电梯电气柜的设计与制造
目录
引言 1
一、电梯电气柜的概述 2
(一)电梯电气柜的工作原理 2
(二)电梯的电气柜控制的设计方案 2
二、电梯电气柜的制作与安装 3
(一)变频控制柜 3
(二)消防控制柜 9
(三)电梯开关门控制柜 10
(四)电梯位置定向控制柜 10
三、电梯电气柜PLC程序设计 12
(一)三菱PLC概述 12
(二)PLC程序设计 13
四、电梯电气柜的模拟测试 15
五、电梯电气柜的故障与维修 15
总结 16
谢辞 17
参考文献 18
引言
时代在不断地发展，自动化技术也在不经意间靠近人们的生活，在各个领域都发挥着重要的作用。自动化的发展提高了企业的生产效率，降低了生产成本，也为人们带来了前所未有的方便。
随着城市化脚步的加快，电梯在生活中已经开始普及了。电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的可以垂直升降的交通工具。为了使人民的生活水平得到改善，电梯发展迅速。
目前基于PLC电气柜控制的电梯已经基本取代传统的老式电梯，所以本文着重研究PLC电气柜对电梯的控制的实现
在本次设计中，将使PLC电气柜运用在电梯的工作中，结合所学的电气自动化知识以及在生活中的实践，使用PLC，交流电动机，永磁同步电动机等设备控制电梯的升降，制动，开关门，为人们带来便利。
一、电梯电气柜的概述
(一)电梯电气柜的工作原理
开始启动电气柜时，它需要分三个工作阶段 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，首先将样本扫描、程序运行工作和将扫描的样本进行刷新三个阶段。这三个工作阶段为电气柜一个工作周期。电气柜工作期间，CPU按照相同的扫描速度重复以上三个工作阶段。
样本扫描阶段：在样本扫描阶段，PLC开始扫描所以样本和数据按照之前扫描的过程，将他们放进PLC存储器的单元内进行存储。当样本扫描完，开始执行下一个阶段(程序运行工作和样本刷新)。在这两个阶段中，样本扫描的程度和数据与PLC存储器的相应单元的状态和数据是相互影响的，只要一方有变化另一边也会改变。因此，脉冲信号一定要在三个工作阶段以内，只有这样，脉冲信号才能够被读入，无论发生什么特殊情况。
程序工作阶段：在PLC工作阶段，样本被扫描时PLC首先会扫描上部然后才会扫描下部。每一条梯形图被PLC扫描时，控制线路的各个触点会被优先扫描，一步一步由上而下、先左后右的顺序对许多接触点组成的控制线路进行逻辑运算，等到逻辑运算的结果计算出来时，将系统内存中对应位的逻辑线圈的工作状况进行更新；或者刷新内存中对应位输出线圈的工作状况；或者向CUP确认一些特殊的工作指令是否符合规定。
样本刷新阶段：当程序工作阶段结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，PLC开始改变所有的输出锁存电路通过内存区内对应的状态和数据的对比的方式，同时通过输出电路输出电源来驱动相应的外设。到了这些时候，PLC才能体现它的价值。
(二)电梯的电气柜控制的设计方案
1.电梯电气柜的组成
电梯的控制柜由7个组成：变频控制柜；运行调速柜；信号指示控制柜；消防控制柜；群控制柜；方向控制柜；开关门控制柜。
2.电梯电气柜所实现的功能：
(1)双向限速器：防止电梯超速坠落、蹲底，还可防止电梯上行超速冲顶。
(2)直流曳引电动机：通过改变电动机进线端的电压、改变磁通、外串电阻改变转速来调节电梯的速度。
(3)重量感应器：能够在超重时发出报警。
(4)光电感应器：将乘客和货物进出情况进行实时的监视。
(5)集选控制器：电梯里面设有与楼层数一样的相对应的按键。乘客进入电梯后按下按键时，PLC开始登记信号。外面的乘客按下上行或下行按钮时，PLC发出的信号也被登记。电梯在开始向上运行时按预先的信号和向上召唤信号一层一层停靠，直到电梯到达了最高层站或向下呼叫的最低层为止。然后又反向向下按指令及向下召唤信号逐一停靠。每次停靠时电梯自动进行刹车、制动、打开轿厢。
(6)电磁制动器；一旦电动机停止时发生制动，将电梯位置保持不变。
二、电梯电气柜的制作与安装
(一)变频控制柜
简单的来说变频器就是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一功率的电控制装置它过对电网进行回馈实现节能。都知道电机工作的工作方式有两电动和制动。在电机进行制动的时候，它相当于是一台发电机，变频器通过将电机制动状态下发出的电能回馈给电网进行利用而实现节能。虽然说单个一台电机进行能量的回馈对节能的贡献很小，但是在工厂中工作的电机往往数量很多，功率很大，这样，把这些电机制动转台的电能都收集起来回馈给电网再进行利用，就能够节约很多的能源。
图2-1变频器原理图
1.电气柜的尺寸材料设计
本文要制作一个电气柜，首先需要考虑它的尺寸大小，内部空间的体积以及用料。 一般的公司制作电气柜都选用热轧钢板或者冷轧钢板，选用这种材料主要是看重它的硬度高，延展性强，耐腐蚀。颜色一般选择乳白色或者灰白色，门板的长宽高根据元器件的数量来决定，一般不大于2000mm*1000mm*500mm规格,电气柜的后门主要设计成双开。
设计说明：
(1)电气柜采用冷轧钢板为原材料组装。
(2)外壳油漆采用喷塑，颜色为灰白色。
(3)电气柜前面采用单开门，后门采用双开门，门板材料为2mm冷轧钢板，侧面采用1.5mm冷轧钢板。
(4)柜体高度为1800mm，宽度为800mm，厚度为470mm。
(5)前后门带锁，操作把手安装高度距离地面950mm。
(6)箱体与门之间加装线卡。
图2-2电气柜设计图
2.电气柜的安装
图2-6接触器
为了保证变频器的正常输出还需安装一个滤波器，它可以抑制干扰信号从干扰源通过电源线传到外面去,滤波器参数如下表2-3所示。
表2-3滤波器参数表
(4)所有控制信号导线必须使用按规定的颜色：DC24V+(棕色)、DC24-(蓝色)、AC220VL(红色)、AC220VN(淡蓝色)其它信号线（黑色）、接地线（红绿双色）
(5)设备中辅助电路的连接线，均应在两端套装标号头。有标号头应根据接线图所标明的数字，将其输入M-1电脑印字机，打印在专用套管上，套管直径应与套装的导线粗细配合。
图2-11变频控制柜
引言 1
一、电梯电气柜的概述 2
(一)电梯电气柜的工作原理 2
(二)电梯的电气柜控制的设计方案 2
二、电梯电气柜的制作与安装 3
(一)变频控制柜 3
(二)消防控制柜 9
(三)电梯开关门控制柜 10
(四)电梯位置定向控制柜 10
三、电梯电气柜PLC程序设计 12
(一)三菱PLC概述 12
(二)PLC程序设计 13
四、电梯电气柜的模拟测试 15
五、电梯电气柜的故障与维修 15
总结 16
谢辞 17
参考文献 18
引言
时代在不断地发展，自动化技术也在不经意间靠近人们的生活，在各个领域都发挥着重要的作用。自动化的发展提高了企业的生产效率，降低了生产成本，也为人们带来了前所未有的方便。
随着城市化脚步的加快，电梯在生活中已经开始普及了。电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的可以垂直升降的交通工具。为了使人民的生活水平得到改善，电梯发展迅速。
目前基于PLC电气柜控制的电梯已经基本取代传统的老式电梯，所以本文着重研究PLC电气柜对电梯的控制的实现
在本次设计中，将使PLC电气柜运用在电梯的工作中，结合所学的电气自动化知识以及在生活中的实践，使用PLC，交流电动机，永磁同步电动机等设备控制电梯的升降，制动，开关门，为人们带来便利。
一、电梯电气柜的概述
(一)电梯电气柜的工作原理
开始启动电气柜时，它需要分三个工作阶段 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，首先将样本扫描、程序运行工作和将扫描的样本进行刷新三个阶段。这三个工作阶段为电气柜一个工作周期。电气柜工作期间，CPU按照相同的扫描速度重复以上三个工作阶段。
样本扫描阶段：在样本扫描阶段，PLC开始扫描所以样本和数据按照之前扫描的过程，将他们放进PLC存储器的单元内进行存储。当样本扫描完，开始执行下一个阶段(程序运行工作和样本刷新)。在这两个阶段中，样本扫描的程度和数据与PLC存储器的相应单元的状态和数据是相互影响的，只要一方有变化另一边也会改变。因此，脉冲信号一定要在三个工作阶段以内，只有这样，脉冲信号才能够被读入，无论发生什么特殊情况。
程序工作阶段：在PLC工作阶段，样本被扫描时PLC首先会扫描上部然后才会扫描下部。每一条梯形图被PLC扫描时，控制线路的各个触点会被优先扫描，一步一步由上而下、先左后右的顺序对许多接触点组成的控制线路进行逻辑运算，等到逻辑运算的结果计算出来时，将系统内存中对应位的逻辑线圈的工作状况进行更新；或者刷新内存中对应位输出线圈的工作状况；或者向CUP确认一些特殊的工作指令是否符合规定。
样本刷新阶段：当程序工作阶段结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，PLC开始改变所有的输出锁存电路通过内存区内对应的状态和数据的对比的方式，同时通过输出电路输出电源来驱动相应的外设。到了这些时候，PLC才能体现它的价值。
(二)电梯的电气柜控制的设计方案
1.电梯电气柜的组成
电梯的控制柜由7个组成：变频控制柜；运行调速柜；信号指示控制柜；消防控制柜；群控制柜；方向控制柜；开关门控制柜。
2.电梯电气柜所实现的功能：
(1)双向限速器：防止电梯超速坠落、蹲底，还可防止电梯上行超速冲顶。
(2)直流曳引电动机：通过改变电动机进线端的电压、改变磁通、外串电阻改变转速来调节电梯的速度。
(3)重量感应器：能够在超重时发出报警。
(4)光电感应器：将乘客和货物进出情况进行实时的监视。
(5)集选控制器：电梯里面设有与楼层数一样的相对应的按键。乘客进入电梯后按下按键时，PLC开始登记信号。外面的乘客按下上行或下行按钮时，PLC发出的信号也被登记。电梯在开始向上运行时按预先的信号和向上召唤信号一层一层停靠，直到电梯到达了最高层站或向下呼叫的最低层为止。然后又反向向下按指令及向下召唤信号逐一停靠。每次停靠时电梯自动进行刹车、制动、打开轿厢。
(6)电磁制动器；一旦电动机停止时发生制动，将电梯位置保持不变。
二、电梯电气柜的制作与安装
(一)变频控制柜
简单的来说变频器就是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一功率的电控制装置它过对电网进行回馈实现节能。都知道电机工作的工作方式有两电动和制动。在电机进行制动的时候，它相当于是一台发电机，变频器通过将电机制动状态下发出的电能回馈给电网进行利用而实现节能。虽然说单个一台电机进行能量的回馈对节能的贡献很小，但是在工厂中工作的电机往往数量很多，功率很大，这样，把这些电机制动转台的电能都收集起来回馈给电网再进行利用，就能够节约很多的能源。
图2-1变频器原理图
1.电气柜的尺寸材料设计
本文要制作一个电气柜，首先需要考虑它的尺寸大小，内部空间的体积以及用料。 一般的公司制作电气柜都选用热轧钢板或者冷轧钢板，选用这种材料主要是看重它的硬度高，延展性强，耐腐蚀。颜色一般选择乳白色或者灰白色，门板的长宽高根据元器件的数量来决定，一般不大于2000mm*1000mm*500mm规格,电气柜的后门主要设计成双开。
设计说明：
(1)电气柜采用冷轧钢板为原材料组装。
(2)外壳油漆采用喷塑，颜色为灰白色。
(3)电气柜前面采用单开门，后门采用双开门，门板材料为2mm冷轧钢板，侧面采用1.5mm冷轧钢板。
(4)柜体高度为1800mm，宽度为800mm，厚度为470mm。
(5)前后门带锁，操作把手安装高度距离地面950mm。
(6)箱体与门之间加装线卡。
图2-2电气柜设计图
2.电气柜的安装
图2-6接触器
为了保证变频器的正常输出还需安装一个滤波器，它可以抑制干扰信号从干扰源通过电源线传到外面去,滤波器参数如下表2-3所示。
表2-3滤波器参数表
(4)所有控制信号导线必须使用按规定的颜色：DC24V+(棕色)、DC24-(蓝色)、AC220VL(红色)、AC220VN(淡蓝色)其它信号线（黑色）、接地线（红绿双色）
(5)设备中辅助电路的连接线，均应在两端套装标号头。有标号头应根据接线图所标明的数字，将其输入M-1电脑印字机，打印在专用套管上，套管直径应与套装的导线粗细配合。
图2-11变频控制柜
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