第二章 四层电梯控制系统设计方案论证
2.1 设计方案比较
电梯控制方式主要分为三种，分别是继电器控制方式、微机控制方式和可编程控制器（PLC）控制方式，由于继电器控制存在功能弱、故障多、可靠性差和工作寿命短的缺陷现在已逐渐被淘汰，微机控制可靠性差故也不多采用，而PLC控制采用一种巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作。又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等是它本身系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，因此，它比继电器控制有明显的优越性，比微机控制有明显的可靠性，自动化水平更高。
综上所述PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、优越性和实用性的控制方式，它更适合用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术，所以本次课程设计采用可编程控制器(PLC)作为控制方式。
2.2可编程控制器（PLC）的选择
目前市场是可编程控制器种类繁多，有西门子的、三菱的、欧姆龙的等。同一品牌的可编程控制器也有很多类型，仅西门子就S7-200/S7-300/S7-400这三个系列。
结合自身学习特点，在学习期间接触西门子s7-200的时间比较长，熟悉s7-200的各种功能指令，可以熟练利用s7-200各种功能指令编程。结合PLC s7-200本身具有的：模块结构、可靠性好、多功能性、易编程性等特点，本次课题设计需要输入端口26个，输出端口11个。故设计中选用西门子PLC S7-200 CPU224。
2.3 变频器的选择
电梯的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外，他的舒适度指标往往是选择的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于保证电梯按理想的给定速度曲线运行以改善电梯运行的舒适度。
由于西门子MM440变频器具有：1.调试简单；2.模块化的结构，配置灵活性最大；3.6个可编程，带隔离的数字输入；4.2个可表定的模拟输入（0V至10V，0mA至20mA），它们也可作为第7和第8个数字输入；5.2个可编程的模拟输出（0mA至20mA）；6.3个完全可编程的继电器输出（30V直流/5A，阻性负载；250V交流/2A，感性负载）；7.当使用较高的开关频率时，电机可以低噪音运行（在开关频率较高情况下，要降格使用）8.完善的变频器和电动机保护功能。所以本次课题设计采用西门子MM440变频器。
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第三章 硬件设计
3.1系统框图
1.控制系统框图（如图3-1）
平层限位开关外召唤指令内选层指令安全保护开门限位开关关门限位开关图3-1 控制系统框图
内外楼层显示器输 PLC入S7-200端CPU224口电铃输出端口电梯门开电梯门关超重报警拽引电动机
2.系统结构图（如图3-2）
拽引机电源变频器门机显示现场信号
图3-2系统结构图
3.2 变频器参数设置 参数设置原则(如表3-1)
1.为减小启动冲击及增加调速的舒适感，其斜坡上升时间和斜坡下降时间应当长一些(如图3-3时间t（s）/f（Hz）曲线)；
2.为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率要尽可能低些，以减小停车冲击；
3.零速一般设置为Oft，带速抱闸将影响舒适感；
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表3-1变频器参数设置
变频器参数P0304P0305P0307P0310P0311P0701P0702P1080P1082P1120P1121设定值380101650150012120501010功能说明电动机的额定电压（380 V）电动机的额定电流（10A）电动机的额定功率（16KW）电动机的额定频率（50 Hz）电动机的额定转速（1430 r/min)正转（启动）反转电动机的最小频率（0 Hz）电动机的最大频率（50 Hz）斜坡上升时间（10 s）斜坡下降时间（10 s） （）=50减速段加速段启动停车+5（
图3-3 时间t（s）/f（Hz）曲线
3.3减速及平层控制
电梯的工作特点是频繁启制动,为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速至速度为零时，准确平层，即“无速停车包闸”，不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点是要准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯运行，计数器就可以精确地确定走过的距离，达到与减速点相应的预制数时即
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可发出减速命令。
3.4 电梯机房里的主要部件 （如图3-4）
图3-4电梯构架图
1.拽引机
（1）驱动电动机：交流梯专用的双速电动机
制动器：在电梯上通常采用双瓦块常闭式电磁制动器。电梯停止或电源断电情况下制动抱闸，以保证电梯不致移动。
（2）减速箱：涡轮蜗杆减速箱。
（3）拽引轮：拽引机上的绳轮称为拽引轮。两端借助拽引钢丝绳分别悬挂轿厢和对重，并依靠拽引钢丝绳与拽引轮绳槽间的静摩擦力来实现电梯轿厢的升降
（4）导向轮或复绕轮（导向轮又称抗绳轮）：因为电梯轿厢尺寸一般都比较大，所以轿厢悬挂中心和对重悬挂中心间的距离往往大于设计上所允许的拽引轮直径。因此对一般电梯而言，通常要设置导向轮，以保证两股向下的拽引钢丝绳之间的距离等于或接近轿厢悬挂中心和对重悬挂中心间的距离。对于复绕的无齿轮电梯而言，改变复绕轮的位置同样可以达到上述目的。
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2.限速器：当轿厢运行速度达到限定值时，能发出电信号并产生机械动作的安全装置
3.控制柜：各种电子元器件和电气元器件安装在一个防护用的柜形结构内，按预定程序控制轿厢运行的电控设备。
4.电源开关、照明开关
5.选层器、极限开关。机械楼层指示器、发电机组等部件 3.5 电梯井道里的主要部件 （如图3-4）
1.轿厢：轿厢是电梯的主要部件，是容纳乘客或货物的装置。 2.导轨：供轿厢和对重在升降运行中起导向作用的组件。
3.对重装置：设置在井道中，由拽引钢丝绳经拽引轮与轿厢连接，在运行过程中起平衡作用的装置。
4.缓冲器：当轿厢超过下线位置时，用来吸收轿厢或对重装置所产生动能的制停安全装置。缓冲器一般设置在井道低坑上。
5.限位开关：该装置是可以装载轿厢上，也可以装在电梯井道上端站和下端站附近，当轿厢运行超过端站时，用于切断控制电源的安全装置。
6.接线盒：固定在井道壁上，包括井道中间接线盒及各层站接线盒。 7.控制电缆：电缆两端分别与井道中间接线盒和轿内操作箱连接。 8.补偿链或补偿绳：用于补偿电梯在升、降过程中由于拽引钢丝绳在拽引轮两边的重量变化。
9.平层感应器或井道传感器：在平层区内，使轿厢地坎与厅门地坎自动准确对准的装置。
3.6 轿厢上的主要部件
1.操作箱：装载轿厢内靠近轿厢门附近。用指令开关、按钮或手柄等操作轿厢运行的电气装置。
2.轿内指层灯：设置于轿厢内，客梯一般装在轿门上方，货梯一般装在轿厢侧壁，用以显示电梯运行位置和运行方向的装置。
3.自动门机：装于轿厢顶的前部，以小型的交流、直流、变频电动机为动力的自动门开关轿门和厅门的装置。
4.安全触板（光电装置）：设置在层门轿门之间，在层门、轿门关闭过程中，当有乘客或障碍物触及时，门立刻停止并返回开启的安全装置。
5.轿门：设置在轿厢入口的门。
6.称重装置：能检测轿厢内的负载变化状态，并发出信号的装置，适用于乘客或货物电梯等。
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