒng) 9 3 5 門廳 9 第 4 章 電梯的電氣裝置 10 4 1 電氣傳動系統(tǒng)的電氣裝置 10 4 2 安全保護系統(tǒng) 12 4 3 自動調(diào)速控制系統(tǒng) 13 4 4 變頻變壓調(diào)速系統(tǒng) 13 第 5 章 電梯方向控制環(huán)節(jié) 14 5 1 控制環(huán)節(jié)要求 14 第 6 章設(shè)計任務(wù) 15 6 1 設(shè)計要求 15 6 2I O 分配表 15 6 3 梯形圖 16 6 4 指令 21 參考文獻 31 致謝 32 0 第 1 章 概況 1 1 今年來我國電梯的發(fā)展概況 2008 年奧運會和 2010 年世博會在中國的舉辦 將有力的帶動電梯革命的 節(jié)能環(huán)?；l(fā)展 電梯產(chǎn)業(yè)的前景和走勢也隨著社會的需求悄然發(fā)生著改變 市場對新一代的綠色電梯 節(jié)能電梯和智能電梯的需求越來越旺盛 國內(nèi)外電 梯企業(yè)順應(yīng)市場需要 加大研發(fā)投入 都準(zhǔn)備在未來新概念電梯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占 得先機 我國有 13 億多人口 在用電梯的人均擁有量是世界平均數(shù)的 1 3 是 發(fā)達國家的 1 10 我國電梯市場還遠未飽和 2008 2010 年期間我國電梯需求 將呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢 根據(jù)回歸模型對未來三年內(nèi)的產(chǎn)量進行預(yù)測 2008 2010 年我國電梯產(chǎn)量分別為 24 31 萬部 28 66 萬部和 33 41 萬部 我國的電 梯市場仍將保持每年 20 的遞增速度 年平均銷售額至少 500 億美元 2008 年及未來幾年 技術(shù)創(chuàng)新是推動電梯行業(yè)進步的關(guān)鍵 無線電梯的出 現(xiàn)必然對我國電梯行業(yè)是一個促動 電梯行業(yè)即將迎來全新的無線時代 而且 專家預(yù)測未來 50 年我國新增住房面積將達到 200 億平方米 目前國家規(guī)定 20 米以上高樓就應(yīng)安裝電梯 因此未來電梯最大的市場就是住宅市場 此外 機 場 商場 地鐵等大型公共設(shè)施建設(shè)對自動扶梯 觀光電梯等電梯的需求量也 十分可觀 目前 全國有注冊電梯企業(yè)達 395 家 但美國奧的斯 瑞士迅達 芬蘭通 力 德國蒂森 日本三菱 日立 富士達 東芝等 13 家大型外企占據(jù)我電梯市 場 80 的份額 銷售額達 85 從電梯業(yè)年產(chǎn)量而言 作為第一集團的奧的斯 中國 上海三菱 廣州日立的產(chǎn)量已達 1 萬臺以上 而作為第二集團的迅達 蒂森 通力 富士達 東芝達到 3 千臺 1 萬臺的產(chǎn)銷規(guī)模 其中最晚進入中國 電梯市場的華升富士達投產(chǎn) 10 年 產(chǎn)銷量一直保持 40 的上升趨勢 而面對外 資巨頭的貼身進逼 本土電梯品牌在服務(wù)和營銷上難以匹敵 其生存狀況不容 樂觀 今后一段時間內(nèi)電梯技術(shù)將向著環(huán)保 驅(qū)動系統(tǒng)使用永磁同步無齒曳引機 產(chǎn) 業(yè)信息化網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展 面對日益嚴峻的市場環(huán)境每個企業(yè)首先考慮如何 生存 要生存下去就必須提高企業(yè)競爭力 在所能夠改變競爭規(guī)則的因素中 技術(shù)變化屬于最顯著的一種 如何在電梯技術(shù)方面保持領(lǐng)先地位從而保持企業(yè) 1 的競爭優(yōu)勢 國內(nèi)電梯企業(yè)管理者必須制定一個企業(yè)電梯技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略 只有 這樣 才可能在競爭中不被淘汰 本研究咨詢報告在大量周密的市場調(diào)研基礎(chǔ)上 主要依據(jù)了國家統(tǒng)計局 國家海關(guān)總署 國家發(fā)改委 國家商務(wù)部 國家工業(yè)和信息化部 國家質(zhì)量監(jiān) 督檢驗檢疫總局 中國電梯行業(yè)協(xié)會 中國行業(yè)研究網(wǎng) 國內(nèi)各大行業(yè)數(shù)據(jù)服 務(wù)機構(gòu) 全國及海外上百種相關(guān)報刊雜志的基礎(chǔ)信息以及電梯專業(yè)研究單位等 公布和提供的大量資料 對我國電梯行業(yè)的市場 行業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品 進出口等 情況作了詳盡地分析 并參考了國外電梯行業(yè)的發(fā)展趨勢 對今后我國電梯行 業(yè)的發(fā)展做出預(yù)測 同時 本報告也針對電梯行業(yè)的特點 從各個角度全面詳 實地進行了研究或調(diào)研 它既是一份高質(zhì)量的 專門針對我國電梯行業(yè)的研究 報告 也是電梯生產(chǎn)企業(yè) 相關(guān)配套企業(yè) 經(jīng)銷商 銀行信貸部門以及戰(zhàn)略投 資者不可多得的參考資料 1 2 電梯的分類 1 按電梯用途分類 根據(jù)用戶對電梯使用的要求 常用電梯種類有客梯 貨梯 客貨兩用梯 醫(yī)用梯 觀光梯 自動扶梯及其他類型的特種電梯 2 按電梯的運行速度分類 電梯運行速度在 1m s 一下為低速電梯 1 2m s 為快速電梯 2 5m s 為高速電梯 速度在 5m s 及以上時為超高速電梯 3 按電梯曳引電動機的供電電源分類 按曳引電動機的電源不同電梯可分 為交流電梯和直流電梯 交流電梯又可分為采用交流異步雙速電動機變級調(diào)速 拖動的電梯 簡稱交流雙速電梯 采用交流異步雙繞組電動機調(diào)壓調(diào)速拖動的 電梯 簡稱 ACVV 拖動電梯 采用交流異步單繞組電動機調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速拖動的 電梯 簡稱 VVVF 拖動電梯 4 按電梯操縱控制方式分類 按電梯操縱控制方式分類有較內(nèi)手柄開關(guān)控 制電梯 按鈕控制電梯 信號控制電梯 集選控制電梯 并聯(lián)控制電梯 程序 控制電梯及智能控制群梯等 1 3 電梯的主要參數(shù) 1 額定載重量 制造和設(shè)計規(guī)定的電梯載重量 電梯的載重量主要有 400kg 630kg 800kg 1000kg 1250kg 2000kg 2500kg 等幾種 2 2 轎廂尺寸 mm 寬 深 高 3 轎廂形式 指單面或雙面開門及其他特殊要求等 以及對較頂 轎底 較壁 的處理 顏色的選擇 對電風(fēng)扇 電話的要求等 4 較門形式 指電梯門的結(jié)構(gòu)形式 有柵欄門及封閉式的中分門 雙折門 雙 折中分門等 5 開門寬度 mm 轎廂門和廳門完全開啟時的凈寬度 6 開門方向 有右開門 左開門 中分門 7 曳引方式 常用的有半繞 1 1 傳動 半繞 2 1 傳動 全繞 1 1 傳動等 8 額定速度 m s 制造和設(shè)計所規(guī)定的電梯運行速度 9 電氣控制系統(tǒng) 包括控制方式 拖動系統(tǒng)的形式等 10 停站層數(shù) 站 凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點均稱為站 11 提升高度 mm 由底層端站樓面至頂層端站樓面的垂直距離 12 頂層高度 mm 由頂層端站樓面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件 之間的垂直距離 一般電梯運行速度越快 頂層高度越高 13 井道高度 mm 由井道底面至機房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之間 的垂直距離 14 井道尺寸 mm 寬 深 15 底坑深度 mm 由底層端站樓面至井道底面之間的垂直距離 一般電梯 運行速度越快 底坑越深 3 第 2 章 電梯的曳引傳動 2 1 電梯曳引傳動的基礎(chǔ)原理 電梯中廣泛使用的機械傳動形式為曳引傳動 即以輪作為驅(qū)動部件 曳引 鋼絲繩通過曳引輪 一端連接轎廂 一端連接對重裝置 轎廂與對重裝置的重 力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪繩內(nèi)產(chǎn)生摩擦力即曳引力 這樣電動機帶動曳引 輪轉(zhuǎn)動 驅(qū)動鋼絲繩 拖動轎廂和重作上下相對運動 即轎廂上升 對重下降 轎廂下降 對重上升 曳引力是靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽的摩擦力產(chǎn)生的 它是電梯運行的動 力 必須保證曳引鋼絲繩在曳引輪上不打滑 電梯曳引系統(tǒng)的臨界平衡狀態(tài)如 圖所示 圖 1 曳引系統(tǒng)受力簡圖 安裝在機房的電動機與減速箱 制動器等組成曳引機 是曳引驅(qū)動的動力 曳引鋼絲通過曳引輪一端連接轎廂 一端連接對重裝置 轎廂與對重裝置的重 力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪繩槽內(nèi) 電動機轉(zhuǎn)動時由于曳引輪槽與曳引鋼絲 4 繩之間的摩擦力 帶動鋼絲繩使轎廂和對重作相對運動 轎廂在井道中沿導(dǎo)軌 上下運行 轎廂與對重裝置能做相對運動是靠電動機轉(zhuǎn)動時通過曳引繩和曳引 輪簡的摩擦力實現(xiàn)的 這種摩擦力我們又稱之為曳引力 曳引及制動系統(tǒng)是保證電梯控制系統(tǒng)指令被可靠執(zhí)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 如果這 一系統(tǒng)出現(xiàn)問題將會直接導(dǎo)致墜落 剪切等嚴重傷亡事故的發(fā)生 傳統(tǒng)的檢驗 方式是通過靜載實驗進行檢測 檢驗過程比較麻煩 且存在一定風(fēng)險 因此有 必要研制一套操作簡便 實驗過程危險性且無需真實載荷的檢測裝置 以便為 電梯運行安全性能的檢測提供更為準(zhǔn)確和更有說服力的數(shù)據(jù)證明 2 2 電梯的曳引傳動形式 根據(jù)電梯的使用要求和建筑物的具體情況 電梯的曳引與傳動有多種形式 電梯的曳引形式常見的有上置式和下置式 上置式傳動的曳引在井道頂部 負 重為 機房總負重 曳引機自重 控制屏等重 轎廂自重 轎廂載重 對重重量 曳引 鋼絲繩重 這種曳引形式建筑物承受的載荷少 設(shè)備較少 效率高 下置式傳動的曳 引機在井道底部 曳引繩必須要引向井道頂部 繞過一組導(dǎo)向輪才能牽引轎廂 和對重 負重為 井道頂部總負載 2 轎廂自重 轎廂載重 對重重量 3 曳引鋼絲繩重 這 種曳引形式建筑物承受的載荷大 要求井道建筑面積較大 電梯曳引繩的繞法多種 這些繞法可看成不同的傳動方式 電梯在運行時 曳引輪的線速度與轎廂升降速度的比稱為傳動比 也叫曳引比 2 3 電梯對曳引傳動系統(tǒng)的要求 電梯曳引系統(tǒng)的作用是輸出動力和傳遞動力 曳引機又稱主機 是電梯的 動力源 根據(jù)電梯的使用條件和工作要求 曳引電動機一般應(yīng)有如下技術(shù)性能 1 電動機的額 定容量為短時重復(fù)工作制 要求能承受沉重而頻繁的起動 制動和正向 反向運轉(zhuǎn) 2 要具有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩 使之能滿足轎廂滿載加速時的起動轉(zhuǎn)矩要求 起動應(yīng)迅速無遲滯感 為了獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩 并能抑制起動電流 電動機 5 一般采用深槽 并采用高阻導(dǎo)條 額定電壓下 保證堵轉(zhuǎn)矩之比不低于 2 2 倍 低速時不低于 1 4 倍 3 起動電流小 避免由于電梯頻繁起制動而影響電網(wǎng)電壓并使用電動機發(fā) 熱 在額定電壓下 電動機堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比不應(yīng)大于 4 5 4 要具有發(fā)電制動特性 能由電動機本身的性質(zhì)來限制電梯在滿載下行或 空載上行時的速度 而達到安全運行的目的 5 曳引電動機應(yīng)具有較硬的機械特性 不應(yīng)因電梯載重的變化而引動電梯 運行速度的過大變化 6 要求運行速度高 并具有良好的調(diào)速性能 以保證加減速平穩(wěn)和停機準(zhǔn) 確 7 運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 工作可靠 噪聲小 便于維修和調(diào)整 6 第 3 章 電梯的機械系統(tǒng) 電梯由機械 電氣兩大系統(tǒng)組成 電梯的機械系統(tǒng)主要有曳引系統(tǒng) 轎廂 對重 系統(tǒng) 門系統(tǒng) 導(dǎo)向系統(tǒng)及機械安全保護系統(tǒng)等組成 3 1 曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)曳引機 曳引輪 導(dǎo)向輪 曳引鋼絲繩及反繩輪等組成 1 曳引機 曳引機是電梯的主要拖動機械 其作用是產(chǎn)生并傳送動力 驅(qū)動轎廂和對重上下 運行 分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機 無齒輪曳引機 一般以調(diào)速性能良好的直流電動機作為動力 由于沒有機械減速 機構(gòu) 其傳動效率高 噪聲小 傳動平穩(wěn) 結(jié)構(gòu)簡單 用于速度大于 2m s 的高速和超 高速電梯上 有齒輪曳引機多用于速度小于 2m s 的各種電梯上 為減小運行噪聲和提高平穩(wěn)性 一般采用蝸桿副作減速傳動裝置 這種曳引機主要由曳引機電動機 制動器及減速器 等組成 2 曳引輪 曳引輪是掛曳引鋼絲繩的輪子 通過曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力帶 動轎廂與對重垂直運行 曳引輪裝在減速器中的渦輪軸上 若是無齒輪曳引機 裝在 制動器為側(cè) 與電動機軸 制動器軸在同一軸線上 為了提高曳引力并防止磨損打滑 在曳引輪上加工有曳引繩槽 曳引鋼絲繩就位 于繩槽內(nèi) 要求曳引輪強度大 耐磨損 耐沖擊 包角越大 摩擦力就越大 為了減少曳引繩的彎曲能力 增加使用壽命 一般希望曳引輪越大越好 但過大 會使體積增大 減速器速增大 因此應(yīng)大小適宜一般要求大于鋼絲繩直徑 40 倍 3 導(dǎo)向輪 導(dǎo)向輪安裝在曳引機架上或承重梁上 使轎廂與對重保持最佳相對位置 以避免 兩者在運行中發(fā)生相互碰撞 4 曳引鋼絲繩 每臺電梯所用曳引鋼絲繩的數(shù)量和繩的直徑 與電梯的額定載重量 運行速度 井道高度及曳引方式有關(guān) 各類電梯采用的曳引鋼絲繩根數(shù)因數(shù)一般應(yīng)符合表 1 所示 7 表 1 曳引鋼絲繩與安全因素 電梯類型 曳引繩根數(shù) 安全因數(shù) 客梯 貨梯 醫(yī)梯 4 12 雜貨梯 2 10 可見懸掛電梯轎廂的鋼絲繩除雜物電梯外 一般不少于根 其安全因數(shù)均不小于 12 因此若干根鋼絲繩同時斷開 造成轎廂墜落下去的事故是不會發(fā)生的 但是由于 電梯安裝人員制作繩頭時沒有嚴格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范施工 則會發(fā)生個別曳引繩與錐 套脫離的情況 而由于使用不當(dāng)和機電系統(tǒng)故障 如超載或某些機件損壞 造成轎廂 的運行速度超過額定值 甚至有可能發(fā)生蹲底事故 5 反繩輪 反繩輪是指設(shè)置在轎廂頂和對重頂上的動滑輪及設(shè)置在機房的定滑輪 曳引鋼絲繩 繞過反繩輪可構(gòu)成不同曳引比的傳動方式 3 3 對重系統(tǒng) 對重系統(tǒng)也稱重量平衡系統(tǒng) 位于井道內(nèi) 通過曳引繩經(jīng)曳引輪與轎廂連接 包 括對重及平衡補償裝置 在電梯運行過程中 對重在對重導(dǎo)軌上滑行 起平衡轎廂自重及載重的作用 從 而大大減輕曳引電動機的負擔(dān) 平衡補償裝置則是為電梯在整個運行中平衡變化而設(shè) 置的補償裝置 對重產(chǎn)生的平衡作用在電梯升降過程中是不斷變化的 這主要是由電 梯運行過程中曳引鋼絲繩在對重側(cè)和在轎廂側(cè)的長度不斷變化造成的 為使轎廂側(cè)與 對重側(cè)在電梯運行過程中始終保持相對平衡 就必須在轎廂和對重下面懸掛平衡補償 裝置 3 4 門系統(tǒng) 門系統(tǒng)由轎廂門 層門 開門機 聯(lián)動機構(gòu) 門鎖等組成 轎廂門設(shè)在轎廂入口 由門扇 門導(dǎo)軌架 門靴和門刀等組成 層門設(shè)在層站入口 由門扇 門導(dǎo)軌架 門 靴和門鎖裝置及開鎖裝置組成 開門機設(shè)在轎廂上 是轎廂門和層門啟閉的動力源 3 5 門廳 每一層電梯門口裝的門 門上帶有機器鎖及電氣接點 客梯多為自動開關(guān)門 開 關(guān)門由轎廂門上的開門刀帶動廳門上的橡皮勒轆來完成的 而轎廂門是由轎廂上的開 8 關(guān)裝置驅(qū)動的 9 10 第 4 章 電梯的電氣裝置 該系統(tǒng)由操縱裝置 位置顯示裝置 控制屏 平層裝置 選層器等組成 它起著操縱和控制電梯運行的作用 操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作或手柄開 關(guān)箱 層站召喚按鈕 較頂和機房中的檢修或應(yīng)急 位置顯示裝置是指較內(nèi)和 層站的指示燈 層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站 控制屏安 裝在機房中 由各類電氣控制元件 或板 組成 是電梯實行電氣控制的集中 組件 選層器能起到指示和反饋轎廂位置 決定運行方向 發(fā)出加減速信號等 作用 它可由機械式 繼電器或電子式組成 4 1 電氣傳動系統(tǒng)的電氣裝置 所謂電氣傳動系統(tǒng) 也稱驅(qū)動系統(tǒng)或拖動系統(tǒng) 是指驅(qū)動曳引電動機旋轉(zhuǎn) 的電氣系統(tǒng) 若將曳引電動機看作被控對象 再配以其他有關(guān)電氣裝置 就可 組成一定形式的電氣傳動系統(tǒng) 即開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖如圖 3 所示 圖 3 電梯閉環(huán)傳動系統(tǒng)框圖 調(diào)速裝置 電動機 轎廂 測速反饋 反饋 速度 設(shè)定 值 11 4 4 1 電梯安全可靠運行的條件 1 電梯的轎廂門和各個樓層的電梯層門全部關(guān)閉好 這是電梯安全運行的關(guān)鍵 是保障和司機等人員人身安全的最重要的保證 2 必須要有確定的電梯上行或下行方向 這是電梯最基本的任務(wù) 即把乘客或 貨物送上或送下到需要停層的樓層 3 電梯系統(tǒng)的所有機械及電氣安全保護系統(tǒng)有效而可靠 這是確保電梯設(shè) 備乘客人身安全最基本保證 4 4 2 電梯控制開關(guān)門環(huán)節(jié) 1 對自動開關(guān)門機構(gòu)的要求及其速度調(diào)節(jié)方法自動門機構(gòu)必須隨電梯轎廂移動 既要求把自動門機構(gòu)安裝于轎廂頂上 除了能帶動轎廂門啟閉外 還應(yīng)能通過機械 方法使電梯轎廂在各個樓層門區(qū)安全范圍內(nèi) 能方便的使各層的外層門也能隨著轎 廂門的啟閉而同步啟閉 2 當(dāng)轎廂門和某樓層的層門閉和后 由電氣機械設(shè)備的機械鉤子和電氣接點的 當(dāng)前狀態(tài)來決定調(diào)節(jié)方法 3 開關(guān)門動作平穩(wěn) 不得有劇烈的抖動和異常的響聲 按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 開關(guān) 系統(tǒng)在開關(guān)門過程中其運動噪聲不的大于 6dB 4 關(guān)門時間一般為 3 5s 而開門時間一般為 2 5 4s 5 自動門系統(tǒng)調(diào)整簡單方便 便于維修 6 門機電動機要具有一定的賭轉(zhuǎn)能力 為了使電梯和轎廂門和某層層門在啟閉過程中達到快速平穩(wěn)的要求 必須對 自動系統(tǒng)進行速度調(diào)節(jié) 以滿足對自動門機控制系統(tǒng)的要求 一般調(diào)速的方法有 7 用小型直流伺服電動機作自動門機的驅(qū)動力時 通常采用電阻的串并聯(lián)調(diào)速 方法 8 用小型三相交流轉(zhuǎn)矩電動機作自動門機的驅(qū)動力時 常用施加渦流制動 的調(diào)速方法 現(xiàn)多用小功率變頻調(diào)速方法 12 4 2 安全保護系統(tǒng) 電梯在運行過程中安全是首要問題 電梯可能發(fā)生的事故隱患和故障有轎 廂的時失控 超速運行 終端越位 沖頂或蹲底 不安全運行 非正常停止 關(guān)門障礙等 為確保運行中的安全 各類電梯都設(shè)有完善的安全保護系統(tǒng) 包 括機械和電氣安全裝置 一些機械安全裝置往往需要電氣方面的配合和聯(lián)合鎖 裝置才能完成其動作和可靠效果 兩部分安全保護裝置都是必不可少的 電梯 的安全保護系統(tǒng)前面介紹過的制動器 廳門和轎廂門門鎖 安全觸板外 還有 限速器 安全鉗 緩沖器 終端保護 轎廂超速保護 較頂安全柵欄 安全窗 供電系統(tǒng)保護及報警裝置等等 圖 4 為電梯安全保護系統(tǒng)主要動作示意圖 制動器失效 轎廂超載 曳引輪鋼絲 繩打滑 緊急安全開關(guān) 鋼絲繩斷裂 超速滑行 低速滑行 廳 較門故障 在端站未停 關(guān)門時碰到乘客身體 轎廂超速下行 限速器動作 安全鉗動作 緩沖器 行程極限開關(guān) 電磁制動器制動 將轎廂夾住 在導(dǎo)軌上 曳引機不動 作轎廂在運 行中急停 門安全開關(guān)動作反向開門 電梯停止行駛 圖 4 電梯安全保護系統(tǒng)動作示意圖 13 4 3 自動調(diào)速控制系統(tǒng) 電梯運行分三個階段 即啟動加速 穩(wěn)速運行和制動減速 曳引傳動系統(tǒng) 必須滿足電梯在各個運行階段的要求 其中制動減速尤為重要 不僅要保證電 梯減速過程的平滑性 而且必須電梯轎廂能夠準(zhǔn)確地停靠在樓層平面 轎廂停 靠的誤差與轎廂停止時運動速度的平方成比例 電梯的調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)給定的速 度曲線 利用模擬或數(shù)字的控制裝置 構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng) 從而實現(xiàn)對 電梯運動狀態(tài)的控制 以滿足電梯運行舒適 準(zhǔn)確可靠的要求 4 3 1 變級調(diào)速系統(tǒng) 編輯調(diào)速電梯傳動系統(tǒng)中的曳引電動機為交流雙速電機 電動機定子中有 兩個繞組 分別高速繞組和低速繞組 采用定子電路高速繞組中串電抗降壓起 動 隨著電梯速度的提高再逐級切除電抗 使電梯逐步加速至穩(wěn)速運行 減速 制動時 由高速繞組轉(zhuǎn)換到低速變 會以高于變極后的同步轉(zhuǎn)速運行 電動機 進入發(fā)電制動狀態(tài) 制動轉(zhuǎn)矩大大高于額定轉(zhuǎn)矩 為限制制動電流 在低速繞 組中串入電抗 隨著電梯的減速逐級切除電抗 4 3 2 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)采用晶閘管交流調(diào)壓電路 進行速度閉環(huán)調(diào)節(jié) 其制動 減速可采用能耗制動 反接制動及動力制動等方式 使乘坐舒適感 平層精確 度均優(yōu)于雙速電梯 主要應(yīng)用于額定速度 2 5m s 一下的電梯中 4 4 變頻變壓調(diào)速系統(tǒng) 通過改變交流電動機供電電源的頻率來改變電動機同步轉(zhuǎn)速 從而達到改 變電動機轉(zhuǎn)速的目的 這種方法就是變頻變壓調(diào)速 若連續(xù)平滑地改變電動機 定子電源頻率 則可獲得與電動機的固有機械特性相平行的一簇人為機械特性 可實現(xiàn)連續(xù)平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速 同時根據(jù)電梯的工作時負載為恒轉(zhuǎn)矩的 要求 即保持調(diào)速時電動機的最大轉(zhuǎn)矩不變 需維持磁通恒定 因此變頻時需 要對定子繞組供電電壓作相應(yīng)調(diào)節(jié) 這就要求對電動機供電的變頻器應(yīng)具備變 壓和變頻兩種功能 簡稱 VVVF 型變頻器 用于電梯時就是 VVVF 型電梯 14 第 5 章 電梯方向控制環(huán)節(jié) 任何類別的電梯 其運動的充分與必要條件之一是電梯要有確定的運行方向 因此所有用來確定電梯運行方向的控制環(huán)節(jié)簡稱為定向環(huán)節(jié) 在所有電梯的整體控 制系統(tǒng)中 與電梯的自動開關(guān)門控制環(huán)節(jié)一樣 定向環(huán)節(jié)也是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié) 所謂電梯的方向控制環(huán)節(jié) 是根據(jù)電梯轎廂內(nèi)乘客欲往樓層的位置信號或 各樓層大廳的乘客召喚位置信號與電梯所處樓層的位置信號進行比較 凡是在 電梯位置信號上方的轎廂內(nèi)或樓層廳外的召喚信號 側(cè)電梯定為上行方向 凡 在其下方向的 側(cè)定為下行方向 5 1 控制環(huán)節(jié)要求 在方向控制環(huán)節(jié)中 一般集選電梯必須滿足下列幾點要求 1 轎內(nèi)指令優(yōu)先于各樓層廳外召喚信號而定向 即當(dāng)空轎廂電梯被某樓層外乘 客召喚到達該層后 某層的乘客即可進于電梯轎廂內(nèi) 按指令按鈕令電梯定上行方 向 或下行方向 若該乘客雖進于電梯轎廂內(nèi)但電梯門未關(guān)閉且為未按指令按鈕 前 即電梯尚未定出方向 當(dāng)出現(xiàn)其他樓層廳外召喚信號時 如此召喚信號指令 電梯的運行方向有別于已進于轎廂內(nèi)乘客要求指令電梯的運行方向 側(cè)電梯的運行 方向應(yīng)有已進于轎廂內(nèi)乘客要求而定向 而不是根據(jù)其他樓層廳外乘客要求而定向 這就是所謂的轎內(nèi)優(yōu)先于廳外 2 要保持最遠樓層召喚信號所要求的電梯的運行方向 而不能輕易的更改 這 樣以保證最高樓層 或最底樓層 乘客乘用電梯 而只有在電梯完成最遠樓層乘客 的要求后 放能改變電梯的運行方向 3 在有司機操縱電梯時 在電梯尚未起動運行的情況下 應(yīng)讓司機有強行改變 電梯運行方向的可能性 4 在電梯檢修的情況下 電梯的方向控制應(yīng)有檢修人員直接按轎廂內(nèi)操縱箱上 或轎廂頂?shù)臋z修廂上的方向按鈕 即令電梯定為向上 或向下 運行 而當(dāng)松開方 向按鈕 即令電梯消失運行方向并使電梯立即停下 5 2 配電設(shè)計 電梯配電設(shè)計首要依據(jù)應(yīng)為電梯廠家樣本 或者參考工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊 15 電梯配電手冊也有詳細說明 主要參考以下幾點 1 電梯負荷分級要符合規(guī)范 依據(jù)規(guī)范判斷屬于一級負荷還是二級負荷 2 每臺電梯應(yīng)安裝單獨的隔離電器和保護電器 3 電梯轎箱內(nèi)照明和通風(fēng)以及電梯轎廂頂部的電源插座和報警裝置的電源線需要另設(shè) 隔離電器和保護電器 其電源可從該電梯的主電源開關(guān)前取得 4 有多回路進線的機房 每回路進線均應(yīng)設(shè)隔離電器 5 電源配電箱應(yīng)設(shè)在機房內(nèi)便于維修和操作的地點 且宜設(shè)置箱內(nèi)備用電源 6 電梯機房及滑輪間 電梯井道及底坑的照明及插座線路 應(yīng)與電梯分別配電 7 圖紙中建議注明 必須由電梯廠家對其負荷進行確認 滿足設(shè)備要求方可施工 16 第 6 章 可編程控制器 PLC 的選型 考慮到本次設(shè)計的電梯系統(tǒng)有五層 且開關(guān)量居多 模擬量較少 對于開關(guān) 量控制為主的系統(tǒng)而言 一般 PLC 的響應(yīng)速度足以滿足控制的要求 在小型 PLC 中整體式比模塊式的價格便宜 體積也小 綜合考慮后 系統(tǒng)選擇了德國 西門子公司生產(chǎn)的 S7 200 系統(tǒng) PLC S7 200 系統(tǒng) PLC 具有以下幾方面的優(yōu)點 1 S7 200 配置靈活 除主機單元外 還可擴展 I O 模塊 A D 模塊 D A 模塊和其它特殊功能模塊 2 S7 200 指令功能豐富 有各種指令 且指令執(zhí)行速度快 3 S7 200 可用內(nèi)部輔助繼電器 M 狀態(tài)繼電器 S 定時器 T 寄存器 D 計數(shù)器 C 的功能和數(shù)量滿足了系統(tǒng)控制要求的需要 4 S7 200 的編程可用編程器 也可以在 PC 機上使用西門子公司的專用編 程軟件 STEP7 Micro WIN 來進行 編程語言可用梯形圖或指令表 尤其 是可用 PC 機對系統(tǒng)實時進行監(jiān)控 為調(diào)試和維護提供了極大的方便 17 上電 初始化 是否廳外呼叫 是否轎廂呼叫 確定本層與目標(biāo)層 是否同層 電梯選向 電梯啟動 電梯運行 樓層信號 是否目標(biāo)層 平層信號 電梯制動 開門 延時 關(guān)門 是否停止 停止 等待 Y Y N Y N N Y 18 6 1 設(shè)計要求 對五層電梯控制系統(tǒng)采用 PLC 進行設(shè)計 6 2 I O 分配表 輸入 代碼 輸出 代碼 X041 SA2 安全運行 Y000 KM1 上行 X000 KA1 門鎖 Y001 KM2 下行 X001 SA1 1 自動 Y002 KM3 高速 X002 SA1 2 檢修 Y003 KM4 低速 X003 SB1 開門 Y004 KM5 啟動加速 X004 SB2 關(guān)門 Y005 KM6 慢速啟動 X005 SB3 上行啟動 Y006 KM7 制動減速 X006 SB4 下行啟動 Y007 KM8 制動 X007 SQ5 基站 Y010 KM9 開門 X010 SQ6 開門到位 Y011 KM10 關(guān)門 X011 SQ7 關(guān)門到位 Y014 1HL 一層層樓指示 X012 SQ17 上行限位 Y015 2HL 二層層樓指示 X013 SQ18 下行限位 Y016 3HL 三層層樓指示 X014 SB5 一樓內(nèi)選 Y017 4HL 四層層樓指示 X015 SB6 二樓內(nèi)選 Y020 5HL 五層層樓指示 X016 SB7 三樓內(nèi)選 Y021 6HL HL6 上行指 示 X017 SB8 四樓內(nèi)選 Y022 7HL HL7 下行指 示 X020 SB9 五樓內(nèi)選 Y023 HL1 一層內(nèi)選記憶 指示 X021 1SQ 一樓感應(yīng)器 Y024 HL2 二層內(nèi)選記憶 指示 X022 2SQ 二樓感應(yīng)器 Y025 HL3 三層內(nèi)選記憶 指示 X023 3SQ 三樓感應(yīng)器 Y026 HL4 四層內(nèi)選記憶 指示 X024 4SQ 四樓感應(yīng)器 Y027 HL5 五層內(nèi)選記憶 指示 X025 5SQ 五樓感應(yīng)器 Y030 HL8 一樓上呼記憶 X026 1SB1 一樓上行 Y031 HL9 二樓上呼記憶 X027 2SB1 二樓上行 Y032 HL10 二樓下呼記 憶 X030 3SB1 二樓下行 Y033 HL11 三樓上呼記 憶 19 X031 3SB1 三樓上行 Y034 HL12 三樓下呼記 憶 X032 3SB2 三樓下行 Y035 HL13 四樓上呼記 憶 X033 4SB1 四樓上行 Y036 HL14 四樓下呼記 憶 X034 4SB2 四樓下行 Y037 HL15 五樓下呼記 憶 6 3 梯形圖 20 21 22 23 24 25 致謝 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完 在論文的寫作過程中遇到了 無數(shù)的困難和障礙 都在同學(xué)和老師的幫助下度過了 尤其要強烈感謝我的論 文指導(dǎo)老師 楊漾老師和胡恒錚老師 他們對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助 不 厭其煩的幫助進行論文的修改和改進 在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表 示最中心的感謝 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者 本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻 如果沒 有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā) 我將很難完成本篇論文的寫作 感謝我的同學(xué)和朋友 在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材 還在論文 的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助 由于我的學(xué)術(shù)水平有限 所寫論文難免有不足之處 懇請各位老師和學(xué)友批評 和指正 以下幾點建議是我在工作過程中總結(jié)的 不全面 但是是一點小小的建議 首先 乘坐電 梯時盡量不要把腿伸直 盡量屈一點膝 因為電梯在發(fā)生故障時大多數(shù)都是突然停梯 在 電梯高速下降的過程中突然停車對膝關(guān)節(jié)的傷害很大 其次 在電梯里盡量不要和你的情 侶或者情人有過分親昵的舉動 因為現(xiàn)在的電梯基本上都安裝了視頻監(jiān)控 除非你想整出 點門來 最后 在電梯維修工正在維修電梯的時候盡量不要乘坐 因為他們在的時候很多 是剛剛修復(fù)正在試梯中 這時候電梯急停的可能性更大 最后 我對這個行業(yè)所知確實是一知半解 以上文字是我這些你的感受和片面的認識 僅代表個人意見 文采拙劣 但希望對你有所幫助 26 致謝 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完 在論文的寫作過程中遇到了 無數(shù)的困難和障礙 都在同學(xué)和老師的幫助下度過了 尤其要強烈感謝我的論 文指導(dǎo)老師 楊漾老師和胡恒錚老師 他們對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助 不 厭其煩的幫助進行論文的修改和改進 在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表 示最中心的感謝 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者 本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻 如果沒 有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā) 我將很難完成本篇論文的寫作 感謝我的同學(xué)和朋友 在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材 還在論文 的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助 由于我的學(xué)術(shù)水平有限 所寫論文難免有不足之處 懇請各位老師和學(xué)友批評 和指正