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1、内蒙古科技大学高等职业技术学院 开 题 报 告设计题目：基于PLC的三层电梯控制系统设计 专业班级： 电气自动化09- 1班 学号： 姓名： 马志星 指导教师： 朱东岳 毕业设计（论文）学生开题报告课题名称基于PLC的三层电梯控制系统设计课题来源课题类型AY指导教师朱东岳学生姓名马志星学 号专业班级电气1班一、本课题的研究背景及意义（1）题目背景：随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统
2、，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术上发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。如何解决电梯的可靠性、维护方便等问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切心声。（2）题目研究的意义：目前，由可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继
3、电器控制系统无法实现。 可编程控制（Programmable Controller）系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可，而不需要像继电器控制系统那样改变硬件和接线。 现代社会中，电梯已经成为不可缺少的运输设备。电梯的存在使得每幢高层建筑的交通更为便利。电梯控制技术的发展主要经历
4、了三个阶段：继电器控制阶段，微机控制阶段，现场总线控制阶段。目前电梯设计使用可编程控制器(PLC)，要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。随着经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。电梯是现代高层
5、建筑的垂直交通工具，其设计要求稳定性、安全性及高。随着人们生活水平的不断提高,对电梯的要求的也相应提高，电梯得到了快速发展，当前电梯总的发展趋势主要体现在以下几个方面 一、电梯驱动技术方面（1）广泛开发应用交流变压变频调速（vvvf）控制技术，而且其控制型式逐渐由 GTR向GTR和IGBT发展，使取其控制性能更为完善和提高。（2）直线电机驱动，使电梯的驱动方式取得根本性的突破。二、系统的采用直流可控硅无齿轮驱动控制系统的高速电梯，逐渐向VVVF无齿轮驱动控制系统发展，因为后者具有节能、系统小型化等特点和优点。电梯控制技术方面（1）应用微机网络控制技术，使系统的可靠性更高，功能处理更为灵活。（2
6、）采用表面贴装技术，使用大规模ASIC电路，以缩小印板的面积年并提高电子电路的可靠性。（3）电梯群控系统的调配应用模糊逻辑和专家系统，以提高群控系统的效率和精度。（4）采用智能化功率模块，构成电梯的智能化控制系统。（5）采用高位数CPU，增强电梯信号的处理功能，加快信号处理速度。（6）不断增加和扩展电梯的各种选择功能。目前可供选用的电梯功能已达到60到70多种之多，这构成了电梯轿厢造型色调的多样化、艺术化和个性化，并于建筑物和谐的融为一体。三、电梯运行速度方面随着建筑物的高层化和电梯基础技术发展，电梯运行速度逐渐向高速化发展，目前世界电梯的最高速已达12.5m/s，由日本三菱研制和推向市场，并
7、装于日本国内投入使用。四、曳引机技术方面对有齿轮曳引机由传统的蜗轮蜗杆传动逐渐向行星式齿轮转动发展之势，这有利于缩小曳引机体积及提高承载能力和传动效率，而且可使其向高速化发展。我国国产电梯多为继电器和PLC控制方式，PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样，以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点.本次设计由PLC控制方式来实现，研究、分析电梯的逻辑关系，进而实现控制。 由于电梯控制系统复杂我们采取4
8、人分工分模块设计，我要设计的模块是主拖动控制、自动开关门控制。 二、本课题国内外研究现状传统的电梯控制系统主要采用继电器接触器进行控制，其缺点是触点比较多，故障高，可靠性差、体积大、维修工作量大等缺点，正逐步被淘汰。世界上各主要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地应用于各种机械，如金切削机床、金属成型机械、电梯等；随着计算机控制的发展，近年来国外工厂自动化通信网络发展很快，各个著名的PLC厂家都推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4。自18
9、89年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。如今电梯已成为人们进出高层建筑不可缺少的代步工具，而且作为载人工具，人们在运动的平滑性、高速行、准确性和高效性等一系列静动态性能方面对它提出了更高的要求。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、接线较复杂、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。可编程序控制器（PLC）既保留了继电器控制系统的简单易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺改变、易于与计算机接口和维修方便等诸多高品质
10、性能，又采用一种可编程运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。因此，现在PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的应用。 随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程序控制器更多的具有计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有数据处理、通信、网络等功能。由于它可以通过软件来改编控制过程，而且体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制系统是一种专门为工业环境下使用而设计的数字运算操作电子系统，它采用了一种可编程运算、顺序控制、定时、计数和
11、算术运算的操作的指令，通过数字式模拟式输入、输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程序控制器的出现，以其无可媲美的优越性，正在以惊人的速度取代继电器-接触器系统。在发达的工业国家，可编程序控制器已经广泛地应用在所有的工业部门，随着可编程序控制器的性能价格比不断提高，过去许多使用计算机的场合可以使用可编程序控制器。可编程序控制器的应用范围不断扩大，正在成为工业控制领域的关键设备。可编程序控制器的推广应用在我国更是得到了迅猛发展，大量地应用于引进设备和国产设备中。伴随着现代高新技术带动传统产业发展的时代潮流，可编程序控制器在我国产业发展领域中将会有展示自己强大魅力的崭新舞台。 课题类型：（1
12、）A工程实践型；B理论研究型；C科研装置研制型；D计算机软件型；E综合应用型（2）X真实课题；Y模拟课题；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。二 1、本课题的研究内容本设计主要内容是设计电梯电气的控制系统，利用PLC控制并在MCGS组态软件中进行监控，最后得出精确的数据和结果，具体要求如下：（1） 电梯运行工艺，基本结构和发展的了解（2） 电梯电气控制系统有硬件电路设计（3） 电梯电气控制系统的PLC程序（4） 开发基于MCGS组态软件的电梯监控界面（5） 完成将PLC程序和MCGS监控对实验真正电梯的控制作用并调试到最佳状态2、PLC控制电梯的优点：（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实
13、现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高（2）去掉了选层器及大部分继电器控制系统结构简单，外部线路简化（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便的增加或改变控制功能。（4）PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性并便于检修（5）用于群控调配和管理并提高电梯运行效率（6）更改控制方案时不许改动硬件接线三、本课题研究的实施方案、进度安排第1、2周查阅资料，完成开题报告。第3、4周制定控制方案，选择PLC并设计外部接线第5、6周绘制程序流程，中期检查第7、8周编写程序文件第9、10周调试程序文件第11、12周完成毕业论文第13周准备答辩四、已查阅的主要参考文献1李航.电梯安装维修电工M，北京
14、：中国电力出版社，20022余雷声.电气控制与PLC应用M，北京：机械工业出版社，19953汪晓平.可编成控制器系统开发实例导航M，北京：人民邮电出版社，20044张福恩.交流调速电梯原理.设计及安装维修M，北京:机械工业出版社，19935陈一才.大楼自动化系统设计手册【M】，北京:中国建筑工业出版社，1996。6江秀汉.可编程序控制器原理及应用M，西安:西安电子科技大学出版社，19967刘裁文.电梯控制系统M，北京:电子工业出版社，19968刘佩武.电梯的使用与维修M，北京:机械工业出版社，19949 OMRON C系列编程手册。OMRON内部资料。10廖常初.PLC编程及应用.机械工业出版
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