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前言在常规自动控制系统中,传感器与执行器是独立接线的,多个传感器和执行器构成的系统需要大量导线通信总线应用到测控系统中,不仅能节省大量的导线,而且可提高系统的可靠性已被广泛采用的工业总线一般有两类一类为主从结构方式,如RS-485通讯,该通讯总线在工业控制中已得到广泛应用,其通讯方式为命令—响应方式主机定时向各子控制器发出查询信号,再由各子控制器汇报各自状态这种通讯方式开发难度较小,但通讯实际耗费了主控制器相当一部分资源所以此种方式并未能完全地发挥出主控制器强大的运算功能另一类为各节点自主通讯方式,如欧姆龙公司、三菱公司的CAN总线,NEWLIFT公司的LONWORKS总线等这类总线的可靠性和通讯速率与前一种有着本质的提高,但成本相对较贵目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定,实现电梯的自动调度和集选运行功能,拖动控制则由变频器来完成;第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制从控制方式和性能上来说,这两种方法并没有太大的区别PLC可靠性高,程序设计方便灵活本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上,在不增加硬件设备的条件下,实现电流、速度、位移三环控制现代社会中,电梯已经成为不可缺少的运输设备电梯的存在使得每幢高层建筑的交通更为便利电梯控制技术的发展主要经历了三个阶段继电器控制阶段,微机控制阶段,现场总线控制阶段目录绪论
40.1选题背景
40.2方案的比较和论证4第1章电梯的控制系统
51.1简介
51.2原理
51.3电梯的结构
51.4电梯的分类
71.5PLC特点
91.6PLC控制电梯的优点9第2章电梯PLC控制系统的设计
102.1电梯的控制要求
102.2PLC型号选择
102.3I/O分配
102.4电梯PLC系统控制
102.5电梯的安装与调试运行14第3章电梯的应用
163.1电梯的发展简史
163.2电梯保养
163.3安全问题
183.4未来展望21结论22致辞23参考文献24电梯PLC控制系统的设计【摘要】本论文阐述了可编程控制器PLC在电梯控制系统中的应用,介绍了3层楼电梯的PLC控制系统的总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、I/O分配表、电梯的控制梯形图及指令表,并给出了系统组成框图和程序流程图在分析处理随机信号逻辑关系的基础上,进行了PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成目前电梯设计使用可编程控制器PLC,功能变化灵活,编程简单,故障少,噪音低维修保养方便,节能省工,抗干扰能力强,控制箱占地面积少,使电梯运行更加安全、方便、舒适当乘员进入电梯,按下楼层按钮,电梯门自动关闭后.控制系统进行下列运作根据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行方向,较厢运行将轿厢停在选定的楼层上;同时,根据楼层的呼叫顺路停车,自动开关门另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数【关键字】电梯控制程序设计梯形图ThedesignofelevatorPLCcontrolsystem[Abstract]thispaperdescribestheapplicationofPLCprogrammablecontrollerinelevatorcontrolsystemintroducestheoveralldesignschemethe3floorelevatorPLCcontrolsystemdesignprocesscompositionliststhemainhardwarecircuittheI/Oallocationtableelevatorcontrolladderdiagramandinstructionlistandthethesystemcompositionblockdiagramandprogramflowchart.BasedontheanalysisofrandomsignalprocessinglogictheprogrammingmethodofPLCdesignacompletesetofelevatorcontrolsystem.Elevatorelectricalsystemiscomposedoftwopartsofthedrivesystemandcontrolsystem.TheelevatordesignusingprogrammablecontrollerPLCfunctioninaflexiblesimpleprogramminglessfailurelownoise.Convenientrepairandmaintenanceenergysavingstronganti-interferenceabilitycontrolboxcoversanareaoflesssothattheelevatorismoresafeconvenientcomfortable.Whenthecrewenteredtheelevatorpressthebuttononthefloortheelevatordoorsclosedautomaticallyafter.Thecontrolsystemforthefollowingoperation:accordingtothecarandthelocationwherecrewnumber.Determinethecabindirectionarunningcar.Carwillbeparkedintheselectedonthefloor;atthesametimeaccordingtothecallofthefloorparkingplacesautomaticdoor.Inadditiontherearelightsshowthedirectionoftheliftandthefloornumberinthecabininsideandoutside.[keyword]elevatorcontrolprogramdesignladderdiagram绪论
0.1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
0.2方案的比较和论证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1章电梯的控制系统
1.1简介电梯拖动与控制系统电梯的拖动控制系统经历了从简单到复杂的过程用于电梯的拖动系统主要有单、双速交流电动机拖动系统,交流电动机定子调压调速拖动系统,直流发电机一电动机可控硅励磁拖动系统,可控硅直接供电拖动系统,VVVF变频变压调速拖动系统
1.2原理电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、调速系统构成,变频器只完成调速功能,而逻辑控制部分是由PLC完成的PLC负责处理各种信号的逻辑关系,从而向变频器发出起停信号,同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC,形成双向联络关系系统还配置了与电动机同轴连接旋转编码器及PG卡,完成速度检测及反馈,形成速度闭环和位置闭环此外系统还必须配置制动电阻,当电梯减速运行时,电动机处于再生发电状态,向变频器回馈电能,抑制直流电压升高
1.3电梯的结构
1.
3.1空间机房部分、井道及底坑部分、轿厢部分、层站部分图1—1电梯模型结构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—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;33—曳引机;34—制动器
1.
3.2系统
(1)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机、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
(4)门系统门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口门系统由轿厢门,层门,开门机,门锁装置组成
(5)重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内,保证电梯的曳引传动正常系统主要由对重和重量补偿装置组成
(6)电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力,实行电梯速度控制电力拖动系统由曳引电动机,供电系统,速度反馈装置,电动机调速装置等组成
(7)电气控制系统电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制电气控制系统主要由操纵装置,位置显示装置,控制屏柜,平层装置,选层器等组成
(8)安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生由电梯限速器、安全钳、夹绳器、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制装置、限位开关装置组成
1.
3.3应用技术
(1)全数字识别乘客技术(所有乘客进入电梯前进行识别,其中包括眼球识别、指纹识别)
(2)数字智能型安全控制技术(通过乘客识别系统或者IC卡以及数码监控设备,拒绝外来人员进入)
(3)第四代无机房电梯技术(主机必须与导轨和轿厢分离,完全没有共振共鸣,速度可以达到
2.0M/S以上,最高可以使用在30层以上)
(4)双向安全保护技术(双向安全钳、双向限速器,在欧洲必须使用,中国正在被普遍使用)
(5)快速安装技术(改变过去的电梯安装方法,能够快速组装)
(6)节能技术(采用节能技术,使电梯更节约能源)
(7)数字监控技术(完全采用计算机进行电梯监控与控制)
(8)无线远程控制及报警装置(当电梯产生故障时,电梯可以通过无线装置给手机发送故障信息,并通过手机发送信号对电梯进行简单控制)
1.4电梯的分类
1.
4.1用途
(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
(2)载货电梯,主要为运送货物而设计,通常有人伴随的电梯
(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
(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
(5)观光电梯,轿厢壁透明,供乘客观光用的电梯
(6)车辆电梯,用作装运车辆的电梯
(7)船舶电梯,船舶上使用的电梯
(8)建筑施工电梯,建筑施工与维修用的电梯
(9)其它类型的电梯,除上述常用电梯外,还有些特殊用途的电梯,如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等
1.
4.2驱动方式
(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、交流调压调速、交流变压变频调速等
(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
(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
(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
(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
(6)直线电机驱动的电梯,其动力源是直线电机
(7)电梯问世初期,曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯,现已基本绝迹
1.
4.3速度电梯无严格的速度分类,中国习惯上按下述方法分类
(1)低速梯,常指低于
1.00m/s速度的电梯
(2)中速梯,常指速度在
1.00~
2.00m/s的电梯
(3)高速梯,常指速度大于
2.00m/s的电梯
(4)超高速梯,速度超过
5.00m/s的电梯
(5)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
1.
4.4有无司机
(1)有司机电梯,电梯的运行方式由专职司机操纵来完成
(2)无司机电梯,乘客进入电梯轿厢,按下操纵盘上所需要去的层楼按钮,电梯自动运行到达目的层楼,这类电梯一般具有集选功能有/无司机电梯,这类电梯可变换控制电路,平时由乘客操纵,如遇客流量大或必要时改由司机操纵
1.
4.5控制方式
(1)手柄开关操纵,电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关,实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态
(2)按钮控制电梯,是一种简单的自动控制电梯,具有自动平层功能,常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式
(3)信号控制电梯,这是一种自动控制程度较高的有司机电梯除具有自动平层,自动开门功能外,尚具有轿厢命令登记,层站召唤登记,自动停层,顺向截停和自动换向等功能
(4)集选控制电梯,是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯,与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵
(5)并联控制电梯,2~3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制,共用层站外召唤按钮,电梯本身都具有集选功能
(6)群控电梯,是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式
1.
4.6特殊电梯
(1)斜行电梯轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行,是集观光和运输于一体的输送设备特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后,斜行电梯发展迅速
(2)立体停车场用电梯根据不同的停车场可选配不同类型的电梯
(3)建筑施工电梯是一种采用齿轮齿条啮合方式(包括销齿传动与链传动,或采用钢丝绳提升),使吊笼作垂直或倾斜运动的机械,用以输送人员或物料,主要应用于建筑施工与维修它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械
(4)消防电梯在发生火警时,用来运送消防人员,乘客和消防器材等
(5)冷库电梯在大冷库或制冷车间,运送冷冻货物但是需要满足门扇及导轨等活动处密封,浸水等要求
(6)矿井电梯供矿井运送人员及货物之用
(7)特殊电梯供特殊环境条件下使用,如防爆防腐耐热等特殊用途的电梯
(8)滑道电梯在建筑物内配置,常与建筑物,人行道平行使用
(9)运机电梯飞机库中几十吨或者上百吨重量的飞机,垂直提升到飞机场跑道上
(10)门吊电梯在大型门式起重机的门腿中,运送在门机中的工作人员及检修机件等
(11)自动扶梯座椅电梯人坐在电动机驱动的椅子上,控制椅子手柄上的按扭,使椅子下部的动力驱动装置驱动人椅,沿楼梯扶栏的导轨上下运动
1.
4.7其它
(1)按机房位置分类则有机房在井道顶部的(上机房)电梯、机房在井道底部旁侧的(下机房)电梯,以及有机房在井道内部的(无机房)电梯
(2)按轿厢尺寸分类则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示此外,还有双层轿厢电梯等
1.5PLC特点
(1)能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数,并能够在线监控运行过程;
(2)设备操作灵活方便,能够实现启动与暂停,自动与手动模式切换计数与清零气缸下压时间调整等;
(3)螺丝的自动排放,送料,固定,由机器一次性自动完成,不需人工辅助;
(4)高速的生产节拍,可实现单工位速度不低于1-
1.5秒/件定位精度高,位置误差不大于
0.02毫米
1.6PLC控制电梯的优点
(1)在电梯控制中采用了PLC,用软件实现对电梯运行的自动控制,可靠性大大提高
(2)去掉了选层器及大部分继电器,控制系统结构简单,外部线路简化
(3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能
(4)PLC可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修
(5)用于群控调配和管理,并提高电梯运行效率
(6)更改控制方案时不需改动硬件接线第2章电梯PLC控制系统的设计
2.1电梯的控制要求一层呼叫按钮PB
1、二层上呼叫按钮PB
2、二层下呼叫按钮PB3,三层呼叫按钮PB4,一层行程开关SQ
1、二层行程开关SQ
2、三层行程开关SQ3;输出信号有电梯上升KM
1、电梯下降KM2,控制要求如下1.不允许同时有两层楼要求停电梯;2.当二层不需要停时,能越过二层直接到达所需楼层
2.2PLC型号选择PLC的种类非常繁多,不同种类之间的功能设置差异很大,这既给PLC机型的挑选提供了十分广阔的空间,同时也带来了一定的难度机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下,力争最好的性价比,并有一定的升级空间考虑到本次设计的电梯系统只有3层,且开关量居多,模拟量较少;对于开关量控制为主的系统而言,一般PLC的响应速度足以满足控制的要求,在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜,体积也小,但是在设计活动中,经常碰到一些估计的指标,在设计活动中需要进行局部调整,另外模块式PLC排除故障所需时间短;我们估算输入输出接口比较多;由于考虑到本次设计的电梯系统只有3层,考虑到工厂造价,我们采用离线编程的方式,以减小软硬件的开销选用欧姆龙类型可编程控制器
2.3I/O分配三层楼电梯输入输出端子分配表表2—1电梯输入输出信号的I/O地址分配
2.4电梯PLC系统控制
2.
4.1PLC输入输出接线示意图PLC的输入输出模块与外部用户设备的接线方式分为汇点式和分割式,两种方式的区别在于选用汇点式接法的系统使用的电源电压唯一,而选用分割式接法的系统电源电压不唯一根据系统的实际情况,输入输出模块与外部设备的接线形式均匀000000100000001010010000200003000040000500006COMCOM图2—1PLC输入输出接线图
2.
4.2硬件的设计和选择这里所选择的硬件设备主要指的是主副回路的设备选择主要是以下设备的选型
(1)曳引电动机电梯的种类多种多样,按拖动系统来分有交流单速/交流双速拖动电梯、交流调压调速电梯等等在此次设计中,将采用交流双速电机作为曳引电机,它的优点是简单,经济,更重要的是舒适感好
(2)备用电机的选择备用电机只要选择和曳引电机一样的型号即可
(3)门电机只要满足功率要求,门电机选用一般三相异步电动机即可电动机的正反转来实现门的开关,采用星角降压启动,KS为速度继电器,用来对开关门到头时制动,防止轿,厅门的损坏基于以上考虑,部分硬件的选择结果如下曳引电机型号YDDL160L-6/8;额定功率11KW;额定电压380V;额定电流23A;功率因数
0.83备用曳引电机选型通上门电动机型号Y100L-2;额定功率3KW;额定电压380V;额定电流7A;功率因数
0.87主电路部分电器型号的选择结果如下交流接触器CJ20-25;熔断器BLR1-63/3P;分断能力50000A;热继电器JR16-20/3D;熔断式刀开关HH4-30/3-25门电路部分电器型号的选择如下交流接触器TYC2-12-9;熔断器BLR1-63/3P-14;热继电器JR16-20/3;熔断式刀开关HH3-15/2-
102.
4.3程序设计思路1.具体设计思路为
(1)当电梯停于一楼或二楼时,如果按PB4按钮呼叫,则电梯上升到三楼,由行程开关SQ3停止
(2)当电梯停于三楼或二楼时,如果按PB1按钮呼叫,则电梯下降到一楼,由行程开关SQ1停止
(3)当电梯停于一楼时,如果按PB2按钮呼叫,则电梯上升到二楼,由行程开关SQ2停止
(4)当电梯停于三楼时,如果按PB3按钮呼叫,则电梯下降到二楼,由行程开关SQ2停止
(5)当电梯停于一楼时,如果按PB
2、PB4按钮呼叫,则电梯先上升到二楼,由行程开关SQ2暂停5秒,继续上升到三楼,由行程开关SQ3停止
(6)当电梯停于三楼时,如果按PB
3、PB1按钮呼叫,则电梯先下降到二楼,由行程开关SQ2暂停5秒,继续下降到一楼,由行程开关SQ1停止
(7)当电梯上升途中,任何反方向的下降信号无效;当电梯下降途中,任何反方向的上升呼叫无效
(8)每层楼之间的到达时间均应在10秒之内,否则电梯停止
2.
4.4三层楼电梯梯形图图2—2三层电梯梯形图
2.5电梯的安装与调试运行PLC电梯控制系统时强电与弱电的混合系统,因此在控制柜的元件布置和走线上应有相应的考虑PLC主机应尽量远离发热设备即变频器,尽量将发热设备安置在PLC的上方动力线与PLC的输入;输出线分开,接触器和PLC相隔一定的距离,以减少电磁干扰并联阻容吸收装置或放电二极管,以消除电磁噪声调试主要包括以下方面
2.
5.1调试前的准备工作1.机房内曳引钢丝绳与楼板等孔洞的处理机房内曳引钢线绳与楼板孔洞每边间隙应为20~40毫米,通向井道的孔洞四周应筑一高50毫米以上、宽度适当的台阶限速器钢丝绳、选层器钢带,极限开关钢丝绳通过机房楼板时的孔洞与曳引钢丝绳同样要求处理2.清除调试电梯的一切障碍物
(1)拆除井道中余留的脚手架和原安装电梯时留下的杂物,如样板架等,清除井道、地坑内的杂物和垃圾
(2)清除轿厢内,轿顶上,轿门、层门地坎槽中的杂物和垃圾
(3)清除一切阻碍电梯运动的物件3.安全检查在轿厢与对重悬挂在曳引轮上后,在拆除起吊轿厢手拉葫芦和保险钢丝绳前,电梯轿厢必须已装好可靠的限速器———安全钳超速保护安全装置,以防万一轿厢打滑下坠,酿成事故这是一个先决条件,否则就不能拆除保险钢丝绳和动车4.润滑工作
(1)按规定对曳引电动机轴承及张紧轮等传动装置作加油润滑工作,所加润滑剂应符合电梯出厂说明规定的要求
(2)按规定对轿厢导轨、对重导轨、门导轨及门滑轮进行润滑(滚轮式导靴只对其轴承润滑,导轨上不必加油)
(3)对安全钳的拉杆机构应润滑并试验其动作是否灵活可靠
(4)对液压式缓冲器调试前应对缓冲器加注工厂设计规定的液压油或其它适用的油类一般为HJ-5或HJ-10机械油)
2.
5.2具体调试过程1.电动机转向调整轿箱放置于中间层站,在检修状态下,点动验证电动机转向是否正确2.检修运行输入信号检查,仔细观察电梯在运行过程中接受的各开关信号动作顺序是否正常输出信号检查,仔细观察主板的各输出点是否正确,工作是否正常,所控制的信号、接触器是否正常;运行方向检查,将电梯置于非端站,电动慢车运行,观察运行方向是否与目的方向相符,如果不同任意调换电机侧电源中的两相利用上行下行开关,试验电梯上下电气限位是否起作用,按上呼叫按钮,电梯在检测到门厅或轿箱的召唤信号后,便会上升到指定楼层上升过程中,只执行上行信号,向下信号无效,反之亦然!试验超载开关检查其他机械部分安装是否合适3.快车运行包括单层运行多层运行,箱内召唤指令,厅外召唤指令,舒适感等第3章电梯的应用
3.1电梯的发展简史公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起,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,乘坐舒适
3.2电梯保养电梯保养指定期对运行的电梯部件进行检查、加油、清除积尘、调试安全装置的工作包括电梯曳引钢丝绳的无损检测与润滑维护等
3.
2.1润滑维护曳引钢丝绳是电梯重要的悬挂装置,承受着轿厢和对重的全部重量,并依靠曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降在电梯运行过程中,曳引钢丝绳绕着曳引轮、导向轮或反绳轮单向或交变弯曲,会产生拉应力所以,要求曳引钢丝绳有较高的强度和耐磨性,其抗拉强度、延伸率、柔性等均应符合GB8903的规定正是由于曳引钢丝绳的损伤程度及承载能力直接关系到人的生命和财产的安全,在使用过程中如何对其进行正确的定期检验和润滑维护显得尤为关键
3.
2.2钢丝润滑在电梯使用过程中,对钢丝绳应进行适时地清洗、润滑缺乏维护是钢丝绳寿命短的主要原因之一在电梯定期检验中,检验员经常发现曳引钢丝绳表面积聚着一层油污,这是从钢丝绳内渗出的润滑油和灰尘混在一起形成的,如不及时清洗,不仅影响钢丝绳的使用寿命,还会改变曳引绳在曳引轮槽中的摩擦系数,降低曳引能力,在轿厢轻载或重载的情况下,可能造成曳引绳打滑导致轿厢冲顶或蹲底通常情况下,新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润滑处理,但在使用过程,润滑油脂会流失减少鉴于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐保护作用,而且能够减少钢丝绳使用过程中各钢丝之间、绳股之间和钢丝绳与曳引轮槽之间的磨损,并且对延长钢丝绳使用寿命也十分有益因此,为把腐蚀、磨损对钢丝绳的危害降到最低程度,进行润滑检查十分必要首先一定要选择适宜的钢丝绳润滑油脂,电梯钢丝绳润滑油脂应采用有一定摩擦系数的专用摩擦油脂,高性能的钢丝绳润滑油脂是维护钢丝绳延长钢丝绳寿命的根本保障钢丝绳在工作时,内部呈现三维方向的微动摩擦,这就需要钢丝绳润滑脂必须具有很强的渗透性能即让润滑油脂中的润滑油分子抗磨剂成分能渗透到每根钢丝上面另外,钢丝绳润滑油脂还必须具有较强粘附性能以保证其均匀的粘附到每根钢丝绳上通常对钢丝绳的润滑保养有几种方法一种是将钢丝绳拆卸下来,放进温度在80~100度的润滑油中浸泡约2~4小时,另一种是用刷子将润滑剂直接刷在钢丝绳上,关键是涂刷的方法和间隔要掌握好,一般来说直径约12mm的钢丝绳,每四十米大约涂刷1公斤左右的润滑油脂,涂刷间隔在两周左右;再一种是使用专用的钢丝绳润滑设备对钢丝绳进行润滑,这种方法最省事,但设备的成本较高具体采用哪种润滑剂及润滑方法应按钢丝绳制造厂的规定要求进行目前电梯维护保养单位真正重视钢丝绳润滑维护的还不是很多,很多单位已经习惯于更换新的钢丝绳,而不注重润滑管理
3.
2.3注意问题1.机械部件
(1)电梯的曳引机需要油的润滑在曳引机的外罩上有两个刻度,打开油嘴查看油应在两个刻度中间,如果油低于下面的刻度,就表示应该给曳引机加油了,如果不加油,电梯长时间的运行就会得不到很好的润滑,从而导致电梯曳引机和电动机的烧毁电梯运行时间长了以后应该及时更换油,使曳引机始终保持清爽良好的润滑
(2)电梯轿厢导靴的清洗和润滑大家都知道导靴在导轨上运行,导靴上面有油杯,要使电梯在运行中不产生磨擦声就必须定期给油杯加油和清洗导靴,并且应打扫干净轿厢的卫生
(3)电梯厅门和轿门的保养电梯出现故障一般多在电梯厅门和轿门上,所以应注意厅门、轿门上的保养一是门的上坎架上该加油地方加油,保持良好润滑,电梯就不会在运行中和门的开启中发出令人不愉快的声音注意电梯的安全触板或光幕型的触板开关线的检查,因为电梯开关门的频率较高,会使开关线受损,这就要求维保人员在每一次工作中必须要检查,该换的就要提前换,不要让用户因门的问题对电梯产品质量产生怀疑2.电器部件电器部件大致分为控制屏、各安全回路的电器开关等,它是电梯的大脑,是电梯的中枢神经,电梯的起动、运行和门的开关都由它主宰,所以在日常维保工作中一定要把它当做重中之中来对待在工作中最好不要在控制屏内进行电梯回路的短接电梯门系统故障时,有人为了图方便就把电梯的门给短接,以便查找故障,这样做很危险,短接门出现的事故最多为什么呢?如果一个人打开厅门把头往里面伸,这时电梯恰好往上或往下运行到此处,而厅门被短接电梯就不能停下来,于是事故就极可能发生所以我们在日常的维保工作中千万不要把安全回路给短接了,如果一定要进行短接,就要查明哪个安全部件出了问题,需要短接哪个安全部件,而且保养或急修好了以后,一定要及时把短接线取掉3.其他前面叙述的清洗、润滑仅是对钢丝绳本身而言,这只是保证钢丝绳安全使用要求的一个方面除此之外,还必须对钢丝绳使用的外围条件如曳引轮槽的表面磨损情况、轮槽几何尺寸进行检查,以保证钢丝绳在运行过程中使其始终处于良好的接触状态以减少摩擦力保证电梯安全运行
3.3安全问题
3.
3.1故障电梯有多重安全装置,但易出问题的地方也不少,有人因为电梯开关门异常而被夹到过,有人碰到过电梯按钮失灵,显示屏黑屏看不清楼层的情况,有人经历过直掉几层楼的险境尽管可能没有造成人身伤害,但乘电梯不是找刺激,也不是演电影,实实在在的生活被频发的电梯事故搅得心里七上八下2013年以来,湖北、西安、深圳等地电梯“要命”的新闻,不少人看了都说“坐电梯心里慌慌的”2012年我国发生的电梯事故有36起,死亡28人调查显示,
21.74%的受访者称常遇到电梯故障电梯类型繁多,其电梯梯型不同,故障也多有不同,各式各样,但故障本质有诸多相同之处1.电梯机械系统的常见故障分析电梯机械系统的故障在电梯全部故障中所占的比重比较少,但是一旦发生故障,可能会造成长时间的停机待修或电气故障甚至会造成严重设备和人身事故进一步减少电梯机械系统故障是维修人员努力争取的目标
(1)由于润滑不良或润滑系统的故障会造成部件传动部位发热烧伤和抱轴,造成滚动或滑动部位的零部件损坏而被迫停机修理
(2)由于没有开展日常检查保养,未能及时检查发现部件的传动、滚动和滑动部件中有关机件的磨损程度和磨损情况,没能根据各机件磨损程度进行正确的修复,而造成零部件损坏被迫停机修理
(3)由于电梯在运行过程中振动造成紧固螺栓松动,使零部件产生位移,失去原有精度,而不能及时修复,造成磨、碰、撞坏机件被迫停止修理
(4)由于电梯平衡系数与标准相差太远而造成过载电梯轿厢蹲底或冲顶,冲顶时限速器和安全钳动作而迫使电梯停止运行,等待修理2.电梯电气系统的故障分析电梯故障绝大系数是电气控制系统的故障电气控制系统故障比较多的原因是多方面的,主要原因是电器元件质量和维修保养不合格电气系统的故障大致可以分为两类
(1)电气回路发生的断路故障电路中往往会发现电气元件入线和出线的压接螺钉松动或焊点虚焊造成电气回路断路或接触不良断路时必须马上进行检查修理;接触不良久而久之会使引人或引出线拉弧烧坏接点和电器元件
(2)短路故障当电路中发生短路故障时,轻则会烧毁熔断器,重则烧毁电气元件,甚至会引起火灾常见的有接触器或继电器的机械和电器连锁失效,可能产生接触器或继电器抢动造成短路接触器的主接点接通或断开时,产生的电弧使周围的介质击穿而产生短路电气元件绝缘材料老化、失效、受潮也会造成短路
3.电梯常见故障及排除
(1)电网供电正常,电梯没有快车和慢车主要原因主电路或控制回路的熔断器熔体烧断;电压继电器损坏,其他电路中安全保护开关的接点接触不良,损坏;经控制柜接线端子至电动机接线端子的接线,未接到位;各种保护开关动作未恢复排除方法检查主电路和控制电路的熔断器熔体是否熔断,是否安装,熔断器熔体是否夹紧到位;根据检查的情况排除故障;查明电压继电器是否损坏,检查电压继电器是否吸合,检查电压继电器线圈接线是否接通,检查电压继电器动作是否正常;根据检查的情况排除故障;检查控制柜接线端子的接线是否到位;检查电机接线盒接线是否到位夹紧;根据检查情况排除故意检查电梯的电流、过载、弱磁、电压、安全回路各种元件接点或动作是否不正常,根据检查的情况排除故障
(2)电梯下行正常,上行无快车主要原因上行第
一、第二限位开关接线不实,开关接点接触不良或损坏;上行控制接触器、继电器不吸合或损坏;控制回路接线松动或脱落排除方法将限位开关接点的接线接实,更换限位开关的接点,更换限位开关;将下行控制接触器继电器线圈的接线接实,更换接触器继电器;将控制回路松动或脱落的接线接好
(3)电梯轿厢到平层位置不停车主要原因上、下平层感应器的干簧管接点接触不良,隔磁板或感应器相对位置尺寸不符合标准要求,感应器接线不良;上、下平层感应器损坏;控制回路出现故障;上、下方向接触器不复位排除方法将干簧管接点接好,将感应器调整好,调整隔磁板或感应器的尺寸;更换平层感应器排除控制回路的故障;调整上、下方向接触器
(4)轿厢运行到所选楼层不换速主要原因所选楼层换速感应器接线不良或损坏;换速感应器与感应板位置尺寸不符合标准要求;控制回路存在故障;快速接触器不复位排除方法更换感应器或将感应器接线接好;调整感应器与感应板的位置尺寸,使其符合标准;检查控制回路,排除控制回路故障;调整快速接触器
(5)电梯有慢车没快车主要原因轿门、某层门的厅门电锁开关接点接触不良或损坏;上、下运行控制继电器、快速接触器损坏;控制回路有故障排除方法调整修理层门及轿门电锁接点或更换接点;更换上、下行控制继电器或接触器;检查控制回路,排除控制回路故障
(6)轿厢运行未到换速点突然换速停车主要原因开门刀与层门锁滚轮碰撞;开门刀层门锁调整不当排除方法调整开门刀或层门锁滚轮;调整开门刀或层门锁
(7)轿厢平层准确度误差过大主要原因轿厢超负荷;制动器未完全打开或调整不当;平层感应器与隔磁板位置尺寸发生变化;制动力矩调整不当排除方法严禁超负荷运行;调整制动器,使其间隙符合标准要求;调整平层传感器与隔磁板位置尺寸;调整制动力矩
(8)电梯运行时轿厢内有异常的噪声和振动主要原因导靴轴承磨损严重;导靴靴衬磨损严重;传感器与隔磁板有碰撞现象;反绳轮、导向轮轴承与轴套润滑不良;导轨润滑不良;门刀与层门锁滚轮碰撞,或碰撞层门地坎;随行电缆刮导轨支架;曳引钢丝绳张力调整不良;补偿链蹭导向装置或底坑地面排除方法更换导靴轴承;更换导靴靴衬;调整感应器与隔磁板位置尺寸;润滑反绳轮、导向轮轴承润滑导轨;调整门刀与层门锁滚轮、门刀与层门地坑间隙;调整或重新捆绑电缆调整曳引钢丝绳张力提升补偿链或调整导向装置
(9)选层记忆并关门后电梯不能启动运行主要原因层轿门电联锁开关接触不良或损坏;制动器抱闸未能松开;电源电压过低;电源断相排除方法修复或更换层轿门联锁开关;调整制动器使其松闸;待电源电压正常后再投入运行;修复断相
(10)电梯启动困难或运行速度明显降低主要原因电源电压过低或断相;电动机滚动轴承润滑不良;曳引机减速器润滑不良;制动器抱闸未松开排除方法检查修复;补油、清洗、更换润滑油;补油或更换润滑油;调整制动器
(11)开门、关门过程中门扇抖动、有卡阻现象主要原因踏板滑槽内有异物阻塞;吊门滚轮的偏心轮松动,与上坎的间隙过大或过小;吊门滚轮与门扇连接螺栓松动或滚轮严重磨损;吊门滚轮滑道变形或门板变形排除方法清扫踏板滑槽内异物;修复调整调整或更换吊门滚轮;修复滑道门板
(12)直流门机开、关门过程中冲击声过大主要原因开、关门限位电阻调整不当;开、关门限速电阻调整不当或调整环接触不良排除方法调整限位电阻位置;调整电阻环位置或者调整电阻环接触压力
(13)电梯到达平层位置不能开门主要原因开关门电路熔断器熔体熔断;开关门限位开关接点接触不良或损坏;提前开门传感器插头接触不良,脱落或损坏;开门继电器损坏或其控制电路有故障;开门机传动带脱落或断裂排除方法更换熔断器的熔体;更换或修复限位开关;更换或修复传感器插头;更换断电器、修复控制电路故障;调整或更换开门机皮带
(14)按关门按钮不能自动关门主要原因开关门电路的熔断器熔体熔断;关门继电器损坏或其控制回路有故障;关门第一限位开关的接点接触不良或损坏;安全触板未复位或开关损坏;光电保护装置有故障排除方法更换熔断器熔体;更换继电器或检查电路故障并修复;更换限位开关;调整安全触板或更换安全触板开关;修复或更换门光电保护装置
4.电梯故障的逻辑排除方法要迅速正确地排除电梯故障,必须对自己所保养的电梯的机械结构和电气控制系统有比较详细的了解和掌握世界上有许多型号的电梯,有各种形式的控制和驱动方式,存在一定的差异,但它们运行的逻辑过程基本上是一样的掌握电梯运行的逻辑过程,可以大致判断故障的部位
3.4未来展望据《2013-2017年中国电梯行业发展环境与市场需求分析报告》显示,伴随经济的快速发展和城镇化进程的不断深入,我国的电梯行业正经历着一个高速发展期据前瞻网统计,我国电梯产量从1990年的
1.03万台增长到2010年的
36.5万台,年复合增长率
19.5%,国内电梯需求量从2000年的仅
3.72万台增长到2010年的
32.97万台,到2010年底,我国电梯保有量超过160万台随着电梯行业竞争的不断加剧,大型电梯企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的电梯生产企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究正因为如此,一大批国内优秀的电梯品牌迅速崛起,逐渐成为电梯行业中的翘楚!巨大的市场空间,使得行业成为外资较早进入的行业之一,全球主要的电梯知名企业都在中国建立了独资或合资企业,这些外资品牌的进入为行业带来了国际化的技术标准、管理理念和经营模式,使得国产电梯快速步入了国际化行列从产业布局看,国内电梯行业聚集效应明显,电梯整机及零部件的制造基地主要集中在长三角、珠三角地区,除了高端电梯零部件外,电梯零部件已经基本实现了国产化经济的快速发展和城镇化进程持续推进是电梯需求增长的主要驱动力,历史数据回归分析显示房地产投资与电梯需求相关性很高受国家政策调控影响商业性房地产投资增速会有所放缓,但是“十二五”期间3600万套保障房建设将提升对电梯的需求量,同时大量公共基础设施建设、节能改造更换和出口都将推动我国电梯的产量据前瞻网分析预测,到2015年我国电梯产量有望突破75万台/年翻倍,其增长速度保守预测在20%左右结论经过紧张、忙碌两月的努力,我终于完成了本次设计活动本论文阐述了可编程控制器PLC在电梯控制系统中的应用,介绍了3层楼电梯的PLC控制系统的总体设计方案、设计过程、组成,列出了具体的主要硬件电路、I/O分配表、电梯的控制梯形图,并给出了系统组成框图和程序流程图在分析处理随机信号逻辑关系的基础上,指出了PLC的编程方法,设计了一套完整的电梯控制系统方案本论文设计简单,只用几个按钮就可以实现对电梯的控制,每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示我感觉通过这次设计活动,我的最大收获是了解了一种设计思想,认识了一个新的设计世界,这种设计思想要求设计者对自己的设计目的要有一个清晰的认识,对怎样实现自己的设计要有把握,同时他的最大意义在于将它运用于现实中后,它能给使用它的群体带来多大的方便;有了这种思想,以后再次参加类似设计活动,就会让我在整体设计和实现方法上更清晰的认识致辞通过这一阶段的努力,我的毕业论文《电梯PLC控制系统的设计》终于完成了,这意味着大学生活即将结束在大学阶段,我在学习上和思想上都受益非浅,除了自身的努力外,与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的在《电梯PLC控制系统的设计》的写作过程中,我的导师叶俊、黄卫庭老师倾注了大量的时间及心血,从选题到开题报告,从写作提纲,到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题,严格把关,循循善诱,在此我表示衷心感谢本课题在选题及研究过程中得到黄老师的悉心指导黄老师多次询问设计进程,并为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励黄老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度,踏踏实实的精神,不仅授我以文,而且教我做人,虽历时二月,却给以终生受益无穷之道同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友写作毕业论文是一次再系统学习的过程,毕业论文的完成,同样也意味着新的学习生活的开始本论文的完成远非终点,文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点我将继续前行!感谢叶俊老师、黄卫庭老师等对我的教育培养他们细心指导我的学习与研究,在此,我要向老师表示深深的祝福,祝愿老师工作顺利、身体健康!参考文献
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1988.11输入电器输入端子输出电器输出端子一层呼叫按钮PB100000电梯上升KM101000二层上呼叫按钮PB200001电梯下降KM201001二层下呼叫按钮PB300002三层呼叫按钮PB400003一层行程开关SQ100004二层行程开关SQ200005三层行程开关SQ300006。