電梯系統(tǒng)的工作原理及演示操作實驗報告

1、電梯控制系統(tǒng)實驗報告電梯系統(tǒng)的工作原理及演示操作實驗報告 120694109 高婧 物業(yè)121在智能建筑設備自動化系統(tǒng)(BAS)中，電梯作為高層建筑內(nèi)不可缺少的重要垂直交通運輸工具，有著舉足輕重的地位。 現(xiàn)代電梯以高層建筑為服務對象，其特點是：（1）結構緊湊、體積小、美觀、實用。（2）在頻繁的起動、穩(wěn)速及制動過程中，安全可靠、舒適、快速、平穩(wěn)。（3）平層精度高，平層誤差在同家規(guī)定的標準范圍內(nèi)。（4）大都采用高速或越高速電梯，縮短乘客候梯時間，避免由于人員集中，候梯時間長而造成擁擠現(xiàn)象。（5）只有靈活的控制力式，以滿足人們對電梯的多種服務要求。（6）具有消防功能，一旦發(fā)生火災，可作為消防人員的專

2、用交通工具。（7）采用雙凹路供電電源。（8）具有十分完善的各種安全保護裝置。（9）形式多種多樣，可滿足多功能服務的需求。實驗設備使用說明設備外觀（1）模型外形尺寸550毫米（長）350毫米（寬）2060毫米(高)，方柱形結構，樓層六層。（2）模型框架全部采用鋁合金型材，簡潔美觀。面板及側板都采用高檔的有機玻璃組成，光亮透明，便于實驗者觀察內(nèi)部的結構及動作。各樓層外部面板都配有帶指示燈的工業(yè)用按鈕和用來顯示轎廂樓層數(shù)的數(shù)碼管。電梯上行和下行時，外部有上行下行箭頭顯示樓層走向。（3）排線大都隱藏在導線槽或拖鏈內(nèi)，盡管電路走線復雜，但不顯零亂。（4）選擇1和選擇2兩個開關可以方便地選擇電梯在4種工作

3、模式下運行。（5）由于電梯內(nèi)部的按鈕不可能在里面操作，特將內(nèi)選按鈕用遙控器來操作。運動系統(tǒng)該電梯模型由兩個直流電機分別來控制轎廂的升降運動和轎廂門的開關。我們選用的電機為帶減速箱的高檔微型直流電動機，運動平滑噪音小。在機械結構上，非常接近實際電梯。（1）升降運動系統(tǒng)電梯的頂部裝有一個升降電動機和5個小滑輪，轎廂和配重體之間用鋼絲繩連接，電機通過鋼絲繩來控制轎廂的升降。電梯采用了PWM脈寬調(diào)制的方式來進行控制，實現(xiàn)了電動機轉速可調(diào)的功能。PWM脈沖是通過編程，由PLC輸出口Q0.0或Q0.1來輸出完成的。上升下降電機可以通過改變Q0.0給出信號的占空比進行調(diào)速。開門關門同樣可以通過改變Q0.1的

4、信號進行調(diào)速。各樓層都裝有一個限位開關，作為平層信號。當轎廂運動到此樓層時限位開關動作，PLC就可以收到一個平層限位信號。當下降到1層時，硬件保護電路可以在硬件上使電梯停止向下運動；當上升到8層時，同樣可以自動停止電梯的上行，保護電機壽命。而反向運動不會受到影響。（2）門拖動系統(tǒng)電梯門分為轎廂門和廳門，轎廂門由電機直接拖動來實現(xiàn)開關門，而廳門則由轎廂門帶動實現(xiàn)開關門。我們模擬實際電梯，廳門增加配重來實現(xiàn)廳門常態(tài)下的自然閉合。當電梯運行時，轎廂門和廳門都關閉，轎廂門隨轎廂做升降運動。當行至某層停止后，可由轎廂門上的門刀打開或關閉該層廳門，這些機械動作與實際電梯完全相同。轎廂門有開門限位、關門限位

5、還有防夾人保護信號。轎廂超重我們用按鈕來模擬，超重時蜂鳴器響，電梯不關門。實驗1一 電梯的簡介電梯是當今世界高層建筑中不可缺少的垂直方向的交通運輸工具1特點：在高層建筑物中所占的面積很小，通過電氣或其他控制方式可以將乘客或貨物安全、合理、有效的運送到不同的樓層。2電梯的基本概念：n 井道：電梯轎廂和對重運行的空間n 機房：電梯的機房層是用來安裝電梯的電動機以及相關的控制設備?？稍O置在井道頂部或底部，應為井道截面積的2倍以上。傳統(tǒng)的電梯都是有機房的，現(xiàn)在出現(xiàn)了小機房電梯和無機房電梯。關于電梯機房：傳統(tǒng)的電梯都是有機房的，電梯的機房層是用來安裝電梯的電機以及相關的控制設備如：主機、控制屏。隨著技術

6、的進步，曳引機和電器元件的小型化，人們對電梯機房越來越不感興趣。無機房電梯是相對于有機房電梯而言的，也就是說，省去了機房，將原機房內(nèi)的控制屏、曳引機、限速器等移往井道等處，或用其它技術取代。 3電梯的分類n 用途：客梯、貨梯、觀光梯、專用梯n 運行速度：低速梯、快速梯、高速梯、超高速梯n 拖動系統(tǒng)：直流電梯、交流電梯n 操控方式：按鈕控制、信號控制、并聯(lián)控制、智能控制群體等二 實驗內(nèi)容1實驗目的了解電梯系統(tǒng)各種常用控制邏輯關系由電腦下載程序，通過電腦控制電梯運行 2實驗原理 電梯的基本結構：機械裝置，電氣裝置 機械裝置：轎廂、對重系統(tǒng)、門機系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、機械安全保護系統(tǒng)。電氣裝置：

7、n 控制屏：對電梯實行電氣控制的集中組件，一般在電梯控制柜里或機房里n 操縱裝置：對電梯運行實行操縱 。有：轎廂內(nèi)的按鈕操縱盤以及廳站的召喚按鈕盤。n 位置顯示裝置：指層燈。n 平層裝置：能產(chǎn)生電梯平層信號的傳感器。選層器：指示轎廂位置、選層及消號、確認電梯運行方向、發(fā)出電梯加減速信號等，通常設在機房當中電氣裝置的作用：通過各種控制電路完成各種電氣動作功能，對電梯的運行實行操縱和控制，保證電梯的安全運行。電梯系統(tǒng)各種常用控制邏輯關系n 司機運行方式 n 檢修運行方式 n 直駛運行方式 n 消防運行方式 n 自動運行方式 n 群控運行方式 3實驗要求：了解電梯系統(tǒng)各種常用控制邏輯關系4實驗過程

8、觀察現(xiàn)場的模擬電梯運行，深入了解電梯系統(tǒng)各種常用控制邏輯關系。司機運行方式 ：1）電梯由司機控制運行；2）行車樓層由司機控制內(nèi)選信號來決定；3）有外呼梯信號時，本層的外呼梯指示燈亮，同時本樓層的內(nèi)選信號置位；4）內(nèi)選信號、呼梯信號具有記憶功能，執(zhí)行后消除；5）當轎廂到達司機選擇的樓層后，需要由司機來控制開門關門，行車時轎廂門不能打開，開門不能行車；6）當電梯在關門過程中，按下內(nèi)部的開門按鈕可以重新開門。關門時夾人則自動開門，轎廂超重蜂鳴器響，不關門。檢修運行方式 1）電梯由維修人員來控制其動作；2）轎廂內(nèi)的一樓和六樓按鈕點動控制轎廂的下行和上行；3）平層時，內(nèi)部的開門和關門按鈕控制轎廂門的開門

9、和關門；4）行車或不在平層位置不能開門，開門不能行車。直駛運行方式 只通過轎內(nèi)指令駛往特定樓層，專為特定樓層乘客提供服務，不應答其他層站和呼叫。在直駛運行方式下，如果轎廂沒有關門，自動關門。如果轎廂不在平層位置，自動上行到就近的平層位置開關門，選擇一個樓層后，直達內(nèi)選所選樓層開關門，主邏輯切斷所有截車呼叫，然后返回開始所在樓層開關門，如此反復。消防運行方式在消防運行方式下，主邏輯切斷所有呼梯、內(nèi)選信號，一層內(nèi)選。若電梯正在上行，就近停車換向，轉為下行至一層，若電梯在下行，就直駛至一層。到達一層后，自動開門并保持開門狀態(tài)。自動運行方式 1）電梯運行樓層由乘客決定，轎內(nèi)優(yōu)先；2）行車方向由內(nèi)選信號

10、和呼梯信號決定，順向優(yōu)先執(zhí)行；3）內(nèi)選信號和呼梯信號具有記憶功能，順向執(zhí)行后復位；4）無內(nèi)選和無順向呼梯信號時，應行駛到最遠反向呼梯信號位置截車。5）行駛到呼叫樓層時可自動開門，也可用內(nèi)部呼梯按鈕控制開門；6）開門一定的時間后，自動關門，關門后有呼叫，自動行車；7）關門過程中按下內(nèi)部開門按鈕，立刻調(diào)用開關門子程序，轎廂開門。關門夾人同樣可以自動開門；8）轎廂超重，蜂鳴器響不關門；9）按鈕信號與呼叫燈信號分離，如果某一層上下呼叫按鈕都被按下，轎廂到達這一層后，先執(zhí)行開關門程序，把順向按鈕上的燈滅掉。然后判斷順向樓層還有沒有呼叫信號，有的話繼續(xù)順向運動，沒有則執(zhí)行開關門程序，滅掉另一個呼叫按鈕上的

11、燈；10）如果轎廂執(zhí)行開關門程序時，按下此平層的順向呼叫按鈕，立刻執(zhí)行開關門程序，且呼叫燈不亮，；11）啟動時進行初始化，沒有關門先關門。不在平層位置，上行到最近的平層位置。群控運行方式 1）數(shù)碼管顯示樓層數(shù)2）電梯由乘客控制執(zhí)行，轎內(nèi)優(yōu)先；3）內(nèi)選信號和呼梯信號具有記憶功能，可以在順向執(zhí)行后消除；4）行至某層時可自動開門，也可內(nèi)部呼梯按鈕來控制開關門，開門時內(nèi)選可以強行開門，關門時內(nèi)選可以強行開門；5）開門過程中，轎廂門碰到開門限位延時2秒自動關門，關門后如果有任務自動行車；6）關門過程中按下內(nèi)部開門按鈕，門繼續(xù)打開。關門夾人則自動開門；7）轎廂超重，蜂鳴器響不關門；8）如果轎廂到達的平層位

12、置上下呼叫燈都亮，則先執(zhí)行開關門程序把順向呼叫燈滅掉。如果響應此呼叫是主站分配的任務，則開關門，兩電梯的呼叫燈都滅；如果是另一個電梯的任務，則只開關門滅掉自己的呼叫燈； 9）啟動時進行初始化，沒有關門先關門。不在平層位置，上行到最近的平層位置；10）執(zhí)行外呼信號開關門的時候，按下此呼叫按鈕，轎廂不關門5實驗結果 轎廂：是電梯的主要設備之一，是乘客或貨物的載體：在曳引鋼絲絕的作用下，沿敷在電梯井道中的導軌作垂直方向的往返運動，行駛在姑發(fā)站與終端站之間。門機系統(tǒng)：由廳門及轎門兩部分織成：包括：自動計門機構。門鎖，層門聯(lián)動機構以及門安全裝置，是層站與轎廂的出人口。門：中分式，旁開式，直分式轎門設在轎

13、廂靠近廳門的一側。啟動開、關門的機構通常是以交流或直流調(diào)速電動機為動力的通過曲柄連桿和搖桿滑塊機構，將電機的旋轉運動轉換為開、關門的直線運動。廳門設置在層站入口處，廳門的開關是由轎門帶動完成的。開關門：當轎廂運行到某一層站停止工作時，安裝在轎門上的門刀插入到廳門的門鎖上，通過傳動機構使轎門的門刀撥開廳門的門鎖，帶動廳門同時與轎門打開。關門時又帶動廳門同時關閉，并掛號門鎖，轎門上的門刀離開廳門門鎖，電梯啟動。因此轎門成為主動們，廳門成為被動門。門鎖：為保證電梯安全，必須在轎門和廳門完全關閉之后，電梯才允許啟動運行。在廳門裝設的自動門鎖主要有兩個功能：一是鎖住廳門，防止從廳門外將廳門扒開出現(xiàn)危險，

14、二是通過門鎖上的微動開關控制電梯回路的接通和斷開，保證廳門轎門的完全關閉后，才能接通電路，允許電梯啟動或停止運行。系和裝置：層門的開閉過程是通過轎門上的門刀插入層門上的自動門鎖，是鎖避脫開鎖鉤并跟著轎門一起運動的結果，這兩者的配合就成為系和裝置。安全裝置：接觸式： 接觸式保護裝量又稱安全觸扳，它由觸扳、控制桿和微動開關組成。平時，觸板在自重的作用下，凸出門扇30M左右，在門關閉過程中還未完全進入轎廂的人和物，必然會先碰到凸出門扇的觸板，隨著觸板被推入門扇，控制桿便會轉動，上控制桿端部的凸輪壓下微動開關觸頭，使門電機迅速反轉，門重新被打開實驗2一、實驗目的轎廂對重曳引鋼絲繩曳引輪導向輪附圖2.1

15、9 電梯傳動方式原理示意圖1. 熟悉電梯的控制要求及特點。2. 掌握用PLC實現(xiàn)電梯控制的方法。3. 通過編程與調(diào)試，進一步提高應用PLC的能力。二、實驗設備：1. 個人 PC 機1 臺2. CPM1A PLC實驗教學機1 臺3. 五層電梯模型 1 臺三、實驗要求：1. 簡述所編程序的功能。2. 給出PLC的I/O地址分配表并畫出PLC的I/O接線圖。3. 畫出梯形圖程序（包括注釋）。4. 程序運行調(diào)試并修改，直到滿足要求為止。5. 記錄實驗中遇到的問題，并寫出分析及解決方法。四、實驗內(nèi)容：1. 電梯的基本原理：電梯是機械、電氣緊密結合的大型機電產(chǎn)品。主要有機房、井道、轎廂、門系統(tǒng)和電氣控制系

16、統(tǒng)組成。井道中安裝有導軌，轎廂和對重由曳引鋼絲繩連接，曳引鋼絲繩掛在曳引輪上，曳引輪由曳引電動機拖動。轎廂和對重都裝有各自的導靴，導靴卡在導軌上。曳引輪運轉帶動轎廂和對重沿各自導軌做上下相對運動，轎廂上升，對重下降。這樣可通過控制曳引電動機來控制轎廂的啟動、加速、運行、減速、平層停車，實現(xiàn)對電梯運行的控制。附圖2.19為1:1傳動方式電梯的原理示意圖。五層電梯控制示意圖見附圖2.20。（1）電梯轎廂內(nèi)部部件功能簡介：在電梯轎廂內(nèi)部，設有樓層按鈕、開門和關門按鈕以及樓層顯示器、上升和下行顯示器。當乘客進入電梯后，電梯內(nèi)設有能讓乘客按下的代表其要去目的地的樓層按鈕，稱為內(nèi)呼叫按鈕。電梯停下時，應具

17、有開門、關門的功能，即電梯門可以自動打開，經(jīng)過一定的延時后，又可自動關閉。而且，在電梯內(nèi)部也應有控制電梯開門、關門的按鈕，使乘客可以在電梯停下時隨時地控制電梯的開門與關門。電梯轎廂內(nèi)部還應配有指示燈，用來顯示電梯現(xiàn)在所處的狀態(tài)，即電梯是上升還是下降以及電梯處在樓層的第幾層，這樣可以使電梯里的乘客清楚地知道自己所處的位置，離自己要到的樓層還有多遠，電梯是上升還是下降等。（2）電梯的外部部件功能簡介：電梯的外部每層都設有呼叫按鈕、呼叫指示燈、上升和下降指示燈，以及樓層顯示器。呼叫按鈕是乘客用來發(fā)出呼叫的工具，呼叫指示燈在完成相應的呼叫請求之前應一直保持為亮，它和上升指示燈、下降指示燈、樓層顯示器一

18、樣，都是用來顯示電梯所處的狀態(tài)的。一層只有上呼叫按鈕，頂層層只有下呼叫按鈕，其余各層都同時具有上呼叫和下呼叫按鈕。而上升、下降指示燈以及樓層顯示器應相同。2. 控制要求：（1）接受每個呼叫按鈕（包括內(nèi)部和外部的呼叫）的呼叫命令，并作出相應的響應。即當按動某個呼叫按鈕后，相應的呼叫指示燈亮并保持，直到電梯響應該呼叫為止。（2）當電梯運行到某層后，相應的樓層指示燈亮，直到電梯運行到前方一層時樓層指示燈改變。（3）能自動判別電梯運行方向，并發(fā)出相應的上行、下行指示信號。（4）電梯在每一層都有一個行程開關，當電梯碰到某層的行程開關時，表示電梯已經(jīng)到達該層（稱為平層）。（5）電梯停在某一層（例如3層）時

19、，此時按動該層（3層）的呼叫按鈕（上呼叫或下呼叫），則相當于發(fā)出打開電梯門命令，進行開門的動作過程；若此時電梯的轎箱不在該層（在1、2、4、5層），則等到電梯關門后，按照不換向原則控制電梯向上或向下運行。在電梯轎廂內(nèi)部按動開門按鈕，則電梯門打開，按動電梯內(nèi)部的關門按鈕，則電梯門關閉。但在電梯行進期間電梯門是不能被打開的。（6）電梯運行的不換向原則是指電梯優(yōu)先響應不改變現(xiàn)在電梯運行方向的呼叫，直到這些命令全部響應完畢后才停到離轎廂最遠的反向呼叫點（即上行時下呼叫，下行時上呼叫），響應使電梯反方向運行的呼叫，即順向截車，逆向記憶。例如現(xiàn)在電梯的位置在一層和二層之間上行，此時出現(xiàn)了一層上呼叫、二層下

20、呼叫和三層上呼叫，則電梯首先響應三層上呼叫，然后再依次響應二層下呼叫和一層上呼叫。（7）電梯上、下運行由一臺主電機驅動。電機正轉，電梯上升；電機反轉，電梯下降。（8）電梯轎廂門由另一臺小功率電機驅動。電機正轉，廂門打開；電機反轉，廂門關閉。3. 設計步驟：1、對控制系統(tǒng)任務和要求作深入的調(diào)查研究，明確控制任務：2、選擇和確定用戶I/O設備：根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出PLC改造所需的各種輸入/輸出設備，即各種按鈕、開關、繼電器和接觸器等。3、確定系統(tǒng)整體設計方案，選擇PLC型號確定系統(tǒng)整體設計方案十分重要，要在全面了解控制要求的基礎上確定電氣控制方案。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計算所需P

21、LC的輸入/輸出點數(shù)，選擇合適的點數(shù)。由于本設計中只涉及到開關 量，因此在選擇PLC型號時，只需考慮I/O點數(shù)，并有一定的余量（10%15%）選擇小型PLC。4、控制系統(tǒng)的硬件設計（1）主電路的設計；（2）確定出輸入、輸出信號，確定PLC的I/O接線圖。5、控制系統(tǒng)的軟件設計（1）首先在原來經(jīng)驗法電梯設計的基礎上，通過數(shù)據(jù)傳送指令MOV和數(shù)據(jù)比較指令CMP來實現(xiàn)電梯的定向，是梯形圖的結構簡化，思路清晰。；（2）將電梯的七段碼顯示通過七段解碼指令SDEC這個結構化設計來實現(xiàn)1-5層數(shù)字的顯示。（3）整體控制軟件梯形圖設計。6、聯(lián)機調(diào)試；7、撰寫設計說明書。實驗 3一 實驗目的1、熟悉并聯(lián)運行方式

22、控制的邏輯關系；2、熟悉節(jié)能電梯的運行方式。二 實驗步驟1、按I/O分配圖接好實驗線路；2、編寫程序，標注釋；3、輸入程序（使用手持式編程器或計算機梯形圖軟件）；4、操作并調(diào)試程序；5、保存程序；6、書寫實驗報告和實驗體會。三 實驗內(nèi)容主站負責對兩個電梯的任務進行分配，從站的呼叫請求通訊給主站，然后從站才能根據(jù)主站分配的任務進行動作，所以這一部分的編程是整個電梯程序中比較難的。節(jié)能主站模式根據(jù)轎廂響應判斷規(guī)則進行編程。此規(guī)則只在按下呼叫信號的瞬時有效，即，按下外呼叫按鈕，主站馬上對任務進行分配，然后主站從站按照既定的任務運行。所以這種運行方式在運行的時候可能一個電梯有很多任務，而另一個電梯沒有任務，停住不動。 在節(jié)能主站程序的基礎上添加一條運行規(guī)則：如果兩電梯中的一個正在運行，而另一個既不上下行，也不開關門，那么在按下任何一個外呼叫信號的時候，都直接無條件的把這個任務分配給這個停止的電梯，提高了電梯的運行效率。這就是節(jié)能綜合主站的要求。 1、數(shù)碼管