2023年开题报告基于双速电机的五层电梯的PLC控制系统的设计.doc

毕业设计〔论文〕开题报告 题　　目 基于双速电机的五层电梯的PLC控制系统的设计 学生姓名、学号 专业 电气工程及其自动化 指导教师姓名 职称 应包括课题研究的背景、意义、文献综述；课题研究的根本内容、重点难点及要解决的主要问题；课题研究方案与写作提纲等。(3000字以上) 一、课题简介〔根本内容〕： 随着城市建设和经济活动的不断开展，计算机技术、自动控制技术和电力电子技术得到了迅速的开展，不断满足社会经济快速开展和人民生活水平不断提高的需要，电梯作为一种重要的交通运输工具已与人们的日常生活密不可分，且成为城市物质文明的一种标志。电梯在公办大楼、公司、高层住宅、宾馆等场所得到了广泛应用。特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。随着高层建筑飞速开展的今天，电梯行业也随之进入了新的开展时期，载人电梯控制技术已经开展到了调频调压调速控制阶段，具有乘坐安全、运行可靠、舒适度较高等特点，其主流控制技术采用PLC控制，具有许多智能化控制功能。所以由可编程控制器〔PLC〕作为电梯主要控制系统将显得越来越重要。 目前，由可编控制器〔PLC〕和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度开展着。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，可以完成更加复杂的控制任务，已成为电梯控制的开展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。 电梯产品开展简史 据国外有关资料介绍，公元前2800年在古代埃及，为了建筑当时的金字塔，曾使用过由人力驱动的升降机械。公元1765年瓦特创造了蒸汽机后，1858年美国研制出以蒸汽机为动力，并通过带传动和蜗轮减速装置驱动的电梯。1878年英国的阿姆斯特郎创造了水压梯。并随着水压梯的开展，淘汰了蒸汽梯。后来又采用液压泵和控制阀以及直接拄塞式和侧拄塞式结构的液压梯，这种液压梯至今仍为人们所采用。但是电梯得以兴盛开展的根本原因在于采用了电力作为动力来源。 我国电梯的使用历史悠久。80年代中期以来，随着我国对外开放，对内告活经济的政策深入贯彻执行，随着技术引进工作的进一步开展，在国内建立一批合资和独资电缆生产厂，使我国的电梯工业又取得巨大的开展，我国又新公布一批具有80年代国际水平的电梯制造标准，随着采用新标准生产的电梯批量推向市场，技术性能和质量明显提高的电梯又进一步促进建筑业和电梯业的开展，电梯工业蓬勃开展的局面已经形成。 电梯的运行工作情况 电梯在做垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上建筑物内的电梯，起点站和终点站之间还设有停靠站。起点站设在一楼，终点站设在最高楼，设在一楼的起点站常作为基站。起点站和终点站之间的停靠站称为中间站。 各站的厅外设有召唤箱，箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮或触钮。一般电梯在两端站的召唤箱上各设置一只按钮或触钮，中间层站的召唤箱上各设置两只按钮或触钮。对于无司机控制的电梯。在各层站的召唤箱上均设置一置有手柄开关或与层站对应的按钮或触钮，供司机或乘用人员控制电梯上下运行。召唤箱上的按钮或触钮称为指令或触钮，操纵箱上的按钮或触钮称为内指令按钮或触钮。外指令按钮或触钮发出的电信号称为外指令信号。内指令按钮或触钮发出的电信号称为内指令信号。80年代中期后，触钮已被微动按钮所取代。 作为电梯基站的厅外召唤箱，除设置一只召唤按钮或触钮外，还设置一只钥匙开关，以便下班关闭电梯时，司机或管理人员把电梯开到基站后，可以通过专用钥匙扭动钥匙开关，把电梯的厅轿门关闭妥当后，自动切断电梯控制电源或动力源。 电梯的运行工作情况和汽车有共同之处，但是汽车的起动、加速、停靠等全靠司机控制操作，而且在运行过程中可能遇到的情况比拟复杂，因此汽车司机必须经过严格的培训和考核。而电梯的自动化程度比拟高，一般电梯的司机或乘用人员只需要通过操纵箱上按钮或触钮向电气控制系统下达一个指令，电梯就能自动关门、定向、起动、加速，在预定的层站平层停靠开门。对于自动化程度比拟高的电梯，司机或乘用人员一次还可以下达一个一上的指令信号，电梯便能够依次起动和停靠，依次完成任务。 尽管电梯和汽车在运行工作过程有许多不同的地方，但仍有许多共同之处，其中乘客电梯的运行工作情况类似公共汽车，在起点站和终点站之间往返运行，在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号时，电梯到站能自动平层停靠开门接客。而载货电梯的运行工作情况下那么类似卡车，执行任务为一次性的，司机或乘用人员控制电梯上下运行时一般一次只能下达一个指令任务，当一个指令任务完成后才达另一个任务。在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一层站时，假假设中间层站出现指令信号，一般都不能自动停靠，所以载货电梯的自动化程度比乘客电梯低。 PLC在电梯控制中的应用 目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否那么电梯不会工作；又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。 PLC控制技术在现今工业控制中的应用得到长足的开展，在电梯行业中，也得到广泛的应用，一般用于完成逻辑控制，拖动调速系统一般使用变极调速、调频调压调速等方式。 二、课题需解决的主要问题及难点： 1、了解分析利用PLC控制五层电梯的系统流程。 2、了解双速电机调速电梯的运行工艺过程。 3、了解可编程控制器的结构和工作原理。 4、了解电梯的工作原理及功能要求。 5、PLC的选型。 6、运行效率、平层精度和安全性的要求。 三、课题综述： 1、选题背景及依据 可编程控制器〔PLC〕是以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术和通信技术融为一体而开展起来的崭新的工业自动控制装置。PLC以根本代替传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，它已跃居工业自动化三大支柱的首位。 PLC控制系统的硬件是由微处理器〔CPU〕、存储器〔ROM和RAM〕、输入/输出〔I/O〕单元、电源单元及外围设备等组成硬件结构如图1所示。系统的规模可根据实际应用的需要而定，可大可小。 20世纪60年代末，为了克服传统继电器的种种应用上的缺点，人们研制出了一种先进的自动控制设备PLC，由于PLC具有优良的技术性能，因此它一问世就很快得到了推广应用。现在PLC作为用于工业生产过程控制的专用计算机，与商家、家用的微机不同，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和工作运行的连续性，使其在设计上有许多特点。 （1） 可靠性高，抗干扰能力强； （2） 接口模块功能强、品种多； （3） 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强； （4） 编程方法简单、直观； （5） 系统的设计/安装、调试工作量少； （6） 维修工作量小、维护方便； （7） 体积小、耗能低、重量轻。 2、主要设计要求与内容 要求： 1、由于电梯对控制系统的可靠性和安全性要求极高，主要以逻辑控制为主，通常采用PLC作为控制系统的核心，所以，应用PLC来设计一个5层电梯控制器具有一定的现实意义。 2、画出PLC I/O端子接线图。 3、完成梯形图控制程序设计。 4、完成课程设计说明书。 内容：设计基于双速电机的五层电梯的PLC控制系统。 3、设计方法 采用PLC编程设计双速电机的五层电梯的系统控制模块。 参考文献： [1] 廖常初主编.可编程序控制器应用技术[M]. 重庆：重庆大学出版社，2023 [2] 曹承志主编.电机、拖动与控制[M].北京:机械工业出版社,2023 [3] SIMATIC S7-200PLC 系统编程手册[Z]．西门子公司，2023． [4] 胡寿松等.自动控制原理.北京：科学出版社，2023 [5] 杨长能,张兴毅1 可编程控制器( PC) 根底及应用[M]1 重庆:重庆大学出版社,19981 [6] 郑瑜平1 可编程序控制器[M]1 北京:北京航空航天大学出版社,19971 [7] 张进秋等.可编程控制器原理及应用实例. 北京：机械工业出版社，2023 [8] 张勇主编.电机拖动与控制[M].北京:机械工业出版社,2023 [9] 杨长能，张兴毅. 可编程序控制器根底及应用[M]. 重庆：重庆大学出版社，1992 [10] 张家海，孙承志等编著.西门子S7-200/300/400PLC根底与应用技术[M] . 北京：机械工业出版社，2023 [11] Van Der Broeck H.W.,SkudelnyH.C.Analysis and Realization of a Pulsewidth Modulator Based on Voltage Space Vectors.IEEE Trans.IA,1998,24(1) [12] Ciro Attaianese Damino etc.Induction Motor Drive Paramaters Identification,IEEE Trans.Power Electron,1998,13(6):805-862 学生签名： 年 月 日 指导教师批阅意见 〔指导教师应对课题研究的思路、方法、对策、措施和预期成效等做出评价，并提出具体的改良意见〕 指导教师签名： 年 月 日 注：理工类学生偏重于对课题相关知识的理解和实施方案的框架结构，文管类学生偏重于对文献资料的理解与综述。表格栏高不够可自行增加。