政府辦公樓交流電梯的電氣設(shè)計(jì) 揚(yáng)大 水能學(xué)院

揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：電梯控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱：政府辦公樓交流電梯的電氣設(shè)計(jì)年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)老師簽名：2014年11月20日電梯控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1．題目政府辦公樓交流電梯的電氣設(shè)計(jì)電梯額定速度1.5m/s，載重1300kg；大樓層高4.8m,9層。2．原始資料2.1控制要求（1）單片機(jī)、PLC、繼電器控制均可；（2）對(duì)于某些交流電梯需要變頻調(diào)速。2.2電梯結(jié)構(gòu)條件（1）根據(jù)需要自行選擇曳引式或卷繞式。（2）選擇曳引式結(jié)構(gòu)需計(jì)算其對(duì)重。2.3自然條件當(dāng)?shù)販囟葹?10℃～45℃；相對(duì)濕度為30%～80%；海拔高度為100m。3．具體任務(wù)及技術(shù)要求本次課程設(shè)計(jì)共1周時(shí)間，具體任務(wù)與日程安排如下：周一：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉有關(guān)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，熟悉有關(guān)資料。周二：確定設(shè)計(jì)方案,計(jì)算并驗(yàn)證電梯的速度曲線。周三：電動(dòng)機(jī)額定功率的粗選，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主電路及控制電路的設(shè)計(jì)。周四：繪制I/O端子接線圖、控制流程圖和相關(guān)程序。周五：整理設(shè)計(jì)成果、書寫并上交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。4．實(shí)物內(nèi)容及要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告文本內(nèi)容包括：1.封面；2.任務(wù)書；3.目錄；4.正文；5.致謝；6.參考文獻(xiàn)；7.附錄（課程設(shè)計(jì)有關(guān)圖紙）。4.1設(shè)計(jì)報(bào)告正文內(nèi)容（1）工程設(shè)計(jì)對(duì)象簡(jiǎn)介（2）設(shè)計(jì)方案的確定（3）電動(dòng)機(jī)額定功率的粗選（4）電梯速度曲線的計(jì)算并驗(yàn)證（5）電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主電路設(shè)計(jì)（6）電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)（7）繪制I/O端子接線圖（8）所用電器元件選型（9）控制流程圖和相關(guān)程序設(shè)計(jì)報(bào)告正文編寫的一般要求是：必須闡明設(shè)計(jì)主題，突出闡述設(shè)計(jì)方案、文字精煉、計(jì)算簡(jiǎn)明，條理清晰、層次分明。（變電所出線部分內(nèi)容各有側(cè)重）設(shè)計(jì)報(bào)告正文采用A4紙打印。4.2設(shè)計(jì)圖紙（1）電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主電路圖（1張A3）（2）電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)控制電路圖（1～2張A3）（3）I/O端子接線圖（1～3張A3）（4）相關(guān)控制程序(程序流程圖附在正文中)設(shè)計(jì)圖紙繪制的一般要求是：滿足設(shè)計(jì)要求，遵循制圖標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，比例適當(dāng)、布局合理，講究繪圖質(zhì)量。設(shè)計(jì)圖紙采用A3圖紙CAD出圖。與報(bào)告正文一起裝訂成冊(cè)。5．參考文獻(xiàn)[1]葉安麗主編《電梯控制技術(shù)》第二版、機(jī)械工業(yè)出版社、2007年7月。[2]史信芳主編《電梯技術(shù)》、電子工業(yè)出版社、1994年。[3]李秧耕主編《電梯基本原理及安裝維修全書》、機(jī)械工業(yè)出版社、2001年。[4]國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集（電氣）[5]劉江主編．建筑電氣設(shè)備選型．北京，建筑工業(yè)出版社，2003目錄摘要 4第一章工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù) 51.1項(xiàng)目名稱 51.2工程概況 51.3設(shè)計(jì)依據(jù) 5第二章電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng) 62.1設(shè)計(jì)方案確定 62.2對(duì)重 62.3電機(jī)功率粗選 62.4電梯的速度曲線 72.5電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主電路 8第三章電梯控制系統(tǒng)系統(tǒng) 93.1電梯控制流程圖 93.2電梯的PLC控制 93.2.1PLC控制的特點(diǎn) 93.2.2主要設(shè)備及選型 103.2.3PLC控制設(shè)計(jì) 11致謝 20參考文獻(xiàn) 21附錄 21摘要一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，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。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。現(xiàn)代電梯主要由曳引機(jī)（絞車）、導(dǎo)軌、對(duì)重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號(hào)操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機(jī)房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動(dòng)，鋼絲繩繞過(guò)曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準(zhǔn)確和乘坐舒適等。電梯的基本參數(shù)主要有額定載重量、可乘人數(shù)、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。簡(jiǎn)單使用方法（緊急情況下面有解決方法）載人電梯都是微機(jī)控制的智能化、自動(dòng)化設(shè)備，不需要專門的人員來(lái)操作

電梯電梯結(jié)構(gòu)圖電梯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖駕駛，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作電梯即可。1．在乘梯樓層電梯入口處，根據(jù)自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭頭按鈕，只要按鈕上的燈亮，就說(shuō)明你的呼叫已被記錄，只要等待電梯到來(lái)即可。2．電梯到達(dá)開(kāi)門后，先讓轎廂內(nèi)人員走出電梯，然后呼梯者再進(jìn)入電梯轎廂。進(jìn)入轎廂后，根據(jù)你需要到達(dá)的樓層，按下轎廂內(nèi)操縱盤上相應(yīng)的數(shù)字按鈕。同樣，只要該按鈕燈亮，則說(shuō)明你的選層已被記錄；此時(shí)不用進(jìn)行其他任何操作，只要等電梯到達(dá)你的目的層停靠即可。3．電梯行駛到你的目的層后會(huì)自動(dòng)開(kāi)門，此時(shí)按順序走出電梯即結(jié)束了一個(gè)乘梯過(guò)程。第一章工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)1.1項(xiàng)目名稱政府辦公樓交流電梯的電氣設(shè)計(jì)1.2項(xiàng)目概況電梯額定速度1.5m/s，載重1300kg；大樓層高4.8m,9層。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》規(guī)定：乘客電梯額定速度為1.0-2.0m/s時(shí)，電梯平均加、減速度不小于0.48m/s2；當(dāng)乘客電梯速度為2-2.5m/s時(shí)，電梯平均加、減速度不小于0.65m/s2；電梯的起制動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、迅速，加、減速度最大值不大于1.5m/s2。第二章電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)2.1設(shè)計(jì)方案確定常用的電梯拖動(dòng)系統(tǒng)有曳引式拖動(dòng)系統(tǒng)和卷繞式拖動(dòng)系統(tǒng)，卷繞式拖動(dòng)系統(tǒng)是一種無(wú)對(duì)重系統(tǒng)，通常普遍應(yīng)用于起重機(jī)的拖動(dòng)中；曳引式拖動(dòng)系統(tǒng)相比較卷繞式拖動(dòng)系統(tǒng)而言，穩(wěn)定性、舒適性較好，本課題是為政府大樓設(shè)計(jì)電梯，舒適性要求相對(duì)較高，所以選擇有對(duì)重的曳引式拖動(dòng)系統(tǒng)。本電梯采用有齒曳引機(jī)、1:1繞法的曳引系統(tǒng)。2.2對(duì)重對(duì)重裝置安裝在電梯井道內(nèi)，在電梯運(yùn)行中起到平衡轎廂及電梯負(fù)載重量并減少電動(dòng)機(jī)功率損耗的作用，它是曳引電梯不可缺少的部分。對(duì)重的重量值，必須嚴(yán)格按照電梯額定載重量的要求配置，其重量可由下式來(lái)計(jì)算：P=G+KQ式中P-對(duì)重的重質(zhì)量（kg）；G-轎廂自重（kg）；K-平衡系數(shù)（一般取0.45-0.55）；Q-電梯的額定載重（kg）。本項(xiàng)目對(duì)重質(zhì)量P=G+KQ=1200+0.5*1300=1850kg。2.3電機(jī)功率粗選曳引電動(dòng)機(jī)額定功率:Pn=[K(1-Kp)mNvN]/(102η)=[(1.1-1.6)*(1-0.45)*1300*1.5]/(102*0.55)=23.13-30.59kW根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)額定功率系列，粗選26kW電動(dòng)機(jī)即可滿足要求。2.4電梯的速度曲線圖1梯速為1.5m/s的電梯起動(dòng)段速度曲線由于本項(xiàng)目額定梯速較小，因此考慮采用起動(dòng)段無(wú)直線段的速度曲線，如圖1所示。此時(shí)Ve=0.5Vn=0.5*1.5=0.75m/s若取ρm=1.0m/s3則Ve=am2/（2ρm）最大加速度am=√2ρmVe=1.225m/s2此時(shí)am﹤amb，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求te=am/ρm=1.225/1.0=1.225stb=2te=2.45s起動(dòng)段平均加速度Ap=vb/tb=1.5/2.45=0.612m/s2≥0.5m/s2滿足快速性要求。起動(dòng)段的速度曲線方程為AE段：v=0.5t2a=tρ=1.0m/s3(0<t<1.225s)BE段：v=1.5-0.5（2.45-t）2a=2.45-t（1.225<t<2.45s）ρ=-1.0m/s3起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程所走距離：H=0.5*1.5*2.45*2=3.675m。2.5電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)主電路本項(xiàng)目采用的是雙繞組6/24級(jí)變極電動(dòng)機(jī)用作電梯曳引電動(dòng)機(jī)的主電路。如圖2所示，圖中電動(dòng)機(jī)M有兩套繞組，快速（6極）繞組的引出端為XK1、XK2和XK3，在內(nèi)部三相形成Y形接法；慢速（24極）繞組的引出端為XM1、XM2和XM3,在內(nèi)部三相也形成Y形接法。接觸器KS是用于接通快速繞組實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、運(yùn)行用的，接觸器KM1是用于接通慢速繞組實(shí)現(xiàn)慢速起動(dòng)、運(yùn)行用的。KS和KM1不能同時(shí)吸合，所以應(yīng)該互鎖。上升接觸器KM和下降接觸器KMR是用來(lái)改變電動(dòng)機(jī)相序?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的接觸器。KR和KR1分別是快速運(yùn)行熱繼電器和慢速運(yùn)行熱繼電器，是用來(lái)保護(hù)快速繞組和慢速繞組，防止由于電動(dòng)機(jī)過(guò)載造成電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱而損壞的事故。圖2雙速電梯主電路第三章電梯控制系統(tǒng)3.1電梯控制流程圖電梯運(yùn)行時(shí)，首先感應(yīng)的是門廳或者轎廂的呼叫，再確認(rèn)此時(shí)轎廂是否與目標(biāo)層同層，接著才是電梯的起動(dòng)運(yùn)行，到達(dá)目標(biāo)層的停止。其流程圖如圖3所示。圖3電梯控制流程圖3.2電梯的PLC控制3.2.1PLC的特點(diǎn)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。3.2.2主要設(shè)備及選型序號(hào)名稱型號(hào)及主要參數(shù)1熔斷器施耐德FupactISFL熔斷器額定電壓220/380V額定電流40-800A2斷路器施耐德EA9AN

2P30A小型斷路器

整定電流30A3熱繼電器施耐德LRD28C

TeSys

D系列熱過(guò)載繼電器

額定電流18-28A4中間繼電器施耐德CA2-DN

額定電壓380V5交流接觸器施耐德交流接觸器LC1-D65額定電流60A

額定功率18.5KW6導(dǎo)線LJ-107交流電機(jī)YDDL160L-6/8

額定功率12KW

額定電壓380V

額定電流25A8直流電機(jī)Y100L-2

額定功率3KW

額定電壓380V

額定電流7A3.2.3電梯PLC控制設(shè)計(jì)一、輸入/輸出接線列表:二、定時(shí)器、繼電器地址名稱符號(hào)名稱符號(hào)按鍵監(jiān)控M0內(nèi)呼三樓繼電器M9單層繼電器M1內(nèi)呼四樓繼電器M10雙層繼電器M2無(wú)按鍵信號(hào)時(shí)動(dòng)作M11一樓外呼燈繼電器M3開(kāi)門延時(shí)繼電器M12二樓外呼燈繼電器M4定時(shí)器三樓外呼燈繼電器M5名稱符號(hào)四樓外呼燈繼電器M6信號(hào)刷新延時(shí)1秒T0內(nèi)呼一樓繼電器M7判定輸入信號(hào)延時(shí)10秒T1內(nèi)呼二樓繼電器M