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1、 山東科技大學(xué) ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題 目基于 PLC的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系部 名 稱機(jī)電工程系 專 業(yè) 班 級(jí)電氣自動(dòng)化 09-4 學(xué)生姓名劉真學(xué) 號(hào) 0942130220 指 導(dǎo) 教 師姜海燕 2012年 4月 11日 設(shè)計(jì)（論文） 基于 PLC

2、的電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 題目 1/10 設(shè)計(jì)（論文） 工程設(shè)計(jì) 應(yīng)用研究 開發(fā)研究 基礎(chǔ)研究 其它 類型（劃“√”） √ 一、 本課題的研究目的和意義 1. 繼續(xù)學(xué)習(xí) PLC相關(guān)理論以及應(yīng)用 2. 了解電梯 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 3. 了解電梯技術(shù)的發(fā)展方向 4. 設(shè)計(jì)基于 PLC的電梯控制系統(tǒng) 二

3、、 本課題的主要研究?jī)?nèi)容（提綱） 1. 電梯 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 2.PLC 的選型 3. 電梯 PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能 4. 擬實(shí)現(xiàn)功能的手段 5. 自己設(shè)計(jì)流程 2/10 三、 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展） 1． 電梯的由來(lái) 很久以前，人們就使用一些原始的升降工具運(yùn)送人和貨物，這些升降工具的 驅(qū)動(dòng)力一般是人力或畜力

4、。 19 世紀(jì)初，在歐美開始用蒸汽機(jī)作為升降工具的動(dòng)力。 1845 年，第一臺(tái)液壓驅(qū)動(dòng)升降機(jī)研制成功，液壓驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)是水。盡管升降工具 被一代代富有革新精神的工程師們進(jìn)行不斷改進(jìn)，然而被工業(yè)界普遍認(rèn)可的升降 機(jī)仍未出現(xiàn)， 直到 185 2 年世界第一臺(tái)安全升降機(jī)誕生。 1852 年，美國(guó)紐約楊克斯的機(jī)械工程師奧的斯先生發(fā)明了世界第 1 臺(tái) 安全 升降機(jī)。 1857 年 3 年 23 日，奧的斯公司在紐約為一座專營(yíng)法國(guó)瓷器和玻璃器皿 的商店安裝了世界上第一臺(tái)客運(yùn)升降機(jī)。 1862 年，奧的斯公司采用單獨(dú)蒸汽機(jī)控 制的升降機(jī)問世。 1878 年，奧的

5、斯公司在紐約百老匯大街 155 號(hào)安裝了第 1 臺(tái)水 壓式乘客升降機(jī)。 1889 年 12 月，奧的斯公司在紐約的第瑪瑞斯特大樓成功安裝 了 1 臺(tái)直接連接式升降機(jī)。這是以直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的世界第 1 臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)升降機(jī)，從此誕生了名副其實(shí)的電梯 [1] 。 2． 電梯對(duì)于現(xiàn)代生活的重要性 有了電梯，摩天大樓才得以崛起，現(xiàn)代城市才得以長(zhǎng)高。據(jù)估計(jì)，目前全球 在用電梯已超過 635 萬(wàn)臺(tái)，其中垂直電梯約 610 萬(wàn)臺(tái)，自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道約 25 萬(wàn)臺(tái)。電梯已成為人類現(xiàn)代生活中廣泛使用的運(yùn)輸工具。電梯，為人們快捷高效舒適的現(xiàn)代化生活提供了保障，沒有了電

6、梯，現(xiàn)代化的樓宇將陷于癱瘓。 3． 電梯的定義與分類 2003 年 2 月 19 日國(guó)務(wù)院頒布了特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》 ( 以下簡(jiǎn)稱《條例》) ， 明確規(guī)定電梯是特種設(shè)備，并對(duì)電梯的含義做了敘述： “電梯，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí) ( 踏板 ) 進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送 人、貨物的機(jī)電設(shè)備” 。這種對(duì)電梯的論述，被稱作廣義電梯概念，既包括上下運(yùn)送人、貨物的升降式電梯 ( 英語(yǔ) Lift) ，也包括用于水平或傾斜輸送乘客的自動(dòng)人行道 ( 英語(yǔ) PassengerConveyor) 和自動(dòng)扶梯 ( 英語(yǔ) Escalator) 。

7、 目前，電梯行業(yè)及社會(huì)上對(duì)電梯的分類大致有以下幾種。 3/10 (1) 按用途分：乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、住宅電梯、雜物電梯、觀光電梯、其他專用電梯。 (2) 按額定速度分：低速梯，常指低于1.00m/s 速度的電梯；中速梯，常 指速度 1.00 ～ 2.00m/s 的電梯。高速梯，常指速度大于 2.00m/s 的電梯。超 高速梯，速度超過 5.00m/s 的電梯。 (3) 按拖動(dòng)方式分：交流電梯、直流電梯、液壓電梯、齒輪齒條式電梯、螺旋式電梯。 (4) 按控制方式分：手柄操縱

8、控制電梯、按鈕控制電梯、信號(hào)控制電梯、集選 控制電梯、向下集選控制電梯、并聯(lián)控制電梯、群控電梯、智能控制電梯 [3] 。 其他分類方式還有：按電梯有無(wú)司機(jī)分類等。 4． 電梯 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn) 目前廣泛使用的電梯控制方法有 PLC控制，繼電器控制，單片機(jī)控制等。其 中 PLC電梯控制系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。因?yàn)槠渚哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）可靠性 PLC不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件。它的連線大大減少，與此同時(shí)， 系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單。維修時(shí)間短。 PLC 采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)， 例如：冗余 設(shè)計(jì)，斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)

9、及恢復(fù)。 PLC有較高的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一 般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。 PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控 制更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言。編程出錯(cuò)率大 大降低。 （2）易操作性 對(duì) PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。程序的輸入直接可以顯示，更改程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。 PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。由于梯形圖與電氣原理圖較為接近。容 4/10

10、 易掌握和理解。 PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 通過硬件和軟件的自診斷。維修人員可以很快找到故障的部位。 （3）靈活性 PLC 采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描 述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程簡(jiǎn)單、應(yīng)用面拓展。 操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變的十分容易 [4] 。 以上特點(diǎn)使電梯 PLC控制系統(tǒng)具有可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，今后電梯 PLC控制系統(tǒng)還會(huì)得到更廣泛的使用。 5． 電梯技術(shù)發(fā)展

11、的未來(lái)展望 電梯的普及給人們的生活帶來(lái)了極大的優(yōu)越性，而電梯技術(shù)也只有不斷的發(fā)展才能更好地滿足高層建筑及其群體的需要。展望未來(lái)，電梯的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)包括以下幾點(diǎn)： （1） 無(wú)機(jī)房電梯 無(wú)機(jī)房電梯不單單是電梯有無(wú)機(jī)房的簡(jiǎn)單局部改進(jìn)，而是涉及到一系列技術(shù)問題，如曳引系統(tǒng)、控制柜、限速器等的安裝位置以及轎廂、極限開關(guān)、緩沖器等部件，都要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，變更部件的尺寸與安裝位置也要重新考慮。它是電梯發(fā)展過程中的一次意義深遠(yuǎn)的變革，它所采用的一些關(guān)鍵技術(shù)將會(huì)被進(jìn)一步推廣用到其它電梯產(chǎn)品上，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)電梯行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。 （2） 智能網(wǎng)絡(luò)化控制 電梯的智能網(wǎng)絡(luò)

12、化控制隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，使得整個(gè)大廈實(shí)現(xiàn)智能化管理， 電梯被納入管理范圍之內(nèi)。 （3） 綠色電梯 綠色電梯的研究主要在電梯制造、配置及安裝、使用過程中節(jié)能和減少環(huán)境 污染等方面。 （4） 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 5/10 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使得電梯狀態(tài)監(jiān)控的智能可以在監(jiān)控中心就可以監(jiān)測(cè)到電梯的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控中心隨時(shí)可以監(jiān)控電梯發(fā)生的故障，并且可以診斷出故障的類型和發(fā) 生的位置，使電梯維護(hù)更加安全、方便。 （5） 全微機(jī)化電梯 全微機(jī)化電梯的開發(fā)和使用，是電梯發(fā)展趨勢(shì)的一個(gè)

13、重要方向。全微機(jī)化電 梯是指電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)及操縱控制系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制的電梯。隨著現(xiàn)代微機(jī) 技術(shù)的不斷進(jìn) 步和完善，全微機(jī)化電梯 ( 包括單微機(jī)控制電梯、 多微機(jī)控制電梯及人工智能控制 電梯 ) 必將全面滿足人們對(duì)電梯高質(zhì)量，高水平，高標(biāo)準(zhǔn)的要求。 除以上幾方面外， 諸如 IC 卡的智能管理系統(tǒng)， 應(yīng)用模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的群管理系統(tǒng)，以及數(shù)碼技術(shù)、聲控技術(shù)、載波技術(shù)等也將在電梯技術(shù)領(lǐng)域中得到推廣和發(fā)展 [5] 。 四、 擬解決的關(guān)鍵問題 1.PLC 的選型 2. 電梯 PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能 3. 擬實(shí)現(xiàn)功能的手段

14、 6/10 （一） PLC 的選型： 基于學(xué)校的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)條件，選擇歐姆龍的 PLC。 （二） 電梯 PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能： (1) 電梯運(yùn)行到位后，具有手動(dòng)及自動(dòng)開關(guān)門功能 (2) 電梯的每一層面均有升降及轎廂所在樓層的指示燈顯示 (3) 每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯 (4) 具有自動(dòng)定向，

15、順向截梯、反向保號(hào)，外呼記憶，自動(dòng)開 / 關(guān)門，停梯消號(hào)，自動(dòng)達(dá)層等功能 (5) 電梯能在一定條件下進(jìn)行啟動(dòng)，加速和換速 （三） 擬實(shí)現(xiàn)功能的手段 （1）當(dāng)電梯轎廂或者廳門呼叫按鈕按下時(shí)， 根據(jù)檢測(cè)到的上行或下行指令給出相應(yīng)的信號(hào) , 從而控制電梯的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)有多個(gè)呼叫信號(hào)到達(dá)時(shí)，執(zhí)行方式為優(yōu)先響應(yīng)電梯運(yùn)行方向上的信號(hào)，再響應(yīng)另一方向上的信號(hào)。對(duì)未及時(shí)響應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行保留。 （2）電梯正常狀態(tài)下以快速啟動(dòng)， 當(dāng)要到達(dá)需要停止的樓層時(shí)， 給出換速信號(hào)控制拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)為慢速運(yùn)行，以確保電梯平穩(wěn)的停止在目標(biāo)位置。 （3）轎箱內(nèi)各層門廳控制按鈕：轎箱內(nèi)樓層選擇

16、數(shù)字鍵 1—— 5，各層門廳按鈕， 除一層只設(shè)置上升按鈕， 五層只設(shè)置下降按鈕外， 其他幾層設(shè)置上升和下降按鈕。 （4）樓層顯示用 7段 LED顯示器實(shí)現(xiàn) （5）電梯的升降由交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn) 7/10 五、 本課題的進(jìn)度安排 1.第一周熟悉設(shè)計(jì)任務(wù) 2.第二周實(shí)習(xí)并收集和查閱資料 3.第三周書寫開題報(bào)告 4.第四到十周硬、軟件電路設(shè)計(jì) 5.第十一周系統(tǒng)調(diào)試

17、，書寫設(shè)計(jì)說明書 6.第十二周收集資料，書寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 7.第十三周寫答辯提綱，并準(zhǔn)備答辯 六、 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)： [1] 石天 . 電梯史話 [J]. 湖南安全與防災(zāi)， 2008.1 ：46-47 [2] 孫立新，王彥濤 . 對(duì)電梯分類的探討 [J].China Elevator, 2004.12 ，15 （ 23）:38 [3] 芮靜康 . 電梯電氣控制技術(shù) [M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2005：1-5 [4] 李華 . 可編程控制器（ PLC）在電梯設(shè)計(jì)中的

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21、 月 日 9/10 所在系（所）意見 負(fù)責(zé)人（簽章）： 年 月 日 10/10