摘 要

随着经济的高速发展，高层建筑越来愈多。而作为垂直交通工具的电梯显得越来越重要。随着人们对其要求的提高，电梯得到了快速的发展，其拖动技术已经发展到了变压变频调速，其逻辑控制也由 PLC 代替原来的继电器控制。本设计主要是八层观光电梯的曳引机驱动结构和控制系统的设计。在曳引机驱动方面主要做了曳引机的选择与其蜗杆涡轮减速器的设计以及机械安全保护的简单介绍。

而在控制系统方面采用了PLC和变频器实现电梯常规控制的基础上，通过对变频器和PLC 芯片的合理选择和设计，和运用安川 VS－616G5 型变频器可编制速度曲线的功能，使电梯舒适度得到提高。并利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现电梯的精确位移控制。通过 PLC 程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制，取代井道位置检测装置，提高了系统的可靠性和平层精度。从而使电梯控制系统具有先进、可靠、经济的特色。并且具有指层、厅召唤、选层、选向等功能。

关键词：曳引机；减速器；PLC；变频器；旋转编码器；变频调速

Eight station frequency control of motor speed sightseeing elevator electrical control system design

Abstract

With the rapid economic development, high-rise buildings is increasingly the more. As the elevator vertical transportation becomes more and more important. With the improving requirement of the people, the lift has got the fast development, the dragging technology has developed to the variable frequency speed regulation, the logic control by the PLC to replace the original relay control. This design mainly is the eight layer of passenger elevator traction machine drive structure and control system design. In tractor driving major to do traction machine selection and a turbine worm reducer design and mechanical safety protection brief.

While in the aspect of the control system with PLC and frequency converter to realize the elevator control foundation, through to the inverter and PLC chip selection and design, use of Yaskawa inverter can be compiled VS616G5velocity curve for elevator characteristics improvement in the comfort, provide technical support. And the use of rotary encoder pulse signal emitted by a position feedback, the realization of elevator's precise displacement control. PLC program designed to achieve through the floor count, for speed signal, to open the door of peace control of the digital control signal, replacing the hoist way position detection device, to improve the reliability of the system accuracy of the peace.So that the elevator control system with advanced, reliable, and economic characteristics. Refers to the layer and has a hall call, layer selection, election to and other features.

Key words：Traction machine; Retarder; PLC; Frequency converter; Rotary encoder; Variable frequency speed regulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1电梯简介 1

1.1.1电梯的由来 1

1.1.2电梯的发展过程 1

1.1.3电梯的综合技术质量考核指标 1

1.2电梯的原理及分类 1

1.2.1电梯的原理 1

1.2.2电梯的分类 2

1.3 PLC及其在电梯控制中的应用特点 3

1.3.1 PLC的特点 3

1.3.2 PLC控制电梯的优点 3

1.4研究内容与章节安排 3

第二章 电梯的机械装置 4

2.1电梯的主要组成部分 4

2.2电梯曳引驱动系统的设计 5

2.2.1曳引驱动系统方案的确定 5

2.2.2有齿轮曳引机的选择及计算校核 6

2.2.3减速器的选择 9

2.2.4蜗轮蜗杆减速器的设计 9

2.2.5涡轮轴的结构设计及强度计算 12

2.3 轿厢结构设计 16

2.3.1轿厢架的设计 16

2.3.2轿厢体的设计 19

2.3.3电梯轿厢主要参数的确定 19

2.4电梯的对重装置 20

2.5 自动门系统的设计 21

2.5.1门结构的设计 21

2.5.2门电机的选择 21

2.6电梯的保护装置 22

2.6.1超速保护和缓冲保护装置 22

2.6.2机械安全防护装置 23

2.7本章小结 23

第三章 基于PLC的变频调速观光电梯电气控制系统硬件设计 24

3.1系统总体方案的确定 24

3.1.1电梯操作方式的确定 24

3.1.2系统的总体设计方案 24

3.2变频器的选型 25

3.2.1调速方式的比较及选择 25

3.2.2变频器的选择 26

3.3变频器的参数设计 27

3.3.1变频器的基本组成及特点 28

3.3.2变频器的参数设置 30

3.3.3变频器自学习功能的应用方法 33

3.4 PLC的选择 34

3.4.1信号控制系统的比较及选择 34

3.4.2轿厢楼层位置检测方法的比较及选择 35

3.4.3 PLC的选型 36

3.5观光电梯控制系统硬件设计的构思 36

3.5.1电梯控制系统的控制要求 36

3.5.2信号控制系统 38

3.5.3电梯拖动调速系统 38

3.6 I/O点数的估算与分配 40

3.6.1 I/O点数的估算 40

3.6.2 I/O口的分配 40

3.7 PLC外部接线图 43

3.7.1变频器主电路 43

3.7.2变频器控制电路 43

3.7.3轿厢位置及速度检测电路 44

3.7.4轿厢开关门电路 45

3.7.5内选外呼指示灯及轿厢位置显示电路 46

3.8本章小结 47

第四章 基于PLC的变频调速观光电梯控制软件设计 48

4.1电梯的工作状态 48

4.1.1自诊断工作状态 48

4.1.2正常工作状态 48

4.1.3强制工作状态 48

4.2确定系统软件开发方法 49

4.2.1模块化编程 49

4.2.2程序流程图 50

4.3系统的软件开发过程 51

4.3.1 电梯的开关门程序 51

4.3.2内指令外召唤信号的登记消除及显示程序 54

4.3.3 电梯的定向程序 56

4.3.4顺向截梯和反向截梯程序 58

4.3.5楼层检测程序 60

4.3.6轿厢位置显示程序 63

4.4本章小结 64

第五章 总结与展望 65

参考文献 66

致 谢 68

第一章 绪论

1.1电梯简介

1.1.1电梯的由来

根据资料记载，最早的电梯原型可追溯到公元前两千八百年，当时的埃及人用人力升降机建造金字塔。

1.1.2电梯的发展过程

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