1、-. z-. z畢業(yè)設(shè)計(jì)論文綜述(題目背景、研究意義及國(guó)外相關(guān)研究情況)1題目背景隨著城市建立的不斷開(kāi)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。在許多交通設(shè)備中，電梯是自動(dòng)化程度最高的先進(jìn)設(shè)備的一種。以前的電梯主要采用單片機(jī)控制，其性能等各方面都不太完善，現(xiàn)在電梯控制系統(tǒng)多采用PLC，從電梯的性能、器件的靈活性及平安保障方面等都有了很大的提高。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)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，電梯控制系統(tǒng)

2、采用隨機(jī)邏輯方式控制。PLC已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序，具有遠(yuǎn)程通訊功能、易于計(jì)算機(jī)接口。能對(duì)模擬量進(jìn)展控制，具備高速計(jì)數(shù)與控制等高性能模塊等優(yōu)異功能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用廣度和深度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。2國(guó)外開(kāi)展趨勢(shì)在電梯向高技術(shù)開(kāi)展，同時(shí)我們也清醒認(rèn)識(shí)到中國(guó)人均收入低，對(duì)價(jià)格特別敏感，在這個(gè)特殊環(huán)境下，市場(chǎng)迫切需要簡(jiǎn)單、可靠的普及型電梯。在將來(lái)這類電梯約占中

3、國(guó)電梯總需求一半以上。這類電梯特征是：電梯配置滿足最低使用要求，但價(jià)格非常低廉，故障率很低，可靠性很高，經(jīng)久耐用，在其使用壽命中根本不用維修，而且使用方便。這一類型電梯技術(shù)開(kāi)展方向主要是：a)高新技術(shù)和新材料在制作電梯零部件的應(yīng)用。如在零部件外表加高科技涂料，使其使用壽命大大延長(zhǎng)。用價(jià)格低廉可靠性高的普及型電腦代替價(jià)高可靠性低的電梯專用電子板來(lái)控制電梯。b) 制作工藝改良。零部件工藝改良使產(chǎn)品價(jià)格降低，同時(shí)更加耐用。生產(chǎn)工藝和方式改變。可使這類電梯生產(chǎn)方式和現(xiàn)代大規(guī)模汽車生產(chǎn)方式一樣，采用流水線生產(chǎn)方式。而且產(chǎn)量很高，年產(chǎn)45萬(wàn)臺(tái)電梯。c) 大量使用標(biāo)準(zhǔn)件。這類電梯的零部件幾乎所有都是在市場(chǎng)上

4、可以采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件。3電梯市場(chǎng)及主要技術(shù)1國(guó)電梯市場(chǎng)：各國(guó)電梯技術(shù)開(kāi)展很快 ,我國(guó)的電梯業(yè)方興未艾 ,應(yīng)不斷改善產(chǎn)品構(gòu)造、質(zhì)量和體制 ,爭(zhēng)取在世界市場(chǎng)上占有一席之地，1993年我國(guó)電梯產(chǎn)量突破1.5萬(wàn)臺(tái)比上年增長(zhǎng)30%，自動(dòng)扶梯產(chǎn)量1500臺(tái) ,創(chuàng)造了歷史最好水平。1994年有大的開(kāi)展。我國(guó)一批企業(yè)相繼開(kāi)發(fā)了具有國(guó)際80年代水平的新型電梯 ,控制交流調(diào)速電梯已成為主導(dǎo)產(chǎn)品 ,高技術(shù)產(chǎn)品已占電梯產(chǎn)量的30%。利用外資的熱潮持續(xù)高漲。電梯生產(chǎn)、安裝、維修一條龍效勞工作逐步推開(kāi) 。電樣配套件的專業(yè)化 生產(chǎn)有了很大的開(kāi)展 ,并開(kāi)拓了國(guó)際市場(chǎng)。這說(shuō)明,在過(guò)去的幾年中,我國(guó)的電梯行業(yè)整體水平有了明顯提高。2目

5、前電梯技術(shù)：計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的開(kāi)展 ,使大樓的信息得以快速傳遞 ,從而可實(shí)現(xiàn)大廈智能化。智能大廈中的垂直交通工具電梯 ,顯然應(yīng)是智能化的。智能化的電梯首先要與智能大廈的所有自動(dòng)化信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),使電梯成為平安舒適、高效優(yōu)質(zhì)的效勞工具。串行通訊以其布線簡(jiǎn)單 ,信息傳輸量大等優(yōu)點(diǎn) ,在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用日益增多 ,由于去掉了微機(jī)接口板上的輸入和輸出電路 ,減少了井道、機(jī)房中的布線數(shù)量 ,可靠性大大提高。隨著大樓智能化程度的提高 ,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)已開(kāi)場(chǎng)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)與大樓的 BAS、FAS、SAS中。本課題研究的主要容和擬采用的研究方案、研究方法或措施1研究容掌握對(duì)象工作過(guò)程及控制要求，電梯在P

6、LC控制下實(shí)現(xiàn)平安，穩(wěn)定，快速，可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)化控制；使用S7-200PLC的編程方法，本次電梯模型采用s7-200PLC進(jìn)展控制；分析主要輸入輸出點(diǎn)作用及控制過(guò)程，其控制系統(tǒng)包括廳門招呼線路、定向選層線路、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行線路、呼叫指示線路、樓層顯示線路、開(kāi)關(guān)門控制線路、平安保護(hù)電路等；完成軟件編程及調(diào)試，對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)展模塊化分，合理分配各個(gè)I/O端口，畫出梯形圖，進(jìn)展調(diào)試。2研究方案2.1電梯的空間組成電梯模型的組成有：轎廂、門系統(tǒng)、重f平街系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、平安保護(hù)系統(tǒng)等。井道指建筑物中用于安裝電梯并提供電梯運(yùn)行的通道，轎廂及配重都是在井道中運(yùn)行的。井道在各樓層設(shè)有

7、門廳及呼梯設(shè)備。門廳有門廳門，廳門裝有顯示層樓的數(shù)碼管，用于指示電梯的運(yùn)行方向及電梯所在的位置。門廳還設(shè)有呼梯盒，用于在每層站召喚電梯。呼梯盒常安裝在廳門外離地面lm左右的墻壁上，基站與頂站只有一個(gè)按鈕，中間層站有上呼與下呼兩個(gè)按鈕。在門廳等候電梯的乘客可以按門廳的上行或下行召喚信號(hào)，此為外喚信號(hào)。這些保持信號(hào)在要求得到滿足時(shí)應(yīng)能自動(dòng)消號(hào)。電梯門分廳門及轎門，當(dāng)電梯?？?層時(shí)，此層的廳門在轎門的帶動(dòng)下開(kāi)啟及關(guān)閉。電梯的操縱箱也安裝在轎廂，供司機(jī)及乘客對(duì)電梯發(fā)布動(dòng)作命令。上面設(shè)有與電梯層站數(shù)一樣的選層按鈕，轎廂的運(yùn)行命令及門廳的召喚信號(hào)司機(jī)及乘客可按下轎廂操控盤上的選層按鈕選定電梯運(yùn)行的目的樓層

8、，此為選信號(hào)，還有上下行啟動(dòng)按鈕燈，開(kāi)關(guān)門按鈕，急停按鈕。電梯的平安是電梯最重要的技術(shù)指標(biāo)。電梯的平安設(shè)備有平安窗及其開(kāi)關(guān)、平安鉗及其開(kāi)關(guān)、限速器及其開(kāi)關(guān)、限速開(kāi)關(guān)等。平安窗位于轎廂的頂部，供給急情況下疏散乘客，當(dāng)平安窗翻開(kāi)時(shí)，電梯不準(zhǔn)運(yùn)行。平安鉗是為了防止電梯曳引鋼絲繩斷裂及超速運(yùn)行的機(jī)械裝置，用以在上述情況下將轎廂夾持在軌道上。限速器是檢測(cè)電梯運(yùn)行速度的裝置，當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)，限速器動(dòng)作，帶動(dòng)平安鉗使電梯停頓運(yùn)行。極限開(kāi)關(guān)、強(qiáng)迫換速開(kāi)關(guān)是電梯位置平安裝置，當(dāng)電梯運(yùn)行至上下極限位置時(shí)仍不停車，上下限開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出停車信號(hào)，假設(shè)仍不能停車，將壓下上下強(qiáng)迫停車開(kāi)關(guān)，強(qiáng)制電梯停頓運(yùn)行，假設(shè)還不能停

9、車，將通過(guò)機(jī)械裝置帶動(dòng)極限開(kāi)關(guān)切斷曳引電機(jī)電源，以到達(dá)停車的目的，防止電梯出現(xiàn)沖頂與蹲底事故。22電梯的功能上組成電梯原理示意圖電梯是一種特殊的起重運(yùn)輸設(shè)備，由轎廂及配重、拖動(dòng)電機(jī)及減速傳動(dòng)機(jī)械、井道及井道設(shè)備、召喚系統(tǒng)及平安裝置構(gòu)成9。轎廂是載人或裝貨的部位，配重是為了改變電梯電機(jī)負(fù)載的特性以提高電梯平安性而設(shè)置的。上圖是電梯拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖，圖中可見(jiàn)電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪上，曳引輪經(jīng)減速機(jī)構(gòu)由電機(jī)拖動(dòng)，形成轎廂的上下運(yùn)動(dòng)。2.3電梯的控制系統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)主要由電力拖動(dòng)局部和電氣控制局部組成。電力拖動(dòng)局部由拽引電機(jī)、抱閘和相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路以及開(kāi)門機(jī)組成。調(diào)速局部的

10、性能對(duì)電梯運(yùn)行時(shí)乘客的舒適感有著重要影響，而邏輯控制局部則是電梯平安可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。電梯理想速度曲線電梯控制系統(tǒng)的調(diào)速局部在拖動(dòng)系統(tǒng)中，現(xiàn)在國(guó)多采用電梯專用變頻電機(jī)和與之相配套的專用變頻器。專用變頻器是為了滿足電梯的靈活調(diào)速、控制及高精度平層等要求而專門設(shè)計(jì)的變頻器。電梯的變頻電機(jī)按上圖理想速度曲線運(yùn)行(電機(jī)何時(shí)啟動(dòng)、換速以及電機(jī)轉(zhuǎn)向是由PLC根據(jù)電梯呼梯、減速等信號(hào)做出決策，發(fā)出信號(hào)給變頻器)，當(dāng)變頻器接收到PLC控制器發(fā)出的呼梯方向信號(hào)，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，到達(dá)最大速度后，勻速運(yùn)行，在到達(dá)目的層的減速點(diǎn)時(shí)，PLC控制器發(fā)出切斷高速度信號(hào)，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速

11、度減至爬行速度。在減速運(yùn)行過(guò)程中，變頻器能夠自動(dòng)計(jì)算出減速點(diǎn)到平層點(diǎn)之間的距離，并計(jì)算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運(yùn)行，使低速爬行時(shí)間縮短至03s在電梯的平層過(guò)程中變頻器通過(guò)調(diào)整平層速度或制動(dòng)斜坡來(lái)調(diào)整平層精度，即當(dāng)電梯停得太早時(shí)，變頻器增大低速度值或減少制動(dòng)斜坡值，反之則減少低速度值或增大制動(dòng)斜坡值。在電梯到距平層位置410cm時(shí)，有平層開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)低速信號(hào)，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實(shí)現(xiàn)高精度的平層，從而到達(dá)平層的準(zhǔn)確可靠。2設(shè)計(jì)方案控制系統(tǒng)的核心為PLC主機(jī)，通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，由存儲(chǔ)器的PLC軟件運(yùn)算處理，然后經(jīng)過(guò)輸出接口分別向指層器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，

12、那些信號(hào)需要輸入PLC，PLC要驅(qū)動(dòng)那些負(fù)載，以及用何種編程方式，輸入輸出點(diǎn)確實(shí)定，是設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的首要問(wèn)題，決定系統(tǒng)的程序及線路設(shè)計(jì)方案。具體的電梯控制控制系統(tǒng)的總體框圖如下圖?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)造方框圖PLC控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣，主要有信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩局部組成。主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及平安保護(hù)等信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，然后通過(guò)程序控制向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。電梯控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下根本功能：一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制上升和下降。各層設(shè)上/下呼叫開(kāi)關(guān)

13、最頂層就設(shè)1個(gè)。電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)門功能。電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)門或關(guān)門功能。電梯設(shè)有樓層指令鍵、開(kāi)關(guān)門按鍵、警鈴風(fēng)扇及照明按鍵。電梯外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈。待客自動(dòng)開(kāi)門，當(dāng)電梯在*層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開(kāi)門迎客。自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門。在一般情況下，電梯停站46s應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門。在延時(shí)時(shí)間，假設(shè)按下關(guān)門按鈕，門將提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作。按鈕開(kāi)門。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中或門關(guān)閉后電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上的開(kāi)關(guān)門按鈕，門將翻開(kāi)。指令記憶。當(dāng)轎廂操縱盤上有多少個(gè)選層指令是，電梯應(yīng)能按順序自動(dòng)停靠，并自動(dòng)確定運(yùn)行方向。自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂操縱盤上有多少個(gè)選層指令相對(duì)于電梯位置有不同

14、方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則自動(dòng)確定運(yùn)行方向。呼梯記憶與順向載停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一?？繎?yīng)答。自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。自動(dòng)關(guān)門待客當(dāng)完成全部轎廂指令，又無(wú)層外呼電梯信號(hào)時(shí)，電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門，并在設(shè)定時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停機(jī)待客。本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作本課題研究重點(diǎn)在于熟悉電梯控制工藝要求，編寫PLC程序并驗(yàn)證電梯運(yùn)行情況，難點(diǎn)在于設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖和線路圖。前期已開(kāi)展的工作有：了解了垂直升降電梯相關(guān)知識(shí)、數(shù)字電路和模

15、擬電路的相關(guān)知識(shí)、電器控制及PLC使用常識(shí)。完本錢課題的工作方案及進(jìn)度方案1、第一周：了解課題，收集相關(guān)資料2、第二周：完成開(kāi)題報(bào)告3、第三至六周：熟悉垂直電梯工作流程，選擇方案及其論證4、第七至十周：掌握PLC的工作原理，完成控制方案設(shè)計(jì)5、第十一至十五周：完成硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編程、調(diào)試6、第十六至十八周：完成畢業(yè)論文參考文獻(xiàn)1 建明.電氣控制與PLC應(yīng)用.：電子工業(yè)，2006 2 肖明耀.三菱F*系列PLC應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn).：中國(guó)電力2021.063 周美蘭 PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).科技 2005年.4 鄧則銘、程良倫 電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)技術(shù).機(jī)械工業(yè) 20215 霍俊儀,萬(wàn)東梅.電氣控制與 PLC應(yīng)用技術(shù)仿真教學(xué)探討J中國(guó)科技信息,2005(12) .6 吳中俊，黃永紅J可編程序控制器原理及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)，2004 7 齊從謙，王士蘭 技術(shù)及應(yīng)用機(jī)械工業(yè)，20008 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用M.:華南理工大學(xué),2002.9 王兆義.小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)M.:機(jī)械工業(yè),2002.10 郁漢琪，盛黨紅，鄧東華電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M： 東南大學(xué)，200311 小春 基于組態(tài)控制技術(shù)的PLC實(shí)驗(yàn)開(kāi)