燕山大学_电梯控制系统的研究本科论文开题报告.doc

燕 山 大 学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称：电梯控制系统的研究学院（系）：里仁学院电气工程系 年级专业：09过控2班 学生姓名： 高会 指导教师：赵新秋 完成日期：2013年3月28日 一、 选题的背景和意义 背景随着社会经济的发展，人们物质文化生活水平的提高，建筑业得以迅速发展，高楼层建筑不断出现，随着高层建筑的发展，为建筑内提供上下交通运输的电梯工业的发展空间在不断扩大，已成为工作和生活中的必需设备。针对飞速发展的电梯产业，提供安全、高效、环保的电梯控制系统，使每一部电梯都能安全高效地运行，成为电梯产业得以健康发展、人们的日常生活得以正常进行的重要保证。研究意义PLC已经成为现代工业控制的三大支柱（PLCCAD/CAMROBOT）之一，以其可靠性逻辑功能强体积小可在线修改控制程序，具有远程通信联网功能易于计算机接口能对模拟量进行控制，具备高速记数与位控等高性能模块等优异性能日益取代由大量中间继电器时间继电器计数继电器等组成的传统的继电接触控制系统，在机械化工石油冶金轻工电子纺织食品交通等行业得到广泛应用。PLC的应用广度和深度已经成为衡量一个国家工业先进水平的重要标志之一。PLC控制具有的可靠性、优越性和实用性的控制方式，使更适合用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术，所以本次课程设计采用可编程控制器(PLC)作为控制方式。二、国内外研究现状自美国奥斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来，电梯在驱动方式上经历了卷筒式驱动、牵引式驱动等历程，逐渐形成了直流电机拖动和交流电机拖动两种不同的拖动方式。由于早期的电梯继电器控制方式存在故障较多、可靠性较差、接线复杂、一旦接收完成不易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。世界上各主要的PLC生产厂家几乎都有运动控制功能，它的运动控制功能广泛应用于各种机械，近年来国外工厂自动化通信网络发展很快，各个著名的PLC厂家都退出了自己的网络系统，这有利于电梯向智能化方向发展，而PLC控制系统的开关柜制作、现场施工和梯形图设计可以同时进行，梯形图可以在实验室模拟调试，发现问题后修改起来非常方便。三、研究的基本内容，拟解决的主要问题 基本内容：PLC电梯控制系统的设计，主要包括：硬件部分和软件部分1硬件部分（1）拖动系统主要有曳引电机和门电机两部分构成因为电梯要进行上下运动且厅门有开关两层任务，所以要有曳引电机和门电机，通过正反转来实现上下运行和开关门动作。为此设计了通过PLC控制步进电机的方法实现。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构.当步进驱动器接到一个脉冲信号，他就驱动步进电机按按特定的方向转动一个固定的角度。（2）PLC外部接线要求根据对电梯的设计目的，确定用户所需要的输入输出.根据被控对象I/O信号的点数考虑机型，选择合适的PLC.PLC的I/O点数估算下面以四层电梯为例，估算输入输出的点数.输入：一层内呼 2层内呼 3层内呼 4层内呼 1层外呼上 2层外呼上 2层外呼下 3层外呼上 3层外呼下 4层外呼下 开门开关 关门开关 一层平层 2层平层 3层平层 4层平层 开门限位 关门限位 上极限位 下极限位 共20点 输出：1层内呼指示 2层内呼指示 3层内呼指示 4层内呼指 1层外呼上指示 2层外呼上指示 2层外呼上指示 3层外呼上指示 3层外呼上指示 4层外呼上指示 4层外呼上指示 电梯上行 电梯下行 门电机开 门电机关 电梯上行指示 电梯下行指示 楼层指示共17点以此点数为依据，寻找适合的PLC的机型，并考虑一定的余量。2 软件部分实际上，电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律运行的，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此系统控制，采用随机逻辑控制。根据随机的输入信号和电梯的实时状态来控制电梯的运行。各个楼层设置LED指示灯，上下指示按钮，手动开关门按钮。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加减速以及制动进行有效的控制.为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。总的逻辑关系大概可以总结如下：（1)行车方向是有内选信号决定的，顺向会被优先执行；（2）运行中所获呼叫信号，顺向截车，反向不截车；（3）呼叫信号具有记忆功能，执行后解除；（4）楼层位置，方向，呼叫都有信号灯指示.（5）到层停车延时自动开关门，本层顺向呼梯开门；（6）有呼叫信号延时自动关门，关门后延时行车；（7）行车时，不能手动开门，不能本层呼叫开门，开门不能行车。PLC电梯控制系统的设计，主要包括：（1）设计系统软件流程图、梯形图（2）设计对电梯所在楼层和运行方向的显示器（3）设计平层系统和对轿厢的加、减速以及制动进行有效控制的程序，以提高电梯运行的效率和平层的精度（4）设计可靠地故障保护和相应的显示解决的主要问题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。电梯的元器件选型及系统设计、PLC外部接口电路设计、控制器装配图与接线图设计，PLC程序设计，方案设计、系统设计、设备选型、流程图绘制等是要解决的一些问题。采用PLC作为控制系统的核心，哪些信号需要输入PLC ，PLC 要驱动哪些负载，以及采用何种编程方式。输入输出点的确定，是设计整个控制系统的首要问题，决定系统的程序及线路设计方案。四 研究步骤、方法及措施 本设计根据普通四层电梯的电气原理，通过建立相应的整体模型和各模块的模型，分析各模块的电气特性，并利用PLC实现电梯控制的电气控制系统设计。具体就是通过对整体模型的电气分析选出适合的PLC型号，结合相关辅助模块，如变频器、模拟量输入模块、模拟量输出模块等，通过对电梯运动过程的分析得出电梯运行的流程图，再具体针对流程中的各种状态编写相应的梯形图和程序语言。从而控制电梯的的各个运动环节（主要是起降和开关门电机，即拖曳系统）和显示环节（楼层显示，运行方向显示及呼叫显示等）以实现启动，运行，停层，平层，呼叫响应等功能的设计，最终实现对整个电梯的电气控制。五 进度安排 1.了解学习（1-2周）了解课程设计要求，查阅资料第一周：对PLC的相关知识进行了解，按照学校安排认真完成实习，完成实习日记和报告。第二周：对本课题所涉及的课程重新学习，搜集并查阅相关资料，对本课题有整体上的把握。2、准备（34周）本阶段对相关资料进行查阅学习。系统地学习本课题相关知识，设计整体方案。在此基础上，完成开题报告。3、设计完成（511周）。在前一阶段对专业知识的学习基础上，进行本课题的设计。在这段时间内，主要完成系统的设计并对系统进行优化，同时由指导老师进行修正，不断改进自己研究，满足设计要求。第六周：设计PLC电梯控制系统所有具有的逻辑功能。第七周：设计轿厢的运行方向、所处楼层的显示系统。第八周：不同运行方向下系统收到请求信号时轿厢的运行方向。第九周：确定系统的启动、制动以及加减速的方案。第十周：设计实现系统的平层功能。第十一周：设计故障保护功能以及相应的显示。4、修改论文（1216周）。本阶段主要完成毕业报告，并由指导老师修改完善。5、答辩（17周）。按照要求进行毕业答辩。第十七周：毕业答辩。六、主要参考文献 1 施金良.可变程序控制器M. 重庆：重庆大学出版社，2005.02；2 常晓铃.电器控制系统与可编程控制器M.北京：机械工业出版社，2006；3 陈志新 李英