1、 四川工程职业技术学院 毕业设计论文 三层电梯 PLC控制系统设计与调试 系 别： 电气信息工程系 专 业： 楼宇智能化工程技术 班 级： 12级楼宇智能化工程技术 1 班 姓 名： 学 号： 指导老师： 摘要 本文介绍一种 PLC控制的电梯系统。电梯是垂直方向的运输 设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道内导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的 “稳、准、快 ”的运行目的。该系统主要有 PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮
2、组成一体的控制系统。本机控制单元采用西门子公司的 CPU224型 PLC对运行进行全过程控制。 关键词 ： PLC 控制系统 电梯升降 梯形图 ABSTRACT This paper introduces a PLC control of elevator systems. The elevator is vertical transportation equipment, is the indispensable transportation equipment in high-rise building. It depends on the electric drive of a mann
3、ed or capsules, on building inside the shaft of guide rail vertical lifting movement, plays an important role in peoples life. And control the operation of the elevator PLC system also requires more and more high, requirements for elevator running “steady, accurate, fast“ operating purposes. The sys
4、tem mainly consists of the PLC, logic control circuit. Including ac asynchronous motor, relay, contactor, trip switch, button, frequency converter of the integration of control systems. The native CPU224 model of the control unit adopts Siemens PLC to control the whole process running. Keywords: ele
5、vator lifttrapezoidal diagram of PLC control system 目录 第一章：绪论 . 1 1.1选题背景 . 1 1.2方案的确定 . 2 第二章 电梯的概述 . 3 2.1电梯的起源 . 3 2.2电梯技术发展趋势 . 4 2.3:电梯的分类 . 5 第三章 电梯的结构 . 7 3.1：电梯的基本结构 . 7 3.2：电梯的八大系统 . 8 3.3：电梯的四大空间 . 10 第四章 PLC的简介 . 11 4.1：概述 . 11 4.2： s7-200的优点 . 11 4.3 CPU单元设计 . 12 第五章 设计内容 . 13 5.1：控制要求 .
6、 13 5.2：设计思路 . 13 5.3：设计方案 . 13 5.4：硬件的设计 与选择 . 14 5.5：电梯控制流程图 . 16 5.6 系统框图 . 17 第六章： PLC控制图 . 18 1. 主电路图 . 18 2: PLC接线图 . 19 3： I/O分配表 . 20 4：原件清单 . 21 附录 . 22 总结 . 27 致谢 . 29 参考文献 . 30 第一章：绪论 1.1选题背景 随 着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分，广泛的应用于高层住宅，大型公共建筑，工厂仓库等场
7、所，节省了人力和时间，提高了工作效率。 电梯 作为现代化的产物，早在上个世纪就进入了我们的生活之中。大规模的经济建设尤其是蓬勃发展的房地产业给国内电梯行业开拓了更为广阔的市场。随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。由此，一个更为庞大的电梯市场已经在国内轰然形成。我国以前主要都是依靠国外的进口技术，本国的电梯厂商主要都是依靠为进口电梯作销售代理或者售后维修进行经营。但是随着技术的革新和与国外的交流，当今经济建设需求的各类电梯，几乎全部都可以在中国生产。电梯生产作为一门国家的新兴产业，它这种能有减少人口膨胀对环境所造成的巨大压力的特性，注定了 其在中国具有一片光明的前景。 国内电梯的
8、生产能力、产品质量和制造成本有很强的国际竞争力。关税的降低使国外电梯产品的进口量有可能增长，但同时也给国产电梯以及零部件的出口提供了机会；我国电梯市场是很大的市场，也是很挑剔的市场。随着我国城市化、城镇化和村镇化建设步伐的加快，尤其是西部大开发战略的实施，住宅建设势头不减，住宅电梯的需求量继续看好；电梯是一种售后服务工作量特别大的机电产品，其使用可靠性不但取决于产品的制造与安装，而且更大程度上取决于完善的维修与保养。为了更好地适应市场要求，电梯企业目前应该注意进一步遵 守市场行为规范，努力培育自主开发能力，组建完善的维修保养和售后服务网络，不断提高国产电梯和民族品牌的市场竞争力。 1.2方案的
9、确定 影响电梯质量好坏的关键是它的控制系统。传统的电梯自动控制一是由继电器接触器进行控制，其缺点是触点多，接线复杂，故障率高，可靠性差，维护工作量大，二是有微机控制，其缺点是系统抗干扰能力弱，而采用 PLC组成的控制系统很好的解决了上述问题，它工作可靠性高，灵活性好，通用性高，编程简单，使用方便，而且它的抗干扰能力远远强于传统电梯的，它使电梯的运行更加安全，方便。已成为目前电梯系 统中使用最多的控制方式。 第二章 电梯的概述 2.1电梯的起源 电梯在汉语词典中的解释为：建筑物中用电作动力的升降机 ,代替步行上下的楼梯。 说到电梯的起源要从公元前 2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升
10、系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了 1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，所不同者只是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在 1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井 中的煤输送上来。 数百年来人们制造过各种类型的升降梯，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落到底层。 1854年奥的斯设计了一种制动器：在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连结，起吊绳与货车弹簧连结，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果绳子断裂，货车弹簧会将
11、拉力减弱，两端立该与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定免继续下坠。 “安全的升降梯 ”发明成功了！一时间，奥的斯成了众人注目的中心。第一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是 第一台 “安全 ”升降梯的发明者。 “安全 ”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。 然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应该是在 20世纪初才出现的。在 20世纪初，美国 OTIS电梯公司首先使用直流电动机作为动力，生产出以槽轮式驱动的直流电梯。从此以后，电梯这个产品，一直在日新月异的发展着。目前的电梯产品，不但规格品种多，自动化程度高，而且安全可靠
12、，乘坐舒适 。 2.2电梯技术发展趋势 随着现代建筑的发展，日益增高的高层建筑已成为现代都市的重要标 志，作为高层建筑的垂直运载工具 电梯得到了快速发展。 1)结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。 (2)技术含量更高，性能更好 电梯行业技术发展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的 VV VF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为
13、新型曳引机的主流 :由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代 VVVF技术。另外，网络控制和智能群控系统 .以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。电梯的速度要求越来越快，高速、超高速电梯的数量愈来愈多。 （ 3）安装更方便、更快捷高效、安全 可重复使用脚手架安装，将是高层电梯安装的主要方式 ;随着新技术的开发、应用，电梯的硬件系统给安装带来更大的方便，使电梯安装更快、效率更高。 （ 4）更加节能、绿色环保 绿色理念是电梯发展总趋势。有专家预言 “谁最先推出绿色产品并抢占市场，谁就掌握市场竞争主动权 ”。发展趋势主要有： 不断改进产品的设计，生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、
14、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。电梯曳引采用尼龙合成纤维曳引绳，钢皮带等无润滑油污染曳引方式。电梯装璜将采用无（少）环境污染材料。电梯空载上升和满载下行电机再生发电回收技术。安装电梯将无需安装手脚架。电梯零件在生产和使用过程中对环境没有影响（如刹车皮一定不能使用石棉）并且材料是可以回收的。 2.3:电梯的分类 电梯的定义为：用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜不大于 15的两列刚性导轨之间运送乘客或货物的固定设备。习惯上不论其驱动方式如何， 将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。 根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。目前电梯的基本分类方法大致如
15、下。 1 按用途分类 1.1 乘客电梯 , 为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。 1.2 载货电梯 , 主要为运送货物而设计 , 通常有人伴随的电梯。 1.3 医用电梯 , 为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。 1.4 杂物电梯 , 供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。 1.5 观光电梯 , 轿厢壁透明，供乘客 观光用的电梯。 1.6 车辆电梯 , 用作装运车辆的电梯。 1.7 船舶电梯 , 船舶上使用的电梯。 2 按驱动方式分类 2.1交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流
16、调压调速、交流变压变频调速等。 2.2 直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。 2.3 液压电梯 ,一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。 2.4 齿轮齿条电梯 , 将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯 。 2.5 螺杆式电梯 ,将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。 2.6 直线电机驱动的电梯 ,其动力源是直线电机。 电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本
17、绝迹。 3 按速度分类 电梯无严格的速度分类，我国习惯上按下述方法分类。 3.1 低速梯，常指低于 1.00m/s速度的电梯。 3.2 中速梯，常指速度在 1.00 2.00m/s的电梯。 3.3 高速梯，常指速度大于 2.00m/s的电梯。 3.4 超高速，速度超过 5.00m/s的电梯。 随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。 第三章 电梯的结构 3.1：电梯的基本结构 1-减速箱； 2-曳引轮； 3-曳引机底座； 4-导向轮； 5-限速器； 6-机座； 7-导轨支架； 8-曳引钢绳； 9-开关碰铁； 10-紧急开关； 11-导靴； 12-
18、轿架； 13-轿门； 14-安全钳； 15-导轨； 16-绳头组合； 17-对重， 18-补偿链； 19-补偿链导轮 20-张紧置； 21-缓冲器； 22-底坑； 23-层门； 24-呼梯盒； 25-层楼指示灯： 26-随行缆； 27-轿壁； 28-轿内操纵箱； 29-开门机； 30-井道传器； 31-电源开关； 32-控制柜； 3.2：电梯的八大系统 曳引系统 曳引系统的主要功能是输出与传递动力 ,使电梯运行 . 曳引系统主要由曳引钢丝绳 ,导向轮 ,反绳轮组成 . 2.导向系统 导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度 ,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动 . 导向系统主要由导轨 ,导靴和导轨架组成 . 3.轿厢 轿厢是运送乘客和货物的 电梯组件 ,是电梯的工作部分 . 轿厢由轿厢架和轿厢体组成 .
