自动化PLC电梯毕业设计封面～附录定稿.docx

高层电梯控制系统设计 毕 业 设 计题 目： 基于PLC高层电梯控制系统设计 学 院： XXX学院 专 业： 自动化 班级： 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 基于PLC的高层电梯控制系统设计 姓名 系 电气信息学院 专业 自动化 班级 学号 指导老师 职称 教研室主任 一、基本任务及要求： 设计的可编程交流双速电梯控制系统必须要安全可靠地实现：开门选层定向起动加速稳速运行减速爬行平层停靠开门这一运行全过程，同时要求层站为六层；拖动电机交流变速双速电机（1000转/分，250转/分），运行速度1.0 米/秒；停靠误差为上下在0.01米；可以有/无司机运行；检修运行；消防运行及优级服务；自动开关门，自动平层；定时开关电梯，超时驶返回基站；完善的状态指示及保护措施；便于维修。 二、进度安排及完成时间： （1）1月14日至3月4日：查阅资料，为毕业设计作准备。 （2）3月5日至3月15日：撰写文献综述和开题报告。 （3）3月18日至4月1日：毕业实习，撰写实习报告。 （4）4月2日至4月7日：了解控制对象的工作过程和对系统的设计要求。 （5）4月8日至4月14日：进行控制方案论证。 （6）4月15日至4月28日：控制系统硬件设计。 （7）4月29日至5月12日：控制系统程序设计。 （8）5月13日至5月20日：程序调试。 （9）5月21日至5月24日：撰写毕设说明书的前言、目录、摘要、绪论和控制对象概论部分。 （10）5月25日至5月28日：撰写毕设说明书的控制方案论证和系统硬件设计部分。 （11）5月29日至6月1日：撰写毕设说明书的系统程序设计和程序调试部分。 （12）6月2日至6月5日：撰写毕设说明书的参考文献、致谢和附录部分。 前 言近年来我国的经济飞速发展，人民生活水平的迅速梯高，工作居住条件得到了巨大的改善。电梯作为建筑物内的垂直交通运输工具，与人们的生活息息相关。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行及高效节能又安全可靠。可编程控制器（PLC）是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算装置的电子装置。目前，电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。但是，现在很多PLC控制电梯的程序设计思想还是源自于传统继电器的组合逻辑设计法，程序结构比较复杂，并且很难完成比较高级的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。本设计说明书第1章是绪论，简单的介绍了电梯的发展历史和发展趋势，课题的意义和主要内容；第2章是电梯的概述，简单介绍电梯的用途、基本结构、工作原理、参数；第3章是总方案论证，介绍了用继电器、单片机、PLC控制方案设计的优缺点和适用场合；第4章是硬件设计，主要是主电路设计和元件选择及PLC的I/O接口的分配；第5章是程序设计，包含了电梯楼层显示、呼叫、上行、下行、高低速变换、检修、报警程序设计；第6章是程序调试；最后是结论、参考文献、致谢及附录，附录包括电梯控制系统主程序流程图和全部梯形图程序。本设计是在XXX老师悉心指导下完成的，在完成整个设计的过程中，他不仅每一章节讲解和分析，还提供了大量的参考资料，让我受益匪浅，谨此向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢！由于本人水平有限、经验有限，此次设计有很多不足之处，恳请读者批评指正。XXX 2013年6月目 录摘要AbstractII第1章 绪论11.1 电梯的发展历史和发展趋势11.1.1电梯的发展历史11.2 课题意义和主要内容31.2.1课题意义和目的31.2.2 课题的主要内容3第2章 电梯系统的概述52.1电梯的用途52.2电梯的基本结构62.3电梯的工作原理72.4电梯参数8第3章 控制系统总体设计方案论证103.1继电器控制方案103.1.1继电器控制的优点103.1.2继电器控制的缺点103.2 单片机控制方案113.2.1 单片机控制的优点113.2.2 单片机控制的缺点113.3.1 PLC控制方案的优点123.3.2 PLC控制方案的缺点123.4方案总体分析12第4章 控制系统硬件电路设计144.1 主电路设计144.2 主电路元件选择154.3 I/O接线174.3.1 PLC的输入分配194.3.2 PLC的输出点204.3.3 继电器与定时器的分配20第5章 控制系统程序设计235.1 楼层显示程序235.2 电梯呼叫程序245.3 电梯上行程序275.4 电梯下行程序295.5 电梯高低速变换29第6章 程序调试33结论34参考文献35致谢36附录A 电梯控制系统的主程序流程图37附录B 电梯控制系统的全部梯形图程序38i高层电梯控制系统设计摘要：随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多。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。传统的电梯控制系统采用的是继电器逻辑控制电路，这种控制易出故障，维护不便，运行寿命短，占地空间大，正逐步被淘汰。本设计通过对几种常用的拖动方案和控制方案的比较，在对拖动系统和控制系统充分论证的基础上，并且结合课题的特点及设计要求，确定了电梯拖动系统和控制系统的设计方案，即拖动系统采用交流双速电动机拖动，控制系统采用模块化结构的PLC控制方案。因此，该系统具有扩展容易、程序编制简单、操作简单、可靠性高等优点，并有停电保护数据和状态的功能。按照任务书中提出的设计要求，完成了电梯拖动系统和控制系统的硬件和软件部分的设计工作，使电梯拖动系统和控制系统达到了任务书中规定的设计要求。本设计论文主要论述的是在电梯选层方面所做的设计工作。关键字：控制系统；控制方案；拖动系统；电梯；High-rise electric elevator control system designAbstract:Along with the urban construction development unceasing, the high rise building increases unceasingly too. Elevator as a vertical transport operation in the high rise building, it was closely related to the people's daily life. The traditional elevator control system uses logic of the relay to control circuit, this kind of controls easily to be crash, maintains inconveniently, the movement life is short, and that occupying a large area of space, it being eliminated gradually. By the fact that dragging in common use moves the scheme and the comparison controlling a scheme's to the several kinds,have ascertained an electric elevator dragging the design plan moving system and navar ,be tied in wedlock problem characteristic and design demand,have been that system adopt the electric motor exchanging pair of speed to drag moving , navar adopt architectural PLC control scheme of the control system adopts modular structure. Easy therefore, to be system's turn to have expansion, procedure works out a simplicity , handles the simplicity , advanced merit of reliability, function having power failure protection data and state together.According to design demand brought forward by mission book middle,having accomplished an electric elevator drags the job moving system and controlling systematic hardware and software part design , makes an electric elevator drag the design demand stipulating that in the book moving system and controlling system having reached a mission.The electric elevator drags the job moving system and controlling systematic design including two parts mainly: The electric motor exchanges speed and chooses a tier. Design that the thesis discusses the design job choosing what tier of aspect delivers a lecture in the electric elevator mainly originally.Keyword: Control system；Control blue print；Drag move system；elevatorI高层电梯控制系统设计第1章 绪论在当今随着社会的发展，建筑规模越来越大，楼层越来越多。计算机技术，通讯技术与控制技术的发展，使建筑物的智能化成为现实，而电梯是智能建筑中重要交通工具。对电梯的调速精度，调速范围，等动静态特性提出了更高的要求。传统的电气控制系统，采用的是继电器逻辑控制，由于触点多，故障率高，可靠性差，体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），全面取代继电器控制系统，实现闭环控制，可进一步提高电梯的性能和可靠性，并可降低现场调试要求，是电梯控制技术的方向。现代电梯技术，更加强调运行质量和降低噪声，节约能源电梯控制将趋向多微机分散分层控制。电梯不仅是代步工具，也是人类文明的标志。其技术的发展正体现了社会的进步与文明。时至今日，电梯正进入全面发展的新时期。1.1 电梯的发展历史和发展趋势1785年，英国出现了用蒸汽机驱动的升降机；1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。1903年，美国奥的斯公司生产了不带减速器的无齿轮高速电梯，电梯传动机构采用曳引驱动代替以往的卷筒式，为当今高层的大行程、高速度电梯奠定了基础；1976年，电梯上开始运用微处理机，之后随着大功率晶体管模块的问世，以及微机及数字调节器技术的不断成熟，人们利用调节脉冲宽度来调节电子逆变器，实现了对电梯中电动机的调压调频（VVVF），达到了线性调速的目的；1990年，电梯控制系统由并行信号传输向以串行为主的信号传输过渡，提高了整体系统的可靠性，为实现电梯的群控，智能化和远程监控提供了条件发展现状。1.1.1 电梯的发展历史 电梯作为垂直方向的交通工具，在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术和电力电子技术的发展，现代电梯已经成为典型的机电一体化产品。电梯技术的发展概况：1）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。 2）电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，已由以前的变频调速（ACVP）发展成为调压调速（ACVV）及调频调压调速（ACVVVF），使得电梯的速度、加速度、加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 3）电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制器（PLC）和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。 4）电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。 5）机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。1.1.2 PLC的发展趋势 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，中国的电梯用户不但对产品质量要求高，而且对新技术的接受很快，所以变频变压调速技术、无机房电梯、永磁同步拖动技术、计算机控制技术、远程监控技术等推广迅速；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，商场、机场和地铁项目明显增多，住宅电梯、自动扶梯和自动人行道的需求量继续看好；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。在用电梯总量的不断增加给维修服务业带来了发展机遇；配套件的专业化生产对提高产品质量、降低生产成本具有十分积极的作用，受到了许多电梯公司和维修保养单位的欢迎，仍然有发展空间 。 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VVVF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、更洁净、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步无齿轮曳引机逐步成为新型曳引机的主流；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。 3）安装更方便、更快捷。 高效、安全、可重复使用的无脚手架安装，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。此外，电梯的双向安全装置、无底坑、无线控制，绿色环保安全、环保、节能、舒适，也将是未来电梯的重要发展方向。 4) 数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展 。智能化模块主要有高速计数模块、定位控制模块、温度控制模块、闭环控制模块、以太网通信模块和各种现场总线协议通信模块等。从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了51年的历程。近10年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进。1.2 课题意义和主要内容1.2.1 课题意义和目的作为一名自动化专业即将毕业的学生学校要求有毕业设计，大学四年学了许多的专业课程，如：单片机原理、DSP原理、PLC原理及应用等等，我们在校期间学过PLC这名课程并且做过PLC的实验和进行过PLC的课程设计，对PLC进行过系统的研究，所以我选择的课题是基于PLC的高层电梯控制系统设计。同时也是为了我们更适应以后的工作，让我们学会查检资料、多方面的方案论证、图纸的绘制和控制线路连接。选择本课题的意义在于大学四年的自动化专业学习将近结束了，在这四年的专业学习里，我基本掌握了所学的基础知识，为了更具体的，全面的了解本人的专业技能掌握情况，也为了给参加工作作铺垫，所以我选择此课题来进行考察。随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具,多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯;百货大楼和宾馆需要有客梯,自动扶梯等。在现代社会,电梯已像汽车、轮船一样,成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计,美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今,电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。追溯电梯这种升降设备的历史，据说电梯起源于公元前236年的古希腊。当时阿基米德设计一种人力驱动的卷筒式卷扬机，人们把它看成是现代电梯的鼻祖。1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现,继而有在英国出现水压梯。1889年美国的奥梯斯电梯公司首先使用电动机作为电梯动力,这才出现名副其实的电梯,并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。本论文主要介绍电梯的发展状况，基本结构和控制要求，详细论述在电梯控制系统的总体控制方案论证，硬件电路和控制程序的设计方面所做的工作。1.2.2 课题的主要内容本课题通过比较、分析和论证，确定电梯的总体控制方案，软硬件协调综合分析及硬件资源分配；硬件电路设计及元器件参数计算，选型；系统结构部分设计：控制柜、层楼显示及呼叫、按键盒等，软件设计等，从而可编程交流双速电梯控制系统必须要安全可靠地实现：开门选层定向起动加速稳速运行减速爬行平层停靠开门这一运行全过程，同时要求层站为六层；拖动电机交流变速双速电机（1000转/分，250转/分），运行速度1.0 米/秒；停靠误差为上下在0.01米；可以有/无司机运行；检修运行；消防运行及优级服务；自动开关门，自动平层；定时开关电梯，超时返回基站；完善的状态指示及保护措施；便于维修。第2章 电梯系统的概述电梯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。2.1 电梯的用途根据轿厢内选层指令和厅外的层楼召唤指令，集中进行综合分析处理，自动选向并顺向依次应答指令的高度自动控制功能。它能自动登记轿厢内指令和厅外的层楼召唤指令，自动关门起动运行，同向逐一应答；当无召唤指令时，电梯自动关门待机或自动返回基站关门待机，当某一层楼有召唤信号时，再自动起动应答。根据电梯的用途可分为以下几种：乘客电梯：为运送乘客而设计的电梯，应用范围广泛。 载货电梯：可以有人随乘，主要为运送货物而设计的电梯，应用在工厂厂房和仓库中。 客货电梯：以运送乘客为主，但也可以运送货物的电梯。 病床电梯：为运送病床（包括病人）及医疗设备而设计的电梯，应用在医院和医疗中心中。 住宅电梯：为便于运送乘客和家具、沙发、担架等而设计的，供住宅楼使用的电梯。 杂物电梯：轿厢空间受限制，不允许人员进入，主要用于运送少量食品、图书和文件等。 汽车电梯：用作运送车辆而设计的电梯，应用在立体停车设备中。 特种电梯：应用在一些有特殊要求场合的电梯，包括防爆电梯、防腐电梯、船用电梯等。 观光电梯 ：井道和轿厢壁至少有一侧透明，乘客可观看轿厢外景物的电梯，主要运送乘客。 船用电梯 ：指供船舶上使用的电梯。通常用于大型轮船。 自动扶梯 ：是安装在两个楼层之间，以运动的梯级运送乘客的倾斜式运输设备。倾斜角不大于35度。分为普通型和公共交通型。2.2电梯的基本结构电梯总体结构：驱动系统、轿厢和对重装置、导向系统、门机系统、机械安全保护系统、厅外指示及呼叫装置、控制系统等,如图1-1所示。图1-1电梯总体结构图1） 驱动部分驱动部分由曳引机（电动机、制动器、曳引轮）、钢丝绳等组成，曳引机又称主机，它是电梯的动力源分为有齿曳引机和无齿曳引机。它是曳引驱动的动力源,曳引钢丝绳一端连接轿厢一端连接对重，通过电动机转动时曳引轮绳槽与钢丝绳的摩擦力，驱动轿厢和对重沿轨道上下运行。2） 轿厢和对重装置轿厢由轿厢架、轿厢、轿壁及轿顶组成，对重装置由对重架、对重铁块组成，对重铁块的重量要根据计算来确定，对重装置的过重或过轻都会影响整机性能和使用效果，甚至造成冲顶或蹾底的事故。3） 门机系统（轿门、厅门、开关门系统）轿门也叫厢门，在轿厢靠近层门的侧面，主要形式有左开门、右开门和中开门，层门也叫厅门，在各层楼的停靠站，通向井道轿厢的入口处。电梯的层门是无动力的，轿厢的轿门是由门电机驱动的。当电梯平层后，轿门门刀卡住层门，由门刀带动层门开关门。其门内范围设有红外光幕保护或机械触板式门保护装置。开关门系统就是控制电梯轿门、层门的开启和关闭。4） 导向系统导向系统包括轿厢引导系统和对重引导系统两种，这两种系统均由导轨、导轨架和导靴三种机件组成，每台电梯具有用于轿厢和对重装置的两组至少四列导轨。5） 机械安全保护系统（1） 轿厢超速保护装置限速装置和安全钳就是为了防止轿厢和对重装置意外坠落的安全设施，当轿厢下行速度过大就会使限速器动作，通过机械保护装置来卡住钢丝绳，制停电梯，另一方面会使安全钳动作，切断曳引电机的交直流控制电源，使制动器制动，达到停止电梯的目的。（2） 缓冲器 设在井道底坑的地面上，当发生某种原因导致轿厢或对重超越极限位置发生蹾底时，用来吸收或消耗掉轿厢或对重装置动能的制动装置。（3） 机械安全防护装置 是为了检修人员的安全而设置的安全措施，主要包括轿顶防护、轿厢护脚板、底坑对重侧防护等。6） 厅外指示及呼叫装置主要是给予乘客明确的指示和语音帮助，如当电梯处于关闭、暂停服务或维修状态下时，能给予乘客明确的指示，也满足盲人和乘坐手动轮椅的乘客的使用要求，电梯的呼叫装置有二种模式，可以通过钥匙开关来实现转换。7） 控制系统主要由拖动部分、使用操作部分、井道信息采集部分等组成，拖动部分由曳引电机和控制柜组成，操作部分由轿内操作箱、厅外召唤箱和检修操作厢组成，井道信息采集部分由换速平层传感器和限位开关组成。22.3电梯的工作原理 曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机，通过减速器变曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。曳引式提升机构得到广泛应用在于其如下的优势：1）安全可靠：当轿厢或对重由于某种原因冲击底坑中的缓冲器时，曳引钢丝绳作用在曳引轮绳槽中的压力消失，曳引力随即消失，此时即使曳引机继续运转，也不致使轿厢或对重继续向上运行，减少人员伤亡事故和财产损失的发生。2）提升高度大：采用曳引式提升机构则曳引钢丝绳的长度几乎不受限制，因此可以适用于高层建筑的电梯。3）结构紧凑：采用曳引式驱动形式，避免了在卷筒方式中因曳引钢丝绳在卷筒上缠绕导致卷筒直径过大、因卷筒直径变化导致曳引绳速度变化等问题（尤其在提升高度很大时），而且采用多根钢丝绳保证高的安全系数得以实现，作到了曳引轮直径的减少和整个提升机构更加紧凑。4）可以使用高转速电动机：当电梯额定速度一定的情况下，曳引轮直径越小，则曳引轮转速越高，采用曳引式提升机构便于选用结构紧凑、价格便宜的高转速电动机。手动工作方式是在编写有手动程序的条件下用手进行操作达到机械运动条件从而实现的运动。简单来说就是用手进行操作实现的运动。报警装置应确保，即使是在进行维护时，通过报警过滤的完整报警信息也应被发送直至确认。 如果在确认之前发送失败，再发送的延迟间隔时间应减少到最小，并与通信网络相适应。如果通信网络的特性需要即使通信中断，在报警确认后，报警设备应不得妨碍任何再发送。报警系统应能接收从救援服务组织发出的通信信息直到报警终止。向传输器发送的报警信息应不得延迟，报警过滤时除外。 在确认和报警终止之间，应将报警过滤旁路。 如在确认后通信中断，报警装置应停止自动再发送。 电梯安全系统的短路保护方法一般有2种，一种是通过电路上的设计实现保护，它是将电梯安全线路即门联锁开关与门锁继电器串联组成的回路（简称门连锁回路）、急停回路采用同一交流110V电源，并将隔离变压器110V的一个输出端接地，当开关触点因而绝缘问题对地时，交流110V电源就被短路，电源断路器就会断路动作而达到保护。另一种是在电梯的电气控制系统中安装一个电梯安全线路对地短路保护器，当被保护的安全线路通过金属构件生产故障接地时，保护器输出回路就有一组常开/常闭信号输出，供PLC或微机识别及执行，控制电梯停止运动。2.4电梯参数1）对重装置轿厢的对重装置分为机械式，橡胶块式和负重传感器式。对重是曳引电梯不可缺少的部件，它可以平衡轿厢的重量和部分电梯负载重量，减少电机功率的损耗。为了使对重装置能对轿厢起最佳平衡作用，在电梯安装调试时可以增减对重块来调整电梯的平衡系数，必须正确计算出对重装置的总重量。 总重量P=轿厢自重G+载客总重量Q*平衡系数Kp (2-1)在本设计中一般情况选定载客量为10人，按每人80公斤计算。载客总重量为800公斤，轿厢自重为2900千克，平衡系数取0.5（一般为0.45-0.5），那么总重量为3300千克。2）驱动装置曳引机是电梯的动力源分为有齿曳引机和无齿曳引机。有齿曳引机由交（直）流电动机、曳引轮、制动器、减速机构等组成。无齿曳引机与有齿曳引机的区别在于它没有减速箱，电动机直接驱动曳引轮。所以本设计采用无齿轮曳引电机，其机械总效率为0.8。根据经验公式： P =（1-Kp）QV/102Y （2-2）式中：P-曳引电机轴功率、Kp-电梯平衡系数、Q-电梯轿箱额定载重量级、Y-电梯机械总效率、V-电梯运行速度。Kp=0.5 Q=800Kg Y=0.8 V=1m/s P的单位：KW3）电动机参数根据电机学基本原理，当电动机为一对极数，即P=1时，电机转子旋转一周，旋转磁场即旋转一圈；当电动机为两对极，即P=2时，电机转子旋转一周，旋转磁场则旋转二圈，而旋转磁场的转速取决于电源与极对数P，满足下式： （2-3）的关系，当不变时，=1则,=2时,。由此可知，电动机极对数越多，电机转速越慢。因此，当改变定子绕组极对数P时，就可以改变电动机同步转速，从而改变电动机的转速。变极调速比较经济的方法是在定子绕组上安装两组独立的绕组，各接成不同的极对数。电梯上用的双速电动机的两个绕组极对数为6/24,速比为4:1，控制线路如图4-1所示。所以电机型号：JTD-430型；同步转速为：1000/250转/分。根据门电机参数：额定电流为1.1A、额定电压为110V、额定功率为120W。所以梯门电机DM：采用直流110SZ56型直流电机。4）电梯内照明灯的安全电压为24V，功率为60W。第3章 控制系统总体设计方案论证电梯控制系统主要可以采用以下三种方式：一是继电器控制系统、二是PLC控制系统、三是单片机控制系统。继电器控制系统由于故障率高，控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已逐渐被人们所淘汰。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，这些都限制了微机控制系统应用的广泛性。而PLC控制系统由于运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强等优越性，成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。3.1继电器控制方案继电器控制是利用多个主交流接触器、中间接触器以及过载热继电器等电器元件经合理的联接构成具有简单控制功能的逻辑电路。继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能、较为困难。继电器控控制系统使用了大量的机械触点，连线多，触点开闭时存在机械磨损、电弧烧伤等现象，触点寿命短，所以可靠性和可维护性较差。继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继电器存在定时精确度不高、定时范围窄，且易受到环境湿度和温度变化的影响，时间调整困难等问题。3.1.1继电器控制的优点1）继电器控制系统所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，所以继电器控制技术含量不高，易操作。2）继电器控制系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。3）继电器控制系统中大部分电器均为常用控制电器，更换方便，价格便宜。3.1.2继电器控制的缺点1）系统的触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。2）普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。3）电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高。4）系统结构庞大，能耗较高，机械动作噪音大。5）由于线路复杂，易出现故障，因而保养维修工作量大，费用高，而且检查故障困难，费时费工。根据继电器控制的优缺点可以看出继电器控制主要是应用于相对的简单的电路，电路搭载用时少，成本也很低，适合于家庭用升降横移式立体停车库。继电器控制也有许多不足之处。第一，难以实现智能模块化控制；第二，不适合应用于大规模、大容量的工作场地；第三，元器件的损坏率比较高，车库运行的可靠性不佳；最后，随着驱动部件的不断增加，其逻辑电路的搭载难度也大大增加了。3.2 单片机控制方案单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 3.2.1 单片机控制的优点1） 单片机的系统结构简单，使用方便，实现模块化；2） 单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障；3） 处理功能强，速度快；4） 低电压，低功耗，便于生产便携式产品；5） 控制功能强 ，环境适应能力强；6） 单片机控制经济实惠，成本相对较低；3.2.2 单片机控制的缺点1） 单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致单片机控制系统开发周期比较长，系统调试耗时比较多；2） 单片机抗干扰能力差，故障率高，对环境依赖性强，所以对现场工作环境要求很苛刻； 3） 单片机控制程序基本上是汇编语言，汇编语言虽然功能比较强大，但程序的编写复杂，编程周期较长且单片机的内存容量、速度、字长有限。根据单片机的优缺点可以看出单片机控制在机电设备中是一种比较常见的控制形式，由于它的控制功能强、体积小、成本低、功耗小、成本低和使用方便，可以直接装到仪器设备上，如电子称、家用自动电器、电子钟、考勤机、加油机等等都可以。3.3 PLC控制方案PLC是一种用于工业自动给控制的专用计算机。实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，能通用或专用CPU作为字处理器，实现通道（字）的运算和数据存储，另外还有位处理器（布尔处理器），进行点（位）运算与控制。3.3.1 PLC控制方案的优点1） 编程方法简单易学；2） 功能强，性能价格比高；3） 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；4） 可靠性高，抗干扰能力强；5） 系统的设计、安装、调试工作量少；6） 维修工作量少，维修方便；7） 体积小，能耗低；3.3.2 PLC控制方案的缺点在控制功能相同的情况下，与采用单片机控制方案设计的控制系统相比，采用PLC控制方案设计的控制系统造价要高一些。PLC已经广泛地应用在所有的工作部门，随着其性能价格比的不断提高，PLC的应用范围扩大，主要有这几个方面：数字量逻辑控制