開題報告

電氣工程及自動化

基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設計

一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據和意義

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，可以完成更為復雜的控制任務，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。

可編程控制系統(tǒng)是專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出控制各種類型的機械設備或生產過程。通過可編程控制器可以實現由繼電器實現的邏輯控制功能，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．國內外電梯的情況

當今世界，電梯的生產情況與使用數量已經成為衡量一個國家工業(yè)現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雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上己經采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數和保險系數。然而，只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保證電梯的最終高質量、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查和科學計算，其結論是:乘電梯比走樓梯安全5倍。據資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數每年約為80億人次，而乘電梯的人數每年卻有540億人次之多。

解放前，我國只有2000臺電梯，幾乎沒有電梯生產企業(yè)。解放后，隨著我國經濟建設的發(fā)展，電梯企業(yè)應運而生。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)達國家的先進產品和技術，產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易方式，引進發(fā)達國家的先進管理和技術，不斷改善現有產品結構和管理體制，使企業(yè)素質和產品質量都提高到了一個新水平，推出一代電梯新產品。

目前，交流調壓調速電梯技術已趨成熟，一些企業(yè)都有成功的產品。微機控制電梯是電梯技術的方向，一些生產企業(yè)與科研單位相結合，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)出了變頻調速電梯新產品。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)采用了新結構、新材料、新技術和新工藝?？傊?，與國外先進技術水平相比，雖然還存在一定差距，但國內電梯技術正以迅猛的發(fā)展速度趕超世界先進水平。

近年來，為保證電梯最終質量，在建立全國性完整的電梯管理法規(guī)、落實檢查機構、壯大安裝調試隊伍、組建維修保養(yǎng)網絡和提高相關人員技術素質等方面，正在進行著一系列實質性的工作。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、研究的基本內容，擬解決的主要問題：

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

(2)

闡述電梯的結構和可編程控制器的結構，了解PLC在電梯領域應用的優(yōu)勢及其硬件組成。

(3)對電梯的硬件設計。

(4)對電梯PLC控制原理進行分析。

(5)對電梯的軟件設計。

這里我主要應用PLC原理對電梯的指層控制模塊、轎內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計。

三、研究步驟、方法及措施：

步驟及方法：

(1)了解現行電梯的結構和可編程控制器的結構。

(2)分析相關的PLC改造。

(3)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設計。

(4)分析效果。

(5)得出結論。

措施：圖書館查找相關的書籍、期刊、雜志等，通過上網尋找相關的一些資料，查看當代對該技術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計所需的相關知識。在設計過程中及時與指導老師探討，對不了解的問題及時向老師請教。

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