開題報告

電氣工程及自動化

基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計

一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義

1.本課題的研究背景及意義

（1）題目背景：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，樓群建筑不斷增多，電梯在當今社會的生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為樓群建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號以及自身控制規(guī)律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，大部分電梯控制系統(tǒng)都采用隨機邏輯方式控制。傳統(tǒng)的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制線路。這種控制線路，存在易出故障、維護不便、運行壽命較短、占用空間大等缺點。從技術(shù)上發(fā)展來看，這種系統(tǒng)將逐漸被淘汰。如何解決電梯的可靠性、維護方便等問題已成為全社會關(guān)注的焦點和大眾的迫切心聲。

（2）題目研究的意義：目前，由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，并具有很大的靈活性，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)無法實現(xiàn)。

可編程控制系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)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的“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，而不需要像繼電器控制系統(tǒng)那樣改變硬件和接線。

2．國內(nèi)外電梯的情況

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。在一些發(fā)達的工業(yè)國家，電梯的使用相當普遍。

世界上有名的幾家電梯公司，諸如:美國奧梯斯公司、瑞士訊達公司、日本三菱和日立公司、芬蘭科恩等，其電梯的產(chǎn)量已占世界市場的51%。其中，奧梯斯公司和三菱公司是世界上最大的電梯生產(chǎn)企業(yè)。

目前，國外除了以交流電梯取代直流電梯以外，在低層樓房越來越多的使用液壓電梯。此外，家用小型電梯將成為電梯家族中新的組成部分。

電梯是集機電一體的復(fù)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(yīng)具有高度的安全性。事實上，在電梯上己經(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)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量、在國外，己“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由各制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊和維修單位，承擔安裝調(diào)試、定期維修和檢查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真地調(diào)查和科學計算，其結(jié)論是:乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。

解放前，我國只有2000臺電梯，幾乎沒有電梯生產(chǎn)企業(yè)。解放后，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，電梯企業(yè)應(yīng)運而生。我國的電梯企業(yè)由60年代開始起步，到了70年代己初具規(guī)模。

改革開放以來，我國電梯的需求量急劇上升。在我國通過引進國際電梯標準以及發(fā)達國家的先進產(chǎn)品和技術(shù)，產(chǎn)生了一支以中外合資企業(yè)為主體的外向型企業(yè)隊伍。如中國迅達公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司、蘇州迅達公司和廣州電梯工業(yè)公司等企業(yè)，就是通過合資和補償貿(mào)易方式，引進發(fā)達國家的先進管理和技術(shù)，不斷改善現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體制，使企業(yè)素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量都提高到了一個新水平，推出一代電梯新產(chǎn)品。

目前，交流調(diào)壓調(diào)速電梯技術(shù)已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產(chǎn)品。微機控制電梯是電梯技術(shù)的方向，一些生產(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、放火廳們、地震控制、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。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。

近年來，為保證電梯最終質(zhì)量，在建立全國性完整的電梯管理法規(guī)、落實檢查機構(gòu)、壯大安裝調(diào)試隊伍、組建維修保養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)和提高相關(guān)人員技術(shù)素質(zhì)等方面，正在進行著一系列實質(zhì)性的工作。我國電梯行業(yè)，正在走向法規(guī)化，加速步入世界先進行列。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：

(1)查找相關(guān)資料，了解國內(nèi)外電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況，熟悉現(xiàn)有電梯控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

(2)

闡述電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)，了解PLC在電梯領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢及其硬件組成。

(3)對電梯的硬件設(shè)計。

(4)對電梯PLC控制原理進行分析。

(5)對電梯的軟件設(shè)計。

這里我主要應(yīng)用PLC原理對電梯的指層控制模塊、轎內(nèi)指令和廳外召喚登記與消號模塊、電梯的選層和定向模塊、電梯運行控制模塊等進行設(shè)計。

三、研究步驟、方法及措施：

步驟及方法：

(1)了解現(xiàn)行電梯的結(jié)構(gòu)和可編程控制器的結(jié)構(gòu)。

(2)分析相關(guān)的PLC改造。

(3)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計。

(4)分析效果。

(5)得出結(jié)論。

措施：圖書館查找相關(guān)的書籍、期刊、雜志等，通過上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當代對該技術(shù)的研究成果和最新的動態(tài)。然后通過對這些資料的學習和研究進一步的熟悉和理解設(shè)計所需的相關(guān)知識。在設(shè)計過程中及時與指導(dǎo)老師探討，對不了解的問題及時向老師請教。

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