電梯控制器的設計開題報告

一、開題報告背景與意義

在現代社會和經濟活動中，計算機技術、自動控制技術和電力電子技術得到了迅速的發展，不斷滿足社會經濟快速發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輸工具，已經成為城市物質文明的一種標誌。電梯在公辦大樓、公司、高層住宅、賓館等場所得到了廣泛應用。特別是在高層建築中，電梯是不可缺少的垂直運輸設備。隨着高層建築飛速發展的今天，電梯行業也隨之進入了新的發展時期，載人電梯控制技術已經發展到了調頻調壓調速控制階段，具有乘坐安全、運行可靠、舒適度較高等特點，其主流控制技術採用PLC控制，具有許多智能化控制功能。

本開題報告設計針對我國電梯業的現狀，將可編程序控制器(PLC)應用於五層電梯進行邏輯控制，通過合理的選擇和設計，不但提高了電梯可靠性、可維護性以及靈活性，同時延長了使用壽命，縮短了電梯的開發週期，並提高了電梯的控制水平，改善了電梯運行的舒適感，使電梯達到了較為理想的控制效果。本文所設計的電梯與傳統的電梯相比，在運行上具有良好的舒適感，在生活中可以節約電能，取得了良好的經濟效益和社會效益，達到了理想的目的。

二、畢業教學環節開題報告的主要內容

本開題報告主要任務是完成五層電梯控制器的電路設計、元器件選型、PLC外部接口電路設計、控制器裝配圖與接線圖設計、列出元器件清單、完成PLC程序設計與聯機調試等內容。

具體控制要求如下：

1．由於電梯對控制系統的可靠性和安全性要求極高，主要以邏輯控制為主，通常採用PLC作為控制系統的核心，所以，應用PLC來設計一個5層電梯控制器具有一定的現實意義。

2．上行與下行選擇由上電梯的人選擇信號決定。順向優先執行，順向執行完之後再反向執行。

3．行車途中如遇呼梯信號時，順向截車，反向不截車。

4．內選信號、呼梯信號具有記憶功能，執行後解除。

5．內選信號、呼梯信號、行車方向、行車樓層均有指示燈。。

6．停層時延時2秒後自動開門或手動開門。

7．有內選信號時，延時2秒自動關門或手動直接關門。

8．無內選信號時可以手動關門，但不會自動關門。

9．行車時不能手動開門，開門時不能行車。

10．分別用數碼管和指示燈顯示工作狀態（工作電壓均為220VAC）。

三、已具備的條件

學院電子信息技術中心擁有S7-200系列PLC及外圍設備20套，擁有CPM2A系列PLC和CPM1A系列PLC 20台，擁有PLC控制的電梯模擬教學系統2套，同時我校擁有優良的師資團體,為畢業生的設計提供強有力的支持,並且學校與金華地區主要生產PLC產品的公司保持良好的合作關係,為我院提供了理想的實習環境。

四、思路和設計方案

電梯控制系統可分為電力拖動電路和電氣控制電路兩個主要部分。電力拖動電路主要包括電梯垂直方向主拖動電路和轎箱開關電路。二者均採用易於控制的三相交流異步電動機作為拖動動力源。主拖動電路採用PWM調試方式，達到了無級調速的目的。而開關門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數碼管和控制部分的核心器件（PLC）等組成。PLC集信號採集、信號輸出及邏輯控制於一體，與電梯電力拖動系統一起實現了電梯控制的所有功能。

1．電梯控制系統的硬件組成

電梯控制系統的主電路圖如圖1所示，電梯控制電路的硬件結構如圖2所示。控制電路主要包括按鈕編碼輸入電路、樓層傳感器檢測電路、發光二極管記憶燈電路、PWM控制交流電機無級調速電路、轎箱開關電路、樓層顯示電路及一些其他輔助電路等。為減少PLC輸入輸出點數，採用編碼的方式將31個呼叫及樓層按鈕編碼五位二進制碼輸入PLC。

(1)系統輸入部分

系統輸入部分分為兩個部分，一是直接輸入到PLC輸入口的開關量信號部分，包括：控制枱上的啟動按鈕、恢復正常工作按鈕、消防/檢修按鈕、強迫上行（下行）按鈕部分以及開關門行程到位開關。二是按鈕編碼輸入信號部分。本系統為十層電梯系統，在轎箱內的選層按鈕和門廳旁的向上、向下呼叫按鈕共有28個之多，採用優先編碼的方法將31個按鈕信號編為五位二進制碼。這裏採用四片8位優先編碼器4532和五個四二輸入端或門4072組成32級優先編碼器。(責任編輯：1011)

(2)系統輸出部分

系統的輸出部分包括髮光二極管記憶燈電路、PWM控制調速電路、轎箱開關門電路和七段數碼管樓層顯示電路等。

在PWM控制直流電機無級調速電路中，PWM產生電路接收來自PLC的八位二進制碼，隨着碼值的改變，其輸出的脈衝佔空比也相應改變。轎箱開關門電路使用兩個繼電器、兩個行程開關、直流電動機、功率反相器2019等構成控制電路。在七段數碼管樓層顯示電路中，七段數據管不經專用驅動芯片驅動而由PLC提供特定的二進制碼直接輸入。

2．系統控制軟件設計

系統控制軟件由初始化、指令接收處理、電梯位置檢測與處理、同行截車和反向不截車處理、電梯升降控制等模塊組成，如圖3所示。

五、預期目標

本開題報告主要是完成5層電梯控制器的電路設計、元器件選型、PLC外部接口電路設計、控制器裝配圖與接線圖設計，列出元器件清單，完成PLC程序設計與聯機調試等內容。最終完成一個完整的、可以實際應用的控制方案與相關圖紙資料。