電梯控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
一、開(kāi)題報(bào)告背景與意義
在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，不斷滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平不斷提高的需要，電梯作為一種重要的交通運(yùn)輸工具，已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。電梯在公辦大樓、公司、高層住宅、賓館等場(chǎng)所得到了廣泛應(yīng)用。特別是在高層建筑中，電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。隨著高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，載人電梯控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速控制階段，具有乘坐安全、運(yùn)行可靠、舒適度較高等特點(diǎn)，其主流控制技術(shù)采用PLC控制，具有許多智能化控制功能。
本開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)針對(duì)我國(guó)電梯業(yè)的現(xiàn)狀，將可編程序控制器(PLC)應(yīng)用于五層電梯進(jìn)行邏輯控制，通過(guò)合理的選擇和設(shè)計(jì)，不但提高了電梯可靠性、可維護(hù)性以及靈活性，同時(shí)延長(zhǎng)了使用壽命，縮短了電梯的開(kāi)發(fā)周期，并提高了電梯的控制水平，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，使電梯達(dá)到了較為理想的控制效果。本文所設(shè)計(jì)的'電梯與傳統(tǒng)的電梯相比，在運(yùn)行上具有良好的舒適感，在生活中可以節(jié)約電能，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了理想的目的。
二、畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)題報(bào)告的主要內(nèi)容
本開(kāi)題報(bào)告主要任務(wù)是完成五層電梯控制器的電路設(shè)計(jì)、元器件選型、PLC外部接口電路設(shè)計(jì)、控制器裝配圖與接線圖設(shè)計(jì)、列出元器件清單、完成PLC程序設(shè)計(jì)與聯(lián)機(jī)調(diào)試等內(nèi)容。
具體控制要求如下：
1．由于電梯對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性和安全性要求極高，主要以邏輯控制為主，通常采用PLC作為控制系統(tǒng)的核心，所以，應(yīng)用PLC來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)5層電梯控制器具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
2．上行與下行選擇由上電梯的人選擇信號(hào)決定。順向優(yōu)先執(zhí)行，順向執(zhí)行完之后再反向執(zhí)行。
3．行車(chē)途中如遇呼梯信號(hào)時(shí)，順向截車(chē)，反向不截車(chē)。
4．內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)具有記憶功能，執(zhí)行后解除。
5．內(nèi)選信號(hào)、呼梯信號(hào)、行車(chē)方向、行車(chē)樓層均有指示燈。。
6．停層時(shí)延時(shí)2秒后自動(dòng)開(kāi)門(mén)或手動(dòng)開(kāi)門(mén)。
7．有內(nèi)選信號(hào)時(shí)，延時(shí)2秒自動(dòng)關(guān)門(mén)或手動(dòng)直接關(guān)門(mén)。
8．無(wú)內(nèi)選信號(hào)時(shí)可以手動(dòng)關(guān)門(mén)，但不會(huì)自動(dòng)關(guān)門(mén)。
9．行車(chē)時(shí)不能手動(dòng)開(kāi)門(mén)，開(kāi)門(mén)時(shí)不能行車(chē)。
10．分別用數(shù)碼管和指示燈顯示工作狀態(tài)（工作電壓均為220VAC）。
三、已具備的條件
學(xué)院電子信息技術(shù)中心擁有S7-200系列PLC及外圍設(shè)備20套，擁有CPM2A系列PLC和CPM1A系列PLC 20臺(tái)，擁有PLC控制的電梯模擬教學(xué)系統(tǒng)2套，同時(shí)我校擁有優(yōu)良的師資團(tuán)體,為畢業(yè)生的設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的支持,并且學(xué)校與金華地區(qū)主要生產(chǎn)PLC產(chǎn)品的公司保持良好的合作關(guān)系,為我院提供了理想的實(shí)習(xí)環(huán)境。
四、思路和設(shè)計(jì)方案
電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動(dòng)電路和電氣控制電路兩個(gè)主要部分。電力拖動(dòng)電路主要包括電梯垂直方向主拖動(dòng)電路和轎箱開(kāi)關(guān)電路。二者均采用易于控制的三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源。主拖動(dòng)電路采用PWM調(diào)試方式，達(dá)到了無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。而開(kāi)關(guān)門(mén)電路上電機(jī)僅需一種速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件（PLC）等組成。PLC集信號(hào)采集、信號(hào)輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了電梯控制的所有功能。
1．電梯控制系統(tǒng)的硬件組成
電梯控制系統(tǒng)的主電路圖如圖1所示，電梯控制電路的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示�？刂齐娐分饕ò粹o編碼輸入電路、樓層傳感器檢測(cè)電路、發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速電路、轎箱開(kāi)關(guān)電路、樓層顯示電路及一些其他輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)，采用編碼的方式將31個(gè)呼叫及樓層按鈕編碼五位二進(jìn)制碼輸入PLC。
(1)系統(tǒng)輸入部分
系統(tǒng)輸入部分分為兩個(gè)部分，一是直接輸入到PLC輸入口的開(kāi)關(guān)量信號(hào)部分，包括：控制臺(tái)上的啟動(dòng)按鈕、恢復(fù)正常工作按鈕、消防/檢修按鈕、強(qiáng)迫上行（下行）按鈕部分以及開(kāi)關(guān)門(mén)行程到位開(kāi)關(guān)。二是按鈕編碼輸入信號(hào)部分。本系統(tǒng)為十層電梯系統(tǒng)，在轎箱內(nèi)的選層按鈕和門(mén)廳旁的向上、向下呼叫按鈕共有28個(gè)之多，采用優(yōu)先編碼的方法將31個(gè)按鈕信號(hào)編為五位二進(jìn)制碼。這里采用四片8位優(yōu)先編碼器4532和五個(gè)四二輸入端或門(mén)4072組成32級(jí)優(yōu)先編碼器。(責(zé)任編輯：1011)
(2)系統(tǒng)輸出部分
系統(tǒng)的輸出部分包括發(fā)光二極管記憶燈電路、PWM控制調(diào)速電路、轎箱開(kāi)關(guān)門(mén)電路和七段數(shù)碼管樓層顯示電路等。
在PWM控制直流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速電路中，PWM產(chǎn)生電路接收來(lái)自PLC的八位二進(jìn)制碼，隨著碼值的改變，其輸出的脈沖占空比也相應(yīng)改變。轎箱開(kāi)關(guān)門(mén)電路使用兩個(gè)繼電器、兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)、直流電動(dòng)機(jī)、功率反相器2003等構(gòu)成控制電路。在七段數(shù)碼管樓層顯示電路中，七段數(shù)據(jù)管不經(jīng)專用驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)而由PLC提供特定的二進(jìn)制碼直接輸入。
2．系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制軟件由初始化、指令接收處理、電梯位置檢測(cè)與處理、同行截車(chē)和反向不截車(chē)處理、電梯升降控制等模塊組成，如圖3所示。
五、預(yù)期目標(biāo)
本開(kāi)題報(bào)告主要是完成5層電梯控制器的電路設(shè)計(jì)、元器件選型、PLC外部接口電路設(shè)計(jì)、控制器裝配圖與接線圖設(shè)計(jì)，列出元器件清單，完成PLC程序設(shè)計(jì)與聯(lián)機(jī)調(diào)試等內(nèi)容。最終完成一個(gè)完整的、可以實(shí)際應(yīng)用的控制方案與相關(guān)圖紙資料。
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