電梯plc開題報(bào)告
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PLC一般指可編程邏輯控制器，實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。
論 文 題 目基于PLC對(duì)五層電梯的控制
選題的背景及意義：
隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對(duì)電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動(dòng)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(cāng)庫(kù)等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。
近年來，我國(guó)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(jìn)設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電梯的安全性、可靠性的要 求 越 來 越 高，繼 電 器 控 制 的弱點(diǎn)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(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點(diǎn)，目前，電梯的繼電器控制方式己逐漸被PLC控制所代替。同時(shí)，由于電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，電梯的 拖 動(dòng)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(gè)熱點(diǎn)。
電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、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(xué)等問 題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保 險(xiǎn) 系 數(shù)。
目前，由可 編 程序 控 制 器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)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(hù)方便、開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，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(biāo)題及要解決的問題)：
隨著城市發(fā)展的不斷進(jìn)步，電梯已經(jīng)成為擁擠的生活中的`最常見的運(yùn)行工具，然而其安裝和運(yùn)行的重要性卻并不被普通人去重視和了解，對(duì)于載重大、速度高的電梯來說，提高運(yùn)行質(zhì)量及效率和節(jié)約 電能是重點(diǎn)要解決的問題。為了提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，設(shè)計(jì)了一套以PLC為核
心控制器的電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，用來取代以往的較復(fù)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(dòng)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(duì)舊電梯電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)線性控制。
因?yàn)楹诵目刂撇糠植捎玫氖擒浖绦蚩刂?，從而在保證電梯正常運(yùn)行這個(gè)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(yùn)行效率，維修簡(jiǎn)單，故障率低，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素，取得了良好的預(yù)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(dá)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(jī)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(xì)介紹了PLC和變頻器在電梯控制中的設(shè)計(jì)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(jī)和曳引鋼絲繩組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曳引機(jī)旋轉(zhuǎn)使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。(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(jī)、選 層 器 傳 動(dòng) 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(duì)重裝置、補(bǔ)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(hào)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 方 法。由于FX2N系列已有內(nèi)部計(jì)數(shù)-譯碼驅(qū)動(dòng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平、研究目標(biāo)及意義(包括應(yīng)用前景、科學(xué)意義、理論價(jià)值)以及主要參考文獻(xiàn)
1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平：
在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)R新月異的今天，樓的高度已和經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣的速度成長(zhǎng)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(yùn)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€(gè)不可缺少的組成部分。一個(gè)國(guó)家的電梯需求總量，主要受其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、城市化水平、人口密度及數(shù)量、在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍然以較高的速度持續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平不斷提高。這從客觀上導(dǎo)致了我國(guó)電梯行業(yè)的空前繁榮景象，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的電梯市場(chǎng).。上世紀(jì)80年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國(guó)電梯需求量越來越大?？傏厔?shì)是上升的，已經(jīng)進(jìn)入了第三次浪潮，而且目前還沒有減速的跡象。從1949年建國(guó)以來全國(guó)共生產(chǎn)安裝了6l萬多臺(tái)電梯。盡管如此，我國(guó)的電梯遠(yuǎn)未達(dá)到飽和的程度。全世界平均1000人有l(wèi)臺(tái)電梯，我國(guó)如果要達(dá)到這個(gè)水準(zhǔn)，還需要增加70萬臺(tái)。到那時(shí)候，全國(guó)在用電梯將達(dá)到130萬臺(tái)，每年僅報(bào)廢更新就需要6萬臺(tái)。到2005年，中國(guó)電梯的年產(chǎn)量達(dá)到13.5萬臺(tái)，與1980年相比，25年增長(zhǎng)了59倍，產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng)17.8%。2005年安裝驗(yàn)收電梯124465臺(tái)，截至05年底，我國(guó)的在用電梯總數(shù)已達(dá)651794臺(tái).。如此龐大的市場(chǎng)需求為我國(guó)電梯行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的舞臺(tái)!我國(guó)電梯行業(yè)已經(jīng)具備了很強(qiáng)的生產(chǎn)能力。興旺的電梯市場(chǎng)吸引了全世界所有的知名電梯公司，美國(guó)奧的斯、瑞士迅達(dá)、芬蘭通力、德國(guó)蒂森、同本三菱、、東芝、富士達(dá)等13家大型外商投資公司在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額達(dá)到了 74%(1)、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理的引進(jìn)對(duì)國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的電梯產(chǎn)品，我國(guó)電梯行業(yè)幾乎全部可以生產(chǎn)，不但大量替代了進(jìn)口，而且有一定的出口。國(guó)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(guó)參加了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TCl78以來，先后等同或等效采用了一批國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高起點(diǎn)使我國(guó)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(jī)房電梯、無齒輪曳引機(jī)、永磁同步拖動(dòng)技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等，國(guó)際上也是剛剛出現(xiàn)，我國(guó)就有多企業(yè)可以生產(chǎn)了。國(guó)產(chǎn)電梯以其高質(zhì)量，低成本的優(yōu)勢(shì)贏得了越來越多的國(guó)內(nèi)外客戶，為逐步進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在電梯控制上采用微型計(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)控制，它成本低，體積小，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，簡(jiǎn)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?？删幊淌轨`活性增大。更突出的優(yōu)點(diǎn)是微型計(jì)算機(jī)具有算術(shù)運(yùn)算功能和靈活的邏輯運(yùn)算功能，因此可以實(shí)現(xiàn)更完善的自動(dòng)控制，例如對(duì)于電梯平層可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制，便平層情況達(dá)到最佳狀態(tài)
微機(jī)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(jī)控制的電梯新機(jī)型，使控制功能得到增強(qiáng)，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(jī)型對(duì)單梯進(jìn)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(cè)以及語言合成等電梯新功能;對(duì)機(jī)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(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比，雖然還存在一定差距，但國(guó)內(nèi)電梯技術(shù)正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進(jìn)水平。中國(guó)電梯在亞洲市場(chǎng)占有越來越重要的位置，每年銷售量己達(dá)l萬臺(tái)左右，約占亞洲市場(chǎng)的1/50，一些合資企業(yè)在出口創(chuàng)匯方面也做出了貢獻(xiàn)。。當(dāng)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(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。
(3)、隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)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(duì)電梯進(jìn)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(jìn)而主張電梯、扶梯應(yīng)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(yù)報(bào)、新聞等，同時(shí)綠色電梯也是將來發(fā)展的一個(gè)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(dá)到一定的要求。
2、研究的目的及意義：
電梯是垂直運(yùn)行的電梯，通常簡(jiǎn)稱電梯;傾斜方向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯;傾斜或水平方向運(yùn)行的自動(dòng)人行道德總稱。電梯已成為現(xiàn)代生活中廣泛使用的運(yùn)輸工具，對(duì)電梯的安全性，舒適性，高效性等的不斷追求推動(dòng)了電梯技術(shù)的進(jìn)步。目前，有可編程序控制器和微機(jī)組成的電梯運(yùn)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(hù)方便，開發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并且有很大的靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，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(shí)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(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程，通過可編程控制器可以實(shí)現(xiàn)由繼電器實(shí)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(dāng)改變電梯的控制功能時(shí)，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(xiàn)：
(1)、何衍慶，《可編程序控制器原理及應(yīng)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(jì)與應(yīng)用實(shí)例》[M].機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2000
、《電梯維修與操作》，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 (4)
三、 研究的主要內(nèi)容、研究方案及準(zhǔn)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(xì)填寫)
主要研究?jī)?nèi)容：
本課題的目的是在全面了解國(guó)內(nèi)外電梯發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，以江西長(zhǎng)林電梯公司的一個(gè)三層電梯本體為控制對(duì)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(diǎn)解決目前VVVF電梯發(fā)展過程中所存在的控制器性價(jià)比低、速度曲線實(shí)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(zhǎng)林公司提出的三層梯的控制的性能指標(biāo)，確定一種新型的、以通用變頻器、光電編碼器組成的實(shí)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(jià)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(shí)現(xiàn)了本電梯邏輯信號(hào)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(guó)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(jī)組態(tài)程序，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)電梯系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制，可以使用該組態(tài)程序?qū)﹄娞葸M(jìn)行調(diào)試運(yùn)行和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(4)對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)控制機(jī)理的建模，在此基礎(chǔ)上，從而對(duì)曳引電梯系統(tǒng)特性進(jìn)行了分析，為控制策略實(shí)現(xiàn)和改進(jìn)提供理論依據(jù)。
研究方案及準(zhǔn)備采取的技術(shù)路線：
1、 查閱資料，選定設(shè)計(jì)方案;
2、 確定設(shè)計(jì)方案;
3、 確定工藝流程;
4、 PLC的選擇;
5、 繪制程序圖;
6、 實(shí)驗(yàn)室調(diào)制程序;
7、 比較得出結(jié)論;
8、 撰寫設(shè)計(jì)論文。
擬解決主要研究?jī)?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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
(3)原有的電梯為雙速電梯，起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度和減速度比較大，乘客乘坐時(shí)不舒服，舒適感差。
四、 已進(jìn)行的科研工作基礎(chǔ)和已具備的科學(xué)研究條件(包括已經(jīng)
取得的科研成果、已經(jīng)完成的科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(wù)安排、分階段要求和預(yù)期結(jié)果
六、指導(dǎo)教師審查意見
指導(dǎo)老師簽字：
年 月 日