毕业设计(论文)-电梯轿厢设计及PLC控制系统设计.doc
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1、成人教育学生毕业论文 汽车新材料的研究与应用 系部名称: 汽车工程系 专业班级: 交通运输 B02-2 班 学生姓名: 指导教师: 职 称: 副教授 黑龙江工程学院成人教育学院黑龙江工程学院成人教育学院 二七年六月哈尔滨 The Graduation Design for Bachelors Degree Study on Construction Machinery Hydraulic Systems Candidate:Zhang Xianfen Specialty:Construction Machinery Class:B02-2 Supervisor:Associate Prof.
2、Li Chunxiang Heilongjiang Institute of Technology 2006-06Harbin 毕业设计(论文)任务书 题 目 一、设 计(论文) 内 容 打印文字用楷体小四号字(以下同) 二、设 计 (论文)要 求 三、设计完成后应提交的文件和图表 (一)计算说明部分 (二)图纸部分 四、设计进度分配及最后完成日期 五、主要参考资料 六、备 注 指 导 教 师 教研 室主任 教研 室地址 通讯联系 方式 固定指导 时间 固定指导 地点 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) I 摘 要 本文主要对电梯轿厢及 PLC 控制系统进行设计。分析了电梯轿厢要求
3、实现的功能 要求和 PLC 控制系统要求达到的标准,了解了电梯轿厢及 PLC 控制系统的工作原理, 基本结构,系统组成及功能。本次研究主要是对客用电梯轿厢的设计及对 PLC 控制系 统的研究。 电梯是一个简单的机电一体化产品,融合了红外技术,单片机,继电器,电机等 相关技术。其主要技术路线是通过 PLC 系统控制,触发电机工作,通过控制电机的行 程来控制电梯的上下运动。 设计主要包括了电梯轿厢的结构,PLC 控制系统设计。本文对设计中,轿厢的结 构图,装配图,零件图,都有详细的说明。 关键词关键词: :轿厢 PLC 控制系统 继电器 单片机 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) II
4、 ABSTRACT In this paper, I introduce the desgin of elevator car and PLC control systems . Analysis of the elevator car demands of the functional requirements and the PLC control system requirements of the standard, understanding of the elevator car and PLC control system works, the basic structure o
5、f the system components and functions. The study of the passenger elevator car on the design and PLC control systems. Elevator is a simple mechanical and electrical integration products and integration of infrared technology, SCM, relays, electrical and other related technologies. The main routes th
6、rough the technology PLC control system, triggering the electrical work, by controlling the motor trip to control the lift up and down movement. Design includes the structure of the elevator car, PLC control system design. In this paper, the design of the structure of the Cabin, assembly, parts map,
7、 there have been detailed instructions. KeywordsKeywords:Elevator Car;PLC Control System;Relay Control;SCM 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 目 录 摘 要.I ABSTRACT.II 第 1 章 引言.1 1.1 设计的背景与意义.1 1.2 国内外的研究或设计开发情况.2 1.3 设计的性质和任务.3 第 2 章 电梯轿厢设计3 2.1 基本概念 3 2.1.1 轿厢 .3 2.1.2 轿底 .3 2.1.3 轿壁 .4 2.1.4 轿顶 .4 2.2 轿厢称重装置 5
8、第 3 章 电梯的电气控制系统5 3.1 电梯控制系统概述 .5 3.1.1 继电器-接触器控制系统 .6 3.1.2 半导体逻辑控制系统 6 3.1.3 微机控制系统 6 第 4 章 PLC 在电梯电气控制系统中的应用.6 4.1 PLC 的产生及发展7 4.2 PLC 控制的电气控制系统.8 4.3 PLC 的硬件结构及其基本工作过程.9 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 第 5 章 PLC 在电梯上的应用技术基础10 5.1 概述 .10 5.2 PLC 脉冲选层控制原理10 5.2.1 电梯系统连接框图及信号传输说明 10 5.2.2 利用脉冲计数实现位移控制 11 5.
9、2.3 脉冲计数方式及防乱层措施 12 5.3 脉冲计数软件设计 13 5.3.1 各特殊继电器及数字寄存器的使用及说明 13 5.3.2 井道层高自学习 14 5.3.3 正常运行时的换速过程 15 5.3.4 正常运行程序举例及说明 16 第 6 章 设计总结.17 参考文献19 致 谢.20 附 录21 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 1 电梯轿厢及电梯轿厢及 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 第 1 章 引言 1.1 设计的背景与意义 电梯进入人们的生活已经 150 年了。一个半世纪的风风雨雨,翻天覆地的 是历史的变迁,永恒不变的是电梯提升人类生活质量的承诺。 1
10、854 年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙格雷夫 斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上, 命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度,然后发出信号,令助手用利斧 砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是,升降梯并没有坠毁,而是牢牢地固 定在半空中奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。 “一切安全,先 生们。 ”站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会 想到,这就是人类历史上第一部安全升降梯。 人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前 2600 年, 埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今
11、 仍无变化:即一个平衡物下降的同时,负载平台上升。早期的升降工具基本以 人力为动力。1203 年,在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力 的起重机,这才结束了用人力运送重物的历史。英国科学家瓦特发明蒸汽机后, 起重机装置开始采用蒸汽为动力。紧随其后,威廉汤姆逊研制出用液压驱动 的升降梯,液压的介质是水。在这些升降梯的基础上,一代又一代富有创新精 神的工程师们在不断改进升降梯的技术。然而,一个关键的安全问题始终没有 得到解决,那就是一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时,负载平台就一定会发生坠 毁事故。 奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史。从那以后,搭乘 升降梯不再是“勇敢者的游戏
12、”了,升降梯在世界范围内得到广泛应用。1889 年 12 月,美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯,它采用直流电动机为 动力,通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索,悬挂并升降轿厢。1892 年,美 国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置,取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式, 为操纵方式现代化开了先河。 生活在继续,科技在发展,电梯也在进步。150年来,电梯的材质由黑白到 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 2 彩色,样式由直式到斜式,在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵、 按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等,多台电梯还出现了并联控制, 智能群控;双层轿厢电梯展示出节省井道空间
13、,提升运输能力的优势;变速式 自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间;不同外形扇形、三角形、 半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。如 今,以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿,仍在继续进 行电梯新品的研发,并不断完善维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监 控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保一款款集纳了人类在机 械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世,冷冰冰的建筑因此 散射出人性的光辉,人们的生活因此变得更加美好。 1.2 国内外的研究或设计开发情况 电梯是机电一体化的高技术产品,目前国产电梯的技术水平和产品质量都已进入世界
14、 先进行列,但电梯运行中关人、夹人、蹲底、冲顶等事故时有发生,电梯的质量焦点反映 在运行可靠性上。电梯运行可靠性的提高一方面要通过改进设计、提高制造、安装质量来 解决,另一方面要依靠完善的维修保养体系和先进的信息管理系统来解决。由于电梯是一 种非常繁忙的运输工具,最繁忙时每小时起、制动达240次之多,电梯的运行部件(如层门 等)多,操作按钮多,乘坐人员素质差异很大,所以可靠性的提高更大程度上是依靠维修 保养。目前国际上电梯技术进步的侧重点已转向售后和物业服务,美国、口本、欧洲的电 梯公司都利用现代化的通讯手段和计算机技术开发了各自的电梯信息管理系统。把自己负 责维修保养的电梯置于监控网络之中。
15、当电梯出现故障时,能够在第一时间发现故障,并 在此瞬间既把故障情况自动通知信息管理系统,同时又立即呼叫专职维修人员来排除故 障。由于该系统能够储存电梯的日常运行数据和日常发生的故障记录,这就使得厂家和用 户对一段时间内特定电梯的运行情况有一个全面的了解。改革开放以来,我国电梯保有量 迅速增长,如何保证每台电梯都能够可靠运行,已成为提高物业管理水平和我国电梯技术 进步的关键所在。 据统计,我国在用电梯34.6多万台,每年还以约5万6万台的速度增长。电梯服务中 国已有100 多年历史,而我国在用电梯数量的快速增长却发生在改革开放以后,目前我国 电梯技术水平已与世界同步。 100多年来,中国电梯行业
16、的发展经历了以下几个阶段 : 对进口电梯的销售、安装、维保阶段(19001949年),这一阶段我国电梯拥有量仅 约1100多台; 独立自主,艰苦研制、生产阶段(19501979年),这一阶段我国共生产、安装电 梯约1万台; 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 3 建立三资企业,行业快速发展阶段(自1980年至今),这一阶段我国共生产、安装 电梯约40万台。目前,我国已成为世界最大的新装电梯市场和最大的电梯生产国。 本课题根据实际生活中最常用的客梯轿厢及PLC控制系统进行设计,总结经 验,尝试突 1.3 设计的性质和任务 近年来,我国自己已经能生产出质量很高的电梯了,但是与发达国家电
17、梯 生产厂家比起来还是有所不足,我国自己的电梯厂家与美国奥的斯、瑞士迅达、 芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、日立、东芝、富士达等老牌电梯生产厂家之 间还是有一定的差距的,无论是从安全性,耐久性,舒适性等方面都存在着差 距。因此要通过对先进知识的学习,不断提高我国生产电梯的技术水平。 开展国产电梯轿厢安全舒适性及 PLC 控制系统的研究工作。加强对电梯轿 厢及 PLC 控制系统的理论方面的研究,改进其工艺参数,提高产品质量。加强 对电梯各方面的了解,提高硬件部分的质量和软件部分的稳定性,一方面要通 过对工人的生产技术的培训,另一方面技术人员要通过不断的学习先进的知识, 不断完善自身的设计。 我国电
18、梯行业已经存在了100多年。100多年来我国电梯业的技术人员通过 不断的对国外先进技术的学习使我国电梯业越来越壮大,与国外老牌电梯厂家 的差距也越来越小,生产的 电梯的种类也越来越多,安全高速稳定的电梯也渐渐进入人们的生活,而 人们生活对于电梯的需求也有增无减使电梯业有着广阔的发展前景。 第 2 章 电梯轿厢设计 2.1 基本概念 2.1.1 轿厢 一般电梯的轿厢由轿底,轿壁,轿顶,轿门等机件组成,轿厢出入口及内 部净高度至少为2M,轿厢的面积应按GB75882003的8.2条规定进行有效控制。 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 4 2.1.2 轿底 轿底用 6-10 号槽钢和角
19、钢按设计要求的尺寸焊接成框架,然后在框架 上铺设一层 3-4mm 厚的钢板或木板而成。一般货梯在框架上铺设的钢板多为花 纹钢板。普通客,医梯在框架上批社的多为普通平面无纹钢板,并在钢板上粘 贴一层塑料地板。高级客梯则在框架上铺设一层模板,然后在模板上铺放一块 地毯。 高级客梯的轿厢大多设计成活络轿厢,这种轿厢的轿底,轿顶与轿架之间 不用螺栓固定,在轿顶上通过四个滚轮限制轿厢在水平方向上作前后和左右摆 动。而轿底的结构比较复杂,需要一个用槽钢和角钢焊接的轿底框,这个轿底 框通过螺栓与轿架的立梁连接,框的四个角各设置一块 40-5-mm 厚,大小为 200mmX200mm 左右的弹性橡胶垫。和一般
20、轿底结构相似,与轿顶和轿壁紧固成 一体的轿底放置在轿底框的四块弹性橡垫上。由于这四块弹性橡胶垫的作用, 轿厢能随载荷的变化而上下移动。若在轿底装设一套机械和电气的检测装置, 就可以检测电梯的载荷情况。若把载荷情况转变为电信号送到电气控制系统, 就可以避免电梯在超载的情况下运行,减少事故发生。 2.1.3 轿壁 轿壁多采用厚度为 1.2-1.5mm 的薄钢板制成槽钢形式,壁板的两头分别焊 一根角钢做堵头。有的电梯轿壁上还设有安全门,必要时撤离轿厢内人员。轿 壁间以及轿壁与轿顶,轿底间多采用螺栓紧固成一体。壁板长度与低体的类别 及轿壁的结构形式有关,宽度一般不大于 1000mm,为了提高轿壁板的机
21、械强度, 减少电梯在运行过程中的噪声,在轿壁的背面点焊用薄板压成需要形状的加强 筋。大小不同的轿厢,用数量和宽度不等的轿壁板拼装而成。为了美观起见, 有的在各轿壁板之间还装有铝镶条,有的还在轿壁板面上贴一层防火塑料板, 并用 0.5mm 厚的不锈钢板包边,有的还在轿壁板上贴一层 0.3-0.5mm 厚,具有 图案或花纹的不锈钢薄板等等。对乘客电梯,轿壁上还装有扶手,整容镜等。 观光电梯轿壁可使用厚度不小于 10mm 的夹层玻璃,玻璃上应有供应商名称 或商标,玻璃形式和厚度的永久性标志。在距轿厢地板 1.1m 高度以下,若使用 玻璃做轿壁,则应在 0.9-1.1m 的高度设一个扶手。这个扶手应牢
22、固固定。 2.1.4 轿顶 轿顶的结构与轿壁相仿。轿顶装有照明灯,有的电梯还装有电风扇。除杂 物电梯外,有的电梯轿顶还设置安全窗,以便发生事故或故障时,司机或检修 人员上轿顶检修井道内的设备,必要时乘用人员还可以通过安全窗撤离轿厢。 黑龙江工程学院成人教育学院学生毕业设计(论文) 5 由于检修人员经常上轿顶保养和检修电梯,为可确保电梯设备和维修人员 的安全,电梯轿顶应能承受三个带一般常用工具的检修人员的重量。 轿厢是乘用人员直接接触的电梯部件。因此,各电梯制造厂对轿厢的装潢 是比较重视的,特别是高级客梯的轿厢在装潢上更下功夫,除常在轿壁上贴各 种类别的装潢材料外,还在轿厢地板上铺地毯,轿顶下面
23、加装各种各样吊顶, 如青天白云,满天星吊顶等等,给人以豪华,舒适的感觉 2.2 轿厢称重装置 当轿厢载荷超重时电梯应不能启动运行,发出报警声,只有当轿厢中载荷 等于或小于额定载荷时电梯才能启动运行。完成载荷称重功能的装置为轿厢称 重装置,按工作原理一般有三类:机械式,橡胶块式,压力传感式。 它可以分为设在轿底下的机械称重装置和设在轿顶或机房的机械称重装置。 它利用磅秤原理,当轿厢受载荷后,连接块在重力作用下向下移动,当轿内重 量达到设定值时,轿底的下移使连接块上的开关碰块碰触微动开关,电梯控制 线路被切断。此时电梯不能起动,警报器响,超载灯亮。称量值可以通过移动 秤砣和副砣来调节。 轿顶或机房
24、机械式称重装置利用的是杠杆原理,称重装置与轿顶或机 房中绳头悬挂板结合在一起,维修保养比较方便,但由于钢丝绳及补偿绳的长 度变化,称重值必须修正。 第 3 章 电梯的电气控制系统 3.1 电梯控制系统概述 就一般集选控制系统而言,大致有以下几部分组成:轿内指令登记与消号, 厅外召唤登记与消号,安全保护线路,定向选层线路,启动线路,减速平层线 路,楼层指示线路,开关门控制线路,驱动回路控制线路,检修运行线路,消 防运行线路,主控回路等。这几部分共同构成电梯的控制系统,实现电梯的登 记,开关门,启动,运行,减速,平层等各种功能。 在电梯的电气自动控制系统中,逻辑判断起着主要作用,而逻辑判定中, 逻
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