機電一體化技術專業(yè)?？茖嵙晥蟾?/h1>

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1、東北大學繼續(xù)教育學院?？飘厴I(yè)實習報告專科畢業(yè)實習報告學 生 周巖巖 學習中心 蘇州奧鵬 專 業(yè) 機電一體化技術 層 次 高起專 提交日期 2015年8月3日機電一體化技術專業(yè)實習報告前言 電梯的出現(xiàn)大大方便了現(xiàn)代人的生活。隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟生活中有越來越廣泛的應用，電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，在電梯控制系統(tǒng)中，PLC 是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式，具有可靠性高、易操作、維修編程簡單、靈活性強等特點。選擇五層電梯PLC自動控制作為本次實習內容。1.實習

2、目的 通過本次實習，了解了PLC電梯控制的特點及優(yōu)點，從具體實踐中學到了電梯的結構組成、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計過程，實現(xiàn)電梯自動控制的目標。2.研究內容1.1 電梯的結構組成 按照功能劃分，一個完整的電梯系統(tǒng)可分為電梯的曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎箱系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)以及電氣控制裝置八部分，如圖2.1所示。圖2.1電梯結構組成1.1.1 電梯曳引系統(tǒng)電梯曳引系統(tǒng)主要由曳引機、鋼絲繩、導向輪及反向輪組成。曳引機作為牽引動力源，用鋼絲繩將曳引輪和轎廂與對重連接，實現(xiàn)轎箱的上升與下降。并采用導向輪來避免轎廂與對重之間的碰撞。1.1.2 電梯導向系統(tǒng)電梯導向系統(tǒng)由導軌、導

3、軌架和導靴組成。電梯導向的作用是限制轎廂和對重的活動空間，使其在導向系統(tǒng)作用下只能垂直升降運動。1.1.3 電梯的門系統(tǒng)電梯的門系統(tǒng)由廳門、轎門和開門聯(lián)動機構等組成。轎門設置在轎箱進出口，廳門設置在樓層站進出口。門機位于轎箱上，為轎門和廳門開關提供動力，緊急時候可以通過廳門處的三角鑰匙來打開電梯門。1.1.4 電梯的轎箱系統(tǒng)客用電梯的轎箱用來運送乘客，貨用電梯用來運輸貨物，由轎架和轎體兩部分組成。轎架作為箱體的承重機構,由橫梁、底梁、立柱、斜拉桿等構成。轎箱由轎底、轎壁、轎頂包括箱內通風與照明設備、轎內操控盤等部件組成。轎箱的空間大小取決于額定載客量或載貨重量，一般來說一噸客梯，載客14人，轎

4、箱面積為2.24。1.1.5 電梯的電力拖動系統(tǒng)電梯機房內有電梯專用電箱，為電機提供三相電源。電梯速度控制采用速度反饋系統(tǒng)。測速裝置一般采用測速發(fā)電機，將其與電機同軸連接，通過測出的電壓讀數(shù)可以得到此時的電機速度。曳引電機的速度由調速裝置控制。1.1.6 電梯重量平衡系統(tǒng)曳引電機為電梯運行提供動力，電機額定功率由電梯額定負載決定，還可以根據(jù)電梯的配置情況來選擇交流電動機或者直流電動機。1.1.7 電梯的安全保護系統(tǒng)電梯運行安全至關重要，包括機械設備安全保護系統(tǒng)和電氣安全保護系統(tǒng)。機械安全保護有：限速器、行程開關、安全鉗、底坑緩沖器等，他們主要用來防止電梯超速和超行程。電氣安全保護包括光幕門保護

5、功能、極限開關保護裝置、電源短路保護開關等。1.1.8 電梯的電氣控制裝置電梯的電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、電子控制裝置、位置顯示設備、平層設備等組成。操縱裝置包括轎廂內操作盤，廳門外按鈕盤?？刂蒲b置位于電梯機房控制箱內，進行電梯運行的邏輯控制。平層裝置發(fā)出平層控制信號，確保電梯轎箱平層的準確性。位置顯示裝置，是指通過轎廂內和門廳外操作盤上的數(shù)碼顯示管，顯示電梯所處層數(shù)和上行下行方向。下圖2.2為電機控制回路系統(tǒng)圖。曳引電機和門電機電源引自機房內電源箱，控制回路由控制箱內PLC模塊來完成，通過給定控制信號，控制電機運行狀態(tài)、正反轉，便可實現(xiàn)電梯啟動、暫停、垂直升降、以及電梯門開關的要求。圖2.2

6、電機控制回路系統(tǒng)圖1.2 電梯控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)主要由變頻調速主回路、PLC單元以及輸入輸出單元等構成，如圖2.3所示。PLC用來實現(xiàn)對電梯曳引電機以及開關門機的起動、停止、加減速、樓層顯示、運行方向控制、樓層召喚、轎箱內操作，以及安全保護等指令信號的管理和控制的功能。圖2.3 電梯控制系統(tǒng)結構圖圖中變頻器作為電梯調速控制器，PLC完成邏輯控制部分，負責處理各類信號的邏輯關系，然后向變頻器發(fā)出起停信號，同時變頻器把自身的工作狀態(tài)反饋給PLC，構成雙向聯(lián)絡。控制系統(tǒng)還配備了和電動機同軸連接的旋轉編碼器以及PG 卡，來完成電機速度的檢測及反饋，構成速度閉環(huán)反饋系統(tǒng)和位置閉環(huán)反饋系統(tǒng)。1.3 系統(tǒng)

7、控制要求1） 選向：根據(jù)電梯所在樓層的位置以及轎廂內選和電梯間外呼樓層信號決定電梯運行方向。2）選層換速：電梯根據(jù)轎廂內所選樓層決定運行方向，并且遵守直上直下的原則。在每次平層時能夠平滑換速。3） 樓層位置及上行下行方向的指示：采用BCD編碼的方式，利用數(shù)碼管顯示樓層位置及電梯上行下行方向。由于三菱FX2N系列內置計數(shù)-譯碼驅動模塊，只要外加LED七段顯示管以及電源就可以顯示樓層位置。4） 電梯門的控制要求：當電梯平層時，門會自動打開，5秒鐘后無人電梯門自動關閉。如有人進入電梯，光電傳感器檢測到有人進入的信號，電梯門立即打開。5）電機變頻調速：實習期間采用MM440變頻器與PLC采用串行通信方

8、式連接。由于變頻器上安裝了編碼器模塊，使變頻器可以連接成閉環(huán)速度反饋控制方式。1.4 控制系統(tǒng)硬件、軟件設計根據(jù)電梯工作原理和功能繪制運行流程圖，如圖2.4所示。圖2.4 電梯運行流程圖確定輸入單元與輸出單元：（1） 輸入單元包括：轎箱內選層按鈕與門廳外選擇方向按鈕；開門關門方向按鈕；平層感應器；上下限位開關；門鎖裝置。 （2） 輸出單元有包括：樓層指示表盤及方向指示燈；開關門控制接觸器；電梯啟停及調速接觸器。 根據(jù)輸入輸出單元確定輸入輸出點分配，如表 2.5。表2.5 I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號編號名稱代號編號安全回路K6X000電梯上行UPY000零速輸入K0X001電梯下行DO

9、WNY001脈沖輸入K1X002電梯快行FASTY002轎內電鎖K2X003電梯慢行SLOWY003紅外傳感器K3X004檢修速度JXY004關門力限開關K4X005七段碼AY005超重K5X006BY006上限強制減速SQ0X007CY007一樓指令SB1X010DY010二樓指令SB2X011EY011三樓指令SB3X012FY012四樓指令SB4X013GY013五樓指令SB5X014關門催促鈴聲KE1Y014基站到位開關SQ4X015廳門關KM2Y015一樓上呼SB6X016廳門開KM3Y016一樓下呼SB7X017廳內指示燈E1Y017二樓上呼SB8X020廳內指示燈E2Y020二樓

10、下呼SB9X021廳內指示燈E3Y021三樓上呼SB10X022廳內指示燈E4Y022三樓下呼SB11X023廳內指示燈E5Y023四樓上呼SB12X024上呼燈E6Y024四樓下呼SB13X025上呼燈E7Y025五樓上呼SB14X026上呼燈E8Y026五樓下呼SB15X027上呼燈E9Y027廳門開SB16X030下呼燈E10Y030廳門關SB17X031下呼燈E11Y031廳門開到位SQ1X032下呼燈E12Y032廳門關到位SQ2X033下呼燈E13Y033檢修開關SB18X034超重鈴聲KM4Y034檢修上SB19X035抱閘信號KM5Y035檢修下SB20X036上行指示燈E14

11、Y036下限強制減速SQ3X037下行指示燈E15Y037本實驗選用西門子公司的s7-300型PLC，MM440型變頻器以及三相交流電機作為實驗設備。其接線原理如圖2.6所示。圖2.6 PLC模塊、變頻器、電動機接線原理圖根據(jù)電梯運行流程圖，編寫電梯程序梯形圖。梯形圖包括以下模塊：電梯初始化、樓層指示控制、開關門控制、轎廂內選層與標記控制、廳門外呼叫與標記控制、電梯上行下行與指示控制、電梯運行狀態(tài)與速度控制。梯形圖編寫完成后，還要進行運行調試。3.實習結果或研究結果本實驗選用西門子公司的s7-300型PLC作為實驗設備。首先打開step7_v5.5軟件，如圖2.7。輸入寫好的梯形圖程序，變換后寫入PLC中。打開菜單欄仿真軟件，將程序導入到軟件中，導入完畢后運行軟件，實現(xiàn)PLC運行過程監(jiān)控。動作相應開關，對電梯控制過程進行模擬，觀察相應動作情況。仿真結果表明，所輸入的程序是正確的。