winccflexible和plc四层电梯系统设计(附件)【字数：11058】
摘 要电梯已成为现代高层建筑不可或缺的一部分，使用接触器控制的电梯早以被时代所淘汰，使用PLC控制电梯已成为大势所趋。本设计首先对电梯进行了机械结构设计，主要对曳引系统重要部件进行了详细的计算，设计了曳引轮和减速器所用蜗轮蜗杆，对曳引系统、曳引轮、蜗轮蜗杆以及轿厢部件进行了图纸绘制。然后对电梯控制系统进行了设计，对主电路和控制电路分别进行了设计，通过估算I/O端口数，确定了PLC型号和扩展模块所需数量，对电梯运行逻辑流程进行了详细的探究并绘制，以此为基础编写了PLC程序。以可编程控制器（PLC）控制电梯的各种操作，因为本次设计没有实体，所以需要对程序进行一定的更改，使用WinCCflexible绘制编写触摸屏界面程序，通过触摸屏对电梯进行监控以及相关操作。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 我国电梯行业概况 1
1.2 电梯行业发展趋势 1
1.3 电梯基本结构 2
第二章 电梯机械部分设计 5
2.1 曳引系统设计 5
2.2 门系统设计与选型 14
2.3 轿厢 15
第三章 电梯控制系统设计 17
3.1 控制系统组成 17
3.2 控制系统硬件选型 17
3.3 输出输入（I/O）点数估算 18
3.4 I/O分配 18
3.5 控制系统硬件接线 19
3.6 电梯运行流程 22
3.7 梯形图及注释 25
第四章 系统模拟与仿真 44
4.1 PLC模拟仿真程序I/O分配 44
4.2 触摸屏界面绘制 44
4.3 仿真PLC程序 45
结束语 55
致谢 56
参考文献 57
第一章 绪论
1.1 我国电梯行业概况
1.1.1 中国是全球最大的电梯生产制造中心
改革开放前国内只拥有很少的电梯，改革开放开始后，我国的电梯行业开始飞速发展。统计数据显示，中国电梯年产量从1980年的2,249台至2016年已经增长到了77万台，并且仍然保持稳定持续增长态势， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
目前中国电梯产量已经超过世界总产量的一半。
1.1.2 国内市场仍未饱和
我国人均电梯拥有量在1990年只有2台/万人。截至2016年底，我国电梯保有量达到493.69万台，总人口数量为138,271万人，人均拥有量增至35.70台/万人。尽管人均电梯拥有量增长迅速，但是仍然距离发达国家水平有很大差距。
2014年，中国单台电梯平均服务人数为381人，单台电梯服务人数仍远高于发达国家水平，这一对比也表明我国电梯市场需求仍很大。
1.1.3 行业竞争激烈，外资品牌占据主导，民族品牌快速发展
目前，我国电梯市场主要被奥的斯、三菱、东芝等外资品牌占据。经过十多年的发展，民族品牌约占国内市场份额的30%，70%左右的市场份额仍被外资品牌企业占据。
在外资品牌电梯占据市场主导情况下，大批民族品牌电梯依然在积极的发展，生产条件和产品质量已经逐渐接近外资品牌电梯企业，产品已挤入机场、铁路、五星级酒店等高端市场，并在国际市场上屡屡中标。
1.2 电梯行业发展趋势
1.2.1 产销规模有望继续保持稳定增长
随着国内城市化进程加快，并受到城市土地紧缺的影响，国内新增高（多）层建筑的需求增长很大，电梯市场拥有着很好的发展机遇。其次，作为积极推动我国老人社会服务的公益性、福利事业发展的重要措施，旧楼加装电梯将成为电梯市场发展的重要推动力之一。此外，随着电梯保有量的增加，我国将逐步进入电梯更新的高峰期，原有电梯的维修及更换也成为我国电梯市场发展的坚实基础。
1.2.2 安全问题日益严峻，影响电梯行业格局
近些年，老旧电梯故障以及电梯运行事故不断增加，在网络媒体和新媒体盛行的时代，企业负面新闻的传播速度快、影响范围广，因而对电梯品牌的影响不断加大。《中华人民共和国特种设备安全法》已经从2014年1月1日开始了正式实行。与电梯明确相关的具体条款包括了八大条款，涉及电梯的生产、改造保养、修理、使用等相关环节，并且明确了电梯生产企业、维保企业和使用单位等各方面的责任。《特种设备安全法》的全面实施将推动电梯行业大洗牌。2016年7月1日,《电梯制造与安装安全规范（GB75882003）》（国家标准第1号修改单）正式实行，从防止轿厢意外移动的保护、轿厢内开启轿门和层门强度三个方面完善了相关标准。
1.2.3 向节能减排、绿色环保方向发展
作为资源能耗的主要组成部分，建筑能耗已经达到我国能源总消耗的1/3左右，而电梯的耗能约占整个建筑能耗的5%。目前现有的电梯，尤其是2010年之前安装的都存在严重耗电的情况，随着各地方政府出台计划，电梯会逐步更换或改造为节能环保型。
1.3 电梯基本结构
/
图11 基于WinCCflexible和PLC的电梯系统简易示意图
电梯系统由机械部分和电气控制部分组成。机械系统主要包括曳引系统、轿厢和门系统、平衡系统、导向系统以及机械安全系统等。当轿厢需要运动时，曳引电机通过正反转驱动曳引轮旋转，继而带动钢丝绳使轿厢与配重作上下运动。控制部分由触摸屏、PLC、限位开关、传感器等组成。触摸屏负责监控和干预系统运行，PLC通过程序实现用户的需求。同时设定了多重限位开关，当电梯运行异常时，强迫减速或停车。本次毕业设计主要考虑的是电梯的曳引升降系统设计。
1.3.1 曳引系统
曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳和导向轮组成。
曳引机由电机、制动器、减速箱、曳引轮等组成。减速机在电梯中的最重要的作用是把电机传来的动能转换为扭矩更高的机械能，使电梯有更高的荷载能力，且耗能更低。
曳引钢丝绳两边分别吊着轿厢和对重，依靠与曳引轮之间的摩擦力提升或降低轿厢。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 我国电梯行业概况 1
1.2 电梯行业发展趋势 1
1.3 电梯基本结构 2
第二章 电梯机械部分设计 5
2.1 曳引系统设计 5
2.2 门系统设计与选型 14
2.3 轿厢 15
第三章 电梯控制系统设计 17
3.1 控制系统组成 17
3.2 控制系统硬件选型 17
3.3 输出输入（I/O）点数估算 18
3.4 I/O分配 18
3.5 控制系统硬件接线 19
3.6 电梯运行流程 22
3.7 梯形图及注释 25
第四章 系统模拟与仿真 44
4.1 PLC模拟仿真程序I/O分配 44
4.2 触摸屏界面绘制 44
4.3 仿真PLC程序 45
结束语 55
致谢 56
参考文献 57
第一章 绪论
1.1 我国电梯行业概况
1.1.1 中国是全球最大的电梯生产制造中心
改革开放前国内只拥有很少的电梯，改革开放开始后，我国的电梯行业开始飞速发展。统计数据显示，中国电梯年产量从1980年的2,249台至2016年已经增长到了77万台，并且仍然保持稳定持续增长态势， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
目前中国电梯产量已经超过世界总产量的一半。
1.1.2 国内市场仍未饱和
我国人均电梯拥有量在1990年只有2台/万人。截至2016年底，我国电梯保有量达到493.69万台，总人口数量为138,271万人，人均拥有量增至35.70台/万人。尽管人均电梯拥有量增长迅速，但是仍然距离发达国家水平有很大差距。
2014年，中国单台电梯平均服务人数为381人，单台电梯服务人数仍远高于发达国家水平，这一对比也表明我国电梯市场需求仍很大。
1.1.3 行业竞争激烈，外资品牌占据主导，民族品牌快速发展
目前，我国电梯市场主要被奥的斯、三菱、东芝等外资品牌占据。经过十多年的发展，民族品牌约占国内市场份额的30%，70%左右的市场份额仍被外资品牌企业占据。
在外资品牌电梯占据市场主导情况下，大批民族品牌电梯依然在积极的发展，生产条件和产品质量已经逐渐接近外资品牌电梯企业，产品已挤入机场、铁路、五星级酒店等高端市场，并在国际市场上屡屡中标。
1.2 电梯行业发展趋势
1.2.1 产销规模有望继续保持稳定增长
随着国内城市化进程加快，并受到城市土地紧缺的影响，国内新增高（多）层建筑的需求增长很大，电梯市场拥有着很好的发展机遇。其次，作为积极推动我国老人社会服务的公益性、福利事业发展的重要措施，旧楼加装电梯将成为电梯市场发展的重要推动力之一。此外，随着电梯保有量的增加，我国将逐步进入电梯更新的高峰期，原有电梯的维修及更换也成为我国电梯市场发展的坚实基础。
1.2.2 安全问题日益严峻，影响电梯行业格局
近些年，老旧电梯故障以及电梯运行事故不断增加，在网络媒体和新媒体盛行的时代，企业负面新闻的传播速度快、影响范围广，因而对电梯品牌的影响不断加大。《中华人民共和国特种设备安全法》已经从2014年1月1日开始了正式实行。与电梯明确相关的具体条款包括了八大条款，涉及电梯的生产、改造保养、修理、使用等相关环节，并且明确了电梯生产企业、维保企业和使用单位等各方面的责任。《特种设备安全法》的全面实施将推动电梯行业大洗牌。2016年7月1日,《电梯制造与安装安全规范（GB75882003）》（国家标准第1号修改单）正式实行，从防止轿厢意外移动的保护、轿厢内开启轿门和层门强度三个方面完善了相关标准。
1.2.3 向节能减排、绿色环保方向发展
作为资源能耗的主要组成部分，建筑能耗已经达到我国能源总消耗的1/3左右，而电梯的耗能约占整个建筑能耗的5%。目前现有的电梯，尤其是2010年之前安装的都存在严重耗电的情况，随着各地方政府出台计划，电梯会逐步更换或改造为节能环保型。
1.3 电梯基本结构
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图11 基于WinCCflexible和PLC的电梯系统简易示意图
电梯系统由机械部分和电气控制部分组成。机械系统主要包括曳引系统、轿厢和门系统、平衡系统、导向系统以及机械安全系统等。当轿厢需要运动时，曳引电机通过正反转驱动曳引轮旋转，继而带动钢丝绳使轿厢与配重作上下运动。控制部分由触摸屏、PLC、限位开关、传感器等组成。触摸屏负责监控和干预系统运行，PLC通过程序实现用户的需求。同时设定了多重限位开关，当电梯运行异常时，强迫减速或停车。本次毕业设计主要考虑的是电梯的曳引升降系统设计。
1.3.1 曳引系统
曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳和导向轮组成。
曳引机由电机、制动器、减速箱、曳引轮等组成。减速机在电梯中的最重要的作用是把电机传来的动能转换为扭矩更高的机械能，使电梯有更高的荷载能力，且耗能更低。
曳引钢丝绳两边分别吊着轿厢和对重，依靠与曳引轮之间的摩擦力提升或降低轿厢。
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