电梯控制技术课程设计文体馆交流电梯的电气设计

扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告课 程 名 称：电梯控制技术题 目 名 称：文体馆交流电梯的电气设计年级专业及班级： 建电姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语： 指导老师签名： 2013年10月目录目录.1一、 工程设计对象简介.4二、 设计方案的确定.4三、 电动机额定功率初选.5四、 电动机速度曲线计算与验证.6五、 电动机拖动主电路设计.7六、 电动机拖动控制电路设计.7七、 控制I/O端口接线图.8八、 所用电器元件选型.10九、 控制流程图和相关程序.11致谢.13参考文献.13附录.13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（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，20036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7、指导教师： 曹晴峰一、 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。二、 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。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。三、 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。 fUICOSP3=（功率因数cosf一般为：0.70.8间选取），取cosf=0.8，计算额定电流：fUCOSPI3/=»´´8.0380732.11500028A。 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； （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。.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AY26开门Y13楼层显示BY27关门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1T4主机开门延迟T10主机直驶辅助2T5主机开门延迟1T11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1M57三楼上M84二楼M11关门M33平层延时辅助2M60二楼下M85三楼M12M34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上平层辅助M45四楼平层M71轿厢四楼按钮M122二楼下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九、 控制流程图和相关程序电梯开关门流程图电梯上下流程图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，在学习中得到学习曹老师的亲切关怀和无私的培养，使我在学习的过程学到了许多做人和做事的道理。在此向曹老师道声：谢谢！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附录（课程设计有关图纸） 29