电梯控制技术课程设计-文体馆交流电梯的电气设计.doc

扬州大学水利与能源动力工程学院 课程设计报告 指导老师签名： 2013 年 10 月 课课 程程 名名 称：称：电梯控制技术 题题 目目 名名 称：称： 文体馆交流电梯的电气设计 年级专业及班级：年级专业及班级： 建电 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指指 导导 教教 师：师： 评评 定定 成成 绩：绩： 教教 师师 评评 语：语： 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 1 目录 目录1 1、工程设计对象简介4 2、设计方案的确定4 3、电动机额定功率初选.5 4、电动机速度曲线计算与验证.6 5、电动机拖动主电路设计.7 6、电动机拖动控制电路设计.7 7、控制 i/o 端口接线图8 8、所用电器元件选型.10 9、控制流程图和相关程序11 致谢13 参考文献.13 附录.13 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 2 电梯控制技术课程设计任务书 1题 目 1.12 文体馆交流电梯的电气设计 电梯额定速度 1.5m/s，载重 1200kg；大楼层高 5m, 4 层。 2原始资料 2.1 控制要求 （1）单片机、plc、继电器控制均可； （2）对于某些交流电梯需要变频调速。 2.2 电梯结构条件 （1）根据需要自行选择曳引式或卷绕式。 （2）选择曳引式结构需计算其对重。 2.3 自然条件 当地温度为-1045；相对湿度为 30%80%；海拔高度为 100m。 3具体任务及技术要求 本次课程设计共 1 周时间，具体任务与日程安排如下： 周一：布置设计任务，熟悉有关电气设计规范，熟悉有关资料。 周二：确定设计方案, 计算并验证电梯的速度曲线。 周三：电动机额定功率的粗选，电动机拖动主电路及控制电路的设计。 周四：绘制 i/o 端子接线图、控制流程图和相关程序。 周五：整理设计成果、书写并上交课程设计报告。 4实物内容及要求 课程设计报告文本内容包括：1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致谢；6.参考文 献；7.附录（课程设计有关图纸）。 4.1 设计报告正文内容 （1）工程设计对象简介 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 3 （2）设计方案的确定 （3）电动机额定功率的粗选 （4）电梯速度曲线的计算并验证 （5）电动机拖动主电路设计 （6）电动机拖动控制电路的设计 （7）绘制 i/o 端子接线图 （8）所用电器元件选型 （9）控制流程图和相关程序 设计报告正文编写的一般要求是：必须阐明设计主题，突出阐述设计方案、文字精炼、 计算简明，条理清晰、层次分明。（变电所出线部分内容各有侧重） 设计报告正文采用 a4 纸打印。 4.2 设计图纸 （1）电动机拖动主电路图（1 张 a3） （2）电动机拖动控制电路图（12 张 a3） （3）i/o 端子接线图（13 张 a3） （4）相关控制程序(程序流程图附在正文中) 设计图纸绘制的一般要求是：满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规范，比例适当、 布局合理，讲究绘图质量。 设计图纸采用 a3 图纸 cad 出图。与报告正文一起装订成册。 5参考文献 1叶安丽主编电梯控制技术第二版、机械工业出版社、2007 年 7 月。 2史信芳主编电梯技术、电子工业出版社、1994 年。 3李秧耕主编电梯基本原理及安装维修全书、机械工业出版社、2001 年。 4国家建筑标准设计图集（电气） 5刘江主编建筑电气设备选型北京，建筑工业出版社，2003 6完成期限 任务书写于 2013 年 9 月 23 日，完成期限为 2013 年 9 月 29 日 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 4 7、指导教师： 曹晴峰 1、工程设计对象简介 1题 目 1.12 文体馆交流电梯的电气设计 电梯额定速度 1.5m/s，载重 1200kg；大楼层高 5m, 4 层。 2原始资料 2.1 控制要求 （1）单片机、plc、继电器控制均可； （2）对于某些交流电梯需要变频调速。 2.2 电梯结构条件 （1）根据需要自行选择曳引式或卷绕式。 （2）选择曳引式结构需计算其对重。 2.3 自然条件 当地温度为-1045；相对湿度为 30%80%；海拔高度为 100m。 2、设计方案的确定 1、接收并记录电梯在楼层以外的所有指令信号，给予登记并输出登记信号。 2、根据最早记录的信号，自动判断电梯是上行还是下行，这种逻辑判断称为电梯的定 向。电梯的定向根据首先登记信吃的性质可分为两种。一种是指令定向，指令定是把指令指 出的目的地与当前电梯位置比较得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在三楼，指令为 一楼则向下行；指令为四楼则向上行。第二种是呼梯定向，呼梯定向是根据呼梯信号的来源 位置与当前电梯位置比较，得出“上行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要 向下，则按 ax3，此时电梯的运行应该是向上到三楼接该乘客，所以电梯应向上。 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 5 3、电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号定向，同向信号先执行，一 个方向任务全部执行完后再换向。例如，电梯三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、 一楼指令信号。如用信号排队方式，则电梯下行至二楼上行至四楼下行至一楼。而用同 向先执行方式，则为电梯下行至二楼上行至四楼。显然，第二种方式往返路程短，因而效 率高。 4、具有同向截车功能。例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信 吃，如果该呼梯信号为呼梯向（k5），则当电梯到达三楼时停站顺路子载客；如果呼梯信号 为呼梯向下（k4），则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。 5、一个方向的任务执行完要换向时，依据最远站换向原则。例如，电梯在一楼根据二 楼指令向上，此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。电梯到达二楼停站，下客后继续向上。 如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。 6.采用 mcgs 组态软件监控系统运行。实现监控功能。 3、电动机额定功率初选 本次设计所要求的曳引电机的额定功率为 15kw，所以可以选择 yddl160-6/8 型号的交流双速 电机。 uicosp3 （功率因数 cos一般为：0.70.8 间选取），取 cos=0.8，计算额定 电流：ucospi3/=8 .0380732.115000 28a。 然后根据此电机的额定电流选出继电器、熔断器和热继电器等数据。 （1） 熔断器额定电流约为电机额定电流的 1.8-2.1 倍； 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 6 （2） 断路器额定电流约为电机额定电流的 1.5 倍； （3） 热继电器的额定电流约为电机额定电流的 0.95-1.05 倍； （4） 固体中间继电器的额定电流约为电机额定电流的 6-7 倍； （5） 交流接触器额定电流约为电机额定电流的 2.5 倍； （6） 铜芯电线一般为每平方毫米载流量 4-6a 之间，线路长时取小值，线路短时取 大值。 门电机选择额定功率为 3kw 的电机 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 7 四、电梯速度曲线计算并验证 五、电动机拖动主电路设计 1、根据设计要求，本次设计的电气控制系统主回路原理图（如图 4-1）所示。图中 m1，m2 为曳引电机和门电机，交流接触器 km1km4 通过控制两保台电动机的运行来控制轿 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 8 厢和厅门，从而进行对电梯的控制。fr1，fr2 为起过载护作用的热继电器，用于电梯运行过 载时断开主电路。fu1 为熔断器，起过电流保护作用。 六、电动机拖动控制电路设计 1、针对四层电梯的控制系统本设计采用西门子 s7200 可编程控制器设计电梯的控制系 统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任 务 电梯运行规则 （1） 当电梯在一楼时，按厢内指令开关”四”,电梯应在四楼停车。 （2） 按”1”楼下呼梯开关,电梯应由四楼降到一楼接人。 （3） 按厢内指令开关”三”,同时按二楼上呼开关电梯应在二楼接入后,再到三楼.。 （4） 当电梯在三楼时,依次按厢内开关”二”四”一”电梯应下行到二楼 下行至一楼 上行至 四楼。 （5） 电梯在一楼,按厢内指令开关”二”随后立即按三楼,四楼应下呼梯开关,电梯应先到二楼, 下客后断续上升到四楼接客,然后到三 楼接客。. 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 9 七、绘制 i/o 端子接线图： 1. 输入点 x0 编码器 b 相输入 x16 直驶开关 x1 编码器 a 相输入 x17 一楼按钮 x2 计数复位输入 x20 二楼按钮 x3 开门按钮 x21 三楼按钮 x4 关门按钮 x22 四楼按钮 x5 一楼上升 x23 门开到位 x6 二楼上升 x24 门关到位 x7 二楼下降 x25 限速器开关 x10 三楼上升 x26 门触板开关 x11 三楼下降 x27 门力矩开关 x12 四楼下降 x30 警铃按钮 x13 自动/手动 x31 急停按钮 x14 慢上按钮 x32 超速演示 x15 慢下按钮 2输出点 y0 制动 y14 快速 y1 下降 y15 中速 y2 报警警铃 y16 慢速 y3 到层提示音 y17 上升 y4 一楼上指示灯 y20 上升指示 y5 二楼上指示灯 y21 下降指示 y6 二楼下指示灯 y22 一楼按钮灯 y7 三楼上指示灯 y23 二楼按钮灯 y10 三楼下指示灯 y24 三楼按钮灯 y11 四楼下指示灯 y25 四楼按钮灯 y12 楼层显示 a y26 开门 y13 楼层显示 b y27 关门 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 10 3数据寄存器 d1226 脉冲计数记忆值 d1242 三楼平层上限 d1228 二楼脉冲记忆 d1244 至三楼上升减速 d1230 二楼平层下限 d1246 至三楼下降减速 d1232 二楼平层上限 d1248 四楼脉冲记忆 d1234 至二楼上升减速 d1250 四楼平层下限 d1236 至二楼下降减速 d1252 四楼平层上限 d1238 三楼脉冲记忆 d1254 至四楼上升减速 d1240 三楼平层下限 d1256 至四楼下降减速 4.计数器 c252 高速计数器过程 值 c100 报警复位 5时间继电器 t1 主机升降延时 t7 主机上平层延时 t2 主机报警辅助 t8 主机下平层延时 t3 主机开门时间 t9 主机直驶辅助 1 t4 主机开门延迟 t10 主机直驶辅助 2 t5 主机开门延迟 1 t11 主机到层提示延时 t6 主机状态保持时间 t13 主机平层延时 6.中间继电器 m0 停止m26 关门力矩保护m53 三楼平层m80 慢速 m1 上升m27 开门力矩保护m54 四楼平层m81 中速 m2 下降m30 上电平层m55 一楼上m82 快速 m3 慢速m31 超速保持m56 二楼上m83 一楼 m10 开门m32 平层延时辅助 1 m57 三楼上m84 二楼 m11 关门m33 平层延时辅助 2 m60 二楼下m85 三楼 m12 m34 上升减速m61 三楼下m86 四楼 m13 上升状态m35 下降减速m62 四楼下m87 下降响应 m14 下降状态m40 上下状态保持m64 自动上升至 2.3.4 楼 m90 上升响应 m15 任务完成m41 自动平层m65 自动下降至 1.2.3 楼 m91 厢内任务完 成 m16 楼层符合m42 一楼平层m66 轿厢一楼按钮m92 测试自动运 行 m17 快速上升m43 二楼平层m67 轿厢二楼按钮m120 二楼上 m20 快速下 降 m44 三楼平层m70 轿厢三楼按钮m121 三楼上 m21 上平层辅m45 四楼平层m71 轿厢四楼按钮m122 二楼下 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 11 助 m22 下平层辅 助 m46 上升状态保持m72 一楼呼叫m123 三楼下 m23 报警m47 下降状态保持m73 二楼呼叫 m24 开门保持m51 一楼平层m74 三楼呼叫 m25 开门辅助m52 二楼平层m75 四楼呼叫 八、所用电器元件选型 电气设备明细表 序号 名称 型号及主要参数 1 熔断器 施耐德 fupact isfl 熔断器 额定电压 220/380v 额定电流 40-800a 2 断路器 施耐德 ea9an 2p40a 小型断路器 整定电流 40a 3 热继电器 施耐德 lrd32c tesys d 系列热过载继电器 额定电流 23-32a 4 中间继电器 施耐德 ca2-dn 额定电压 380v 5 交流接触器 施耐德交流接触器 lc1-d65 额定电流 80a 额定功率 18.5kw 6 导线 lj- 10 7 交流电机 yddl160l-6/8 额定功率 15kw 额定电压 380v 额定电流 30a 8 直流电机 y100l-2 额定功率 3kw 额定电压 380v 额定电流 7a 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 12 9、控制流程图和相关程序 电梯开关门流程图电梯开关门流程图 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 13 电梯上下流程图电梯上下流程图 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 14 致谢 在这次课程设计的过程中，指导老师曹晴峰给予了我很大的帮助，提供了相关的资料， 对我的课程设计给予了指导和支持。使我顺利圆满的完成了此次课程设计。在此，向曹老师 衷心的表示感谢！ 设计中遇到了不少困难，一个困难的解决，就是一次知识和经验积累的过程，让我明白 了真正设计出成果的不易，更加认识到知识的力量，让我在以后的工作和学习过程中可以时 刻提醒自己。 最后，在学习中得到