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1、 电气控制与电气控制与PLCPLC技术技术课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目： 4 4层电梯电气系统控制层电梯电气系统控制 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间： 2014.6.30-2014.7.112014.6.30-2014.7.11 I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：测控技术与仪器 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级题目4层电梯电气系统控制课程设计（论文）任务设计任务
2、：设计任务：1、电梯上行设计要求1）当电梯停于 1 楼（1F） ，2F、3F、4F 呼叫，则上行到 2F 停 5 秒，上行到 3F 停 5 秒，继续到 4F 碰行程开关后停止；2) 当电梯停于 1 F 或 2F 或 3F，4F 呼叫时，则上行到 4F 碰行程开关控制停止；2、电梯下行设计要求1）电梯停于 4F 或 3F 或 2F，1F 呼叫，电梯下行到 1F 停止；2）电梯停于 4F，而 3F、2F、1F 呼叫，则电梯下行到 3F 停 5 秒，2F 停 5 秒，继续下行到 1F 停止；3、当电梯停,3F 或 2F，4F 或 3F 下呼，2F 或 1F 上呼时，按呼叫顺序执行。设计要求：设计要求
3、：1、分析系统功能，选择合适的 PLC 主机及 I/O 扩展模块，完成行程开关、呼叫按钮、楼层指示灯的选型；2、完成电梯控制系统硬件电路设计；完成 I/O 地址分配；画出 PLC 端子接线图、控制流程图及梯形图；3、根据实验室设备情况，上机调试和模拟电梯运行；4、严禁大篇幅使用 PLC 和扩展模块介绍；5、按规定的书写格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在 4000 字以上。技术参数：技术参数：各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障，没有呼叫时电梯停在1F；控制按钮额定工作电压220V，约定发热电流5A，指示灯额定工作电压220V，功率小于0.4W ，PLC触点寿命次，时间误差0
4、.5S。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。 （2 天）2、确定系统的输入/输出信号和类型，选择 PLC 主机和扩展模块。 （1 天）3、建立 I/O 分配表，完成 PLC 与输入输出信号的外部接线。 （1 天）4、按系统的控制要求，设计系统的梯形图。 （3 天）5、上机调试、修改程序、答辩。 （2 天）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日II摘 要随着时间的发展，高层建筑的增多，电梯已成为我们的室内带步工具。电梯实际上是一个人际交互式的控制，因此系统采用随机逻辑方式控制。本设计的四层电梯采用 C
5、PU224XP 和扩展模块 EM223 组成控制电路核心，继电器和电机组成主电路。通过控制电路的各项功能，来控制电梯的上下行，门的开关，通过各个指示灯的亮灭来显示电梯的运行情况。本设计电梯控制可靠性较高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强。关键词：关键词：电梯； 控制系统； PLC 控制III目录第 1 章 绪论 .11.1 电梯的定义与发展 .11.2 PLC 应用于电梯控制系统中的优点.2第 2 章 课程设计的方案 .22.1 概述 .22.2 系统组成总体结构 .3第 3 章 硬件设计 .43.1 主机及其扩展模块的设计 .43.2 传感器、执行器等其他硬件设备的选择 .63.3 硬件连接
6、.8第 4 章 软件设计 .94.1 系统流程图设计.94.2 梯形图的设计 .11第 5 章 系统模拟调试结果及说明 .19第 6 章 课程设计总结 .21参考文献 .221第 1 章 绪论1.1 电梯的定义与发展 1.1.1 电梯的定义 电梯是一种以电动机为原动力，通过钢丝绳或拉杆等带动货物或乘客进行升降运动的机械装置。从运行方向上可分为垂直式双向运行和倾斜式单向运行;从用途上分为客梯、货梯、医用梯、杂物梯、观光梯、车辆电梯、建筑电梯、船舶电梯和特殊用电梯；从驱动方式上可分为交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮电梯、螺杆电梯和直线电梯;从速度上分为低速梯、中速梯、高速梯和超高速梯;从有无司机
7、可分为有司机电梯、无司机电梯和有/无司机电梯；从操控上分为手柄式、按钮式、信号式、集选式、人机对话式、并联控制和智能群控等；从外形上可以分为扇形、三角形、方形和圆形等；从视觉上可以分为观光电梯和封闭电梯。1.1.2 电梯的发展我国电梯发展于上世纪 50 年代，起步晚，但发展快。大致可分为两个阶段，第一阶段为 1950-1979 年，在这 30 年，我国共生产安装电梯约 1 万台;第二阶段为改革开放至今，电梯进入了高速发展阶段，仅 2007 年就达到 21.6 万台。 随着我国改革开放的不断深入，经济技术的不断发展，我国电梯制造业吸取了大量国外先进技术、先进制造工艺、先进设备、先进的科学管理和服
8、务水平，使我国电梯工业又取得了巨大发展，不仅产品数量连续多年成倍增长，产品质量和种类也明显提高。进入 21 世纪以来，我国已成为世界电梯制造和需求大国。世界上绝大多数品牌电梯制造商都先后在我国建立了独资或合资企业，使电梯的控制和驱动技术达到了国际先进水平，并先后向市场推出了一批耗能小、效率高、速度快、平层和舒适感好的交流调速电梯、直流高速电梯（包括机群控制电梯） 。由于我国电梯发展速度快、品种杂、厂家多、技术参差不齐，为了进一步规范电梯市场，使其保持健康、快速和有序的发展，通过参照发达国家电梯先进标准和结合我国国情，以及我国电梯的发展特点，我国颁布了一批新的电梯行业标准。目前，我国注册电梯公司
9、已达 400 家，但美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、日立、富士达、东芝等 13 家大型外企占据我电梯市场 80%的份额，销售额达 85%。我国自主品牌近年来虽然得到快速发展，但是，生产技术2还相对落后，产品的质量和性能不高，管理和服务不到位，市场占有率低且停留在中、低端产品，因此，面对国外巨头的步步逼近，生存状况堪忧。随着电力电子技术、计算机技术、材料技术和微电子技术的不断发展，电梯控制技术在不断的更新，从原先接触器继电器控制发展为单片机或 PLC 控制，从交流变极调速发展为变压变频调速，从直流有刷调速发展为直流无刷调速，从手柄控制发展为按钮控制，从信号灯显示发展为数字显示
10、。1.2 PLC 应用于电梯控制系统中的优点 PLC又称可编程控制器，是以微处理器为核心，在传统的接触器继电器控制技术的基础上，结合了计算机技术、自动化技术和通讯技术的一种新型工业控制装置具有结构简单、使用方便、运行可靠等优点，具有运算、控制、通信、编程和诊断等功能，被广泛应用于各种工业控制和生产过程的自动控制领。2第 2 章 课程设计的方案2.1 概述2.1.1 系统功能分析本次设计主要是综合应用所学知识，设计 4 层电梯电气系统控制，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“电气控制与PLC 技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握低压电器和 PLC 技术设
11、计系统的基本方法。应用场合:现在电梯在在现实生活中应用非常广泛，比如：高层住宅、宾馆、商场、大型公司、学校、医院、政府办公楼、各种大型的应用场所都能看到电梯的应用。系统功能介绍:1、电梯上行要求1）当电梯停于 1 楼（1F） ，2F、3F、4F 呼叫，则上行到 2F 停 5 秒，上行到3F 停 5 秒，继续到 4F 碰行程开关后停止；2) 当电梯停于 1F 或 2F 或 3F，4F 呼叫时，则上行到 4F 碰行程开关停止；2、电梯下行要求1）电梯停于 4F 或 3F 或 2F，1F 呼叫，电梯下行到 1F 停止；2）电梯停于 4F，而 3F、2F、1F 呼叫，则电梯下行到 3F 停 5 秒，2
12、F 停 5 秒，继续下行到 1F 停止；3、当电梯停,3F 或 2F，4F 或 3F 下呼，2F 或 1F 上呼时，按呼叫顺序执行。使用人通过相应的指令操作，可以控制操控电梯的升降。电梯即可载人又可载物。2.1.2 确定方案方案一：采用 S7-200 系列的 CPU226 为控制核心（I/O 点数 24 输入/16 输出） ，考虑到没有模拟量输入的 I/O 用 EM235（模拟量 4 输入/1 输出）经行扩展采用压力传感器和一系列手动控制按钮、接触器、行程开关、LED 显示灯等来控制 2 组 4 个电机，来实现电梯载人载物的上下行。方案二：采用 S7-200 系列的 CPU224XP(6ES-
13、214-2BD23-0X88AC/DC/Relay，I/O点数 14/10)继电器输出为控制核心，考虑到 I/O 点数不足，再采用输入/输出混合扩展模块 EM223（6ES.722S-1PH22-0XA8,8 入/8 出）经行扩展。3综上两种方案设计，从 I/O 点数的要求具有一定的冗余，考虑到本设计需要的输入/输出角度，CPU226 刚满足设计需要冗余不足，而方案二满足冗余要求。从经济角度分析，CPU226 的价格远高于 CPU224 加 EM223 的价格，为节约成本，保证质量，符合设计要求，故选用方案二。2.2 系统组成总体结构该四层电梯系统由 CPU224XP 和扩展模块 EM223 组成控制核心，手动操控由电梯外呼梯按钮，电梯内呼梯按钮，电梯内开关门按钮。前输入还有由压力传感器设计的超限装置输入，以及行程开关的平层输入。输出部分由楼层显示灯，呼梯指示灯，开关门电机控制，电梯上下行的方向指示一起组成整个电梯自动控制
