电梯控制器的设计开题报告

开题报告

2022/8/30

一、开题报告背景与意义

在现代社会和经济活动中，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的发展，不断满足社会经济快速发展和人民生活水平不断提高的需要，电梯作为一种重要的交通运输工具，已经成为城市物质文明的一种标志。电梯在公办大楼、公司、高层住宅、宾馆等场所得到了广泛应用。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。随着高层建筑飞速发展的今天，电梯行业也随之进入了新的发展时期，载人电梯控制技术已经发展到了调频调压调速控制阶段，具有乘坐安全、运行可靠、舒适度较高等特点，其主流控制技术采用PLC控制，具有许多智能化控制功能。

本开题报告设计针对我国电梯业的现状，将可编程序控制器(PLC)应用于五层电梯进行逻辑控制，通过合理的选择和设计，不但提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，同时延长了使用寿命，缩短了电梯的开发周期，并提高了电梯的控制水平，改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。本文所设计的电梯与传统的电梯相比，在运行上具有良好的舒适感，在生活中可以节约电能，取得了良好的经济效益和社会效益，达到了理想的目的。

二、毕业教学环节开题报告的主要内容

本开题报告主要任务是完成五层电梯控制器的电路设计、元器件选型、PLC外部接口电路设计、控制器装配图与接线图设计、列出元器件清单、完成PLC程序设计与联机调试等内容。

具体控制要求如下：

1.由于电梯对控制系统的可靠性和安全性要求极高，主要以逻辑控制为主，通常采用PLC作为控制系统的核心，所以，应用PLC来设计一个5层电梯控制器具有一定的现实意义。

2.上行与下行选择由上电梯的人选择信号决定。顺向优先执行，顺向执行完之后再反向执行。

3.行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车。

4.内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除。

5.内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层均有指示灯。。

6.停层时延时2秒后自动开门或手动开门。

7.有内选信号时，延时2秒自动关门或手动直接关门。

8.无内选信号时可以手动关门，但不会自动关门。

9.行车时不能手动开门，开门时不能行车。

10.分别用数码管和指示灯显示工作状态（工作电压均为220VAC）。

三、已具备的条件

学院电子信息技术中心拥有S7-200系列PLC及外围设备20套，拥有CPM2A系列PLC和CPM1A系列PLC 20台，拥有PLC控制的电梯模拟教学系统2套，同时我校拥有优良的师资团体,为毕业生的设计提供强有力的支持,并且学校与金华地区主要生产PLC产品的公司保持良好的合作关系,为我院提供了理想的实习环境。

四、思路和设计方案

电梯控制系统可分为电力拖动电路和电气控制电路两个主要部分。电力拖动电路主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的三相交流异步电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLC）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。

1.电梯控制系统的硬件组成

电梯控制系统的主电路图如图1所示，电梯控制电路的硬件结构如图2所示。控制电路主要包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制交流电机无级调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及楼层按钮编码五位二进制码输入PLC。

(1)系统输入部分

系统输入部分分为两个部分，一是直接输入到PLC输入口的开关量信号部分，包括：控制台上的启动按钮、恢复正常工作按钮、消防/检修按钮、强迫上行（下行）按钮部分以及开关门行程到位开关。二是按钮编码输入信号部分。本系统为十层电梯系统，在轿箱内的选层按钮和门厅旁的向上、向下呼叫按钮共有28个之多，采用优先编码的方法将31个按钮信号编为五位二进制码。这里采用四片8位优先编码器4532和五个四二输入端或门4072组成32级优先编码器。(责任编辑：1011)

(2)系统输出部分

系统的输出部分包括发光二极管记忆灯电路、PWM控制调速电路、轿箱开关门电路和七段数码管楼层显示电路等。

在PWM控制直流电机无级调速电路中，PWM产生电路接收来自PLC的八位二进制码，随着码值的改变，其输出的脉冲占空比也相应改变。轿箱开关门电路使用两个继电器、两个行程开关、直流电动机、功率反相器2019等构成控制电路。在七段数码管楼层显示电路中，七段数据管不经专用驱动芯片驱动而由PLC提供特定的二进制码直接输入。

2.系统控制软件设计

系统控制软件由初始化、指令接收处理、电梯位置检测与处理、同行截车和反向不截车处理、电梯升降控制等模块组成，如图3所示。

五、预期目标

本开题报告主要是完成5层电梯控制器的电路设计、元器件选型、PLC外部接口电路设计、控制器装配图与接线图设计，列出元器件清单，完成PLC程序设计与联机调试等内容。最终完成一个完整的、可以实际应用的控制方案与相关图纸资料。