五层电梯实训考核系统技术方案.docx

DLLYS-DT51型五层电梯实训考核系统技术文件

一、概述
为了配合大中专院校、技校、职校、劳动就业培训中心及电梯维修物业管理部门等单位的有关电梯专业和工业自动化专业课程，使更多的人能够更好地了解电梯、使用电梯，培养出更多的电梯专业人才，适应电梯行业的发展。我公司经过深入探索研究，在原永磁感应器型的基础上终于研制成功旋转编码器型五层教学电梯。采用旋转编码器提高了电梯的智能化水平，优化了线路，更有利于学生对PLC的了解与学习。如：怎样通过PLC的高速计数端采集信号进行编程等。并根据实际情况，将电梯的工作电压由原380V改为220V。这样，更加方便了广大师生对电梯的操作使用。
五层教学电梯是根据最常见的升降式电梯结构，采用铝型材框架，其结构与实际电梯完全一样，且几乎具备实际电梯的全部功能。事实上可以把它看作是小型化了的电梯。电梯运行过程中的每个动作也一目了然，还可以反复实际动手操作。使学生能够更直观、
透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理，达到事半功倍的效果。因而特别适合于教学。
教学电梯的电气控制系统是采用PLC和交流调速（VVVF）控制，其硬件结构的组成及功能与实际电梯完全一样，具有自动平层、自动开关门、顺向响应轿内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护等功能，以及电梯停用、急停、检修、慢上、慢下、照明和风扇等特殊功能。
电梯轿厢位置检测和电气选层信号由安装在轿厢顶上和曳引轮相连的旋转编码器得到，从而摆脱了以往靠继电器和接触开关等有触点器件控制的庞杂线路系统，优化了线路，大大地提高了系统运行的可靠性，同时也便于检修。
仿真教学电梯的软硬件均采用开放式结构。
采用此套设备进行配套教学，使广大学生对电梯的结构、关键部件以及电气控制、电梯的运作过程有了直观、形象的认识，易于加深对电梯相关知识的了解、掌握。此外，通过使用GX-Developer软件，直接在PC机上用梯形图编程，并进行现场实际操作调试，为学生了解、学习和掌握可编程控制器（PLC）及其应用以及工业过程自动化控制提供了很大的帮助。
本设计主要研究单台五层电梯的PLC控制方法，分述其电气设计和软件设计过程。
1、电梯的电力拖动部分
电梯主拖动类型有直流电动机拖动、交流电动机拖动、直流G-M（即发电机一电动机组供电）拖动、晶闸管供电（SCR-M）的直流拖动和交流双速电动机拖动、交流调压调速（AVCC）拖动、交流变调速（VVVF）等。因直流电梯的拖动电动机有电刷和换向器，维护量较大，可靠性低，现已被交流调速电梯所取代。为了得到较好的舒适感，要求曳引电动机在选定的调速方式下，电动机的输出转矩总能达到负载转矩的要求。考虑到电压的波动、导轨不够平直造成的运动阻力增大等因素，电动机转矩还应有一定的裕度。
2、电梯的电气控制部分
电气控制系统由控制盘、操纵面板、层楼指示、召唤面板及曳引电动机等几十个分散安装在电梯井道内外和各相关电梯部件中的电器元件构成。电气控制系统通过电路控制电力拖动系统工作程序，完成各种电气动作功能，保证电梯安全运行。
电梯一般是由电动机来拖动的，其运行过程大多包括启动、正（反）转、停止等，这整个过程是由电气控制系统来完成。具体地说电梯的控制主要是指对电动机的起动、停止、运行方向、楼层指示、层站召唤、轿厢内指令等进行处理。其操纵是实行各个控制环节的方式和手段。
电梯电气控制系统与电力拖动系统比较，变化范围比较大。当一台电梯的类别、额定载重量和额定运行速度确定后，电力拖动系统各部件就基本确定了，而电气控制系统则有比较大的选择范围，必须根据电梯安装使用地点、乘载对象进行认真选择，才能最大限度地发挥电梯的使用效益。
电气控制系统决定着电梯的性能、自动化程度和运行可靠性。随着科学技术的发展和技术引进工作的进一步开展，电气控制系统发展换代迅速。继电器控制系统的电梯故障率高，大大降低了电梯的运行可靠性和安全性，所以基本上已经被淘汰。而PLC以其体积小、功能强、故障率低、寿命长、噪声低、维护保养简便、修改逻辑灵活、程序容易编制、易联成控制网络等诸多优点得到了广泛的应用。
DLLY-5CDT型五层电梯实训考核系统是根据最常见的升降式客梯结构，采用铝合金框架不锈钢吊箱制成。其结构如图所示，与实际电梯相同，电梯结构包括机房、井道、厅门、轿厢等几大部分。
3、电梯机房里的主要部件
（1）曳引机：曳引机是电梯的驱动系统，它包括：
1）驱动电动机：交流电梯为专用的双速或三速电机。直流电梯为专用的直流电机。
2）制动器：在电梯上通常采用双瓦块常闭式电磁制动器。在电梯停止或电源断电的情况下制动抱闸，以确保电梯不致移动，本电梯采用带有电磁刹车的三相异步电动机控制。
3）减速箱：大多数电梯厂选用蜗轮蜗杆减速箱，也有行星齿轮、斜齿轮减速箱。无齿轮电梯不需减速箱。本教学电梯采用的是蜗轮蜗杆减速箱。
4）曳引轮：曳引机上的绳轮称为曳引轮。两端借助曳引钢丝绳分别悬挂轿厢和对重，并依靠曳引钢丝绳与曳引轮绳槽间的静摩擦力来实现电梯轿厢的升降。
5）导向轮：为保证轿厢端与对重端钢绳各自垂直于轿厢和对重，且保持平行，并保证曳引轮有足够大的包角，故一般常设置导向轮（俗称抗绳轮）。
（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系统。
（3）旋转编码器：给轿厢定位的系统。
4、电梯井道里的主要部件

图2-3电梯井道示意
（1）轿厢：
轿厢由轿厢架、桥厢体（包括轿厢门、门机系统、导靴、操纵箱）等组成。轿厢因用途不同，规格尺寸与外形设计也不同。
（2）导轨：
导轨通过导轨支架被固定在井道壁上，导轨的位置限定了轿厢和对重的位置。导轨是轿厢上下运行的轨道。
（3）对重系统：
对重系统由对重轮、对重架、对重砣、曳引绳、防护遮栏等组成。对重与轿厢相衬托起平衡作用。
（4）缓冲器：
当轿厢向下运行时，由于断绳、超载、安全钳限速器不动作、曳引轮和钢丝绳打滑、制动器失效、无制动力矩以及极限开关不起作用等原因，会造成轿厢向底坑掉落，这时，装在轿厢下方底坑中的缓冲器，可以减缓轿厢与底坑间的冲击。
（5）限位开关：
该系统可以装在轿厢上，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，用于切断电源的安全系统。
（6）计数复位限位开关：
使旋转编码器计数复位的系统。
（7）随行电缆：
电梯随行电缆是电梯机房电气器件与轿厢、井道及厅门等处电气器件相连接的导线。
5、轿厢上的主要部件
（1）操纵箱：操纵箱装在轿厢内靠近轿厢门附近（在本教学电梯中，是装在电梯底座上面）。用指令开关或按钮，操纵轿厢运行。
（2）轿内指层灯：轿内指层灯设置于轿厢内（在本教学电梯中，是装在电梯底座上面），用以显示电梯运行位置和运行方向。
（3）自动门机：自动门机装在轿厢顶的前部，以小型直流电动机为动力的自动开、关轿门和厅门的系统。
（4）轿门：轿门设置在轿厢入的门。
（5）安全钳：安全钳由于限速器作用而引起动作，迫使轿厢或对重系统卡停在导轨上，同时切断控制回路的安全系统。
（6）导靴：导靴设置在轿厢架和对重系统上，使轿厢和对重系统沿着导轨运行的系统。
（7）照明、风扇等系统。
6、电梯层门的主要部件
（1）层门：层门设置在层站入的封闭门。
（2）门锁：层门门锁设置在层门内侧，门关闭后，将层门锁紧。
（3）楼层指示：层楼指示灯设置在层站层门上方或一侧，用以显示轿厢运行层站位置和方向。
（4）召唤盒：召唤盒设置在层站门侧，当乘客按下需要的召唤按钮时，在轿厢内可显示或登记，令电梯运行停靠在召唤层站。
二、技术参数
输入电源：AC220V±10% 50Hz
额定功率：＜1KW
环境温度：-10°C〜40°C
相对湿度：＜85%
外形尺寸：约9 x 650 x 2680mm
层 数：五层
曳引机功率：90W/380V
三、基本配置
序号
名称
单位
数量
备注
1
电梯井道
台
1

2
电梯底座
台
1

3
可编程控制器（三菱系列）
个
1
安装在电气控制板上
4
变频器 FR-D720S-0.4KW
套
1
安装在电气控制板上
5
曳引电动机
台
1
安装在电梯架顶部
6
蜗轮减速器（15 : 1）
台
1
安装在电梯架顶部
7
曳引轮
只
1
安装在电梯架顶部
8
导向轮
只
2
安装在电梯架顶部
9
旋转编码器
只
1
安装在电梯架顶部
10
导轨
条
4
安装在井道上
11
对重系统
个
1
安装在导轨上
12
重块
组
1
放在对重系统内
13
弹簧缓冲器
只
2
安装在电梯底座上
16
楼层召唤盒
块
5
安装在各楼层外部
17
轿厢内操纵盒
块
1
安装在3层外部
18
楼层显示屏
个
5
安装在各楼层
19
层门机构
套
5
安装在各楼层外部
20
轿厢
只
1
安装在导轨上
21
导靴
只
2
安装在轿厢架顶部
22
门机系统
套
1
安装在轿厢上
23
电气控制板
块
1
安装在电梯内
24
DC 24V电源板
块
1
安装在电气控制板上
25
交流接触器
只
1
安装在电气控制板上
26
漏电脱扣器
只
1
安装在电气控制板上
27
接线板
块
1
安装在电气控制板上
28
极限开关（上、下）
只
2
安装在井道上、下部

四、实训目的
1、电梯电器元件的认识
2、电梯盘面布置实训
3、电器安装实训
4、电气原理设计实训
5、电气布线实训
6、轿内呼梯选层实训
7、轿外呼梯实训
8、电梯加速与减速的速度控制实训
9、电梯平层控制的实训
10、轿厢内开门、关门控制实训
11、桥内检修实训
12、终端限位保护系统实训
13、信号指示系统实训
14、轿厢照明控制实训
15、电梯控制系统实训
16、电梯控制程序编写实训
17、电梯程序运行与调试实训
18、电梯闭环控制实训
19、层楼显示实训
20、BCD码实训
21、层楼显示实训
22、独立运行实训
23、主层停靠实训
24、高峰控制实训
25、闲时控制实训
26、电机抱闸调整实训
27、编码器安装实训
28、编码器与变频器连接实训