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1、 课程设计说明书 课 程 名 称: 电气控制设备课程设计 课 程 代 码: 9127028 题 目:基于PLC四层电梯控制系统 学 生 姓 名: 万 涛 学 号: 210 年级/专业/班: 2012级电气自动化2班 学院(直属系) : 应用技术学院 指 导 教 师: 徐 全 课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表学生： 万 涛 学号： 210 年级/班： 2012级2班所属学院(直属系)： 应用技术学院 所在专业： 电气自动化技术项目分值优秀(100x90)良好(90x80)中等(80x70)及格(70x60)不及格(x60)评分学习态度15学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任
2、务书中规定的进度开展各项工作学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度技术水平与实际能力25设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准
3、确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题论文(计算书、图纸)撰写质量60结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规化要
4、求；图纸比较工整容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规化要求；图纸不工整或不清晰成绩评定：指导教师签名：徐全 2014 年 7 月 1 日学院名称： 应用技术学院 专业： 电气自动化技术 年级： 2012级 基于PLC的电梯控制控制系统设计一、选题背景及题目来源在现代城市的高速发展中，一幢幢高楼拔地而起，电梯的广泛应用已成为城市物质文明的一种标志。电梯作为不可缺少的垂直运输设备，已与人们的日常生活密不可分。在计算机技术、自动控制技术和电力电子技术飞速发展的今天，电梯也随之进入了新的发展时期。因此我们需要更多的研究一种可靠稳定的电梯控制系统。工业生产实际应用项目，可在天科TKPLC
5、-A实验装置液体混合模拟实验区完成模拟实验。二、训练目的（1）通过使用各基本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；（2）学会绘制电气原理图及接线图；（3）选择电气元器件；（4）完成系统硬件和软件设计；（5）完成模拟实验；（6）编写技术文件。三、要现的功能电梯由安装在楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵容为电梯运行方向。电梯轿厢设有楼层选按钮S1-S4,用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示，SQ1-SQ4为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼
6、叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），按一层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从三层运行到一层），按三层上升呼叫按钮无效，以此类推。四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置五、设计任务（1）根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；（2）绘制电气原理图及PLC I/O接线图；（3）设计软件系统；（4）组成控制系统；（5）进行系统调试，实现（三）所要求的控制功能，完成模拟实验。（6）撰写课程设计说明书。六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、S7-200可编程序控制器手册，西门子技术服务中
7、心，省机械研究，2000.93、现代电器控制及PLC应用技术第2版，王永华，航空航天大学，指导教师： 签名日期： 年 月 日word格式. 目录摘 要1引 言1第一章、概述21.1、电梯21.1.1、电梯发展21.1.2、电梯的控制31.2、PLC与电梯的结合4第二章：设计方案52.1、方案设计原则52.2、系统整体设计方案5第三章、系统的硬件设计73.1、电梯部分73.1.1、电梯的主要组成73.1.2、电梯的安全保护装置73.2、PLC控制部分83.2.1、PLC的选型83.2.2、PLC的I/O口分配123.3主电路的设计13第四章、系统的软件设计14第五章、软件程序调试实验19总 结1
8、9【参考文献】19附录120摘 要本设计将PLC应用于四层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。该电梯控制系统具有指层、厅召唤、选层选向、手动和自动等功能，具有集选控制的特点。在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作原理，阐述了PLC的优点及特点，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计，研究并提出了基于PLC电梯控制系统设计的实现方案，最后对本论文的研究容进行了总结。关键词：PLC、控制、四层电梯引 言随着城市建设的不断发展，
9、高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国厂
10、家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。第一章、概述1.1、电梯电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，亦称垂直电梯（英语：Elevator / Lift），在马来西亚、新加坡和俗称“”（lift的译音）。垂直电梯装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。电梯也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯，亦称电动扶梯（英文：Escalator）、行人电梯、扶手电梯等。 电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备，运行在至少两列垂直的或倾斜角
11、小于15的刚性导轨之间。具有轿厢的电梯，其轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。1.1.1、电梯发展电梯的起源要从公元前2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机都是以人力作为能源的。直到1203年，法国的一个修道院安装了一台起重机，所不同的地方是该机器是用驴作为动力的，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行吊起，这样的方法一直用到了近代，在1800年后，才有一个煤矿主利用起重机在矿洞里运送煤。 几百年来人们制造过各种各样的升降机，但它们都有缺陷：在升降过程中起吊绳断裂时，升降机便会急速地坠落下来，这样会非常不安全。1854年奥的斯设计了一种制动器：将一个货车用的弹
12、簧和一个制动杆安装在升降机的平台顶部，与升降机井道两侧的轨道连接起来，把起吊绳与货车弹簧连接起来，这样仅是起重平台的重量就完全能把弹簧拉开，避免与制动杆接触。如果起吊绳断裂，货车弹簧就会将拉力减弱，两端立刻与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定而不再继续下坠。这台安全的升降机的成功发明使得奥的斯成了人们注目的中心。“安全”的概念不仅开创了升降机工业，而且也为些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计打开的通路。 但真正的电梯应该是在20世纪初才出现的。 国际上无机房电梯已经经历了四代，第一代无机房电梯诞生在意大利，其诞生的主要原因是欧洲对古建筑的保护以及与液压电梯的竞争。主要原理是电梯主机
13、跨井道底置，即只有一个轮子在井道里，第二代无机房电梯也是井道底置，但是将主机全部搬进了井道，第三代无机房电梯为上置式，主机主要放置的形式为放在导轨上，而第三代至第四代无机房电梯的过渡产品为主机搁置于导轨顶部。 由于安全隐患严重，目前在欧洲的大多数国家基本上把前两代无机房电梯都淘汰掉了，所以1997年以后几乎就没有欧洲的公司再生产前两种电梯了。第三代无机房电梯则属于改变前两代无机房电梯特点的新型电梯。但是很多问题仍旧没有得到很好的解决，例如主机放在厢顶的安全问题和噪音很大，所以在欧洲也没有得到十分好的发展。 只有通力的电梯在第三代无机房电梯得到了发展。但通力的产品虽然有了一些技术上的突破，特别是
14、主机的突破应该说对无机房的普遍应用提供了十分好的机会，但是共振共鸣问题仍然没有彻底解决，这是一个重要的技术缺陷。而且这项技术限制了电梯的提升速度和提升高度。 第三代至第四代过渡产品主要是OTIS， OTIS与第三代的无机房电梯另一个区别就是使用它的主机是轴式马达，轴式马达可以节省顶层空间，但因为它的结构不同，所以顶层高度还不能最小，此外轴式马达的另一个缺点是不节能，并且主机的寿命可能会缩短。第四代无机房电梯就从根本上解决了前三代无机房电梯的缺陷，第一是安全隐患得到了解决，第二是共振共鸣问题的解决，第三是速度上只要主机生产企业能够供应，提高高度及速度不存在技术问题。所以第四代无机房电梯是目前世界上最先进的无机房电梯1.1.2、电梯的控制电梯电气控制技术是一个综合性的系统技术，包括控制器、传感器和调速方法等多种技术。本文系统分析了这些技术方法的发展历史并对它们进行了分类总结。通过分析可知，在电梯电气控制节能、效率以及控制器性价比等方面还存在许多不足，须要进一步研究探讨。自从电梯发明以后，电梯电气控制技术越来越收到人们的重视。电梯电气控制技术主要体现在电梯电气控制系统的设计上。电梯的电气控制主要是对各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号进行管理，使电梯正常运行或处于保护状态，发出各种显示信号。电梯的电气控制，过去采用继电器逻辑线路，一般
