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1、湘潭大学毕业设计说明书题 目:交流四站四门电梯电气控制线路的设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论
2、文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有
3、关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学
4、性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师：
5、 （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教
6、学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的
7、整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日湘 潭 大 学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 交流四站四门电梯电气控制线路的设计 一、主要内容及基本要求 a )主要内容： 1运用所学知识，设计出交流四站四门电梯电气控制线路。 2确定设计方案，根据设计要求确定相关器件的选择。 3把所选器件的参数及使用要求列出来，简述其在设计中的作用。 4画出相关图表，并配以文字说明。 5进行必要的计算，确定各元器件的参数。 6整理论文，检查是否已符合设计要求。 7撰
8、写设计说明书。 b ) 基本要求： 1采用交流曳引机，行速1m/s。 2采用集选控制方式。 3自动平层自动开门（延时3m/s）。 4要有图表及说明。 5各元器件要计算出相关参数，并选择正确型号。 6撰写设计说明书。 二、重点研究的问题1、电梯的安全：在正常工作的情况下保证乘客的安全，并有应急措施。 2、曳引机的选择：交流曳引机，行速1m/s。 3、变频器的选择：高效节能，最大限度提高电机效率。 4、可控制编程控制器的选择：轿厢所选楼层位置检测与计算。 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1确定毕业设计题2012.4.32搜集资料2012.4.5至2012.4.93列出提纲2012.4.9至
9、2012.4.104曳引机的选择2012.4.11至2012.4.125变频器的选择2012.4.13至2012.4.156相关图的绘制2012.4.16至2012.4.197完成初稿2012.4.20至2012.4.218进行修改2012.4.22至2012.4.24 9 最后定稿2012.4.25至2012.4.26 10 打印装订2012.4.25四、应收集的资料及主要参考文献1.朱昌明等，电梯与自动扶梯，上海交通大学出版社，2002年1月 2.张杰等，现代电梯控制技术，哈尔滨工业大学出版社，2005年3月 3.张琪 ，现代电梯构造与使用，清华大学出版社，2004年9月 4.常晓玲，电器
10、控制系统与可编程控制器，机械工业出版，2004年1月 5.钟肇新 ，可编程控制器原理及应用，华理工大出版社， 1999年1月 6.吴建强等，可编程控制器原理及其应用，哈尔滨出版社，1998年9月 7.覃贵礼，组态软件控制技术，北京理工大学出版社，2007年8月 湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学院：职业技术学院 学号：20099202143 姓名：颜敏 专 业 ：机电一体化技术 毕业论文（设计）题目：交流四站四门电梯电气控制线评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。
11、能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 年 月 日路的设计 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）鉴定意见 学号：20099202143姓名：颜
12、敏专业：机电一体化技术毕业论文（设计说明书） 35页 图 表 23 张论文（设计）题目：交流四站四门电梯电气控制线路的设计内容提要： 本设计说明书在阐述电梯结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对4层4站电梯，采用日本三菱公司生产的S7-200CN的可编程控制器，设计了电梯的控制系统。包括电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤的登记与消号模块、电梯的选层和定向模块、电梯的歼关门运行模块、电梯运行控制模块等，实现了电梯的指层控制、轿内与各层厅站呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的站层控制，自动运行和自动开关门等功能。指导教师评语 同意其参加答辩，建议成绩评定为指导教师： 年 月 日 答辩
13、委员会意见 经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为答辩委员会主任： 年 月 日摘要：随着经济不断发展高层建筑随之增多，并朝着自动化和智能化的方向发展。电梯作为高层建筑的垂直交通工具，是高层建筑内自动化层度最高的机电设备。电梯控制系统设计与技术相对成熟的电梯结构设计相比，经费耗费较多。因此对电梯控制系统进行研究有着很高的实用性和巨大的经济价值。可编程控制器（PLC）经过几十年的发展，技术已基本成熟，价格也很便宜。可编程控制器具有简单易用、可靠性高和维修方便的优点，在电梯控制领域应用极为广泛。本文通过分析电梯控制系统工作过程及特点，用（PLC）编程语言编写出实现电梯基本功能的控制系统。
14、具体包括：电梯控制分析、电梯设计方案论证、PLC及I/O模块的选择、使用模块化设计方法编写PLC程序。关键字：电梯控制分析 PLC 模块化设计Abstract: Along with economy continuously development key figures building immediately increase combine toward automation and the intelligence turn a direction development. The elevator is key figures building of perpendicular pi
15、leup is key figures in building automation layer degree the tallest machine electricity equipments. Elevator control system the design and technique be opposite nature of elevator structure design compare budget to waste more. Therefore to elevator control the system carry on research to have very h
16、igh function whit huge economy value. Programmable controller (PLC) through the development technique for several decades already basic mature, price also very cheapness of advantage, at elevator control realm application extremely extensive. This text pass analysis process and characteristics of th
17、e system work of the elevator control to use PLC plait distance language to write realization the elevator basic function of control system.Concrete include: Elevator control analysis, elevator design project analysis, PLC and I/O mold piece of choice and application the mold piece turn design metho
18、d to write PLC procedure. Key word: Elevator control PLC Mold piece turns a design 目 录第一章 引言 （1）第二章 设计题目（2）第三章 设计任务与要求（2）第四章 系统控制要求（2）第五章 四层电梯总体设计方案（33.1 总体方案的确定.（4）3.2 设计思想（4）第六章 PLC的选型（5）4.1 输入输出（I/O）点数的估算（5）4.2 机型的确定（6）第七章 四层电梯系统的设计（9）5.1电梯控制模拟系统面板图.(9)5.2电动机控制电路图.(9)5.3 PLC外部接线图 (11)5.4软件设计(12)第
19、八章 电梯组态监控（14） 第九章 结论.(33)致谢（34）参考文献（35）引言电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电
20、梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。交流四站四门电梯电气控制线路的设计 第二章 设计题目题目：交流四站四门电梯电气控制线路 第三章 设计任务和要求任务：设计交流四
21、站四门电梯的电气控制线路要求:1、 采用交流曳引机，运行速度1m/s2、 采用集选控制方式3、 自动平层自动开门（延时3秒）第四章 系统控制要求电梯控制系统是模拟现实生活中的电梯，根据其工作原理制作而成。该电梯共有四层，有电梯上下行轿箱，上下行指示灯，电梯所在楼层数码显示和开关门功能。一楼有一个上行外叫按钮，四楼有一个下行外叫按钮，二楼和三楼均有上行和下行两个外叫按钮，轿箱内有一楼至四楼四个内叫按钮和开关门两个按钮。按钮全部为非自锁式，按下按钮，接通一个指示灯，按钮自动弹起。当电梯响应该请求信号运行到该层时，该指示灯熄灭。优先级上：在电梯上行过程中，上行请求优先，上行请求执行完毕后，响应下行请
22、求；同理在电梯下行过程中，下行请求优先，下行请求执行完毕后，响应上行请求。开关门动作在电梯停在该层，该层限位开关接通时才会发生。当电梯到位时，电梯将发出“叮咚”声响。在电梯超重时，将发出超重报警信号。该电梯控制系统形象逼真，深受用户好评。实物图第五章 四层电梯总体设计方案5.1总体方案的确定电梯PLC的控制系统和其它类型的电梯控制系统一样,主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成.图5-1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括包括PLC主机及扩展、机械系统、娇厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等.系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过P
23、LC输入接口送入PLC，存储在存储器并由PLC软件运算处理，然后经输出接口分别向指层器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号.图5-1 PLC控制系统的基本结构5.2设计思想电梯信号控制基本由PLC软件实现,电梯信号控制系统如图3-2所示,输入到PLC的控制信号有:运行方式选择(如自动、有司机、检修、消防运行方式等) 、运行控轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门极限为信号、门区和平层信号等.图5-2电梯PLC信号控制系统框图第六章 plc的选型6.1输入输出（I/O）点数的估算 本系统控制四层电梯,采用集选控制方式。为了完成设定的控制任务,主要根据
24、电梯输入/输出点数确定PLC的机型。6.2机型的确定6.2.1主控制器的选择目前比较多用的PLC主要有西门子系列，OMRON系列，三菱系列，松下系列等等西门子PLC与之上各PLC相比，西门子PLC有如下优点：(1)配置简单。各种机型均可采用相同配置，简化设备采购和仓库库存管理。(2)编程方便。(3)系统能非常方便地连接到PC机监控系统或其他系统如楼宇自控系统中，根据应用情况，有时可无须增加额外硬件就能实现；增加适当硬件可接到互联网上。(4)系统外观高档，控制灵活，精确度高；故障率极低，节省维护成本。综上所述，在本次设计中选用西门子PLC进行过程控制。再结合学院的实验条件以及编程的可操作性和简易
25、型，选用S7-200CN进行编程和仿真调试。S7-200CNCPU型号包括CPU222CN，CPU224CN,CPU226CN等。 S7-200CN针对低性能要求的小型PLC，它能够控制各种设备以满足自动化控制需求，紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。根据电梯控制的要求，电梯应具有内呼和外呼按钮、行程开关、开关门按钮，以及相应的指示灯，估算所需I/O口的数量，并绘制I/O口分配表，见表4-1。表6-1 I/O口分配表序号名 称输入点序号名 称输出点0一层内呼I0.00一层内呼指示Q0.01二层内呼I0.11二层内呼指示Q0.12三层内呼I0.22三
26、层内呼指示Q0.23四层内呼I0.33四层内呼指示Q0.34一层外呼上I0.44一层外呼上指示Q0.45二层外呼下I0.55二层外呼下指示Q0.56二层外呼上I0.66二层外呼上指示Q0.67三层外呼下I0.77三层外呼下指示Q0.78三层外呼上I1.08三层外呼上指示Q1.09四层外呼下I1.19四层外听下指示Q1.110开门开关I1.210电梯上行门Q2.011关门开关I1.311电梯下行门Q2.112一层平层I1.412门电机开Q2.213二层平层I1.513门电机关Q2.314三层平层I2.014电梯上行指示Q2.415四层平层I2.115电梯下行指示Q2.516开门限位I2.216超
27、重指示Q2.617关门限位I2.317警报器Q2.718电梯上升极限位I2.418一层指示Q3.019电梯下降极限位I2.519二层指示Q3.120超重I2.620三层指示Q3.221警报器按钮I2.721四层指示Q3.322激光传感器I3.022第七章 四层电梯系统的设计7.1电梯控制模拟系统面板图根据电梯的控制要求，绘出电梯的控制模拟系统面板见下图7-1。图7-1电梯控制系统的模拟7.3 PLC外部接线图PLC外部接线图见下图7-3，其中包含主控制器CPU224CN及扩展模块EM223。接线图分为DC输入端和DC输出端。输入端DC24V的负极接公共端1M和2M。输入开关的一端接到DC24V
28、的正极，输入开关的另一端连接到CPU224或ME223各输入端。输出端DC24V的正极接L+端。输出负载的一端接到DC24V的负极，输入开关的另一端连接到CPU224或EM223各输出端。图5-3 PLC外部接线图7.4 软件设计软件是建立在硬件的基础上，确定程序结构然后进行主程序的设计。四层电梯的软件部分主要由流程图来实现控制要求。7.4.1流程图电梯上下行流程图见图7-1假设电梯停在N（N=1,2,3,4）楼,M楼有信号,MN时，电梯上行；MN时，电梯下行。 图7-1电梯上下行流程图在电梯运行过程中，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
29、前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号。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。电梯响应流程图见图7-2。图7-2电梯响应流程图当电梯到达系统控制的目标楼层时，控制系统发出开门信号，电梯门开，当门开到开门限位时，计时3秒钟，然后关门，直到关门限位产生信号。此过程期间，按开门按钮电梯门打开，按关门电梯门关闭，并且当门关闭动作时，门间来人会使光电传感器产生信号，控制系统发出开门信号，电梯开关门流程图见图7-3。图7-3 流程图7.4.2 梯形图及注释1. 电梯初始控制由于断电或故障等原因
30、，会使PLC停止运行。当PLC重新运行时，假如电梯门未完全打开或关闭时，Q2.3置位有信号，产生关门动作，直到电梯门完全关闭，Q2.3复位。当电梯未在任意平层时，利用辅助继电器M1.1,电梯会下降，直到电梯碰触行程开关后停止。2. 报警器及超重控制按下警报器按钮(I2.7)，警报器响(Q2.7)，计时10秒钟(T33)，警报器关门。此系统由电梯载重控制仪控制电梯载重。当电梯超重时(I2.6)，电梯禁止上下运行，并且超重指示灯亮起（Q2.6）。3. 内指令信号的登记与消除以2层内呼为例：当按下2层内呼时(I0.1)，若电梯未在2楼平层时(I1.5)，2层指示灯亮(Q0.1)，电梯运行至2楼平层，
31、门打开，2层指示灯灭；若电梯在2楼平层时，指示灯不亮。4.电梯选层定向辅助在电梯运行过程中，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，则电梯响应该外号。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5.外召唤信号的登记与消除以2层外呼下指示灯为例：按下2层外呼下按钮（I0.5），若电梯未在2楼平层时(I1.5)，指示灯亮(Q0.5)，当电梯运行至二楼平层，并且该外呼信号得以响应时，门打开(Q2.2)，指示灯灭；若电梯停在2
32、楼平层且门未处于打开动作时，按下2层外呼下按钮，指示灯亮，电梯门打开，指示灯灭。6.电梯开关门当电梯达目标楼层时，电梯门打开。以2层外呼下为例，当按下2层外呼下指示灯亮时（Q0.5），并且外呼作得到响应（M0.0），即M0.0有信号，当电梯运行至2楼平层时（I1.5），电梯门打开(Q2.2)。电梯开门到位后，计时3秒(T34)，电梯门关闭(Q2.3)。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。此外当门关闭时，若门间来人，光电传感器会产生信号，控制电梯门打开。7.电梯上下行以电梯上行为例：当系统无外呼下响应，即M0.0和M0.
33、2没有信号时，若电梯停在3层，当有3层外呼上(Q1.0)、4层外呼下(Q1.1)或4层内呼有信号(Q0.3)时，电梯将向上运行，辅助继电器M0.4置位，且当四层外呼下或四层内呼有信号时，电梯向上运行(Q2.0)，到达目标楼层时电梯停止。当电梯上行时，上行指示灯亮(Q2,4)；下行时，下行指示灯亮(Q2.5)。8.电梯指层控制电梯楼层位置由行程开关控制。以2层指示灯为例：若电梯在2楼平层时(I1.5)，2层指示灯亮(Q3.1)，当电梯向上运行(Q2.0)，指示灯依然亮着，直到电梯到达3层平层位置(I2.0)；若电梯在3楼层时，3层指示灯亮(Q3.2)，辅助继电器M2.1置位，电梯下行时（Q2.1
34、），3层指示灯灭，2层指示灯亮，当电梯到达2楼平层时，M2.1复位。第八章 结论本次设计采用可编程控制器，它是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。采用可编程控制器的存储器，用来在其内部进行逻辑运算。顺序控制、定时、计算和运算操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制机械的生产过程，PLC及其有关外围设备，易于扩充功能。PLC控制电梯有许多优点,它可靠性高， PLC的平均无故障时间（MTBF）一般可达35万小时。而且能在工业环境下可靠地工作；编程简单，PLC最常用的编程语言是梯形图语言，这种编程语言形象直观，容易掌握；体积小、结构紧凑、安装、维修方便。本文介绍了一种由PLC控制的电梯控制系
