電梯plc開題報告
電梯plc開題報告
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PLC一般指可編程邏輯控制器，實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。
論 文 題 目基于PLC對五層電梯的控制
選題的背景及意義：
隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。
電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
近年來，我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展.一些電梯廠也在不斷改進設(shè)計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進入九十年代，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應用，人們對電梯的安全性、可靠性的要 求 越 來 越 高，繼 電 器 控 制 的弱點就越來越 明顯。
可編程序控制器(PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點，目前，電梯的繼電器控制方式己逐漸被PLC控制所代替。同時，由于電機交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的 拖 動方式己由原來直流調(diào)速逐 漸 過 渡 到了交流變頻調(diào)速。因此，PLC控制技術(shù)加變頻調(diào)速技術(shù)己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點。
電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感 和美學等問 題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設(shè)計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保 險 系 數(shù)。
目前，由可 編 程序 控 制 器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展方向。
選題的構(gòu)思與設(shè)想(論文正文的章、節(jié)標題及要解決的問題)：
隨著城市發(fā)展的不斷進步，電梯已經(jīng)成為擁擠的生活中的`最常見的運行工具，然而其安裝和運行的重要性卻并不被普通人去重視和了解，對于載重大、速度高的電梯來說，提高運行質(zhì)量及效率和節(jié)約 電能是重點要解決的問題。為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計了一套以PLC為核
心控制器的電梯自動控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復雜的繼電器—接觸器控制。采 用PLC作為邏輯控制并結(jié)合變頻技術(shù)是特別適宜于電梯驅(qū)動的。利用變頻調(diào)速控制技術(shù)改造舊電梯，充分利用現(xiàn)代換流技術(shù)、矢量變換控制技術(shù)和全數(shù)字化電子控制技術(shù)，對舊電梯電動機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)線性控制。
因為核心控制部分采用的是軟件程序控制，從而在保證電梯正常運行這個要求的情況下，采用變頻調(diào)速改造后的電梯，結(jié)構(gòu)緊湊，噪聲低，提高了運行效率，維修簡單，故障率低，同時還克服了手動操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預期效果，由于變頻調(diào)速為無極調(diào)速，調(diào)速范圍寬，因此提高了乘坐的舒適感。
根據(jù)有關(guān)資 料可知變頻調(diào)速電梯與交流調(diào)壓調(diào)速 電梯相比節(jié)能達30%，可以 最 佳 地 利 用 電 網(wǎng) 的能量，提高功率因數(shù)，降低曳引電機容量20%以上，因此變頻調(diào)速電梯有明顯的節(jié)能特性。根據(jù)電梯控制系統(tǒng)的控制要求，詳細介紹了PLC和變頻器在電梯控制中的設(shè)計方案。
技術(shù)路線與研究方法：
1.1.2電梯的主要組成部分(1)曳引部分：通常有曳引機和曳引鋼絲繩組成。電動機帶動曳引機旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運動。(2)轎廂和廳門：轎廂由轎架、轎底、轎壁和轎門組成;廳門一般有封閉式、中分式、雙折中分式和直分式等。(3)電 氣 設(shè) 備 及 控 制 裝 置：由 曳 引 機、選 層 器 傳 動 及 控 制 柜、 轎 廂 操 縱 盤、呼梯按鈕和廳外指示器組成。(4)其他裝置：對重裝置、補償裝置等。
1.1.3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轎箱所在的樓曾位置
決定電梯的運行方向。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候都能夠換速。c：樓 層 位 置 的指示：選 用 了 數(shù) 碼 管 顯示 的 方 法。由于FX2N系列已有內(nèi)部計數(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。
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一、 課題來源
老師命題
二、 選題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平、研究目標及意義(包括應用前景、科學意義、理論價值)以及主要參考文獻
1、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平：
在經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學技術(shù)R新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟發(fā)展同樣的速度成長起來。作為建筑的中樞神經(jīng)，電梯起著不可或缺的作用，電梯作為建筑物內(nèi)的主要運輸工具，像其他的交通工具一樣，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪幸粋€不可缺少的組成部分。一個國家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟增長速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，我國國民經(jīng)濟仍然以較高的速度持續(xù)增長，城市化水平不斷提高。這從客觀上導致了我國電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國已經(jīng)成為全球最大的電梯市場.。上世紀80年代以來，隨著經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國電梯需求量越來越大?？傏厔菔巧仙?，已經(jīng)進入了第三次浪潮，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國以來全國共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺電梯。盡管如此，我國的電梯遠未達到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺電梯，我國如果要達到這個水準，還需要增加70萬臺。到那時候，全國在用電梯將達到130萬臺，每年僅報廢更新就需要6萬臺。到2005年，中國電梯的年產(chǎn)量達到13.5萬臺，與1980年相比，25年增長了59倍，產(chǎn)量每年平均增長17.8%。2005年安裝驗收電梯124465臺，截至05年底，我國的在用電梯總數(shù)已達651794臺.。如此龐大的市場需求為我國電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺!我國電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、同本三菱、、東芝、富士達等13家大型外商投資公司在國內(nèi)的市場份額達到了 74%(1)、先進技術(shù)和先進管理的引進對國內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強大的推動作用。蘇州江南、山東百斯特、浙江巨人、上海華立、東莞飛鵬、寧波宏大、蘇州申龍和東南液壓電梯等一批優(yōu)秀的電梯品牌看清了自己的定位與出路。目前國內(nèi)市場需要的電梯產(chǎn)品，我國電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進口，而且有一定的出口。國產(chǎn)電梯的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量正在穩(wěn)步提高。自1985年我國參加了國際標準化組織ISO/TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國際標準和先進國家的標準。標準的高起點使我國電梯行業(yè)在技術(shù)上居于有利地位。許多新技術(shù)和新產(chǎn)品，如無機房電梯、無齒輪曳引機、永磁同步拖動技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)等，國際上也是剛剛出現(xiàn)，我國就有多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢贏得了越來越多的國內(nèi)外客戶，為逐步進入國際市場創(chuàng)造了有利條件。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，微型計算機在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在電梯控制上采用微型計算機，取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式越來越受到人們的重視。使用微型計算機控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長，簡化了安裝調(diào)試工作，使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，節(jié)省能源、可靠性提高。可編程使靈活性增大。更突出的優(yōu)點是微型計算機具有算術(shù)運算功能和靈活的邏輯運算功能，因此可以實現(xiàn)更完善的自動控制，例如對于電梯平層可以實現(xiàn)自適應控制，便平層情況達到最佳狀態(tài)
微機控制電梯是電梯技術(shù)的方向，～些生產(chǎn)企業(yè)與科研單位相結(jié)合，相繼推出了微機控制的電梯新機型，使控制功能得到增強，電梯的性能得到改善，明顯提高了可靠性。除了合資企業(yè)外，也有其他廠家開發(fā)出了變頻調(diào)速電梯新產(chǎn)品。另外，用可編程序控制器取代繼電器控制系統(tǒng)的機型對單梯進行控制還是有前途的。有些生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)了緊急供電裝置、防火廳門、自檢測以及語言合成等電梯新功能;對機械系統(tǒng)采用了新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)和新工藝(3)、總之，與國外先進技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。中國電梯在亞洲市場占有越來越重要的位置，每年銷售量己達l萬臺左右，約占亞洲市場的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻。。當今世界，電梯的生產(chǎn)情況與使用數(shù)量已經(jīng)成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標志之一。
(3)、隨著時代的發(fā)展，對人在與外界隔離封閉的電梯轎廂內(nèi)，心理上的壓抑感和恐懼感也有所考慮。因此，提倡對電梯進行豪華性裝修，比如：轎廂內(nèi)用鏡面不銹鋼裝潢、在觀光電梯井道設(shè)置宇宙空間或深海景象：進而主張電梯、扶梯應與大自然相協(xié)調(diào)，在扶梯的周圍種植花草;在轎廂壁和頂棚裝飾某些圖案甚至是有變化的圖案，并且在色彩調(diào)配上要令人賞心悅目;在轎廂內(nèi)播放優(yōu)美的音樂，用以減少煩躁;在轎廂內(nèi)播放電視節(jié)目，乘客可收看天氣預報、新聞等，同時綠色電梯也是將來發(fā)展的一個放心方向，要求電梯的智能化、安全水平、視覺協(xié)調(diào)、消除電磁輻射、舒適感等都要達到一定的要求。
2、研究的目的及意義：
電梯是垂直運行的電梯，通常簡稱電梯;傾斜方向運行的自動扶梯;傾斜或水平方向運行的自動人行道德總稱。電梯已成為現(xiàn)代生活中廣泛使用的運輸工具，對電梯的安全性，舒適性，高效性等的不斷追求推動了電梯技術(shù)的進步。目前，有可編程序控制器和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的.速度發(fā)展著。采用PLC 控制的電梯可靠性高，維護方便，開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，已成為電梯控制的發(fā)展方向，，其許多功能是傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的。
可編程控制(Progremmable Controller)系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令。通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程，通過可編程控制器可以實現(xiàn)由繼電器實現(xiàn)的邏輯控制功能，而且最主要的是可編程控制器可編程功能，使得當改變電梯的控制功能時，只要更改程序即可，而不需要像繼電器一樣需要更改硬件和接線。
3、主要參考文獻：
(1)、何衍慶，《可編程序控制器原理及應用技巧》[M].北京：北京工業(yè)出版社，1998、皮壯行，《可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計與應用實例》[M].機械工業(yè)出 (2)版社，2000
(3)、陳家盛，《電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修》，北京：機械工業(yè)出版社，2000
、《電梯維修與操作》，中國勞動社會保障出版社 (4)
三、 研究的主要內(nèi)容、研究方案及準備采取的技術(shù)路線、擬解決的關(guān)鍵問題(注：本部分內(nèi)容必須詳細填寫)
主要研究內(nèi)容：
本課題的目的是在全面了解國內(nèi)外電梯發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，以江西長林電梯公司的一個三層電梯本體為控制對象，開發(fā)出以EMERSON公司
EC20.2012BRA型PLC為電梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用變頻器的電梯控制系統(tǒng)，重點解決目前VVVF電梯發(fā)展過程中所存在的控制器性價比低、速度曲線實現(xiàn)難的問題，圍繞這一主題，所開展的工作如下：
(1)根據(jù)長林公司提出的三層梯的控制的性能指標，確定一種新型的、以通用變頻器、光電編碼器組成的實現(xiàn)大閉環(huán)調(diào)速的控制方案，按該種方案 組建的控制系統(tǒng)價格將大幅下降。
(2)采用EMERsON公司EC20.2012BRA型PLc的編程開發(fā)軟件Controlst開發(fā)出本控制器軟件，實現(xiàn)了本電梯邏輯信號的控制、速度的PID大閉環(huán)的控制，滿足所要求的性能的控制。
(3)采用國內(nèi)使用最廣的工業(yè)控制組態(tài)軟件組態(tài)王6.51，開發(fā)出本電梯的上位機組態(tài)程序，實現(xiàn)了上位機對電梯系統(tǒng)的監(jiān)測控制，可以使用該組態(tài)程序?qū)﹄娞葸M行調(diào)試運行和實時監(jiān)控。
(4)對電梯系統(tǒng)進行數(shù)學分析，實現(xiàn)控制機理的建模，在此基礎(chǔ)上，從而對曳引電梯系統(tǒng)特性進行了分析，為控制策略實現(xiàn)和改進提供理論依據(jù)。
研究方案及準備采取的技術(shù)路線：
1、 查閱資料，選定設(shè)計方案;
2、 確定設(shè)計方案;
3、 確定工藝流程;
4、 PLC的選擇;
5、 繪制程序圖;
6、 實驗室調(diào)制程序;
7、 比較得出結(jié)論;
8、 撰寫設(shè)計論文。
擬解決主要研究內(nèi)容：
(1)原有的電梯控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，故障率高，日常保養(yǎng)和故障檢修工作十分繁重。
(2)原有的電梯依靠井道內(nèi)的位置傳感器獲取樓層的信息，控制精度不高，平層精確度無法達到國家標準的相關(guān)規(guī)定。
(3)原有的電梯為雙速電梯，起動和制動時的加速度和減速度比較大，乘客乘坐時不舒服，舒適感差。
四、 已進行的科研工作基礎(chǔ)和已具備的科學研究條件(包括已經(jīng)
取得的科研成果、已經(jīng)完成的科學實驗及調(diào)查研究、具備的主要儀器設(shè)備及資料與數(shù)據(jù)等)，以及可行性分析
五、 課題研究起止年限、任務安排、分階段要求和預期結(jié)果
六、指導教師審查意見
指導老師簽字：
年 月 日