四层货运电梯楼层显示系统设计.doc

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1、 目录1简介11.1课题概况11.2设计要求11.3设计内容12系统总体方案设计22.1总体方案选择说明22.2 I/O分配表32.3电气原理图设计52.4 电气元件型号规格的选定依据52.5 电气元器件布置图设计52.6电气接线图设计52.7电气元件明细表53.控制系统设计63.1 控制程序流程图设计73.2控制程序设计思路74系统调试及结果分析94.1 系统调试及解决的问题94.1.1系统梯形图94.2 结果分析125系统的使用说明书146课程设计体会157参考文献188附录19附录A19附录B29附录C29附录D291简介1.1课题概况1、适当选择显示模块，将电梯实时的楼层及行车方向显示

2、出来，设计内部操作面板选择所要到达楼层，设计外部操作面板用来输入呼梯信号。实现四层货运电梯所能实现的必要功能。1.2设计要求1、结合实际生活中货运电梯工作情况，开展本次课程设计有关工作。2、内选信号、呼梯信号、行车方向信号灯指示；3、电梯实时楼层显示4、与课题七的同学配合，设计四层货运电梯楼层显示系统。1.3设计内容1、根据课题概况，仔细分析控制要求，绘制系统的控制流程图。2、设计电气控制原理图3、设计电气元器件布置图和电气接线图4、进行用户程序设计（需使用结构化程序设计的思想，如跳转，调用子程序等）。5、完成用户程序的模拟调试，以实现控制要求。6、课程设计说明书。2系统总体方案设计2.1总体

3、方案选择说明（一）课题总体设计1、开始时，电梯处于任意一层。2、当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，然后自动关门。3、当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，然后自动关门。4、在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯应该响应外呼梯信号，但不响应二层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应三层向下外呼梯信号。5、电梯应具有最远反向外梯响应功能。例如：电梯在一楼，而同时

4、有二层向下外呼梯，三层向下外呼梯，四层向下外呼梯，则电梯先去四楼响应四层向下外呼梯信号。6、电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。平层且电梯停止运行后，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭。（二）控制方式选择由于PLC控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单，修改程序容易，可靠性高等，所以本设计选择PLC控制系统。（三）操作界面设计根据任务书的控制要求和总体方案，设计如图所示操作界面。图一 操作界面图1、电梯内部操作面板用于输入电梯内选新号，电梯外部操作表用于输入电梯外选信号。、为了便于随时观察系统的运行状况，每个面板均装有上下行运行状态指示灯，所在楼层指示灯。、

5、内部操作面板设有选择楼层键及开关门键。、一楼外部操作面板设有上行呼叫键，二、三楼外部操作面板设有上下行呼叫键，四楼外部操作面板设有下行呼叫键。2.2 I/O分配表表一 PLC输入、输出分配表分类地址说明输 入I0.0一层内呼触点(SB1)I0.1二层内呼触点(SB2)I0.2三层内呼触点(SB3)I0.3四层内呼触点(SB4)I0.4一层外呼上触点(SB5)I0.5二层外呼下触点(SB6)I0.6二层外呼上触点(SB7)I0.7三层外呼下触点(SB8)I1.0三层外呼上触点(SB9)I1.1四层外呼下触点(SB10)I1.2一层限位开关(SQ1)I1.3二层限位开关(SQ2)I1.4三层限位开

6、关(SQ3)I1.5四层限位开关(SQ4)I1.6开门限位开关(SQ5)I1.7关门限位开关(SQ6)I2.0开门按钮(SB11)I2.1关门按钮(SB12)中间继电器M6.2三楼内呼指示M6.4一楼上指示（外呼）M6.0一楼内呼指示M6.5二楼下M6.6二楼上M6.1二楼内呼M6.7三楼下M7.0三楼上M7.1四楼下M6.3四楼内呼指示M9.0延时2s自动关门M9.1延时2s自动关门M9.6关门继电器（延时5s后）M9.7开门继电器M10.32HZ频率M10.51HZ频率M11.0延时5s自动关门M11.1关门继电器（开门限位后）M9.4下行（曳引）M9.5上行（曳引）输出Q0.0上行箭头灯

7、Q0.1下行箭头灯Q0.21楼目标楼层显示灯Q0.32楼目标楼层显示灯Q0.43楼目标楼层显示灯Q0.54楼目标楼层显示灯Q0.6门电机显示灯（1hz开门，2hz关门）Q0.7停止灯Q1.7曳引电机显示（1hz开门，2hz关门）QB1七段数码管2.3电气原理图设计见附录B2.4 电气元件型号规格的选定依据一、PLC型号选择 本次四层货运电梯楼层显示系统设计用的是来自西门子公司的S7-300可编程控制器。西门子公司的SIMATIC S7-300系列属于小型PLC，可用来代替继电器的简单控制场合，也可用于负载的自动化控制系统。它可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能图块三种语言来编程。它是指令丰富，

8、指令功能强大，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出，PID控制器、RS-485通信/编程接口、PPI通信协议，MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O，最多有30多个KB程序和数据存储空间。二、电器元件主要参数计算与选择下面，对各电气元件型号规格的选定依据，详细说明如下：（1）电动机所用接触器的选择接触器的基本选择原则：接触器的额定电流电动机的额定电流。本次控制系统选用的为曳引电机为9.5KW，门电机为0.5KW。（2）热继电器的选择热继电器的基本选择原则：热继电器座体的额定电流电动机的额定电流In；本次控制系统选用的热继电器参数为

9、额定电压380V，额定功率50hz。2.5 电气元器件布置图设计 见附录C2.6电气接线图设计 见附录D2.7电气元件明细表表二 电气元器件明细表序号文字符号名称型号规格单位数量备注1M1、曳引电机Y112M-2380V、9.5KW、25A、7倍台1Y接法6端接头2M2门电机Y112M-2380V,0.5KW,1.31A,台1Y接法6端接头31#PLC西门子PLCS7-300 CPU314C-2DP16路输出输入DI16/D016*DC24V台1天煌教仪4KM1 、 KM2KM3 、 KM4接触器CJ20-16/03主触点16A380V/线圈AC220V台4（ac-3）10A4KW正泰电器4F

10、R0热继电器JR20-16/L座体16A 380V 热元件3.65.4A3相带断相保护个1整定值4.7AL独立安装正泰电器虎牌集团5QF空气开关DJ20Y-100/32002-20A壳架电流100A额定电流In=20A2-保护电动机用个2200-带瞬时脱扣器2-瞬脱扣整定12In正泰电器6FU1、FU2FU3、FU4负载保护RT18-32-2座体32A400v熔体2A个41#plc内含2A保险负载启动电流0.6A7SB1，SB2，SB3，SB4内呼按钮LA39-11/g个4常开8SB5,SB6,SB7,SB8,SB9外呼按钮LA39-11/g个5常开9SQ1，SQ2，SQ3，SQ4限位开关个4

11、10SQ5开门限位个19SQ6关门限位个120主电路导线BV500套221交流控制线BV500500v铜芯塑料线北京神州永立3.控制系统设计3.1 控制程序流程图设计图二 控制程序流程图3.2控制程序设计思路OB1：主程序 功能模块FC1：当前楼层指示程序FC2: 目标楼层指示程序FC3：上行下行指示程序FC4：停车监测程序FC5：开门关门程序图三 控制程序设计思路图4系统调试及结果分析4.1 系统调试及解决的问题4.1.1系统梯形图主模块程序：图四 主模块程序梯形图实时楼层显示程序：图五 实时楼层显示程序梯形图目标楼层显示程序：图六 目标楼层显示程序梯形图4.2 程序调试测试程序时，首先顺序

12、按下I0.3、I0.5、I1.0，表示四楼内呼、二楼下、三楼上三个指示标志。代表四、二、三楼的目标楼层指示灯次第点亮。同时代表四楼内呼、二楼下、三楼上的中间继电器得电。由于电梯初始楼层为一楼，所以数码管显示数字1；并且上行指示灯Q0.0点亮。若关门限位I1.7闭合，则曳引电机开始上行，指示灯Q1.0以1HZ频率闪烁。当限位开关I1.3闭合时，电梯到达二楼。由于二楼仅有下行指示得电，为逆向。所以电梯不会停止，而是继续运行。限位开关I1.4闭合，电梯到达3楼，三楼为上行指示得电，与电梯运行方向成顺向。故停车指示Q0.7得电，电梯开门，门电机指示灯Q0.6以1HZ频率闪烁。开门限位I1.6闭合时，Q

13、0.6以2HZ闪烁，表示进入关门步骤，直到I1.7闭合，电梯继续向上运行。4.3 结果分析（1）电梯内部分别按下1,2，3,4，可选择所去楼层，并设有开关门。（2）电梯外部可按上行，或者下行来选择电梯去向。5系统的使用说明书(1)电梯内部通过从1,2,3,4层中选择按下可以使电梯到达指定楼层，分别通过按下开关门按钮控制开关门。(2)电梯外部可以按下上行键或者下行键，选择电梯上行或者下行。 （3）内部及外部操作面板都可显示电梯上行或下行情况并显示其当前楼层。6课程设计体会7参考文献程宪平主编.机电传动与控制.武汉：华中科技大学出版社，2003.邓星钟.机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社.王永华编.现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天出版社，2008殷洪义主编.可编程控制器选择设计与维护.北京：机械工业出版社，2002程子华，PLC原理与实例分析.北京:国防工业出版社，2006高钦和，可编程控制器应用技术及其设计实例.北京:高等教育出版社，20048附录附录A附录B四层货运电梯楼层显示系统设计控制系统电气原理图附录C四层货运电梯楼层显示系统设计控制系统电气元件图附录D四层货运电梯楼层显示系统设计控制系统电气接线图注：图纸折叠方法课程设计报告纸装订线图纸折叠图纸课程设计报告纸装订线图纸折叠图纸图纸28