基于PLC液壓施工升降機控制系統(tǒng)設計
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設計
開題報告
題目:基于plc液壓施工升降機控制系統(tǒng)設計
系 專業(yè)
學 號:
學生姓名:
指導教師: (職稱: )
(職稱: )
201 年 月 日
課題來源
升降機同電梯、起重機一樣,是完成輸送和起重任務中不可缺少的機電設備,但是它們的種類和承擔的具體任務并不相同。從人類使用升降機械的歷史來看,最先使用的是簡單機械——絞車;后來是復雜一點的機械——升降機;再后來出現了機電一體化的設備——電梯和起重機?,F在已發(fā)展到使用計算機、應用智能控制的現代電梯和起重機階段了。升降機械發(fā)展史大體上可分為四個階段:13世紀前的絞車階段,19世紀末葉以前的升降機階段,19世紀末葉以后的電梯和起重機階段,現代電梯和起重機階段。
施工升降機是一種用吊籠(或平臺、料斗等)載人、載物沿導軌作上下運輸的施工機械。它主要應用于建筑工程施工時使用,尤其是高層建筑工程的施工或維修時使用更為廣泛。改革開放以來,我國建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展,尤其是近年來高層、超高層建筑的增多,對施工升降機性能的要求也相應的提高,各種新型施工升降機的研制事在必行。隨著液壓技術的發(fā)展,國外也開始出現了以原動機(電機式內燃機)——液壓(靜壓)為傳動形式的液壓施工升降機。液壓傳動系統(tǒng)具有無級調速、起制動平穩(wěn)的特點,其運行速度可高達96m/min,當使用內燃機作為動力時就可不受電纜的約束,因此可用于無電源地區(qū)和超高層建筑物施工和維修。國內在液壓施工升降機的研制方面不如國外的先進,因此研制出應用先進控制技術的機、電、液一體化的液壓施工升降機迫在眉睫。
本課題主要對可編程邏輯控制器PLC的結構、特點、性能以及與現場控制對象的連線進行具體的研究,并通過PLC實現施工升降機的自動控制。PLC(可編程控制器)作為一種工業(yè)控制微型計算機,它以其編程方便、操作簡單尤其是它的高可控性等優(yōu)點,在工業(yè)生產過程中得到了廣泛的應用。它應用大規(guī)模集成電路,微型機技術和通訊技術的發(fā)展成果,逐步形成了具有多種優(yōu)點和微型,中型,大型,超大型等各種規(guī)格的系列產品,應用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領域。
科學依據(包括課題的科學意義;國內外研究概況、水平和發(fā)展趨勢;應用前景等)
課題科學意義
施工升降機主要用于城市高層和超高層的各類建筑中,這主要因為這樣的建筑高度對于使用井字架、龍門架來完成作業(yè)是十分困難的。近年來,隨著建筑高度的不斷增加,架設高度大的施工升降機的需求量也在不斷增加。建筑施工升降機除了應用在高層建筑中還可以應用在大橋的建設中,此外,它還可以應用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、廣播電視塔以及煤礦等多種施工場合下,施工升降機己成為建筑行業(yè)中一種必不可少的機械設備。
本課題的最終目的是研制出一臺高性能、高效率、低成本的新型機、電、液一體化的液壓施工升降機,以彌補國內施工升降機市場的不足。同時,為該施工升降機設計出一套符合規(guī)范要求、安全可靠、反應靈敏的液壓系統(tǒng),為施工升降機的快速安全運行提供保障。液壓施工升降機運行速度快,可實現無級調速,起、制動平穩(wěn),起動時對電網的要求和沖擊均很小,是200m以上高層建筑施工理想的垂直運輸機械。
國內外研究現狀
近年來,國產施工升降機的發(fā)展比較迅速,國際市場上瑞典ALIMAK公司的產品也不能獨占鰲頭了。國產施工升降機以其先進的技術性能,過硬的產品質量,價格上的明顯優(yōu)勢等諸多因素的迅速發(fā)展極大程度地沖擊了它的市場。
現代設計理論是施工升降機發(fā)展的基礎。近些年來,隨著各種理論的迅速發(fā)展,給國產施工升降機的迅速崛起奠定了強大的理論基礎,特別是結構動力分析、有限元模型計算、優(yōu)化方法、機械振動與模態(tài)分析、計算機輔助設計等。人們把這些理論應用到施工升降機的研究與開發(fā)上,給施工升降機的發(fā)展帶來巨大變化,利用這些理論人們可以全面掌握任何高度位置上標準節(jié)的任何部位的應力狀態(tài),可以得到施工升降機懸臂部分的動態(tài)特性以及由吊籠提升速度的加大給施工升降機帶來的影響??偠灾?,利用這些理論,可以完全掌握施工升降機各方面的結構特性和工作狀態(tài)。
施工升降機作為垂直運送人員及物料的提升機械,它主要是由導軌架、吊籠、起升機構和附墻結構組成,當然施工升降機還包括控制系統(tǒng)和安全裝置。這些年來,施工升降機的標準節(jié)一直沒有大的變化,并且不論多大的架設高度,采用的基本都是從上到下規(guī)格相同的鋼材。吊籠雖然有多種型式,但都是型鋼焊接而成。近年來,國外施工升降機的提升速度已由40m/rain提高到了60rn/min、80m/min甚至高達96m/min,單籠額定載重量在3噸以上,而國產施工升降機的提升速度在24--一36m/min之間,單籠額定載重量基本上不超過2噸。
應用前景
現階段,施工升降機主要是通過電梯司機人工控制升降機運行,不僅浪費人力資源,而且有諸多安全隱患。本文對PLC技術應用于施工升降機進行了探討,依據安裝在每個樓層的限位進行反饋,完成自動控制,同時記錄安全限位的信息,大大提高施工升降機的安全可靠性,具有一定的工程創(chuàng)新意義,為進一步進行控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎。
研究內容
(1) 了解升降機控制技術的工作原理,國內外的研究發(fā)展現狀;
(2) 完成有關升降機結構的研究;
(3) 完成基于升降機控制技術的PLC應用的總體方案設計;
(4) 完成基于升降機控制技術的PLC應用的硬件設計及軟件設計;
(5) 熟練掌握有關計算機編程軟件,并編輯出相應的流程圖及梯形圖。
擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析
通過網上查閱相關資料,收集有關資料,同時通過文獻資料對PLC在升降機中的運用有所了解。運用科學的方法,按照以下步驟對PLC在升降機中工作原理以及構成進行全方面的探討和研究。
1、 熟悉液壓升降機的工作原理;
2、 確定PLC控制系統(tǒng)的總體方案;
3、 設計PLC控制系統(tǒng),繪制PLC電氣原理圖;
4、 選擇電器元件,繪制電氣接線圖;
5、 繪制程序流程圖,編寫PLC階梯圖;
6、 編寫設計說明書;
研究計劃及預期成果
研究計劃:
2014年1月11日-2014年3月5日:按照任務書要求查閱論文相關參考資料,撰寫畢業(yè)設計開題報告書;
2014年3月8日-2014年3月14日:學習并翻譯一篇與畢業(yè)設計相關的英文材料;
2014年3月15日-2014年4月1日:擬定總體設計方案、控制系統(tǒng)硬件部分設計;
2014年4月2日-2014年4月11日:繪制原理圖、繪制接線圖;
2014年4月12日-2014年5月11日:繪制程序流程圖,編寫PLC階梯圖;
2014年5月12日-2014年5月25日:畢業(yè)論文撰寫和修改工作;
2014年5月26日- :準備答辯。
特色或創(chuàng)新之處
近年來施工升降機的控制系統(tǒng)的研究已經比較成熟,機械防墜的導軌式的升降機已經取代了鋼絲繩拖拽式,目前在役施工升降機主要靠人工控制,不但浪費了大量的人力資源,而且存在諸多的不便和安全隱患,例如樓層定位不準,限位故障不能迅速識別做出反應,而有少數的自動控制系統(tǒng)是針對鋼絲繩拖拽式的,依靠對拖動電機的軸角編碼測量,實行平層控制,定位精度不精確。本文基于PLC技術研究對導軌式升降機的控制,依據安裝在每個樓層的限位進行反饋,完成自動控制,同時記錄安全限位的信息,大大提高施工升降機的安全可靠性,具有一定的工程創(chuàng)新意義,為進一步進行控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎。
已具備的條件和尚需解決的問題
已具備的條件: 通過參考大量的文獻,掌握課題研究的背景,調研國內外有關課題研究方面的現狀、發(fā)展和應用情況,基于升降機控制系統(tǒng)的PLC應用研究,明確課題研究的目的、意義、任務及內容。
尚需解決的問題:尚未熟悉有關計算機編程軟件的使用;尚未繪制PLC電氣原理圖及選擇電器元件以便繪制電氣接線圖;尚未繪制程序流程圖,編寫PLC階梯圖;
指導教師意見
指導教師簽名:
年 月 日
教研室(學科組、研究所)意見
教研室主任簽名:
年 月 日
系意見
主管領導簽名:
年 月 日
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