自动升降电梯自动控制系统自动升降电梯自动控制系统概述随着变频技术和PLC控制技术的发展，工厂中的自动化生产线也越来越多，由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况，要求一些生产线需要配置相应的物件提升装置。

以前在工厂中经常看见一些升降机械，这些升降机械很多由工频电机直接带动运行，电气控制部分一般都很简单，多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。

这些升降机械存在一些明显的问题，如启动停止和运行不平稳，升降运动过程动作不可靠，自动化程度不高，故障率较高，设备能耗高，无法应急运行，存在安全隐患等等。

基于这些问题使得这些升降机械很难在工厂生产中发挥高效率的作用，同时也使得国内这些生产的升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用，也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。

应用西门子S7-200 PLC和西门子MM420变频器组成的升降电梯控制和驱动系统，可以完成对升降电梯自动运行的智能化控制和管理，可以根据生产线的实际生产需要和具体工艺要求自动调整升降方向和速度快慢。

也可以在变频器发生故障时自动将发生故障的电机切换到工频状态应急工作，系统设有西门子TP170A触摸屏，可以向工作人员提示设备的状态和故障信息。

整个系统自动化程度高，应用范围广，可以在多个行业与国内外各型生产线配套使用。

自动升降电梯机械系统和自动控制系统概述1．自动升降电梯机械系统的组成：自动升降电梯的机械系统由电梯入口和出口传输机构，轿箱内部吊篮传输机构，轿箱升降机构，电梯厅门安全机构和升降电机安全抱闸机构组成。

电梯入口和出口传输机构用于将生产线上的产品向电梯内或电梯外传送。

轿箱内部吊篮传送机构用于将产品传入或传出轿箱。

轿箱升降机构用于提升电梯轿箱或下降电梯轿箱。

电梯厅门安全机构用于在电梯轿箱升降过程中关闭电梯井厅门入口，防止安全事故发生。

升降电机安全抱闸机构用于在电梯轿箱停止运动时抱住升降电机主轴，防止电梯轿箱在停止运动时发生上下滑动，避免由此而产生的安全事故。

2．自动升降电梯的自动控制系统的组成：自动升降电梯的自动控制系统由程序逻辑控制器PLC，外部光电传感器，触摸屏，变频驱动器，声光报警灯和检修手动盒等元气件组成。

程序逻辑控制器PLC采集外部输入点的输入信号，如启动停止信号，各个光电传感器的状态信号，各限位开关的输入信号，人机界面上的输入信号，经过逻辑判断和运算后输出相应输出信号，控制电气系统中的相应交流接触器和变频器动作。

来完成将一层楼的产品自动的转移到另外一层楼的生产线上。

3．自动升降电梯的工作原理和控制要求：自动升降电梯的工作状态分为自动运行状态和检修操作状态，两个工作状态相互独立彼此分开。

当升降电梯处于自动运行状态下时，要求检修操作盒的所有按钮无效，同样当设备处于检修状态下时要求来自系统外部的控制信号无效，此时系统只能通过检修手动盒点动检修。

在自动运行时要求升降机能够将一层楼的产品自动的传送到另外一层楼的生产输送带上，并自动返回到出发点进行下一个工作周期。

这个过程当中要求PLC能根据外部生产线的速度自动调节升降机的运转速度。

要求升降机的轿箱能够准确平层，能够判断进出口堵塞情况的发生，能够自动的连续点动正反转，以自动消除进出口的堵塞现象，减少不必要的停机发生。

同时要求升降系统能够多楼层多顺序的传送运行，能根据生产需求调整传送方向。

要求系统有可靠的安全保护，能避免设备安全事故的发生。

要求设备具有应急运行功能，减少因设备故障造成的生产线停机。

在操作上要求通过人机界面能够方便地修改参数，记录生产情况和报警信息，要求在触摸屏上复位报警和点动功能。

能够设置管理人员密码，能够记录生产批次和生产数量，具有历史数据查询功能。

自动升降电梯机械系统的结构组成自动升降电梯的传输机构分为入口输送带，出口输送带和电梯轿箱吊篮传送带。

分别与各楼层的生产线输送带连接。

图1－1为：自动升降电梯入口输送带与吊篮输送带和生产线输送带的组合。

图1－1其中电梯入口输送带采用工业输送带，生产线输送带采用皮带式输送带，加置皮带张紧装置，入口输送带可以根据需要正反转。

电梯轿箱吊篮传送带采用链条传动多个金属输送辊组成的辊道式传送带，机械结构牢靠，抗撞击能力强，正反转动作可靠，其作用是连接电梯入口传送带或出口传送带。

图1－2为：电梯轿箱吊篮内送辊道式输送带示意图。

图1－2图1－3为：自动升降电梯出口输送带与吊篮输送带和生产线输送带的组合。

图1－3其中电梯出口输送带采用工业输送带，生产线输送带采用皮带式输送带，加置皮带张紧装置，出口输送带可以根据需要正反转。

而电梯轿箱吊篮内送辊道式输送带则与电梯升降机构组合，在各楼层之间上下运动，输送货物。

图1－4为：升降电梯的机械升降机构。

对重装置未画出图1－4升降电梯的机械升降机构由升降电机，电动抱闸，链条和升降部分组成。

图1－5是电梯升降机构与电梯井架的组合。

对重装置未画出图1－5在自动升降电梯吊篮内，吊篮输送机构与电梯升降机构的组合如图1－6所示。

对重装置未画出图1－6自动电梯吊篮输送机构和1F入口传送带的组合如图1－7所示。

对重装置未画出图1－7自动电梯吊篮输送机构和2F出口传送带的组合如图1－8所示。

对重装置未画出图1－8自动升降电梯的电机驱动系统的组成可以根据生产线的实际情况，来设计上述各输送带和电梯升降机构驱动电机的功率大小。

本设计中采用电梯输入口，电梯输出口和吊篮电机都为0.75KW的三相交流鼠笼式电机，设计电梯升降机构电机为1.5KW三相交流鼠笼式电机。

各个电机功率可以根据实际的情况来设计，但在设计电梯入口，电梯出口和吊篮内输送带电机时，要求将这三处的输送带驱动电机功率设计为一样大小。

这样设计的目的在于，因为升降电梯在一二楼之间来回运动运送产品，但一二楼的入口传送带和出口传送带的工作状态为二选一。

即当其中一个输送带的电机处于工作状态下，另外一台电机则处于停止的状态。

这样就可以使用一台变频器来驱动多个楼层电梯入口或出口的输送电机，以达到减少硬件设备的投入。

吊篮内输送带的驱动电机和变频器的功率尽量选择和电梯出入口输送带驱动电机同等功率，这样做的目的在于减少变频器和输送带驱动电机的型号差别，方便设计，同时也方便安装、调试和以后的设备检修与维护。

电梯升降机构的驱动电机和变频器的功率容量根据产品的实际质量、升降机构的机械效率和安全系数来确定。

所有升降电梯上使用的变频器选用西门子MM420系列通用型变频器。

升降电梯变频驱动系统的结构示意图如图2－1所示。

图2－1图2－1中1＃、2＃和3＃为西门子MM420系列变频器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为自动升降电梯1楼入口输送带电机、二楼出口输送带电机、轿箱吊篮输送带电机和升降机构电机。

PLC为西门子S7-200 226CPU，1～12为交流接触器。

所有的变频器和交流接触器工作状态都由PLC集中控制完成，同时为了避免工频正反转输出时发生短路事故，在工频正反转输出的交流接触器上实施电气和机械互锁的安全措施。

为了避免变频器输出时和工频输出短接，或者为了避免1＃变频器输出时Ⅰ和Ⅱ电机同时的电，在各个交流接触器之间加设电气互锁和必要得机械互锁。

当升降电梯处于自动运行状态下时，当电梯在1楼时由1＃变频器向电机Ⅰ提供动力驱动，可以是正转也可以是反转。

当电梯在二楼时由1＃变频器向电机Ⅱ提供动力驱动，可以是正转也可以是反转。

2＃变频器向Ⅲ电机提供动力驱动，当电梯在一楼时正转，在二楼时反转。

3＃变频器向Ⅳ电机提供动力驱动，当电梯上升时正转，下降时反转。

交流接触器的的互锁状态如下：交流接触器1、2机械＋电气互锁，交流接触器3、4机械＋电气互锁，交流接触器5、6机械＋电气互锁，交流接触器8、9机械＋电气互锁，交流接触器11、12机械＋电气互锁。

同时交流接触器组1、2和交流接触器组3、6电气互锁，交流接触器3、6电气互锁，交流接触器4、5电气互锁，交流接触器7和交流接触器组8、9电气互锁，交流接触器10和交流接触器组11、12电气互锁。

详细的互锁组合和互锁意义如表2－1所示。

第一组交流接触器第二组交流接触器互锁状态注释含义1 2 机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一3 4 机械＋电气互锁防止工频变频同时接通二选一5 6 机械＋电防止工频变频二选气互锁同时接通一8 9 机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一11 12 机械＋电气互锁防止工频正反转短路二选一1、2 3、6 电气互锁防止工频变频同时接通四选一7 8、9 电气互锁防止工频变频同时接通三选一10 11、12 电气互锁防止工频变频同时接通三选一3 6 电气互锁防止变频同时接通二选一4 5 电气互锁防止工频同时接通二选一表2－1图2－1中交流接触器1、2、4的组合目的为了当1＃变频器发生故障时或者设备处于检修状态时，可以通过工频驱动的方式应急运行电动机Ⅰ，而且保留了电机Ⅰ的正反转功能。

同理交流接触器1、2、6的组合，交流接触器8、9的组合，交流接触器11、12的组合目的是为了能够实现工频驱动电机Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ正反转。

自动升降电梯自动化控制系统的组成自动升降电梯的工作状态分为自动状态和维修工作状态，这两种工作状态互相独立、彼此分开，目的在于确保控制回路的输出的唯一性，避免发生类似双线圈输出的情况，杜绝事故的发生。

整个升降电梯自动化控制系统的组成由核心控制元件PLC、空气开关、电机马达开关、交流接触器、触摸屏、开关、按钮、指示灯、报警器和外部光电传感器等元部件组成。

其中由面板旋钮开关或带锁的钥匙旋钮开关选择整个系统的工作状态，通过状态安全继电器的得电或失电来区分自动运行和手动运行的输出电源的通和断。

这样就使得系统只有在自动运行状态下时PLC的输出端子才有输出电压，当系统在手动运行状态下时，PLC输出端子上无输出电压。

马达开关作用为当系统指令电机以工频方式工作时，起到保护电机的作用。

人机界面能够方便操作人员对设备进行操作和监控，同时实时显示设备工作状态，记录生产产量和班产批次等历史数据。

报警灯由多级柱装灯塔组成，不同颜色代表不同意义。

设备外部设有多个光电传感器，向PLC传输外部状态信号，指示自动电梯的工作状态。

自动化控制系统中的安全部分的紧急停止按钮拥有最高的设备输出中止权，即无论在手动还是自动状态下，只要紧停按钮被按下，设备都会立即停止任何动作。

电梯井除了在高处和低处安装了感应电梯吊篮位置的光电传感器，还在井架极限高位和极限低位安装了机械式的行程限位开关，确保电梯轿箱不发生冲顶和撞底的事故。

在1楼电梯进口输送带和2楼电梯出口输送带上分别安装有1个光电传感器，用来检测运输的产品。

在轿箱吊篮内输送带上安装有2个光电传感器，用来检测运输产品的进出情况。

由于生产线的情况决定了在自动升降电梯的自动化控制系统中需要设立主控制柜，和现场分控制箱。