畢業(yè)設(shè)計(jì)--四層垂直升降電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　題目： 垂直升降電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　基本任務(wù)及要求：</b></p><p>　　1. 設(shè)計(jì)任務(wù)

2、 </p><p>　?。?）硬件 設(shè)計(jì)垂直升降電梯的控制電路 </p><p>　　PLC控制：?jiǎn)?dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)按鍵；波段開(kāi)關(guān)；樓層指示燈；定時(shí)器T。按 </p><p>　　鍵控制電梯啟、停，正、發(fā)轉(zhuǎn)按鍵控

3、制上下呼叫，波段開(kāi)關(guān)選樓層。 </p><p>　　（2）軟件 設(shè)計(jì)垂直升降電梯的控制程序，電梯抵達(dá)樓層指示燈亮；自動(dòng)延時(shí)5秒； </p><p>　　循環(huán)檢測(cè)樓層呼叫與選層信號(hào)；按鍵控制系統(tǒng)啟動(dòng)、停、上、下移動(dòng)程序。 </p><p>　　（3）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并繪制電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖

4、 </p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：電梯：v=1m/s 、a=0.1m/(s*s)；層高3.5m；載重量：1t。 </p><p>　　2. 要求 （1）繪制硬件接線框圖；電梯系統(tǒng)控制流程框圖；電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。 </p><p>　?。?）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（5千字），并附程序清單及其功能注釋。

5、 </p><p>　?。?）控制程序必須經(jīng)過(guò)調(diào)試通過(guò)；電梯結(jié)構(gòu)必須有必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。 </p><p>　　進(jìn)度安排及完成時(shí)間：</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間 三周（從2012年12月3日至2012年12月21日） </p><p>　　進(jìn)度安排 第一周：布置

6、設(shè)計(jì)任務(wù)；補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)；查閱資料；撰寫(xiě)緒論，確定系統(tǒng)組成方案。第二周：電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定電梯承載能力，電梯機(jī)電傳動(dòng)計(jì)算，橋廂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　硬件電路設(shè)計(jì)，選擇電氣元件，設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖、外部電路接線圖、參考順序控制實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　第三周：軟件設(shè)計(jì)，編寫(xiě)并調(diào)試程序。記錄存在的問(wèn)題與解決方法；整理資料；按格式末班撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；上交設(shè)計(jì)作業(yè)（打印稿及電子文檔）；并參與答

7、辯。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論4</b></p><p>　　2.1 電梯起源、發(fā)展及課題研究的背景4</p><p>　　2.2 PLC在電梯控制中的應(yīng)用及發(fā)展前景5</p>&l

8、t;p>　　2.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容6</p><p>　　第2章  電梯的綜述7</p><p>　　2.1 電梯的定義與簡(jiǎn)介7</p><p>　　2.2 電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)7</p><p>　　2.3 電梯的基本結(jié)構(gòu)及組成部件10</p><p>　　第3章 總體方案設(shè)計(jì)12&l

9、t;/p><p>　　3.1 總體方案的確定12</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)思想12</p><p>　　3.2.1 控制信號(hào)系統(tǒng)12</p><p>　　3.2.2 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能13</p><p>　　第4章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 曳引驅(qū)動(dòng)（繞繩

10、方式、曳引力、比壓）14</p><p>　　4.2 制動(dòng)器（選擇、制動(dòng)力計(jì)算）20</p><p>　　4.3鋼絲繩及其端接裝置23</p><p>　　4.3.1鋼絲繩的選擇與計(jì)算23</p><p>　　4.3.2曳引繩的端接裝置24</p><p>　　4.4 電梯井道基底坑與圍壁部分24</

11、p><p>　　第5章 電梯硬件設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.1 電梯的PLC控制設(shè)計(jì)分析26</p><p>　　5.2 電梯的控制要求26</p><p>　　5.3可編程控制器機(jī)型的選擇28</p><p>　　5.4 輸入輸出點(diǎn)的分配29</p><p>　　5.5 PLC外部

12、接線圖30</p><p>　　5.6 變頻器的參數(shù)設(shè)計(jì)及計(jì)算30</p><p>　　5.7 電梯設(shè)計(jì)流程圖33</p><p>　　第6章 電梯軟件設(shè)計(jì)34</p><p>　　6.1 PLC的編程語(yǔ)言34</p><p>　　6.2 程序設(shè)計(jì)常用方法34</p><p>　　6

13、.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖36</p><p>　　6.4 梯形圖38</p><p>　　6.4.1外召喚信號(hào)的登記及消除38</p><p>　　6.4.2內(nèi)呼指令的登記及消除39</p><p>　　6.4.3平層信號(hào)處理40</p><p>　　6.4.4選層定向及反向截梯40</p><

14、p>　　6.4.5內(nèi)呼指令外召信號(hào)的保持42</p><p>　　6.4.6各樓層停車信號(hào)45</p><p>　　6.4.7自動(dòng)開(kāi)關(guān)門46</p><p><b>　　總 結(jié)48</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p>&l

15、t;b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 電梯的起源、發(fā)展以及課題研究的背景</p><p>　　追溯電梯的起源，在我國(guó)及國(guó)外都能找到其雛形。如我國(guó)公元前1700多年出現(xiàn)的桔槔，是一種用于提水的升降裝置。公元前1100多年出現(xiàn)的轱轆，是一種用于提水或升舉重物的升降裝置。在古代希臘，于公元前236年出現(xiàn)的阿基米德絞車，是一種升舉重物的升降裝置。它們

16、的共同特點(diǎn)是都由支架、卷筒、繩索、搖桿、乘物裝置幾部分組成的最原始、最簡(jiǎn)單的升降機(jī)械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅(qū)動(dòng)在很低速度下運(yùn)行。</p><p>　　1889年美國(guó)的奧梯斯電梯公司首先使用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力,這才出現(xiàn)名副其實(shí)的電梯,并使電梯趨于實(shí)用化。1900年還出現(xiàn)了第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯,首批4—6臺(tái)群控電梯在紐約的聯(lián)合國(guó)大廈被使用。1955年出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī)(真空管)控制電梯。

17、1962年美國(guó)出現(xiàn)了速度達(dá)8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進(jìn)工業(yè)國(guó)只成了無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1967年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機(jī)開(kāi)始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。</p><p>　　由于早期的電梯及電氣控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復(fù)雜、一旦完成不易更改等缺點(diǎn)，所以需要開(kāi)發(fā)一

18、種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破鳎碢LC）既保留了傳統(tǒng)繼電氣控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂，而且具備控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口連接、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的運(yùn)用。</p><p>　　如今，電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的交通工具，隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對(duì)電梯在運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能提出了更

19、高的要求。電梯今后的發(fā)展將主要呈現(xiàn)以下趨勢(shì):超高速電梯、大型超載重電梯用導(dǎo)軌、新型自動(dòng)扶梯導(dǎo)軌和無(wú)機(jī)房電梯導(dǎo)軌。</p><p>　　此外，人們要求電梯節(jié)能、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、長(zhǎng)壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等，甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機(jī)房利用太陽(yáng)能作為電梯驅(qū)動(dòng)補(bǔ)充能源等等，而這些都會(huì)對(duì)電梯導(dǎo)軌的運(yùn)行技術(shù)不斷提出新的要求。</p><p>　　電梯是將機(jī)械原理應(yīng)用、電氣技術(shù)、微處

20、理器技術(shù)、系統(tǒng)工程學(xué)、人體工程學(xué)及空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科和技術(shù)集于一體的機(jī)電設(shè)備，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。電梯作為一種較為復(fù)雜的機(jī)電一全化設(shè)備，它由多許機(jī)械構(gòu)件和電子、電氣、大規(guī)模集成電路組成的微型計(jì)算系統(tǒng)及聲、光控制部件所組成。那么電梯到底有哪些功能呢？我們從按下電梯的按鈕到完成電梯的運(yùn)行并走出電梯轎廂，實(shí)際上已包含了電梯的許多功能，如：電梯的定向選層、電梯的起動(dòng)、加速、穩(wěn)速運(yùn)行、到站減速、平層停車、開(kāi)關(guān)門。還有檢修功能、安全保

21、護(hù)功能、消防功能、樓層顯示等。</p><p>　　從電梯控制統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法分，電梯的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了繼電器控制、可編程序控制（PLC）、單片微機(jī)控制、多微機(jī)控制多種形式。繼電器控制系統(tǒng)是80年代最廣泛的一種電梯控制方式，有控制邏輯線路簡(jiǎn)單、直接、易于理解和掌握的優(yōu)點(diǎn)，但由于該類系統(tǒng)是由眾多繼電器、接觸器構(gòu)成，使用一段時(shí)間后其接觸點(diǎn)往往接觸不良，所以電梯故障高，眾多的繼電器、接觸器動(dòng)作噪聲較大，整個(gè)控制柜體積大。隨著

22、多微機(jī)系統(tǒng)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，電梯控制發(fā)生了限大的變化，因?yàn)槲C(jī)在電梯中的應(yīng)用不僅取代了大部分繼電器和選層器，整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，靈活性更加提高，功能大增強(qiáng)了。但微機(jī)的集成度高，功能項(xiàng)目固化，一般維修人員及工程人員修改或增加不了其功能。如要修改或增加其功能要找回生廠家或用專用的工具?？删幊绦蚩刂破魅〈^電器構(gòu)成的電梯控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)現(xiàn)的邏輯控制功能，而且觸點(diǎn)少、可靠高、故障率低、維修方便、噪聲小最主要的是可編程序控制系統(tǒng)的

23、"可編程"功能，使得當(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，只要更改程序即可。而PLC的編程語(yǔ)言需不盡相同，但都有通俗易懂，便于自學(xué)的優(yōu)點(diǎn)一般維修及工程人員都能掌握,PLC電梯控制系統(tǒng)比較適用于小高層的樓房.</p><p>　　1.2 PLC在電梯控制中的應(yīng)用以及發(fā)展前景</p><p>　　目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計(jì)算機(jī)控制三種。而PlC實(shí)際上是

24、一種專用計(jì)算機(jī)，它采用巡回掃描的方式分時(shí)處理各項(xiàng)任務(wù)，而且依靠程序運(yùn)行，這就保證只有正確的程序才能運(yùn)行，否則電梯不會(huì)工作；又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實(shí)際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無(wú)線圈又無(wú)觸點(diǎn)，使用次數(shù)不受限制，屬無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，工作更加可靠安全，自動(dòng)化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實(shí)用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的

25、更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。</p><p>　　隨著科技的進(jìn)步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒(méi)有就此停止下來(lái)，仍在不斷地進(jìn)行研究改進(jìn)。綠色是和平，綠色是天然，綠色是和諧。電梯是載人的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)“綠色”，也就是強(qiáng)調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強(qiáng)調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。</p><p>　　而且PLC控制更加智能化、更加安全，而且與環(huán)境的協(xié)

26、調(diào)和平衡，包括以下幾個(gè)方面：</p><p>　　視覺(jué)協(xié)調(diào)、消除電磁輻射、舒適感。</p><p>　　對(duì)現(xiàn)代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對(duì)經(jīng)濟(jì)性、能耗、噪聲等級(jí)和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對(duì)電梯進(jìn)行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道

27、設(shè)置宇宙空間或深海景象：進(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草；在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目；在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂(lè)，用以減少煩躁；在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預(yù)報(bào)、新聞等。</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　在電梯的控制中其控制量多、邏輯性強(qiáng)、隨機(jī)性大是其主要特點(diǎn)，對(duì)于PLC控制設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)

28、，電梯控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和典型性，研究、分析電梯的邏輯關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)于理解和學(xué)習(xí)PLC都具有很好的意義。</p><p>　　控制電梯運(yùn)行的PLC系統(tǒng)要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機(jī)控制單元采用以西門子公司的可編程控制器PLC對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過(guò)程控制。整個(gè)

29、系統(tǒng)通過(guò)PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的開(kāi)關(guān)門，升降，加、減速，平層，起動(dòng)、制動(dòng)控制。要求其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、使其能夠易于理解與掌握。最后再通過(guò)西門子PLC調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)速，滿足設(shè)計(jì)所需要的要求。</p><p>　　第2章  電梯的綜述</p><p>　　2.1電梯的定義與簡(jiǎn)介</p><p>　　一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝

30、有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱自動(dòng)電梯。 </p><p>　　服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于15°的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 </p><p>　　習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。</p><

31、;p>　　近幾年來(lái)，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的關(guān)注，各大電梯公司現(xiàn)在在其電梯表面基本都采用了粉末涂料噴涂，這是一種新型環(huán)保無(wú)溶劑的涂料，并且各種性能皆優(yōu)于油漆。</p><p>　　2.2電梯的主要參數(shù)及性能指標(biāo)</p><p><b>　　1.性能指標(biāo)：</b></p><p><b>　?。?）安全性</b><

32、;/p><p>　　電梯時(shí)運(yùn)送乘客的，即使載貨電梯通常也有人相伴隨，因此對(duì)電梯的第一要求就是安全。電梯的安全與設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試及檢修各環(huán)節(jié)都有密切聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都可能造成不安全的隱患，以致造成事故。</p><p><b>　?。?）可靠性</b></p><p>　　電梯的可靠性很重要，如果一部電梯工作起來(lái)經(jīng)常出故障，就會(huì)影響人

33、們正常的生產(chǎn)與生活，給人們?cè)斐珊艽蟮牟槐?，不可靠也是事故的隱患，常常是不安全的起因。要想提高可靠性，首先應(yīng)提高構(gòu)成電梯的各個(gè)零部件的可靠性，只有每個(gè)零部件都是可靠的，整個(gè)電梯才能使可靠的。</p><p><b>　?。?）停站的準(zhǔn)確性</b></p><p>　　停站準(zhǔn)確性又稱平層準(zhǔn)確度，平層精度。GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》對(duì)轎廂的平層準(zhǔn)確度規(guī)定如

34、下：</p><p>　　電梯轎廂的平層準(zhǔn)確度與電梯的額定速度，電梯的負(fù)載情況有密切關(guān)系。負(fù)載重，則慣性大，提速高慣性也大。因此檢查平層準(zhǔn)確度時(shí)，分別以空載，滿載，上下運(yùn)行，到達(dá)同一層站停測(cè)量平衡誤差，取其最大值做平層站的平層準(zhǔn)確度。</p><p>　?。?）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾： 現(xiàn)代電梯是為乘客創(chuàng)造舒適的生活和工作環(huán)境。因側(cè)要求電梯運(yùn)行平穩(wěn)，安靜，無(wú)電磁干擾。</p>

35、<p>　　（5）舒適感和快速感</p><p>　　電梯作為一種交通工具，對(duì)于快速性的要求是必不可少的，快速可以節(jié)省時(shí)間，這對(duì)于快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中的乘客是很重要的。但是加速度和減速度的過(guò)分增大的不合理變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計(jì)時(shí)就要兼顧快速性和舒適感這兩個(gè)互相矛盾的因素。</p><p>　?。?）節(jié)能： 現(xiàn)代電梯應(yīng)該合理的選擇拖動(dòng)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的</

36、p><p><b>　　2.主要參數(shù)：</b></p><p>　　1）額定載重量（kg）：制造和設(shè)計(jì)規(guī)定的電梯載重量。</p><p>　　2）轎廂尺寸（mm）：寬×深×高。</p><p>　　3）轎廂形式：有單或雙面開(kāi)門及其它特殊要求等，以及對(duì)轎頂、轎底、轎壁的處理，顏色的選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話的要求

37、等。</p><p>　　4）轎門形式：有柵欄門、封閉式中分門、封閉式雙拆門、封閉式雙拆中分門等。</p><p>　　5）開(kāi)門寬度（mm）：轎廂門和廳門完全開(kāi)啟的凈寬度。</p><p>　　6）開(kāi)門方向：人在廳外面對(duì)廳門，門向左方向的為左開(kāi)門，門向右方向開(kāi)啟的為右開(kāi)門，兩扇門分別向左右兩邊開(kāi)啟者為中開(kāi)門，也稱為中分門。</p><p>　

38、　7）曳引方式：常用的有半繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。半繞2：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲運(yùn)行速度的一半。全繞1：1吊索法，轎廂的運(yùn)行速度等于鋼絲的運(yùn)行速度。</p><p>　　8）額定速度（m/s）：制造和設(shè)計(jì)所規(guī)定的電梯運(yùn)行速度。</p><p>　　9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等。

39、</p><p>　　10）停層站數(shù)（站）：凡在建筑物內(nèi)各層樓用于出入轎廂的地點(diǎn)均稱為站。</p><p>　　11）提升高度（mm）：由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離。</p><p>　　12）頂層高度（mm）:由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高。</p><p>

40、　　13）底坑深度（mm）：由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越深。</p><p>　　14）井道深度（mm）：由井道底面至機(jī)房樓房或隔音層樓房板下最突出構(gòu)件之間的垂直距離。</p><p>　　15）井道尺寸（mm）：寬×深。</p><p>　　2.3電梯的結(jié)構(gòu)及組成部件</p><p>　　

41、電梯是機(jī)電一體化產(chǎn)品。其機(jī)械部分好比是人的軀體，電氣部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，控制部分相當(dāng)于人的大腦。各部分通過(guò)控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運(yùn)行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動(dòng)、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機(jī)械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)等系統(tǒng)組成。電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。</p><p

42、>　　圖2-1 電梯的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1—控制柜(屏) 2一拽引機(jī)3—拽引鋼絲繩4—限速器5—限速器鋼繩</p><p>　　6—限速器張緊裝置7—轎廂8—安全鉗9—轎廂門安全觸板10—導(dǎo)軌</p><p>　　11—對(duì)重12—廳門13—緩沖器</p><p><b>　　1、拽引系統(tǒng)</b><

43、/p><p>　　電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動(dòng)力和傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行。主要由拽引機(jī)，拽引鋼絲繩，導(dǎo)向輪和反繩輪組成。拽引機(jī)為電梯的運(yùn)行提供動(dòng)力，由電動(dòng)機(jī)，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動(dòng)器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對(duì)重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開(kāi)轎廂和對(duì)重的間距，采用復(fù)繞型還可以增加拽引力。</p><p><b>　　2、導(dǎo)向系統(tǒng)<

44、/b></p><p>　　導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎廂和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使得轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　3、門系統(tǒng)</b></p><p>　　門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開(kāi)門，連動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇，門導(dǎo)軌架，等組成，層門設(shè)在層站入口處。開(kāi)門機(jī)設(shè)在轎廂上，是轎

45、廂和層門的動(dòng)力源。</p><p><b>　　4、轎廂</b></p><p>　　轎廂是運(yùn)送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機(jī)構(gòu)，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風(fēng)裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定</p><p

46、><b>　　5、重量平衡系統(tǒng)</b></p><p>　　重量平衡系統(tǒng)由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝置組成。對(duì)重由對(duì)重架和對(duì)重塊組成。對(duì)重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補(bǔ)償裝置是補(bǔ)償高層電梯中轎廂與對(duì)重側(cè)拽引鋼絲繩長(zhǎng)度變化對(duì)電梯的平衡設(shè)計(jì)影響的裝置。</p><p><b>　　6、電力拖動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　

47、　電力拖動(dòng)系統(tǒng)由拽引電機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。拽引電機(jī)是電梯的動(dòng)力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機(jī)或者直流電機(jī)。供電系統(tǒng)是為電機(jī)提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運(yùn)行速度信號(hào)。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。調(diào)速裝置對(duì)拽引電機(jī)進(jìn)行速度控制。</p><p><b>　　7、電氣控制系統(tǒng)</b></p>

48、<p>　　電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，設(shè)置在機(jī)房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來(lái)操縱電梯的運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎廂準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的?？空緯r(shí)，欲使轎廂地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置是用來(lái)顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指

49、示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運(yùn)行方向。 </p><p><b>　　8、安全保護(hù)系統(tǒng)</b></p><p>　　安全保護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可保護(hù)電梯安全的使用。機(jī)械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護(hù)作用，緩沖器起沖頂和撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。</p><

50、;p>　　第3章 總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1  總體方案的確定</p><p>　　本文介紹一種電梯PLC控制系統(tǒng)。電梯是垂直方向的運(yùn)輸設(shè)備，是高層建筑中不可缺少的交通運(yùn)輸設(shè)備。它靠電力，拖動(dòng)一個(gè)可以載人或物的轎廂，在建筑的井道內(nèi)導(dǎo)軌上做垂直升降運(yùn)動(dòng)，在人們生活中起著舉足輕重的作用。而控制電梯運(yùn)行的PLC系統(tǒng)也要求越來(lái)越高，要求達(dá)到電梯運(yùn)行的“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”

51、的運(yùn)行目的。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成。其中包括交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、發(fā)光指示器和變頻器組成為一體的控制系統(tǒng)。本機(jī)控制單元采用以西門子的可編程控制器PLC對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過(guò)程控制。</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)PLC、邏輯控制電路對(duì)電梯的升降；加、減速；平層；起動(dòng)、制動(dòng)控制。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、平層精度高、易于理解與掌握。</p><p>　　電梯P

52、LC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等</p><p>　　發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。

53、</p><p>　　圖3-1 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.2  設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　3.2.1.信號(hào)控制系統(tǒng)</p><p>　　電梯信號(hào)控制基本由PLC軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖3-2所示，輸入到PLC的控制信號(hào)有：運(yùn)行方式選擇（如自動(dòng)、有/無(wú)司機(jī)、

54、檢修、消防運(yùn)行方式等）、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器、光電脈沖、開(kāi)關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。</p><p>　　圖3-2 電梯PLC信號(hào)控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　3.2.2.電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　電梯的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：</p><p>　　1)行車方向由內(nèi)選信號(hào)決定,順向

55、優(yōu)先執(zhí)行; </p><p>　　2)行車途中如遇呼梯信號(hào)時(shí),順向截車,反向不截車; </p><p>　　3)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能,執(zhí)行后解除。 </p><p>　　4)內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車方向、行車樓層位置均由信號(hào)燈指示</p><p>　　5)停層時(shí)可延時(shí)自動(dòng)開(kāi)門、手動(dòng)開(kāi)門、(關(guān)門過(guò)程中)本層順向呼梯開(kāi)門; </p

56、><p>　　6)有內(nèi)選信號(hào)時(shí)延時(shí)自動(dòng)關(guān)門,關(guān)門后延時(shí)自動(dòng)行車; </p><p>　　7)無(wú)內(nèi)選時(shí)延時(shí)5s自動(dòng)關(guān)門，但不能自動(dòng)行車; </p><p>　　8)行車時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門或本層呼梯開(kāi)門,開(kāi)門不能行車。</p><p>　　第4章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1  曳引驅(qū)動(dòng)（繞繩方式，&#

57、160;曳引力，比壓）</p><p>　　根據(jù)電梯使用的不同要求，電梯的驅(qū)動(dòng)可以采用曳引驅(qū)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)，卷筒驅(qū)動(dòng)及齒輪齒條，螺桿驅(qū)動(dòng)等方式，現(xiàn)在運(yùn)用最廣泛的是曳引驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　曳引驅(qū)動(dòng)是采用曳引輪作為驅(qū)動(dòng)部件。鋼絲繩懸吊在曳引輪上，一端懸掛轎廂，另一端懸吊對(duì)重裝置，由鋼絲繩和曳引輪槽之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力驅(qū)動(dòng)轎廂做上下運(yùn)動(dòng)。</p><p><

58、b>　　一 繞繩方式</b></p><p>　　電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決與曳引機(jī)組的位置，轎廂的額定載重量和額定速度等條件。在選擇確定繞繩方式時(shí)應(yīng)考慮有較高的傳動(dòng)效率,合理的能耗以及有利于鋼絲繩使用壽命的延長(zhǎng).特別注意,應(yīng)盡量減少繩輪數(shù)量,避免鋼絲繩的反向彎曲.</p><p>　　曳引機(jī)的位置通常設(shè)在井道的上部,或者井道底部的旁側(cè),或者井道底部的地下室內(nèi).前者

59、有利于采用最簡(jiǎn)單的繞繩方式,可節(jié)省電力損耗,減少作用在建筑結(jié)構(gòu)上的載荷;后者的設(shè)置方法是建筑物的支承結(jié)構(gòu)承載大,投資費(fèi)用多。因此在任何情況下，應(yīng)盡可能避免采用這種方案。</p><p>　　圖4—1，4—2是幾種典型的繞繩方式。圖4—1是曳引機(jī)上置方式，圖4—2是曳引機(jī)下置方式。曳引繩掛在曳引輪和導(dǎo)向輪上且曳引繩對(duì)曳引輪的最大保教不大于180°的繞繩方式稱為單繞，或稱半繞；曳引繩繞曳引輪和導(dǎo)向輪一周后才

60、被引向轎廂和對(duì)重的繞繩方式稱為復(fù)繞，或稱全繞。復(fù)繞方式增加了曳引繩在曳引輪上的包角，提高了摩擦力。</p><p><b>　　曳引機(jī)上置方式</b></p><p>　　曳引機(jī)組位于井道上部的稱為上置式：</p><p>　　圖2—1（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；</p><p>　　圖2—1（b）是單繞，鋼絲

61、繩倍=2的繞繩方式；</p><p>　　圖2—1（c）是單繞，鋼絲繩倍=3的繞繩方式；</p><p>　　圖2—1（d）是復(fù)繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；</p><p>　　圖2—1（e）是單繞，鋼絲繩倍=4的繞繩方式；</p><p><b>　　曳引機(jī)下置方式</b></p><p>　　

62、曳引機(jī)組位于井道底部的旁側(cè),或者井道底部的地下室的稱為下置式：</p><p>　　圖2—2（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；</p><p>　　圖2—2（b）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式；</p><p>　　圖2—2（c）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式；</p><p>　　圖2—2（d）是復(fù)繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；</

63、p><p>　　（a） （b）</p><p>　?。╟） （d） </p><p><b>　　( e )</b></p><p>　　圖4—1 曳引機(jī)上置的鋼絲繩繞繩方式</p>

64、<p>　　（a） （b）</p><p>　?。╟） （d）</p><p>　　圖4—2 曳引機(jī)上置的鋼絲繩繞繩方式</p><p>　　因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)電梯的載重量和速度都不是很高，通過(guò)比較選擇如圖4—1

65、（a）的繞繩方式。這種繞繩方式可以盡量避免鋼絲繩的反向彎曲，從而有利于延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，并且這種繞繩方式的傳動(dòng)效率較高。</p><p><b>　　二 曳引力的計(jì)算</b></p><p>　　以鋼絲繩曳引的電梯其轎廂和對(duì)重是用曳引鋼絲繩繞著曳引輪并且懸掛在曳引輪上的,利用他們之間的摩擦力使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。常用的曳引輪繩槽形式有半圓槽,帶切口半圓槽,V形槽.鋼絲繩

66、的纏繞方式分為半繞式(包角小于180度)和全繞式(最大包角可達(dá)330度)。曳引輪直徑要大于鋼絲繩直徑的40倍,一般在45~55倍之間。取曳引輪的直徑為650mm。</p><p>　　導(dǎo)向輪既用來(lái)調(diào)整鋼絲繩與曳引輪之間的包角大小,也調(diào)整轎廂與對(duì)重的相對(duì)位置。導(dǎo)向輪用于半繞式時(shí),稱為過(guò)橋輪;用于全繞式時(shí),稱為抗繩式。導(dǎo)向輪和曳引輪一樣,選用耐磨的鑄鐵。導(dǎo)向輪的繩槽為圓槽，槽深應(yīng)大于D/3(D為鋼絲繩直徑);槽的圓弧

67、半徑比鋼絲繩半徑放大1/20。導(dǎo)向輪直徑也必須滿足鋼絲繩直徑的40倍以上.其特點(diǎn)為:心軸固定,輪殼中有滾動(dòng)軸承,心軸兩端用U型螺釘或心軸座雙頭螺栓,螺母固定。取導(dǎo)向輪直徑520mm。</p><p>　　已知客梯額定載重量為1000kg，額定速度為1m/s，轎廂系統(tǒng)重量設(shè)為1400Kg，鋼絲繩倍率=1，鋼絲繩直徑為13mm，鋼絲繩的數(shù)目為5，曳引輪的直徑為650mm，繩槽形狀為帶切口的V型槽，對(duì)重為:</p

68、><p>　　G =P + ?×Q = 1400 + 0.5×1000 = 1900Kg （平衡系數(shù) ?＝0.5）</p><p><b>　　G對(duì)重重量；</b></p><p>　　P額定自重 1400 Kg；</p><p>　　Q額定載重 1000 Kg；</p><p

69、>　　如圖4—3由曳引輪和導(dǎo)向輪的幾何位置關(guān)系，可計(jì)算得到鋼絲繩在曳引輪上的包角。</p><p><b>　　得=35°</b></p><p>　　=180-=145° </p><p>　　當(dāng)轎廂位于最低層且載有125%的額定載荷時(shí) 圖4-3<

70、;/p><p>　　T1/T2=(1.251000+1400)/1900=1.3947</p><p>　　當(dāng)空載轎廂位于最高層站時(shí)</p><p>　　T1/T2=1900/1400=1.3571</p><p>　　因此,后一種工況T1/T2比前一種工況要好,因而打滑的危險(xiǎn)較小。轎廂的制動(dòng)減速度1.3m/s2,則C1為</p>

71、<p>　　C1= (g+0.1)/(g-0.1)=1.0206 (g=9.8）</p><p>　　對(duì)于帶切口的V型槽C2=1按第一種工況驗(yàn)算</p><p>　　T1/T2 ×C1 ×C2 =1.3947×1.0206×1= 1.4234</p><p>　　切口槽的切口角β取95°，摩擦

72、系數(shù)μ取0.09，則當(dāng)量摩擦系數(shù)</p><p>　　f = 4 ×0.09(1-sin47.5)/(π-95π/180-sin95°) = 0.2169</p><p>　　e fα = e0.2169×145×π/180 = 1.7309</p><p>　　所以，T1/T2 C1C2 < e fα 拽力足夠。&l

73、t;/p><p><b>　　三 比壓計(jì)算 </b></p><p><b>　　最大許用比壓為 </b></p><p>　　[p]=(1.25+4v)/(1+v)=(12.5+41.0)/(1+1.0)=8.25N/mm2 </p><p><b>　　絲繩的最大靜張力 </b>

74、;</p><p>　　T=（1000+1400×9.8/5=4704N </p><p>　　切口槽邊緣的最大比壓按β95°,δ180°計(jì)算 p=8×4704cos47.50/650×13×(π-95/180π-sin95)= 7.5831N/mm2 p<[p],所以比壓滿足要求。</p><p

75、>　　四 電機(jī)的選擇 1、計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩 最大不平衡重量為 T s=1000+1400-1900=500kg </p><p>　　故負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 M s = T s×D/4×1/ηg=500×0.52×9.8/4×0.75=595.84Nm 式中</p><p><b>　　D曳引輪直徑 <

76、/b></p><p>　　η減速箱傳動(dòng)效率 </p><p><b>　　2、計(jì)算摩擦轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　Mf=μR r=0.1×20880.5×0.035=73.0818Nm 式中:</p><p>　　μ電機(jī)軸承摩擦系數(shù); R軸上總載荷 r電機(jī)軸承處的軸半徑

77、。 </p><p><b>　　3、計(jì)算啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　直線運(yùn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J1=1/4×5180×0.76×1/4=246.05 kgm2 </p><p>　　旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J2=354/4=88.5kgm2 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J=J1+J2=88.

78、5+246.05=334.55kgm2 曳引輪的角加速度為 ε=32/0.65=9.836 1/s2 </p><p><b>　　最大加速轉(zhuǎn)矩為 </b></p><p>　　MD=Jε=334.55×9.836=3290.6557Nm 4、計(jì)算啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　M=Ms + Mf + MD=595.84 +

79、73.0818+3290.6557=3959.5975Nm 5、電機(jī)容量選擇 </p><p>　　N=QV(1- ?)/102ηi</p><p>　　= 1000 ×1.0(1-0.5)/102×0.65×1 = 7.6431kW </p><p><b>　　式中:</b></p><p

80、>　　Q額定載重量; V曳引輪節(jié)徑線速度; </p><p>　　電梯平衡系數(shù)?一般取04~0.5 ； η電梯機(jī)械傳動(dòng)總效率取0.65；</p><p>　　i鋼絲繩繞繩倍率。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)選用11kW電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為 Me=9555×18/1000=1

81、719.9Nm 則M/Me=3959.6/1719.9=2.302 </p><p>　　因此，選用11kW的電機(jī)容量足夠。</p><p>　　五 減速器得選擇 </p><p>　　目前速度不大于2.5m/s的有齒輪曳引機(jī)得減速器大多采用渦輪蝸桿其主要優(yōu)點(diǎn)是</p><p>　　1 傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行噪聲低;

82、</p><p>　　2 結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小; </p><p>　　3 傳動(dòng)零件少，因而減少了維修和更換零件的次數(shù);  </p><p>　　4 具有較好的抗沖擊載荷特性。 </p><p>　　因此，本設(shè)計(jì)也采用渦輪蝸桿傳動(dòng)。 </p><p>　　4.2 制動(dòng)器(選擇，制動(dòng)力計(jì)算) &

83、lt;/p><p>　　電梯制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)機(jī)電式的制動(dòng)器當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時(shí)制動(dòng)器必須動(dòng)作。切斷制動(dòng)器電流至少應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 制動(dòng)器的制動(dòng)作用應(yīng)由導(dǎo)向的壓縮彈簧或重錘來(lái)實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)力矩應(yīng)足以使以額定速度運(yùn)行并載有125%額定負(fù)載的轎廂制停。制動(dòng)器的松開(kāi)可由電磁或電液操縱。 為了處理電梯的應(yīng)急也可設(shè)計(jì)一種手動(dòng)緊急操縱裝置這種裝置只需用一個(gè)恒力就能使制動(dòng)器保持松開(kāi)狀態(tài)以便借用盤車手輪將轎

84、廂移動(dòng)到一個(gè)層站。</p><p>　　如圖4—4為臥式電磁制動(dòng)器的機(jī)械原理圖</p><p><b>　　圖4—4</b></p><p><b>　　制動(dòng)力矩的計(jì)算</b></p><p>　　制動(dòng)力矩由兩部分組成：靜力矩和動(dòng)力矩。靜力矩是指轎廂保持靜止?fàn)顟B(tài)所需的力矩。動(dòng)力矩是指運(yùn)動(dòng)部件的慣性力

85、矩。</p><p><b>　　圖4—5</b></p><p><b>　　1 靜力矩的計(jì)算</b></p><p>　　電梯制動(dòng)的最不利工況使轎廂下行至最低層站的制停。以如圖4—5的情況進(jìn)行分析（設(shè)轎廂載有125%的額定載荷）</p><p>　　式中：Q——額定載重量；</p>

86、<p><b>　　P——轎廂重量；</b></p><p><b>　　G——對(duì)重重量；</b></p><p><b>　　——鋼絲繩倍率；</b></p><p>　　——側(cè)鋼絲繩的重量；</p><p><b>　　D——曳引輪節(jié)徑；</b&

87、gt;</p><p>　　I——減速箱傳動(dòng)比; </p><p>　　——與制動(dòng)工況有關(guān)的傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率。</p><p><b>　　按下式計(jì)算：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　所以靜力矩為</b>&

88、lt;/p><p><b>　　2 靜力矩的計(jì)算</b></p><p><b>　　MD = Jε</b></p><p>　　式中：J當(dāng)量化到制動(dòng)輪軸（一般是高速軸）上所有運(yùn)動(dòng)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　ε制動(dòng)輪軸的角減速度。 </p><p>　　總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J可

89、由以下幾部分組成：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)子、制動(dòng)輪和蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　渦輪、曳引輪轉(zhuǎn)化到高速軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　系統(tǒng)中做直線運(yùn)動(dòng)的所有零件轉(zhuǎn)化到高速軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。</p><p>　　假設(shè)摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)力是

90、恒定的，因而可以把制動(dòng)期間的運(yùn)動(dòng)看成是勻減速的，則角速度可由下式計(jì)算：</p><p>　　式中：——電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)開(kāi)始瞬間的轉(zhuǎn)速(r/min);</p><p><b>　　——制動(dòng)時(shí)間（s）</b></p><p>　　可以由經(jīng)驗(yàn)決定或經(jīng)實(shí)測(cè)得。</p><p>　　設(shè)制動(dòng)輪和蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.2,</p>

91、;<p><b>　　所以， </b></p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　=0.4051.2+0.3346=0.8632</p><p>　　計(jì)算得制動(dòng)減速度136</p><p><b>　　所以動(dòng)態(tài)力矩為:</b></p&g

92、t;<p>　　所需要的總制動(dòng)力矩為:</p><p>　　當(dāng)制動(dòng)開(kāi)始時(shí)初始轉(zhuǎn)速值取1000，這樣計(jì)算不是很精確。因?yàn)樵谥苿?dòng)動(dòng)作開(kāi)始前，電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)狀態(tài)工作，而且在制動(dòng)器斷電前電梯并不是以額定速度工作，為了改善制動(dòng)時(shí)的乘坐舒適性，電機(jī)總是在制動(dòng)前已經(jīng)開(kāi)始減速。</p><p>　　4.3 鋼絲繩及其端接裝置（種類規(guī)格，選擇計(jì)算，壽命，端接轉(zhuǎn)載）</p><

93、;p>　　電梯用鋼絲繩指的時(shí)曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部懸掛重量，并在電梯運(yùn)行中繞著曳引輪、導(dǎo)向輪或反向繩單向或交變彎曲。鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的比壓。所以要求電梯用鋼絲繩具有較高的強(qiáng)度、撓性以及耐磨性。</p><p>　　電梯鋼絲繩一般是圓形股狀結(jié)構(gòu)，主要由鋼絲、繩股和繩芯組成。鋼絲是鋼絲繩的基本組成件，要求鋼絲有很高的強(qiáng)度和韌性，材料由含碳量為0.4%~1%的優(yōu)質(zhì)鋼制成。為了防止脆性，材料

94、中硫。磷等雜質(zhì)的含量不應(yīng)大于0.035%。當(dāng)整個(gè)鋼絲繩中鋼絲的抗拉強(qiáng)度相同時(shí)稱為單一抗拉鋼絲繩。當(dāng)鋼絲繩中外層鋼絲和內(nèi)層鋼絲的抗拉強(qiáng)度不同時(shí)，稱為雙強(qiáng)度鋼絲繩。</p><p>　　4.3.1 鋼絲繩的選擇與計(jì)算</p><p>　　鋼絲繩選擇主要按靜載荷驗(yàn)算，由于鋼絲繩會(huì)受到多種附加應(yīng)力的影響，如鋼絲繩經(jīng)過(guò)曳引輪及導(dǎo)向時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，制造產(chǎn)生的初始內(nèi)應(yīng)力，電梯加速度過(guò)程中的慣性力以及由

95、于鋼絲繩載荷分配不均勻的影響度，故應(yīng)取較大的安全系數(shù)。我國(guó)的GB7588中規(guī)定：</p><p>　　對(duì)于三繩或三繩以上的曳引驅(qū)動(dòng)： 12；</p><p>　　對(duì)于二繩的曳引驅(qū)動(dòng)：;</p><p>　　安全系數(shù)是鋼絲繩的最小破斷載荷和鋼絲繩所承受的最大靜載荷之比，即由下式計(jì)算所得： </p><p>　　式中：n — 懸掛

96、鋼絲繩的根數(shù)；</p><p><b>　　— 繞繩比；</b></p><p>　　N — 一根鋼絲繩的最小破斷載荷；</p><p>　　T — 載有額定負(fù)載的轎廂?？吭谧畹讓诱緯r(shí)是鋼絲繩上的最大靜載荷，并應(yīng)考慮鋼絲繩重量，隨行電纜重量以及其他懸掛于轎廂下面的補(bǔ)償裝置的重量。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用8

97、5;19S+NF-13-1770（雙）右交-GB8903-88電梯鋼絲繩；其鋼絲繩最小破斷載荷為87.6KN，代入設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p>　　由GB7588規(guī)定：對(duì)于三繩以上的曳引驅(qū)動(dòng)：≥12；</p><p>　　而： =18.6>12</p><p><b>　　故滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p>　

98、　4.3.2 曳引繩的端接裝置</p><p>　　曳引繩端接裝置的的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到：有利于鋼絲繩張力的調(diào)節(jié)，至少有一端的端接裝置是可調(diào)的；鋼絲繩與端接裝置結(jié)合處的機(jī)械強(qiáng)度至少能承受鋼絲繩最小破斷載荷的80%。</p><p>　　當(dāng)鋼絲繩的繞繩比為1：1時(shí)，鋼絲繩的一端固定在轎廂架的上梁上，另一端與對(duì)重架連接。其它情況時(shí)，鋼絲繩必須繞過(guò)安裝于轎廂架上梁或?qū)χ丶苌系姆蠢K輪。沒(méi)跟鋼絲繩的懸掛

99、必須是相對(duì)獨(dú)立的。</p><p>　　鋼絲繩端接裝置的形式有：金屬或樹(shù)脂填充的繩套、自鎖緊楔形繩套、繩夾、手工編織捻接接頭等。端接裝置的均衡調(diào)節(jié)，通常采用壓縮彈簧形式和橡膠緩沖墊形式。目前用的最多的是彈簧形式。均衡裝置除了可調(diào)節(jié)各根曳引繩的張力外，還有緩沖和減震作用。為了減少曳引輪槽和鋼絲繩的磨損，在安裝端接裝置后，應(yīng)調(diào)節(jié)各鋼絲繩的張力差，使之小于5%。 </p><p>　　4.4 井

100、道基底坑與圍壁部分</p><p>　　井道由圍壁、頂板及底坑圍成一個(gè)在納電梯轎廂和對(duì)重的有限空間。為了出人，在每個(gè)層站開(kāi)有入口。井道的底坑深入地面，用于安裝緩沖器、限速器、鋼絲繩漲緊裝置等。由于深人了地面，因此要求防水，最好有排水設(shè)施。</p><p>　　組成：導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支架、對(duì)重、緩沖器、限速器張緊裝置、補(bǔ)償鏈、隨行電纜、底坑、井道照明。</p><p>　　

101、第5章 電梯硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1電梯的PLC控制設(shè)計(jì)分析</p><p>　　硬件可分為兩部分，輸入和輸出單元，它門是PLC 的 I/O 接口部分，主要由廳外呼叫、轎箱內(nèi)選層、樓層及方向指示、開(kāi)關(guān)門、井道內(nèi)的上下平層、上下強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)、門鎖、安全保護(hù)繼電器等單元構(gòu)成。</p><p><b>　　（1）輸入單元為：</b><

102、;/p><p>　　門廳外按鈕與轎箱內(nèi)選層按鈕，負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)選樓層指令的登記、消除和指示；</p><p>　　開(kāi)關(guān)門按鈕，控制轎門的開(kāi)閉；</p><p>　　上下平層感應(yīng)器，用來(lái)保證電梯轎箱在各層?？繒r(shí)準(zhǔn)確平層；</p><p>　　上下限強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)，用于保護(hù)電梯的高速運(yùn)行安全，避免電梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故，當(dāng)電梯到達(dá)上下端站時(shí)，裝在轎廂邊的上下

103、限強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)打板，信號(hào)輸入到PLC，PLC 發(fā)出換速信號(hào)強(qiáng)迫電梯減速運(yùn)行到平層位置；</p><p>　　門鎖裝置，轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動(dòng)運(yùn)行的前提；</p><p>　　安全回路，通常包括轎內(nèi)急停開(kāi)關(guān)、轎頂內(nèi)急停開(kāi)關(guān)、安全鉗開(kāi)關(guān)、限速器斷繩開(kāi)關(guān)、限速器超速開(kāi)關(guān)、電源開(kāi)關(guān)等。 </p><p><b>　?。?）輸出單元為：</b&

104、gt;</p><p>　　樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、目前的方向及層樓指示燈；</p><p>　　開(kāi)關(guān)門接觸器，用于控制電梯的廳門和轎門的打開(kāi)和關(guān)閉，在自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)?？亢螅琍LC給出相關(guān)指令，完成開(kāi)關(guān)門動(dòng)作；</p><p>　　啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速接觸器，用于電梯的調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　5.2電梯的控

105、制要求</p><p><b>　　上行要求：</b></p><p>　　1.當(dāng)電梯停于1層或2層、或3層時(shí)，按S4按鈕呼梯則電梯上升至LS4停。</p><p>　　2.當(dāng)電梯停于1層，若按S2按鈕呼梯，則電梯上升LS2停，若按S3按鈕呼梯，則電梯轎箱上升至LS3停。</p><p>　　3.當(dāng)電梯停于2層，若按S3

106、按鈕呼梯，則電梯上升到LS3停，</p><p>　　4.當(dāng)電梯停于1層而S2、S3按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后繼續(xù)上升到LS3停。</p><p>　　5.當(dāng)電梯停于2層，而S3、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4暫停。</p><p>　　6.當(dāng)電梯、停于1層，而S2、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后

107、，繼續(xù)上升到LS4停。</p><p>　　7.當(dāng)電梯停于1層，而S3、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4停。</p><p>　　8.當(dāng)電梯停于1層，而S2、S3、S4按鈕均有人呼梯時(shí)，電梯上升到LS2暫停5秒后繼續(xù)上升到LS3暫停5秒后繼續(xù)上升到LS4停。</p><p><b>　　下行要求：</b><

108、/p><p>　　9.當(dāng)電梯在4層或3層或2層時(shí)，按S1呼梯，則電梯下降到LS1停。</p><p>　　10.當(dāng)電梯停于4層，若按S3呼梯，則電梯下降到LS3停，若按S2呼梯，則電梯下降到LS2停。</p><p>　　11.當(dāng)電梯停于3層，若按S2按鈕呼梯，則電梯下降到LS2停止。</p><p>　　12.當(dāng)電梯停于4層，而S2、S3按鈕均

109、有人呼梯時(shí)，電梯下降到LS3暫停5秒后繼續(xù)下降至LS2停。</p><p>　　13.當(dāng)電梯停于4層，而S3、S1均有人呼梯時(shí)，電梯下降到LS3暫停5秒，繼續(xù)下降到LS1停止。</p><p>　　14.當(dāng)電梯停于4層，而S3、S2、S1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到LS3暫停5秒繼續(xù)下降到LS2暫停5秒后，繼續(xù)下降到LS1停止。</p><p>　　15.當(dāng)電梯停于

110、3層，而S2、S1按鈕均有人呼梯，則電梯下降到LS2暫停5秒后繼續(xù)下降到LS1停止。</p><p>　　16.當(dāng)電梯停于2層，而S1、S3、S4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至LS1暫停5秒后，再上升。</p><p>　　17.當(dāng)電梯停于3層，而S1、S2、S4按鈕均有人呼梯，則電梯先下降至LS2暫停5秒后，繼續(xù)下降到LS1暫停5秒，再上升至LS4停止。</p><p

111、>　　注：選擇方向與運(yùn)行方向不一致時(shí)，呼叫無(wú)效，內(nèi)選同上。</p><p>　　*位于一層上行的樓層控制流程圖5-1如下：（位于其他樓層上行或者下行時(shí)的控制流程參考上述文字?jǐn)⑹觯?lt;/p><p>　　圖5-1 電梯位于一層時(shí)的控制流程圖</p><p>　　5.3可編程控制器機(jī)型的選擇</p><p>　　為了完成設(shè)定的控制任務(wù),主要根

112、據(jù)電梯控制方式與輸入/輸出點(diǎn)數(shù)和占用內(nèi)存的多少來(lái)確定PLC的機(jī)型。本系統(tǒng)為四層樓的電梯,采用集選控制方式。所需輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量估算如下:</p><p>　　1．輸入/輸出點(diǎn)的估算：</p><p>　　采用PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕K1和指示燈H1，二層有上升呼叫按鈕K2和指示燈H2以及

113、下降呼叫按鈕K4和指示燈H4，三層有上升呼叫按鈕K3和指示燈H3以及下降呼叫按鈕K5和指示燈H5，四層有下降呼叫按鈕K6和指示燈H6。一至四層有到位行程開(kāi)關(guān)SQ1～SQ4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕K10～K7和指示燈H10～H7；電梯開(kāi)門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開(kāi)門和關(guān)門分別通過(guò)電磁鐵KM3和KM4控制，關(guān)門到位由行程開(kāi)關(guān)ST1檢測(cè)，開(kāi)門到位由行程開(kāi)關(guān)ST2檢測(cè)。轎廂上行和下行由接觸器KM1和KM2控制，并有上行記憶和下行記憶兩路

114、指示燈。輸入點(diǎn)共有14個(gè)，輸出點(diǎn)共有16個(gè),總共30個(gè)。</p><p>　　2. 內(nèi)存容量的估算</p><p>　　用戶控制程序所需內(nèi)存容量與內(nèi)存利用率、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、用戶的程序編寫(xiě)水平等因素有關(guān)。因此,在用戶程序編寫(xiě)前只能根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行估算。本系統(tǒng)有開(kāi)關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)有30個(gè)，模擬量I/O數(shù)為0個(gè)。利用估算PLC內(nèi)存總?cè)萘康挠?jì)算公式: </p>

115、;<p>　　存字?jǐn)?shù)=開(kāi)關(guān)量I/O總點(diǎn)數(shù)×(10～15)+模擬量I/O總點(diǎn)數(shù)×(150～250)再按30%左右預(yù)留余量。估算本系統(tǒng)需要約1K字節(jié)的內(nèi)存容量。</p><p>　　綜合I/O點(diǎn)數(shù)以及內(nèi)存容量，S7—200的CPU226輸入，輸出點(diǎn)數(shù)為24／16，足以滿足要求。</p><p>　　5.4輸入/輸出點(diǎn)分配</p><p>

116、;　　該系統(tǒng)占用PLC的30個(gè)I/O口，14個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，具體的I/O分配如表5-1所示。</p><p>　　表5-1 I/O分配表</p><p>　　5.5 PLC外部接線圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)的PLC外部接線圖如圖5-2所示.CPU226CN的傳感器電源24V(DC)可以輸出600mA電流，通過(guò)核算在本設(shè)計(jì)中PLC容量完全滿足要求，CP

117、U226CN的輸出繼電器觸點(diǎn)容量為2A，電壓范圍為5~30V（DC）或5~250V（AC）</p><p>　　圖5-2 PLC外部接線圖</p><p>　　5.6 變頻器參數(shù)設(shè)置及計(jì)算</p><p><b>　　1 變頻器參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　由于采用PLC作為邏輯控制部件，故變頻器和PLC通訊時(shí)采