自动扶梯驱动机及其控制系统设计.docx

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1、自动扶梯驱动机及其控制系统设计摘要自动扶梯现在被广泛的应用在大型车站，码头，商场，机场等场所、地铁和其他人员聚集的地方。随着科学技术的发展，自动控制技术在电梯上得到了越来越广泛的应用，其中最常用的就是自动人行道系统。为固定电动驱动装置，有台阶循环运行，用于上下倾斜载客。随着人们对乘坐舒适性要求的提高，自动扶梯也越来越多地被应用到高层建筑中。自动扶梯属于固定式电动驱动装置，它包括1台特殊结构链式输送机，2台特殊结构带式输送机。该设备安装在垂直升降平台上,可沿着楼梯上升或下降。本实用新型设有一个圆形移动梯，用于上下倾斜，将旅客送至建筑物不同层。该设备包括两个相互垂直的滚筒，其中一滚筒可转动地连接到

2、链条上，另一滚筒与之相对并被支承在平台之上。连续输送机器1台，可接送人上下左右。自动扶梯做为一种机电设备，有机械设备，还有电气设备。在自动扶梯中，控制装置作为其主要组成部分。其设计水平和产品质量直接影响着自动扶梯的使用性能、自动化及运行安全。该项目以自动扶梯运行流程为研究对象，设计了以P1.C为控制方式的控制电路,达到合理，有效地调控。关键词：自动扶梯；电动机；可编程控制器；机电一体化；电气系第一章绪论一、选题背景自动扶梯做为可持续运行客运工具，如今自动扶梯越来越多地使用于客流量大的地方，各大商场，大厦和地铁站等、游乐园里全是，且在火车站，机场等人流聚集场所更是不可或缺。扶梯系统构成图传动装置

3、是自动扶梯的主要组成部分，它的好坏直接决定自动扶梯工作性能，运行工况，使用寿命和节能效益。本文从结构和设计两个方面对自动扶梯进行了分析与研究，并提出了改进建议。自动扶梯上。特别是自动人行道在我国己经得到了广泛的应用和发展。自动扶梯既便于载客，并且它的艺术装饰受到了人们的推崇。以往对自动扶梯牵引一般都是采用常规继电器控制，该电气控制原理比较简单，直观。但是继电器控制方法存在着控制烦琐，接线种类多等内在不足、空间利用率高、故障率较高,维修难度大等问题。另外继电器控制电路中的触点也很多，这样就造成了布线的复杂性、频繁的操作错误和排除故障。受线路控制限制，继电器控制方法难以实现很多额外高级功能。第一章

4、绪论随着自动扶梯自动化程度的不断提高，安全性能也逐渐提升,传统继电控制已经无法满足自动扶梯控制系统高性能的需求。所以在对自动扶梯进行控制的时候，一定要使用一种全新的方法。二、自动扶梯简述自动扶梯由固定电动驱动器驱动，有圆形运动梯，上、下倾，用来接送旅客。它包括一种特殊结构型式带式输送机，带式输送机为连续机械装置，适用于各种高度建筑物间的人员输送。自动扶梯既便于载客，而它的艺术装饰更是深受人们的喜爱。在一些城市里，自动扶梯已经成为一种时尚的交通工具。它们在地铁中得到了广泛的应用、机场、购物中心等客流量较多的场所。（1）自动扶梯的基本参数1 .倾斜的角度定义：台阶运行方向和水平面夹角叫做倾角Exp

5、resSo国家标准对一般倾斜角度有明确规定：自动扶梯上有2个30或者35齿轮。如果是垂直JfF和下降过程中需使用一个以上不同倾角的齿轮来完成整个动作，则要求在每个齿上都要设置一个特定的倾斜角度。是为了保证在提升高度大于6m的情况下进行安全运行，倾斜角选30o2 .额定转速下定义：额定速度表示没有负载情况下梯级沿运行方向的转速，以V、m/s表示。额定速度在自动扶梯中具有重要意义，决定自动扶梯输送能力。一般认为,在设计和使用中，应根据不同类型自动扶梯来确定其额定速度。从输送能力来看，速度尽可能快，但是安全性差。为了提高安全系数，必须降低运行中的最大垂直加速度和水平位移，即要求在不影响安全运输条件下

6、尽量减小坡度，以达到经济合理地使用材料、节约能源及降低成本之目的。越慢越好。因为当电梯运行时,垂直方向上的加速度较大，所以乘客在乘坐过程中容易产生不适感觉。所以国家标准规定，若倾角35时,转速0.45-0.5ms。如果是水平运输,则应选择合适的提升高度。若倾角30o时，转速0.5-0.55ms。对于电梯来说，在垂直方向上增加升或下降的距离就能减小轿厢所受的阻力。若提升高度大，运行速度可适当增加，利于缩短旅客停留时间。3 .理论的运输能力定义：在单位时间内（Ih）运送乘客的人次，用Q表示，单位为人/h。自动扶梯驱动机及其控制系统设计表1梯级名义宽度（m）额定速度（ms）0.50.650.750.

7、64500人/h5850人/h6750人/h0.86750人/h8775人/h10125人/h0.75900人/h11700人/h13500人/h4 .技术性能指标制停距离应在下列范围之内：表2额定速度（ms）制停距离范围（m）0.500.20000.650.30300.750.3550（2）主要优缺点采用自动扶梯客运的好处是：1、输送能力强,没有考虑高度的增加；2.客流匀速，能持续输送乘客；3.可逆的移动是指上升或者下降；4.在断电或者由于失误而不能正常运行的情况下，可用做一般自动扶梯。但存在以下不足。结构内有水平截面,从而有了附加能量损失；2.对自动扶梯来说,在Jfb高度大的情况下,旅客出

8、行时间延长；3.水平面积较大。因自动扶梯水平位移大，其对能源消耗要求较高，并占了建筑较大的比重，造成了高昂的费用。（3）自动扶梯P1.C控制介绍随着自动扶梯自动化程度的不断提高，安全性能也逐渐提升，传统继电控制已经无法满足自动扶梯控制系统高性能的需求。这种可编程控制器的特点是比较小巧、功率价格比大、编程容易等优点。它采用模块化设计思想，将功能部件划分为若干模块并由相应的硬件实现其特定功能，而这些功能模块又与梯速传感器相连。你可以用数字或者模拟的输入输出来实现逻辑，次序，计时等功能、计数、计算及其他各种确定性功能，以控制自动扶梯工作。它可用于电梯轿厢的自动控制以及其他许多方面。所以P1.C（可编

9、程逻辑控制）被广泛应用于控制领域。自动扶梯的电气系统采用P1.C作为控制的核心，通常分三大部分：主第一章绪论电路（Inain）、控制电路（P1.C）及显示电路。一般认为，在设计和使用中，应根据不同类型自动扶梯来确定其额定速度。可以实现Y/对起动，正常起动，维护操作等、级联的安全监测、故障数字显示及其他功能。自动扶梯驱动机及其控制系统设计第二章P1.C可编程控制器的简介及应用一、P1.C可编程控制器的性能特点P1.C应运而生，给工业控制带来革命性跨越。（一）灵活多样就继电器控制系统而言，一大批继电器作为控制器使用。传统的继电器控制方法是采用机械连接方式来实现电气回路与控制程序之间的相互联系。整个

10、系统按照设计电气控制计划进行接线，焊接等、固定和其他人工装配，工艺费时费力。为了提高生产效率和产品一致性，可以对现有的继电器进行改造或升级。如因工艺小改动濡更换电气控制，然后全部原电气控制全部去掉。为了提高生产效率，减少人力成本，我们可以采用可编程控制器代替传统的继电器控制板。可编程控制器利用存储器中的程序实现控制功能。因此在进行电气线路改造时可以不改变现有设备。如需改变控制功能等，只要对程序进行改造，布线少。（二）可靠性和抗干扰能力较强可靠性在工业控制中具有十分重要意义。目前市场上出现的各种工业控制机都有各自不同的特点，它们对复杂的现场环境具有一定适应性。怎样在各种严酷的工业环境与条件中顺利

11、，可靠的工作，并且最大限度地降低故障率,在任何控制器的研制过程中,都必须予以考虑。P1.C的开发者们对此做了很多有用的工作,使得P1.C十分可靠,不会出现故障，因此它被称为“专为适应恶劣工业环境而设计的计算机”。一，前言P1.C是微电子技术的产物,大量开关动作是通过有触点和无触点半导体电路来实现。这种设计方法不仅使控制装置简单可靠而且降低了成本。另外,P1.C还从软硬件上采取如下主要措施以提高可靠性。1 .硬件措施方面必须对电源变压器采取严密的屏蔽措施、CPU与程序员以及其他主要组件，防止外界干扰。对输入输出信号进行适当处理后才能接入系统中。在供电系统与输入线路之间使用了不同的滤波形式；CPU

12、和I/O电路采取了光电隔离措施，本实用新型将内部电路和I/O电路之间电气连接有效地隔离,减少失误,降低故障；软件部分采用硬件加密技术,以保证数据的安全性。采用模块化的结构，可以在出现故障的情况下短期修复。该系统具有良好的可靠性、抗干扰性及可维护性。当模块失效时，可快速替换以恢复系统的正常工作。2 .软件措施等监测程序对停电和欠压等外部环境进行经常性的探测、备用电池电压较低以及强干扰信号的处理及时。在系统发生异常时，首先启动中断程序，然后检查是否有错误代码或数据出现。若发现错误，然后马上把当前的状态保存在内存里，把内存关起来。在启动后，检查内部是否有异常情况出现。禁止在存储器上执行任何动作，为了

13、避免储存的资料被移除。当外界环境出现异常时，系统自动启动报警和复位功能。这就决定了一旦外部环境是正常的，便能回到出错之前，延续原流程工作。当判断出环境不稳定时，可自动启动一个死循环来消除这种不稳定性。建立WDT监控计时器。若程序执行每一个循环都超出了WDT所规定的执行时间，然后说明程序已经进入死周期，并且马上报警。检查程序正确性。强化程序检查核实。一旦发现程序中有任何错误或有其他异常情况发生，应及时通知用户。程序上一旦发生差错，请马上报警，不要再实施。当用户发现系统有问题，或系统发生异常时，应立即关闭计算机。对用户程序以及动态数据进行电池备份，以及当电源发生故障时用备用电池提供电源，为了保证资

14、料不流失。（三）编程简单、使用方便采用微机进行控制J,用汇编语言很难掌握，要求用户对计算机硬件,软件有一定的了解。在实际工作中，由于现场情况复杂多变，很难保证计算机能准确地完成所需功能。并且P1.C使用的是面向控制的流程，以问题为导向进行“自然语言”编程易于掌握。（四）接线方便P1.C的接线只需将输入设备与P1.C输入端子连接即可，把输入设备接入P1.C的输出端子。接线工具只有一把螺丝刀，接线工作是极为简单的，工作量很少。（五）功能强大现代P1.C不但有条件控制，记时，记数等功能、步进和其他控制功能,并可以完成AD,DA变换，数字运算等功能、数据处理与通信联网及生产过程监控。在工业生产中广泛用

15、于实现自动化控制。从而实现了开关量的同时控制，还可控制模拟量；既能控制单台、单条生产线又可以控制1个机群和若干生产线；既可以现场控制J,还可以远距离控制；既能对简单系统进行控制，还可以对复杂的系统进行控制。（六）小巧轻便，便于机电一体化由于P1.C采用半导体集成电路，从而达到体积小，重量轻的目的、功自动扶梯驱动机及其控制系统设计耗低等特点。并且因为P1.C是一种专门用于工业控制的专用计算机,它结构紧凑，结实耐用，体积小，并且因其可靠性高，抗干扰能力强，使其便于装载在机械设备内，从而成为实现机电一体化的十分理想的控制设备Q二、P1.C的结构和工作原理（一）P1.C的结构P1.C包括四大部分：中央计算单元（CPU）,存储器,1/0接口,系统总线。CPU是P1.C的核心,可确定用户输入特定形式的多个指示。基于当前场景1/0信号，输出对应控制命令，执行规定控制任务。内存是存储系统程序及用户程序的。输入/输出通道为P1.C和外部世界进行信息交换提供了渠道。在系统设计中采用可编程控制器作为控制装置，可提高控制系统的可靠性、灵活性、可扩展性及抗干扰能力，同时还能简化设备配置，节约成本。可编程控制器采用I/O接口电路实现。它可将来自不同设备或装置的数据送入到计算机进行处理。可编程控制器的I/O接口电路由其输入输出模块的各种接口端子外部表示，包括编程接口等、存