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1、一 、设计目的课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技
2、术资料的能力。二 、课程设计题目描述和要求2.1 设计题目二层电梯自动控制控制要求1) 采用PLC 构成二层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮SB11 和指示灯H11，二层有下降呼叫按钮SB22 和指示灯H22。一至二层有到位行程开关ST1ST2。电梯内有一至二层呼叫按钮SB1SB2 和指示灯H1H2；电梯开门和关门按钮SB5和SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁YA1 和YA2 控制，关门到位由行程开关ST5 检测。此外还有电梯载重超限检测压力继电器KP 以及故障报警电铃HA。控制信号说明如表1 所示。输入输出文字符号说
3、明文字符号说明SB5开门H1电梯内一层按钮指示灯SB6关门H2电梯内二层按钮指示灯SB1电梯内一层按钮H11一层上升呼叫按钮指示灯SB2电梯内二层按钮H22二层下降呼觉按钮指示灯SB11一层上升呼叫按钮KM1电动机正转SB22二层下降呼叫按钮KM2电动机反转SB7检修开关YA1电梯开门ST1电梯一层到位限位YA2电梯关门ST2电梯二层到位限位HA电梯故障警报ST5电梯关门到位限位SP电梯载重超限检测FR电动机过载保护电热器表1 控制信号2) 楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的响应时，相应指示灯一直接通指示。3) 电梯运行时，电梯开门与关门按钮不起作用，电梯到达停在各
4、楼层时，电梯开门与关门动作可由电梯开门与关门按钮控制，也可延时控制，但检测到电梯超重时，电梯门不能关闭，并由报警电铃发出报警信号。4) 电梯最大运行区间为三层距离，若一次运行时间超过30s，则电动机停转，并由HA 报警。5) 检修开关SB7 接通时，电梯下行停在一层位置，进行检修，其他所有动作均不相应。6) 电梯拖动电动机控制电路有各种常规电气保护，如短路保护、过载保护、正反转互锁等。7) 相关参数： 拖动电动机M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。 指示灯 H：0.25W，DC24V。 电铃 HA：8W，AC220V。 电磁铁 YA：100mA，AC220V。2.2
5、设计要求在课程设计中，学生是主体，为充分发挥其的主动性和创造性，教师引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：1) 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。2) 在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。3) 所有电气图样的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元器件明细表以及图样的折叠和装订。4) 说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。5) 应在规定的时间
6、内完成所有的设计任务。6) 如果条件允许，应对自己的设计线路进行试验论证，考虑进一步改进的可能性。三 、课程设计报告内容3.1 控制任务的分析与输入输出点分配输入输出输入点编号说明输出点编号说明I1.2开门Q0.0电梯内一层按钮指示灯I1.3关门Q0.1电梯内二层按钮指示灯I0.0电梯内一层按钮Q0.2一层上升呼叫按钮指示灯I0.1电梯内二层按钮Q0.3二层下降呼觉按钮指示灯I0.2一层上升呼叫按钮Q0.4电动机正转I0.3二层下降呼叫按钮Q0.5电动机反转I0.4检修开关Q0.6电梯开门I0.5电梯一层到位限位Q0.7电梯关门I0.6电梯二层到位限位Q1.0电梯故障警报I0.7电梯关门到位限
7、位I1.0电梯载重超限检测I1.1电动机过载保护电热器表2 输入输出分配表3.2 PLC接线原理图 3.3 S7-300的硬件组态及程序3.3.1 S7-300的硬件组态1）、单机架硬件组态最多配置8个扩展模块。2）、所必需的硬件材料：名称数量配置型号例电源模块PS1例如PS 307，6ES7 307-1EA00-0AA0CPU模块1例如CPU 313C 例如6ES7 313-5BE00-0AB0SIMATIC 微型存储卡MMC1例如6ES7 953-8LL00-0AA0扩展模块根据需要配置根据需要配置前连接器根据模块数量，分为20针、40针通过螺钉连接的40 针 6ES7 392-1AM00
8、-0AA0固定导轨1例如6ES7 390-1AE80-0AA0编程软件1STEP 7 软件（版本 5.1 + SP 2）编程接口1 PG 电缆 带适当接口卡的PC（CP5611卡）表3 硬件材料表3）、硬件配置注意：1、插槽1为电源模块配置，电源模块如果不选用西门子专用电源模块，插槽1配置为空。2、插槽2为CPU模块配置。3、插槽3为多机架扩展接口模块配置，在单机架配置时为空2、扩展模块必须从插槽4开始配置。3.3.2 程序3.4 设计过程中的注意事项 1） 设计的安全性：产品安全性是设计的基本要求，在设计的过程中要较全面的考虑到各种 故障及相应的解决措施。在程序中要注意使用相应的中断处理和相
9、应的电器连锁，在硬件上要采取机械互锁、机械限位、电气联动、外部传感器、安全继电器等措施和元件来完成安全设计。2） 设计的智能化：自动化设备的设计要求具有相应的智能化设计，当设备发生故障或是动作不协调时，设备能够自动地切换至应急工作态，或是设备能自动的自我调整。这也是为了更加便捷，安全的使用我们所设计的产品。3） 设计的实用性：一个设计的好坏，取决于它是否在安全的前提下便利了人们的生活。这也是设计者们不断推陈出新的目的所在。四 、 总结我们这次的实验本来想做的是三层电梯，在宿舍时就已经把程序大致上写出来了，但是在实验室真正模拟时总是出错。在调试不出后，我们重新编写了两层电梯的程序，。然在模拟的时候也有波折，但是两层的电梯情况比较少，我们一种种的排查，终于完成了设计。这次两层电梯的设计在现实生活中的用处不大，但是通过它，我们意识到，运用自己的知识，可以设计出在现实中有用于大众的设计，不仅再是纸上谈兵了，实践出真知。但是由于我们的专业知识比较薄弱，经验的累积也不够，所以我们的设计一定不完善。在今后的学习中，我们一定更加虚心求学，希望将来能做出一点贡献。12
