开题报告-基于PLC的运输升降机控制系统设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）任务书及开题报告题 目 基于PLC的运输升降机控制系统设计学 院 机电工程学院 专业班级 机电123班 学生姓名 指导教师 填 表 说 明1任务书中内容由指导教师本人填写，并经专业审定后，下发给学生。2开题报告中内容由学生根据任务书要求，经查阅资料、调研后填写。3开题报告一般在开始毕业设计（论文）工作的第1-2周内完成，由各专业或教研室组织安排开题。4开题报告应包括以下几个方面的内容：（1）课题的来源及选题的依据、意义，课题在理论或实际应用方面的价值以及可能达到的水平。（2）课题在国内外研究现状和水平。（3）课题研究的内容及拟采用的技术路线或研究方法（包括设计、实验、加工测试条件等）。（4）研究中的主要难点以及解决问题的方法。（5）设计（论文）的工作进度计划（以周为单位）。（6）主要参考文献。5填写不下可另加附页。6本材料装订顺序为：任务书、开题报告。8毕业设计（论文）任务书题 目基于PLC的运输升降机控制系统设计题目类型 设计 论文 其他学生姓名学 号学 院机电工程学院专业班级机电123班指导教师职 称系 主 任主管院长任务下达日期2015年12月20日任务完成日期2016年6月25日任务要求（课题目标、主要内容、技术参数、基本要求等）一、课题目标本设计是为一个3层的仓库设计一台垂直升降运输升降机。该系统拟采用西门子S7-200型或三菱FX2N型PLC为控制核心，实现以上控制要求。通过本课题的设计、制作和调试能够提高PLC技术和电气控制技术方面的实践能力。而可编程控制器PLC由于其控制性更强、应变更灵活等特点已经在越来越多的升降机设计中被使用。可编程控制器（简称PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机技术和通信技术融为一体，以及其可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广泛应用于工业生产过程和自动控制中。通过查阅有关资料，确定使用三相异步电动机、变频器等配置，然后根据要求，选择适当的可编程控制器（PLC）实现控制，最后确定系统整体控制方案；根据方案查找升降机控制系统的相关资料，了解曳引式升降机工作原理以及控制要求，通过PLC程序编写与仿真，实现预期各项指标，最后完成毕业设计的撰写。二、主要内容1、进行自动控制系统、交流调速、组态设计等方面的设计；2、完成PLC电气控制系统设计；3、完成该系统的硬件设计；4、完成该系统的软件设计；5、完成毕业说明书的撰写。三、技术参数1、轿厢及曳引绳重量G（Kg）：500；2、额定载重Q（Kg）：1000；3、额定速度V（m/s）：0.5；4、停站层数：3；5、提升高度H(mm)：10200；6、曳引比：2 : 1;7、对重重量；对重可以平衡（相对平衡）轿厢的重量和部分升降机的负重，减少电机的消耗功率。为了使对重装置对轿厢起到最佳的平衡作用，必须精确计算对重装置的重量。对重重量（W/Kg）的计算公式：W=G+KQ。四、基本要求1升降机运行到指定位置后应具有手动或自动开/关门的功能；2、利用指示灯显示升降机轿厢外的呼唤信号、升降机轿厢内的指令信号和升降机的到达信号；3、能自动判断升降机的上下运行方向，并发出响应的指示信号；4、每一层楼设有呼叫按钮；5、轿厢内设有开关轿厢门按钮；6、轿厢内的层面指令按钮；7、电梯启动、运行、到站实现速度的调节；8、开门之后不能行车，有门连锁保护；9、平层时可自动开门、手动开门等功能。注：任务书必须由指导教师本人填写毕业设计（论文）开题报告一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值近年来,随着现代科学技术的快速发展，信息技术、电子技术、机械工程都在不断的融合，逐渐发展变得微型便捷并且实现了自动化，货物运输升降机得到了较为广泛的应用，需求也不断增加。因此，货物运输升降机的研究和开发变得越来越必要。传统的升降机多用顺序控制和逻辑控制，按照外部呼叫信号以及自身的控制规律运行。而外部呼叫是随机的，所以单纯的用这种控制系统满足不了人们生活需要，其缺点较多，如故障率高、不便于维护、寿命短和占用空间大。采用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller 简称PLC）控制电梯将实现灵活性高、可靠性高、维护方便的优点，取代传统升降机，成为社会上升降机的发展主流方向。PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。升降机的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为升降机的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为升降机运行中的关键技术。二、本课题在国内外的研究现状国内发展状况：随着国内经济的不断发展和城镇化进程的加快，对曳引式电梯（升降机）的需求在增加。随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，使之控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强，因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。同时，在国内地区曳引式电梯（升降机）技术比较成熟，生产厂商较多，但是普遍存在技术革新速度较慢，依靠成本的降低实现产品价格的降低，从而提高市场竞争里的方式来提高市场占有率。国外发展状况：国内外电梯设备技术的发展趋势是基本相同的。但在追求运行的安全、可靠、稳定的基础上，更加追求控制系统的可靠、抗干扰能力，运行速度，外观设计等因素的提升，以及技术的革新与发展。相对国内企业而言国外技术与工艺更加成熟。三、课题研究的内容及拟采取的方法课题研究的主要内容：（1）根据实际条件选择PLC拟采用西门子S7-300型或三菱FX2N型PLC为控制核心，熟悉此类PLC的优点；（2）熟悉电路设计软件Automation studio等，能够设计电路，并且电路通过调试可以完成基本的控制功能；（3）选取曳引轮、钢丝绳、三相异步电动机；（4）对三相异步电动机转速进行验证。拟采取方法：本文是曳引式升降机的控制系统设计，课题所研究的内容主要利用可编程控制器的能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点以及了解升降机工作原理实现：(1)升降机在检测门厅或轿箱召唤信号后，与轿箱所在的楼层相比较，通过选向模块进行运行选向；(2)升降机启动，通过变频器驱动电机拖动轿箱运动。轿箱速度由低速转变为中速在转变为高速，并以高速运行至目标层；(3)当升降机检测到目标层减速点后，升降机进入减速状态，由高速变为低速，并以低速运行至平层点停止；(4)平层后，经过一定延时开门，直到碰到开门到位行程开关；再经过一定延时关门，直到安全触板开关动作。若遇到非安全触板，应返回延时开门；(5)得到相应的层显示信号与报警信号；(6)安全装置等其他相关功能。四、课题研究中的主要难点以及解决的方法主要难点：(1) 电梯轿厢在到达既定楼层时位置的确定；(2) 升降机的安全性能；(3) 升降机速度的控制。解决方法：(1) 通过使用限位开关和可编程控制器的配合解决这一问题；(2) 在升降机设置保护系统，有限速器和安全钳，起超速保护；缓冲器，起冲顶和撞底保护；切断总电源的极限保护；(3)选择合适的电动机和齿轮，计算设计合理的传动比。五、毕业设计（论文）工作进度计划第一周到第五周（2016.3.72016.4.10）查阅文献资料，拟订方案，验证并确定方案，编写任务书及开题报告。第六周（2016.4.112016.4.17）准备材料，进行开题答辩。第七周到第九周（2016.4.182016.5.8）设计机械硬件部分并绘制系统装配图，编写设计说明书。第十周到第十三周（2016.5.92016.6.5）设计系统电路原理图，编写控制程序及上位机程序，写毕业论文。第十四周（2016.6.62016.6.12）检查毕业论文，对论文进行排版，准备答辩。第十五周到第十六周（2016.6.132016.6.25）进行毕业答辩。六、主要参考文献（或资料）1 濮良贵.机械设计M.8版.北京：高等教育出版社，2006 2刘鸿文.材料力学M. 5版.北京：高等教育出版社，2011.13 汪晓平.PLC可编程控制器系统开发导航M.北京：人民邮电出版社.2004: 279324.4 李艳梅、陈震、李一波、等.三菱PLC基础与系统设计M.北京：机械工业出版社.2013:149.5 林军.浅谈垂直电梯 PLC 控制方式及程序设计J.China New Technologies and Products，2013.6 林景全.浅谈电梯控制系统的进化J.China New Technologies and Products，2013.7 陈仕佺 肖 锋.浅谈电梯事故的原因及应急救援措施探讨J.中国公共安全学术版.2012（4）.8 岳庆来.电梯现代智能控制技术M.2版.北京：机械工业出版.2009:2376.9 Harold Belofsky. Plastics Product design process engineering. Hanser PublishersJ. 2004: 4678.10 Nae Yoon LeeHydrophilic Composite E