自动生产线两层式升降电梯的自动化设计

图为升降电梯的机械升降机构。

第页升降电机上部定轮升降机构遮光板电动抱闸下部定轮图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。

图是电梯升降机构与电梯井架的组合。

对重装置未画出第页升降动轮下部定轮电动抱闸上部定轮升降机构升降电机遮光板图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所示。

对重装置未画出第页电动抱闸遮光板吊篮入口光电传感器吊篮电机吊篮内部光电传感器反光板反光板升降机构升降动轮下部定轮上部定轮升降电机遮光板图自动电梯吊篮输送机构和入口传送带的组合如图所示。

对重装置未画出第页电动抱闸吊篮电机反光板反光板升降机构升降动轮下部定轮上部定轮升降电机生产线启动使能信号生产线光电传感器楼生产线传送带电机反光板楼车间生产流水线传送带流动方向楼入口电机反光板流动方向反光板楼出口电机楼出口光电传感器流动方向流动方向楼车间生产流水线传送带楼生产线传送带电机遮光板反光板遮光板图自动电梯吊篮输送机构和出口传送带的组合如图所示。

对重装置未画出第页电动抱闸反光板遮光板遮光板反光板楼生产线传送带电机楼车间生产流水线传送带流动方向流动方向楼出口光电传感器楼出口电机反光板流动方向反光板楼入口电机流动方向楼车间生产流水线传送带反光板楼生产线传送带电机生产线光电传感器生产线启动使能信号升降电机上部定轮下部定轮升降动轮升降机构反光板反光板吊篮电机图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的三相交流鼠笼式电机，设计电梯升降机构电机为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样大小。

这样设计的目的在于，因为升降电梯在二楼之间来回运动运送产品，但二楼的入口传送带和出口传送带的工作状态为二选。

即当其中个输送带的电对重装置未画出第页机处于工作状态下，另外台电机则处于停止的状态。

这样就可以使用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所示。

图图中和为西门子系列变频器，ⅠⅡⅢ和Ⅳ分别为自动升降电梯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。

为西门子，为交流接触器。

所有的变频器和交流接触器工作状态都由集中控制完成，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，当电梯在楼时由变频器向电机Ⅰ提供动力驱动，可以是正转也可以是反转。

当电梯在二楼时由变频器向电机Ⅱ提供动力驱动，可以是正转也可以是反转。

变频器向Ⅲ电机提供动力驱动，当电梯在楼时正转，在二楼时反转。

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。

ⅠⅡⅢⅣ第页交流接触器的的互锁状态如下交流接触器机械电气互锁，交流接触器机械电气互锁，交流接触器机械电气互锁，交流接触器机械电气互锁，交流接触器机械电气互锁。

同时交流接触器组和交流接触器组电气互锁，交流接触器电气互锁，交流接触器电气互锁，交流接触器和交流接触器组电气互锁，交流接触器和交流接触器组电气互锁。

详细的互锁组合和互锁意义如表所示。

第组交流接触器第二组交流接触器互锁状态注释含义机械电气互锁防止工频正反转短路二选机械电气互锁防止工频变频同时接通二选机械电气互锁防止工频变频同时接通二选机械电气互锁防止工频正反转短路二选机械电气互锁防止工频正反转短路二选电气互锁防止工频变频同时接通四选电气互锁防止工频变频同时接通三选电气互锁防止工频变频同时接通三选电气互锁防止变频同时接通二选电气互锁防止工频同时接通二选表图中交流接触器停止位的局部放大图。

吊篮电机反光板反光板生产线启动使能信号生产线光电传感器楼生产线传送带电机反光板楼入口电机反光板遮光板遮光板图图为自动电梯楼停止位的局部放大图。

反光板遮光板遮光板楼生产线传送带流动方向楼出口光电传感器楼出口电机反光板反光板反光板吊篮电机图第页自动升降电梯自动运行步骤设计自动升降电梯将产品从楼箱二楼输送，在返回楼。

整个控制程序采用步进控制编写。

具体步骤如下。

第步楼生产线使能，系统判断吊篮位置，传送第件货物进入吊篮。

同时传送第二件货物到楼进口输送带上等待下传送周期被第二件货物挡住后停止前行。

吊篮电机正转第二步判断升降机构是否可以升降吊篮入口光电传感器是否由货物挡住，向上举升货物至二楼。

升降电机正转第三步判断二楼出口输送带是否堵塞是否被挡住，向电梯外输送货物。

吊篮电机反转第四步判断升降机构是否可以升降吊篮入口光电传感器是否由货物挡住，向下返回楼。

升降电机反转下周期开始，根据以上四步步进控制顺序设计主要输入输出点如表和表所示。

输入点编号注释自动运行检修运行系统启动系统停止紧急停止变频器故障变频器故障变频器故障楼入口光电传感器轿箱内吊篮入口传感器轿箱内吊篮内部传感器楼出口光电传感器电梯井高位传感器电梯井低位传感器外部生产线使能表注表中主要输入点元气件在图图和图中查找对应。

第页输出点编号注释变频器正转输出变频器反转输出变频器正转输出变频器反转输出变频器正转输出变频器反转输出交流接触器工作交流接触器工作交流接触器工作交流接触器工作抱闸电磁铁机构松闸表注表中主要输出点元气件在图中查找对应。

变频器输出方式与交流接触器的组合对应电机ⅠⅡⅢⅣ的运动状态如表所示。

输出点组合注释楼输送带电机正转Ⅰ电机吊篮电机正转Ⅲ电机升降电机正转Ⅳ电机楼输送带电机反转Ⅱ电机吊篮电机反转Ⅲ电机升降电机反转Ⅳ电机表在步进顺序的设计上，为了避免因为误挡光电传感器而发生设备误动作，应该选择西门子中专门的顺控继电器来编写升降电梯的步进程序。

步进程序主要步骤如下图所示。

第页出货下降入货上升松抱闸升降电机反转楼出口输送带反转吊篮输送带反转松抱闸升降电机正转楼入口输送带正转吊篮输送带正转启动图步进程序主要步骤程序编写如下图所示。

第页上电置位初始步触摸屏复位置位初始步自动态启动运行生产线使能第零步第零步结束第步吊篮电机正转升降电机正转第二步第步结束楼入口输送带电机正转判断吊篮能否提升第页判断楼出口输送带是否堵塞第二步结束第三步吊篮电机出货完成吊篮电机反转楼出口输送带电机出货完成楼出口输送带电机反转判断吊篮能否下降第三步结束第四步第页第四步结束判断周期结束升降电机反转图注这里为了能使表达更为清楚，步进顺序间的转换没有加时间延时。

在实际程序编写中为了使设备在转换动作时更加平稳，应该注意步进转换之间的时间延时。

在第步步进程序里，楼入口输送带电机正转输出由于第步的结束而停止，这时入口输送带上的产品不定正好挡住入口传送带光电传感器。

这样会造成在升降机吊篮上升后，楼入口输送带上的产品不定能够排成队列等待输送。

为了解决这个问题，需要在上述步进程序外编写条关于楼入口输送带输出的语句，这里是关于输出点和的双线圈输出。

在步进程序中，可以考虑使用双线圈，但要慎重使用。

其语句为升降电梯精确平层的电气控制设计如图和图所示，升降电梯吊篮和楼传送带和二楼传送带的平层控制上，采第页用了电梯井高位传感器和低位传感器来控制轿箱的停止参见图升降电机正转升降电机反转。

这里存在个问题，如果电梯井高位传感器和电梯井低位传感器在升降电机运行时发生误动作。

或者由于光电传感器的老化输出滞后或是由于输入响应滞后等问题会造成电梯轿箱吊篮停止位置的偏差积累。

即吊篮在电梯运行段时间后其停止位置会越来越高或者越来越低，甚至有可能发生电梯轿箱冲顶或者撞底事故的发生。

为了解决这个问题应当在程序中加入高速脉冲计数，使用计数器来准确判断电梯轿箱的停止位。

在硬件配置上需要在升降电机的转子轴上加配旋转编码器，如图和图所示。

旋转编码器电动抱闸上部定轮升降电机图旋转编码器图在输入点的设计上，注意预留输入点或者作为编码器高速计数输入，具体用法参见西门子编程手册。

旋转编码器的选择可以是双相脉冲编码器，也可以是单相脉冲编码器，在程序中可以选择带有增减计数脉冲的双相计数器，也可以选择带有内部方向或带有外部方向控制的单相计数器。

旋转编码器可以是增量型编码器也可以是绝对值编码器，选择上面很灵活，具体的编码器选择应和程序中高速计数器运行模式和系统控制字相结合，具体方法参见西门子编程手册。

下面表给出旋转编码器和高速计数器及系统控制字的种可能组合。

电机旋转编码器第页内容说明特征旋转编码器增量型单相高速计数器外部方向控制单相计数运行模式脉冲计数方向复位控制字或初始值预制值根据二楼之间距离定表在程序中通过调用中断号为的中断子程序来使升降电机停止正转或反转，以达到轿箱精确平层的目的。

在高速计数器和旋转编码器的选择和配置上可以灵活掌握，在外部输入点数量紧张的情况下，可以采用高速计数器内部方向控制来完成增减计数。

也可以不用增减计数，直接在程序中步进转换时复位高速计数器来完成升降电机的正反转控制。

对升降机构电磁机械安全抱闸的控制设计升降机构的电磁安全抱闸机构如图所示，其工作原理为当升降电机开始正转或者反转时电磁抱闸电磁铁得电松开抱闸，使得