建筑電氣控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)樣本(共17頁)

1、建筑電氣控制專業(yè)課程設(shè)計(jì)目錄1課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)1.2課程設(shè)計(jì)目的13課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1. .1 .2 2 2 3 4 9 11.13 .131課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)和任務(wù) 電氣控制技術(shù)是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，該課程不但有較高的理論基礎(chǔ)要求，而且工程實(shí)踐性很強(qiáng)，因此除安排上完理論課時(shí)外，還安排了兩周的的課程設(shè)計(jì)。通過課程設(shè)計(jì)一方面可鞏固已學(xué)過的理論知識，更重要的是給學(xué)生一次獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)踐機(jī)會，以培養(yǎng)其設(shè)計(jì)能力和實(shí)際工作能力2 課程設(shè)計(jì)的目的.通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生學(xué)生加深理解所學(xué)的理論知識，提高運(yùn)用所學(xué)知識的能力，按照給定的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)要求，使學(xué)生掌握電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本技能

2、，增強(qiáng)獨(dú)立分析與解決問題的能力。3 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求： 1設(shè)計(jì)題目：某小區(qū)五層住宅樓客梯的PLC控制。 2題目的選擇：對于電梯的控制，可選用繼電-接觸系統(tǒng)或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點(diǎn)： a:繼電-接觸系統(tǒng)：它的優(yōu)點(diǎn)是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價(jià)格較便宜。但是他觸點(diǎn)繁多，線路復(fù)雜，電器的電磁機(jī)構(gòu)及觸點(diǎn)動作較慢，能耗高，機(jī)械動作噪音大，而且可靠性差。 b:PLC在設(shè)計(jì)和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴(kuò)展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握。總之，PLC取代繼電-接觸系統(tǒng)已經(jīng)成為大的趨勢。基于上述原因，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制。 設(shè)計(jì)的內(nèi)

3、容與要求： 概述：隨著時(shí)代的發(fā)展，工業(yè)自動化程度的不斷提高，PLC行業(yè)已經(jīng)在工業(yè)市場上占有一大片領(lǐng)地。在此次設(shè)計(jì)中，我將利用PLC來實(shí)現(xiàn)對電梯的控制。其中包括對PLC硬件的設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，駐點(diǎn)路的設(shè)計(jì)，控制柜的設(shè)計(jì)，以及電梯惦記和其他設(shè)備的選擇，還有原理分析等。相信此次設(shè)計(jì)后，我對電梯的實(shí)際運(yùn)行能有初步的了解。 控制要求：1電梯轎箱的控制要求： a：選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時(shí)轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運(yùn)行方向。 b：選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運(yùn)行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時(shí)候都能夠換速。 c：樓層位置的指示：選用了數(shù)碼管顯示的

4、方法。由于FX2N系列已有內(nèi)部計(jì)數(shù)-譯碼驅(qū)動模塊，所以只要外部加上LED七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。 2電梯門的控制要求：要求當(dāng)電梯平層的時(shí)候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因?yàn)楣怆婇_關(guān)的作用而自動開門。 3補(bǔ)充要求：出了上述兩個(gè)要求以外，還要注意的一點(diǎn)就是備用電梯電機(jī)的使用，一但曳引電機(jī)出現(xiàn)故障，備用電機(jī)將手動控制轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)，避免因曳引惦記出故障而引發(fā)的不必要的麻煩。 主電路的設(shè)計(jì) 1拖動電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)： 如圖1-1 圖2 為主電路的設(shè)計(jì) a：拖動電機(jī)的選擇及原理：電梯的種類多種多樣，按拖動系統(tǒng)來分有交流單速/交流雙速拖動電梯、交流

5、調(diào)壓調(diào)速電梯等等。在此次設(shè)計(jì)中，我將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是簡單，經(jīng)濟(jì)，更重要的是舒適感好。 b：備用電機(jī)的選擇：備用電機(jī)只要選擇和曳引電機(jī)一樣的型號即可。 2門電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)： 如圖1-1 圖1所示為門電機(jī)主電路的設(shè)計(jì) 門電機(jī)的選擇及原理：只要滿足功率要求，門電機(jī)選用一般三相異步電動機(jī)即可。如圖中所示電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)門的開關(guān)，采用星角降壓啟動，KS為速度繼電器，用來對開關(guān)門到頭時(shí)制動，防止轎，廳門的損壞 可編程控制器的設(shè)計(jì)1可編程控制的選擇： a：由于市面上三菱產(chǎn)品型號較多，種類齊全，技術(shù)先進(jìn)，加之本人對三菱產(chǎn)品的青睞，所以我選擇較前沿的產(chǎn)品三菱FX2N系列產(chǎn)品。 硬件

6、接線圖如圖1-2所示。b: 可編程控制器的硬件設(shè)計(jì)： 輸入輸出點(diǎn)的估算：首先列出被控制對象輸入輸出的設(shè)備名稱，并根據(jù)所需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，增加10%20%的可擴(kuò)展余量后就得到了輸入輸出點(diǎn)數(shù)的估計(jì)數(shù)據(jù)。 以此為依據(jù)可以算出I/O總點(diǎn)數(shù)約為100點(diǎn)。 開關(guān)量輸入、輸出模塊的選擇：根據(jù)PLC輸入、輸出量點(diǎn)數(shù)與性質(zhì)，可確定I/O模塊型號與數(shù)量，高密度模塊如32、64點(diǎn)，平均每點(diǎn)價(jià)較低，但受到工作電壓、工作電流和環(huán)境溫度的限制，同時(shí)應(yīng)注意同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)超過總數(shù)的60%。 I/O點(diǎn)的分配：輸入：名稱輸入點(diǎn)名稱輸出點(diǎn)關(guān)門極限開關(guān)X000轎內(nèi)一層呼鈕X020開門極限開關(guān)X001轎內(nèi)

7、二層呼鈕X021上下平層干簧觸點(diǎn)X002轎內(nèi)三層呼鈕X022轎子內(nèi)關(guān)門按鈕X003轎內(nèi)四層呼鈕X023轎子內(nèi)開門按鈕X004轎內(nèi)五層呼鈕X024一層上行召喚按鈕X005一層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X025二層上行召喚按鈕X006二層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X026二層下行召喚按鈕X007二層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X027三層上行召喚按鈕X010三層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X030三層下行召喚按鈕X011三層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X031四層上行召喚按鈕X012四層上行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X032四層下行召喚按鈕X013四層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X033五層下行召喚按鈕X014五層下行干簧感應(yīng)觸點(diǎn)X034轎內(nèi)開門開關(guān)X015上下行強(qiáng)迫換速開關(guān)X

8、035轎內(nèi)關(guān)門開關(guān)X016速度繼電器感應(yīng)觸點(diǎn)X036門區(qū)感應(yīng)開關(guān)X017光點(diǎn)感應(yīng)觸點(diǎn)X037輸出：名稱輸入點(diǎn)名稱輸出點(diǎn)轎門開門接觸器Y003四層轎內(nèi)指示按鈕Y026轎門關(guān)門接觸器Y007五層轎內(nèi)指示按鈕Y027上行交流接觸器Y010一層上行召喚指示燈Y030下行交流接觸器Y011二層上行召喚指示燈Y031加速接觸器Y012二層下行召喚指示燈Y032快速接觸器Y013三層上行召喚指示燈Y033慢速接觸器Y014三層下行召喚指示燈Y034第一慢速減速接觸器Y015四層上行召喚指示等Y035第二慢速減速接觸器Y016四層下行召喚指示等Y036空Y017五層上行召喚指示等Y037樓層顯示器Y020樓層

9、顯示器Y021樓層顯示器Y022一層轎內(nèi)指示按鈕Y023二層轎內(nèi)指示按鈕Y024三層轎內(nèi)指示按鈕Y0253可編程控制器的軟件設(shè)計(jì)：為了更好的闡述起原理現(xiàn)給出起內(nèi)部說明：內(nèi)部繼電器名稱M100M104樓層感應(yīng)中間繼電器M105M101層中間繼電器M130上行中間繼電器M131下行中間繼電器M134換速中間繼電器M135門鎖中間繼電器M140上平層中間繼電器M141門區(qū)感應(yīng)中間繼電器M142下平層中間繼電器M143運(yùn)行中間繼電器M144換速中間繼電器 原理分析1主電路圖原理分析： a：拖動電機(jī)工作原理：如圖1-1圖2，起動電機(jī)串如電抗LQ、經(jīng)一段時(shí)間后KM1接觸器接通，電動機(jī)轉(zhuǎn)入固有特性運(yùn)轉(zhuǎn)。減速

10、時(shí)KMK斷開、KMM接通，慢速繞組串電抗LM和電阻RM運(yùn)行，延時(shí)一段時(shí)間后，KM2接通，短接RM，電動機(jī)串入電抗LM運(yùn)行，在延時(shí)一段時(shí)間后，KM3接通，電動機(jī)在慢速固有特性上運(yùn)行，直到KMS或KMX斷開，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 b：門電機(jī)原理分析：如圖1-1圖1，當(dāng)電梯平層時(shí)，開門觸點(diǎn)KMK閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)，轎門打開；當(dāng)定時(shí)繼電器到時(shí)，KMG閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)，轎門關(guān)閉；當(dāng)有人在門中間出現(xiàn)時(shí)，光感觸點(diǎn)閉合，電梯強(qiáng)迫正轉(zhuǎn)，轎門打開；當(dāng)轎門碰到開、關(guān)極限開關(guān)時(shí)，KMK或KMG斷開，并反向制動。 2 梯形圖原理分析a樓層感應(yīng)電路：當(dāng)電梯在遺漏時(shí)M104接通、M111接通并保持，電梯達(dá)到2樓是M103接通M110

11、接通，并保持，同時(shí)切斷M111。b 轎內(nèi)指令及門廳召喚電路：人在轎箱內(nèi)，當(dāng)按下第3層選層按鈕時(shí)，M502接通M114接通并自保當(dāng)電梯到達(dá)3層時(shí)摟層信號M102斷開指令信號。C 門廳召喚電路：當(dāng)電梯位于1樓，如果3樓有上呼信號，2樓有上下呼信號，即M125、M122、M124接通，電梯到達(dá)樓時(shí)上呼信號消除。d 電梯選向電路：當(dāng)電梯位于2層樓，則M110接通，如果按下3樓指令按牛，M114接通，赭石由于M110的常閉觸點(diǎn)斷開，因此電梯向上方向繼電器M130由M107、M106和M105的常閉觸點(diǎn)而接通，選擇上行方向。反之，如果1樓指令按鈕按下，M116接通，向下方向繼電器M131接通，選擇方向向下

12、。當(dāng)上下方向均有指令時(shí)，如果電梯已經(jīng)處于上行狀態(tài)，則執(zhí)行完M113、M112向上指令后，在執(zhí)行M116向下指令。e梯平層、換速電路：如3樓有有指令位號，即M114接通。在電梯將大到3樓時(shí)，M107接通，使換速繼電器M134接通，發(fā)出換速信號，并保持；當(dāng)電梯達(dá)到頂層或底層時(shí)，無論有無轎內(nèi)指令都必須還俗。M144接通，M134，折市電梯高速運(yùn)行。f梯起動電路：當(dāng)換速M(fèi)134接通，M143斷開Y012斷開，接通慢速繼電器Y013，電機(jī)在固有特性上運(yùn)行。g梯平層電路：如果電梯因不應(yīng)有的原因，上行超越平層位置，SPG離開隔磁板，使X002斷開，M140斷開，這時(shí)Y011由Y013、M140、M143和Y

13、010的常閉點(diǎn)和M142的常開觸點(diǎn)而接通，電梯反向平層，直到M1140接通。最后位于平層位置，M140、M141和M142均接通，Y010和Y011均斷開，進(jìn)行抱閘。T450為延時(shí)斷開時(shí)間繼電器，用于快速運(yùn)行斷開的延時(shí)，以保護(hù)電動機(jī)繞組。至此原理分析結(jié)束。 設(shè)備選擇1主回路設(shè)備的選擇： a 曳引電機(jī) 型號：YDDL160L-6/8 ，額定功率：11KW ，額定電壓：380V ，額定電流：23A ，功率因數(shù)： b 備用曳引電機(jī) 選型通上 c 門機(jī) 型號：Y100L-2 ，額定功率：3KW ，額定電壓：380V ，額定電流：7A ，功率因數(shù)： d 其他：曳引電機(jī) 交流接觸器：TYC4-25 熔斷器

14、：BLR1-63/3P 分?jǐn)嗄芰Γ?0000A熱繼電器：JR20-25熔斷式刀開關(guān)：HH4-30/3-25 門電機(jī) 交流接觸器：TYC2-12-9 熔斷器：BLR1-63/3P-14 熱繼電器：JR20-25-10熔斷式刀開關(guān)：HH3-15/2-10計(jì)算說明：根據(jù)電梯最大載重量可算出電梯所需要的功率，約11KW。因此選擇YKKL160L-6/8型號的交流雙速電機(jī)。然后根據(jù)此電機(jī) 的額定電流選出接觸器，熔斷器和熱繼電器等數(shù)據(jù)，。門電機(jī)根據(jù)拖動要求選擇額定功率為3KW的電機(jī)。 2PLC型號及其開關(guān)輸入輸出量的選擇：根據(jù)要求可以估計(jì)I/O總點(diǎn)數(shù)約為90點(diǎn)。所以我選擇FX2N-128MR主機(jī)。他的特點(diǎn)是a運(yùn)算速度高：。 干簧繼電器：光電繼電器：顯示數(shù)碼管：由于其內(nèi)部計(jì)數(shù)-譯碼及A-D 轉(zhuǎn)換模塊已經(jīng)置好，所以可直接選用BS201A型號的LED七段數(shù)碼管。 體會心得：通過這次設(shè)計(jì)使我對電梯的控制有了深入的了解，尤其是電梯的PLC控制。在這次設(shè)計(jì)中，我經(jīng)歷了 查資料做筆記思考定位選設(shè)備的過程，使我了解的不僅僅是電梯的控制，或是設(shè)備的選擇，或淺或深，最重要的是我掌握了一種設(shè)計(jì)的方法，思維的方式，使受益非淺。在此次設(shè)計(jì)中，使我還體會到了要想飛快的進(jìn)步就要有一盞明燈照路。感謝劉老師多次的指點(diǎn)迷津，使我突破了許多難關(guān)。 參考文獻(xiàn)建筑電器控制技術(shù) 馬小軍主