四层电梯模拟控制系统设计论文

前言电梯进入人们的生活已经160多年的风风雨雨当于一个半世纪了,虽然苍茫的大海是历史的沧桑,但电梯永恒的是提升了人类生活质量的品质。

人们的工作和生活与电梯越来越紧密接触，是由于我们的电梯在高层建筑中作为一种重要的交通工具。

作为全新一代的用于工业控制器的PLC,它具有较高的先进性和可靠性。

三菱FX系列PLC。

其功能强大，性能优越，能完全满足各种控制系统的基本要求。

触摸屏操作方便，节省空间，可以使人机交互更加直观，能够直观的在触摸屏界面上进行控制系统的仿真运行。

本毕业设计使用三菱PLC实现的四层电梯控制系统的设计程序，来实现电梯的开启和关闭，上下呼叫，信号灯显示，并完成了仿真控制，使用触摸屏界面来示范电梯的动作，最终结果是能够使用三菱PLC和触摸屏技术来实现控制四层电梯的动作。

第1章课题分析与方案论证1.1课题任务的分析这个课题主要由三菱PLC程序设计实现对四层电梯的控制。

需要满足的基本要求包括设计并绘制出相应的控制系统原理图、编写控制程序、电梯上、下时需要有相应的指示灯来指示；电梯打开、关闭控制；各层呼叫的指示以及轿箱内楼层指示的控制；控制电梯运行方向的选择。

同时，GT Designer2画面设计软件的使用，四层电梯控制系统设计基于PLC、触摸屏，实现本次设计的模拟。

通过对本次设计分析，总结本次设计的目的如下：1．掌握可编程序控制器的一般基本的应用程序设计方法,进一步熟炼掌握三菱FX3U系列可编程控制器的软硬件组织资源、功能和软件编程。

掌握可编程控制器软件设计思想和梯形图的设计方法。

掌握可编程控制器程序的应用系统调试、监控、操作方法等。

2．掌握PLC在实践中如何绘制电气控制原理图、接线图和互连网络技术图等工艺设计方法等。

3．掌握使用触摸屏编程软件GT Designer2方法，同时掌握使用三菱触摸屏GOT1000系列的方法等。

4．通过设计可以锻炼自己熟练掌握资料方面的查询（图书、网络）和综合的应用能力。

1.2 方案的论证输入和输出端口的设计更重要的是,如果使用继电器控制,连线不单多而且复杂、大体积和更改非常困难，所以没有考虑。

主要选择分析了微机控制和PLC控制的优缺点。

方案一：电梯控制方式选择：选用MC（计算机）控制，成本低，逻辑相关性高，输入和输出信号的集成可以被分开，通讯组态模式多。

操作速度快，功能强，范围应用广泛。

电动机的选择：电梯牵引电动机的选择交流双速电动机实现电梯拖动，门电机选择交流电动机变频调速。

变频器的选择：选择特殊设计的电梯控制变频器,其功能更强,使用灵活,但它的价格是昂贵的。

方案二：电梯控制方式选择，选择PLC(可编程控制器)控制，可靠性高的逻辑控制，通信功能好，体积小，消费低，抗干扰能力强。

电梯轿厢选择牵引电动机三相绕线异步电动机，门机选择交流电动机变频调速。

使用数码管显示楼层位置。

变频器的选择，选择通用变频器，通过合理的配置、设计和编程,实现特殊的变频器控制效果。

综合上述两种方案，区别在于电梯控制方式的选择、电机的选择及变频器的选择。

PLC比MC可靠性高,PLC采用分时的扫描电路的方式处理各种任务,并根据程序运行时,这将确保只有正确的程序运行,电梯不工作。

PLC同时实用、灵活的控制方法,与MC 相比更适合电梯技术。

选择交流双速电动机,电动机起动时,变化的速度,制动使用时的反应,无论如何调整,测量精度能满足要求电梯运行性能标准。

所以对于电梯要求高速度和大起动转矩应该选择三相绕线异步电动机。

特殊变频器虽然功能强大,但价格太贵,考虑到经济的原因,选择通用变频器是更加合适,只有合理的编程设计,才可达到特殊变频器的结果,从而确定方案2。

本设计首先根据系统设计的基本要求来确定需要PLC模型,然后通过分析电梯运动的过程画出流程图。

通过在线软件和硬件调试、修改程序的控制每一个环节,以及各楼层信号显示及运动方向显示等显示环节。

通过这些环节的控制，使电梯可以实现启动、运行、平层等功能，从而实现对整个电梯系统的控制。

PLC程序调试成功后，使用GT Designer2画面设计软件设计四层电梯的画面设计，连接三菱触摸屏,最终实现基于PLC 和触摸屏设计的四层电梯控制系统。

电梯控制程序总流程图如图1-1所示：图1-1 电梯控制总流程图第2章概述2.1 电梯的概述2.1.1电梯的定义一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。

也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。

服务于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物[1]。

2.1.2电梯的基本结构电梯是大型复杂的机电一体化产品。

机械部分相当于人的躯体，电气部分相当于人的神经；机械与电气两方面的高度结合，形成了现代科学技术的综合产品—电梯。

电梯分为如下几个主要部分：机房部分、轿厢及对重部分、层站部分、井道和底坑部分（1）机房部分，控制柜(屏):内置交流接触器,计时器,继电器等电气柜,是电梯速度控制的一个重要的设备。

导向轮: 为使对重架不与轿厢接触而使主钢丝绳偏移的滑轮。

电磁制动器：装于曳引机上，在电梯停止时，以弹簧力维持驱动轴静止；而在电梯运行时，又通过电磁力克服弹簧制动力方式的制动器。

曳引机(主机)：驱动悬吊电梯轿厢的主钢丝绳的机械装置，有无齿轮型和有齿轮型。

限速器：当电梯的速度超出规定速度时动作，切断电梯的动力并使安全钳装置动作的装置。

与限速器张紧装置配合使用。

曳引轮：悬挂主钢丝绳的驱动轮，有直接连接于电机驱动轴上的形式（无齿轮电梯）、和连接于齿轮减速机绳轮轴上的形式（有齿轮电梯）。

架机梁：支承轿厢、载重、对重等悬垂负荷以及曳引机全部重量的梁，设置在建筑物承重梁之间。

底座：用于安装曳引机的部件，其自身安装在架机梁上。

（2）轿厢以及对重部分，轿顶: 用薄钢板制成，装备有照明装置、风扇（选配安全窗）的装置。

轿厢：运载乘客或货物的工作室，由轿壁、顶、轿门等构成。

轿壁：轿壁是构成轿厢的基本单元，一般轿厢有10块左右轿壁；材质一般有碳钢喷漆、发纹钢板。

吊顶（轿厢装饰顶）：安装在轿顶板下，达到装饰美观的作用。

风扇：安装于轿顶上，用于给轿厢通风换气。

轿围（踢脚板）：轿厢壁板的装饰部件。

为了壁板的安装及防止污垢而设置于轿厢下部四周的、高度约为50～80mm左右的板状物，材质多使用不锈钢。

轿架：固定和支承轿厢的框架结构，其强度须严格保证。

它由上横梁、立柱及轿底、轿底梁、轿底拉杆等部件构成。

轿架上安装有导靴、安全钳等。

上横梁：位于轿架的上部横梁，其上安装钢丝绳绳头锥套、或反绳轮，挂上曳引钢丝绳，以吊起轿厢的高强度结构。

立柱：竖向地安装于轿厢的左右两侧，是下框架与上横梁之间的连接框架。

轿底（上轿底）：直接承受轿厢载重负荷的部分。

地板胶：塑胶制的地板砖，用粘合剂粘贴在轿底面上。

支柱及安装架：支柱与安装架连接，安装在立柱与轿底架上的部分，主要用于安装门机等部件。

绳吊板：固定绳头锥套的固定板，安装于上横梁上。

绳头锥套（绳头楔套、绳头组合）：连接钢丝绳一种部件，由绳头锥套、绳头拉杆、锥套销、压缩弹簧、橡胶（弹簧）、钢丝绳夹等组成；按固定方式分为自锁楔型和巴氏合金浇注型。

斜拉杆（轿底拉杆）：从立柱的上部斜向设置于轿底架上的钢制杆件，以螺栓固定，能够调节张力，可以为立柱分担部分拉力；同时用于安装时轿底的水平调整。

轿门：设置在轿厢出入口的门。

根据开门方式，有中分式、左开式、右开式、上开式等。

踏板（地坎）：引导轿门、厅门开闭而设置的槽沟地坎。

有轿门地坎和厅门地坎两种。

开门机：开关门的驱动装置，由电动机、控制装置、链（皮带）轮、链（皮带）构成。

门系合装置（门刀）：安装于轿门或开门机上，用于带动层门一起开关门的机械连接部件。

门安全装置（安全触板）：设置于轿门上的安全装置，防止进出中的人或物被夹持的装置。

也称安全触板。

超载门反转装置：门开闭时乘客的手指、或异物被夹持时，检测出产生于门机马达内的负荷增加而使门反转的装置。

检修开关：为了一边移动轿厢，一边可以在轿顶检查井道内的各种器械而设置于轿顶、在轿顶进行操纵的开关。

为保证安全，同时设置有安全开关。

安全钳：电梯以超出规定的异常速度下降时或上升时，通过限速器检测并动作而使电梯减速或停止运行的安全装置。

护脚板：安装于轿厢出入口的前面下部的脚趾保护板。

轿内操纵箱：安装在轿壁上，设置有操纵电梯运行所必须的按钮以及开关等部件的箱体。

轿内指层器：安装于轿厢内部，用于告示轿厢内乘客电梯所处位置的楼层。

位置检测器：用于轿厢运行过程中的位置检测装置。

当设置于轿顶的位置检测器通过安装于井道内的电磁隔磁板时，舌簧触点开关OFF，发出平层指令。

导靴：设置于对重架和轿架上，使轿厢和对重沿导轨升降的导向装置。

有滑动导靴和滚动导靴两种。

导轨润滑装置（油盅）：给导轨的工作面施加润滑油的供油装置。

有塑料制或钢板制的供油器，设置于上横梁上部的左右两侧。

给导轨供油时，是借助于油毡进行的。

称重装置：为了进行对应于载重量的自动控制而测量载重量的装置。

按安装位置分为：轿底称重式、轿顶称重式、机房称重式；按结构分为机械式、橡胶块式、电磁式。

（3）层站部分，层门框架：在厅门的上端、内置有门开闭装置等部件的总称。

厅门（层门）：设置于厅侧层站出入口的门。

与门套一样，属于电梯的重要装饰部位。

门套：设置于各楼层的电梯出入口的建筑物开孔部位，保护上部和左右的三方侧壁的框架。

层门踏板（地坎）：为引导厅门开闭而设置有沟槽的门坎。

门锁装置（联锁装置）：当出入口的门未完全关闭且未锁紧时，运行回路将不会闭合的开关等装置的总称。

有时也仅仅指锁紧装置的部分。

门锁开关：当出入口的门未完全关闭且未锁紧时，运行回路将不会闭合的开关。

门自动关闭装置：由于厅门不能以自力开闭、需以与轿门的系合作用而动作，因此，当系合脱离时，可以弹簧力或重力使门关闭的装置。

门吊板（门滑轮装配）：安装于门的上端、使门能够吊起运行的、具有滚动滑轮的装置。

门导轨：设置于门套的上部框架（指层幕板）的背面、吊起门扇、在门扇开闭时引导门扇的导轨。

位置指示器：显示电梯在哪层的表示装置，它有设置于轿厢内的位置表示器、和告知厅外乘客的厅外位置表示器。

召唤箱：设置于厅外、或其附近的墙壁上、内置有召唤按钮的装置。

当配备厅外指层器时，称为带指层器的召唤箱。

报站灯（到站灯）：指群控管理状态下的电梯中，表明现在哪台电梯可进行服务而设置于厅外的指示灯。

在装饰效果上，常使用大型、豪华的指示灯。

根据群控管理方式，有包含了预约功能的到站灯和仅仅是到站预报功能的到站灯。

监视屏：为了对电梯进行异常监视及紧急时的操作而设置于管理室内的监控装置。

在多台电梯并列运行的大型楼宇中，是必须设置的装置。