自动扶梯电气控制系统设计
自动扶梯电气控制系统设计[20200419160204]
摘要
自动扶梯是现代商场、超市不可缺少的运输工具，用于倾斜输送乘客、货物,在方便顾客和提高服务质量等方面起到了相当重要的作用。
本文通过讨论自动扶梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用，采用三菱PLC编程的程序控制方式，提出了自动扶梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程及最后的仿真结果，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析、处理故障信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法，设计了一套完整的自动扶梯控制系统方案。并进行了程序的调试，最终使用组态软件将整个控制界面用动画的方式展示了出来。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:自动扶梯PLC梯形图组态控制系统
目录
1绪论 1
1.1课题的研究背景和意义 1
1.2课题研究的发展历史 1
1.3课题的研究现状 1
1.4自动扶梯的结构 2
2自动扶梯控制系统的总体设计方案 1
2.1控制方案的比较 1
2.2控制系统的控制要求 1
2.3系统总体设计框图 2
3自动扶梯控制系统的硬件设计 3
3.1可编程控制器的选型 3
3.1.1 PLC的定义 3
3.1.2 PLC的选型分析 3
3.1.3 PLC的硬件接线图 3
3.2三相异步电动机 4
3.3自动润滑 5
3.4 其他硬件选择 6
3.4.1 低压断路器 6
3.4.2 热保护器 6
3.4.3 变压器 6
3.4.4 数码管 7
3.4.5 梳齿板安全保护装置 7
3.4.6 扶手带入口安全保护装置 7
3.4.7 液位检测 8
4自动扶梯控制系统的软件设计 9
4.1 程序控制的工作流程 9
4.2 I/O分配表 10
4.3星三角形切换电路 10
4.4自动扶梯的上下行切换 11
4.5自动扶梯检修电动运行 12
4.6扶梯的自动润滑 13
4.7故障显示模块 13
5上位机组态的监控界面设计 15
5.1 组态软件概述 15
5.2 组态王各界面设计 15
5.2.1 组态王初始界面的设计 15
5.2.2 组态王主画面设计 16
6系统的运行与调试 18
6.1通信的设计与调试 18
6.2系统总体的调试 19
6.2.1调试接线图 19
6.3系统的运行 20
6.3.1自动扶梯控制系统的运行 20
7总结与展望 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1绪论
1.1课题的研究背景和意义
近些年来，随着我国努力发展社会主义建设事业，许许多多大城市先后建设了大量的大型商场、贸易中心和飞机火车站等设施。这种发展趋势今天仍在继续，在国外，这些建筑的建设也越来越多，相对的，扶梯的制造和运用也越来越频繁。自动扶梯不仅有载客的效用，也以其装饰艺术受到关注。特别是具有PLC控制，它结构简单，体积小，安装方便等优点，已成为市场流行。
1.2课题研究的发展历史
自动扶梯起源于1859年，当时的那森艾米斯提出了“自动滚梯”计划，该计划由一组滚轮驱动，上下相接、持续不断运做的台阶构建。
1897年，美国的杰斯雷诺在游乐场制造出来了一个能够斜板行走，很像自动扶梯的机动娱乐。查理斯西伯格与奥蒂斯电梯公司合作，开发他在1898年买的一个关于扶梯的专利。并在纽约1899年时制造出了第一条有水平的梯级的自动扶梯。1900年在巴黎举办的世博会，西伯格成功展出了他们的“电动扶梯”(Escalator)产品，并获得了一等奖。1910年买下了西柏格专利的奥蒂斯，之后又买了雷诺的公司。1920年,奥蒂斯把二者的策划归纳，成为现在扶梯的根本设计。1922, 奥蒂斯公司建立了世界上第一个现代化的自动扶梯, 水平楔槽式梯级连接梳齿板, 之后被其它扶梯制造商所沿袭。2002年4月17日至20日,三菱电机公司在第5届中国国际电梯博览会上展出了倾斜段高速运转的自动扶梯样式。可伸缩驱动架铰链结构在运行时会使距离产生变化, 从而使其速度也发生变化。使乘客更安全和平稳的上下扶梯。
随着社会的发展，自动扶梯技术也越来越成熟。所有的自动扶梯行业进入雨后春笋，在改革开放的大趋势，中国扶梯行业日趋成熟。
1.3课题的研究现状
现在，在我国，世界各大电梯公司都有合资企业，如三菱、奥蒂斯、东芝日立、通力等。而如下的几家在我国交通型市场中起到了很大的作用：
OTIS公司主要以510OSE型的扶梯为自己的主要生产产品，这种扶梯可以最高升起12米，简洁的外观给人以深厚的安全感。它的产品在轨道交通上的应用实例为上海地铁一号线。
SCHINDLER公司主要以SC9700和SC9300型自动扶梯为主要的生产产品，其最高可以提升人到50米处，外观简单小巧。有4种驱动方式，3中的扶手传送带给客户区自主选择。它的产品在轨道交通方面的应用为上海轻轨明珠线、北京地铁复八线、香港荃湾交通线等。
KONE公司的主要以生产TRANS VARIO-RHD型自动扶梯，它能够升高到50米，产品的外观比较精致小巧，品质很高。无链传动的牵引，曳引、减速、传动三者融为一体，行星齿轮传动高效静噪。
1.4自动扶梯的结构
自动扶梯由梯路和两旁的扶手构成。其重要部件有梯级、牵引链条及链轮、导轨系统、主传动系统、驱动主轴、梯路张紧装置、扶手系统、梳板、扶梯骨架和电气系统等。梯级在搭客入口处作水平活动之后逐渐形成阶梯；靠近入口处阶梯逐步消散，梯级因而再度进行水平运动。这些都是沿着不同导轨的梯级主轮还辅助轮完成的。
自动扶梯的中枢部件是两根链条，它们绕着两对齿轮做循环转动。在扶梯顶部，电动机 驱动传动齿轮，来转动链圈。典型的自动扶梯运用100马力 的发动机来使齿轮进行转动。发动机和链条系统安装在桁架，构架是一个两层之间延伸的金属结构。
两组轮子是每个自动扶梯都有的，它们按着两个不同的运行道路运行。上部装置（接近台阶顶部的轮子）与旋转的链条链接，并由处于扶梯顶部的驱动齿轮拉动。其余组的轮子仅仅是沿着轨道滑动，跟在第一组轮子后头。
自动扶梯的轨道是彼此分开的，每一个扶梯的梯级都是平行的。扶梯的上部和下部，轨道也是呈平行状态的，这使得台阶能够展开。每个台阶内部有一连串的凹槽，以便在展平的过程中与前后两个台阶连接在一起。
自动扶梯的电动机除了让主链环旋转之外，还可以移动扶手。扶手不仅仅是围着轮子做循环旋转运动的橡胶输送带。而且输送带还是精密的，可以让自动扶梯的梯级以完全相同速度运行，使乘客感到平稳，不至于摔倒。
自动扶梯系统不像电梯那样能够使人上升几十层楼，但很适用于提供短距离运输。这是因为自动扶梯能够承受非常高的负载。对于电梯，当里面的人满了以后，只有等到电梯到达指定的地方，人都下去了以后才能够再次上人。而自动扶梯不同，它是不断运转的，只要有一个人到达顶端，就可以为一个人腾出位置让人再上。
2自动扶梯控制系统的总体设计方案
2.1控制方案的比较
方案一单片机操控自动扶梯系统。单片机有构造简单、价格比较低、使用方便等长处。一般用于数据采集和工业控制。然而，由于专门为工业现场设计的自动化控制软件不是单片机，因而学习起来有一定难度，不容易掌握。用单片机来实现自动控制，一般会在I/O接口上进行大量工作，抗干扰性能差。
摘要
自动扶梯是现代商场、超市不可缺少的运输工具，用于倾斜输送乘客、货物,在方便顾客和提高服务质量等方面起到了相当重要的作用。
本文通过讨论自动扶梯控制系统的组成，阐述可编程控制器（PLC）在电梯控制中的应用，采用三菱PLC编程的程序控制方式，提出了自动扶梯的PLC控制系统总体设计方案、设计过程及最后的仿真结果，列出了具体的主要硬件电路、电梯的控制梯形图，并给出了系统组成框图和程序流程图。在分析、处理故障信号逻辑关系的基础上，提出了PLC的编程方法，设计了一套完整的自动扶梯控制系统方案。并进行了程序的调试，最终使用组态软件将整个控制界面用动画的方式展示了出来。
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关键字:自动扶梯PLC梯形图组态控制系统
目录
1绪论 1
1.1课题的研究背景和意义 1
1.2课题研究的发展历史 1
1.3课题的研究现状 1
1.4自动扶梯的结构 2
2自动扶梯控制系统的总体设计方案 1
2.1控制方案的比较 1
2.2控制系统的控制要求 1
2.3系统总体设计框图 2
3自动扶梯控制系统的硬件设计 3
3.1可编程控制器的选型 3
3.1.1 PLC的定义 3
3.1.2 PLC的选型分析 3
3.1.3 PLC的硬件接线图 3
3.2三相异步电动机 4
3.3自动润滑 5
3.4 其他硬件选择 6
3.4.1 低压断路器 6
3.4.2 热保护器 6
3.4.3 变压器 6
3.4.4 数码管 7
3.4.5 梳齿板安全保护装置 7
3.4.6 扶手带入口安全保护装置 7
3.4.7 液位检测 8
4自动扶梯控制系统的软件设计 9
4.1 程序控制的工作流程 9
4.2 I/O分配表 10
4.3星三角形切换电路 10
4.4自动扶梯的上下行切换 11
4.5自动扶梯检修电动运行 12
4.6扶梯的自动润滑 13
4.7故障显示模块 13
5上位机组态的监控界面设计 15
5.1 组态软件概述 15
5.2 组态王各界面设计 15
5.2.1 组态王初始界面的设计 15
5.2.2 组态王主画面设计 16
6系统的运行与调试 18
6.1通信的设计与调试 18
6.2系统总体的调试 19
6.2.1调试接线图 19
6.3系统的运行 20
6.3.1自动扶梯控制系统的运行 20
7总结与展望 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
1绪论
1.1课题的研究背景和意义
近些年来，随着我国努力发展社会主义建设事业，许许多多大城市先后建设了大量的大型商场、贸易中心和飞机火车站等设施。这种发展趋势今天仍在继续，在国外，这些建筑的建设也越来越多，相对的，扶梯的制造和运用也越来越频繁。自动扶梯不仅有载客的效用，也以其装饰艺术受到关注。特别是具有PLC控制，它结构简单，体积小，安装方便等优点，已成为市场流行。
1.2课题研究的发展历史
自动扶梯起源于1859年，当时的那森艾米斯提出了“自动滚梯”计划，该计划由一组滚轮驱动，上下相接、持续不断运做的台阶构建。
1897年，美国的杰斯雷诺在游乐场制造出来了一个能够斜板行走，很像自动扶梯的机动娱乐。查理斯西伯格与奥蒂斯电梯公司合作，开发他在1898年买的一个关于扶梯的专利。并在纽约1899年时制造出了第一条有水平的梯级的自动扶梯。1900年在巴黎举办的世博会，西伯格成功展出了他们的“电动扶梯”(Escalator)产品，并获得了一等奖。1910年买下了西柏格专利的奥蒂斯，之后又买了雷诺的公司。1920年,奥蒂斯把二者的策划归纳，成为现在扶梯的根本设计。1922, 奥蒂斯公司建立了世界上第一个现代化的自动扶梯, 水平楔槽式梯级连接梳齿板, 之后被其它扶梯制造商所沿袭。2002年4月17日至20日,三菱电机公司在第5届中国国际电梯博览会上展出了倾斜段高速运转的自动扶梯样式。可伸缩驱动架铰链结构在运行时会使距离产生变化, 从而使其速度也发生变化。使乘客更安全和平稳的上下扶梯。
随着社会的发展，自动扶梯技术也越来越成熟。所有的自动扶梯行业进入雨后春笋，在改革开放的大趋势，中国扶梯行业日趋成熟。
1.3课题的研究现状
现在，在我国，世界各大电梯公司都有合资企业，如三菱、奥蒂斯、东芝日立、通力等。而如下的几家在我国交通型市场中起到了很大的作用：
OTIS公司主要以510OSE型的扶梯为自己的主要生产产品，这种扶梯可以最高升起12米，简洁的外观给人以深厚的安全感。它的产品在轨道交通上的应用实例为上海地铁一号线。
SCHINDLER公司主要以SC9700和SC9300型自动扶梯为主要的生产产品，其最高可以提升人到50米处，外观简单小巧。有4种驱动方式，3中的扶手传送带给客户区自主选择。它的产品在轨道交通方面的应用为上海轻轨明珠线、北京地铁复八线、香港荃湾交通线等。
KONE公司的主要以生产TRANS VARIO-RHD型自动扶梯，它能够升高到50米，产品的外观比较精致小巧，品质很高。无链传动的牵引，曳引、减速、传动三者融为一体，行星齿轮传动高效静噪。
1.4自动扶梯的结构
自动扶梯
自动扶梯的中枢部件是两根链条，它们绕着两对齿轮
两组轮子是每个自动扶梯都有的，它们按着两个不同的运行道路运行。上部装置（接近台阶顶部的轮子）与旋转的链条链接，并由处于扶梯顶部的驱动齿轮拉动。其余组的轮子仅仅是沿着轨道滑动，跟在第一组轮子后头。
自动扶梯的轨道是彼此分开的，每一个扶梯的梯级都是平行的。扶梯的上部和下部，轨道也是呈平行状态的，这使得台阶能够展开。每个台阶内部有一连串的凹槽，以便在展平的过程中与前后两个台阶连接在一起。
自动扶梯的电动机除了让主链环旋转之外，还可以移动扶手。扶手不仅仅是围着轮子做循环旋转运动的橡胶输送带。而且输送带还是精密的，可以让自动扶梯的梯级以完全相同速度运行，使乘客感到平稳，不至于摔倒。
自动扶梯系统不像电梯那样能够使人上升几十层楼，但很适用于提供短距离运输。这是因为自动扶梯能够承受非常高的负载。对于电梯，当里面的人满了以后，只有等到电梯到达指定的地方，人都下去了以后才能够再次上人。而自动扶梯不同，它是不断运转的，只要有一个人到达顶端，就可以为一个人腾出位置让人再上。
2自动扶梯控制系统的总体设计方案
2.1控制方案的比较
方案一单片机操控自动扶梯系统。单片机有构造简单、价格比较低、使用方便等长处。一般用于数据采集和工业控制。然而，由于专门为工业现场设计的自动化控制软件不是单片机，因而学习起来有一定难度，不容易掌握。用单片机来实现自动控制，一般会在I/O接口上进行大量工作，抗干扰性能差。
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