并聯(lián)電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告

畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告

1.實(shí)習(xí)目的

本次實(shí)習(xí)的目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也是為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。2.實(shí)習(xí)內(nèi)容

我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是并聯(lián)電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了更好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我首先去電梯廠進(jìn)行了一個(gè)月的實(shí)習(xí)，親自體驗(yàn)了一部電梯的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)習(xí)使我對(duì)電梯的發(fā)展、結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的了解。

電梯的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間。1889年美國(guó)的奧梯斯電梯公司首先使用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力使電梯趨于實(shí)用化。1949年出現(xiàn)了群控電梯,首批46臺(tái)群控電梯在紐約的聯(lián)合國(guó)大廈被使用。1963年一些先進(jìn)工業(yè)國(guó)只成了無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機(jī)開始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。由于早期的電梯及電氣控制方式存在故障率較高、可靠性差等缺點(diǎn)，需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式。PLC既保留了傳統(tǒng)繼電氣控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂，而且具備控制精度高、可靠性好、易于與計(jì)算機(jī)接口連接、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。

PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)和定時(shí)以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過(guò)程中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的控制。電梯的電氣系統(tǒng)由拖動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點(diǎn)多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)，正逐漸被淘汰。目前電梯設(shè)計(jì)使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡(jiǎn)單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強(qiáng)，控制箱占地面積少。

電梯，可以說(shuō)是把機(jī)械和電氣合二為一的大型復(fù)雜產(chǎn)品，那么它的機(jī)械部分相當(dāng)于人的軀體，電氣部分則相當(dāng)于人的神經(jīng)，兩者不可分割。機(jī)械與電氣的結(jié)合，使電梯成為現(xiàn)代高科技產(chǎn)品。雖然電梯有這么多品種，但電梯目前絕大多數(shù)使用的還是電力驅(qū)動(dòng)，牽引繩結(jié)構(gòu)。其機(jī)械部分由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎箱和門系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、引導(dǎo)系統(tǒng)以及機(jī)械安全保護(hù)裝置的組成部分；而有些電氣傳動(dòng)有電氣控制系統(tǒng)，運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)和電氣安全保護(hù)系統(tǒng)等組件。電梯的基本結(jié)構(gòu)如下：

(1)電梯的曳引系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)的牽引功能很簡(jiǎn)單，無(wú)論是輸出功率或傳遞動(dòng)力，主要用于驅(qū)動(dòng)電梯。由曳引機(jī)（主機(jī)）、鋼絲繩、導(dǎo)向輪和反向輪組成。曳引機(jī)為動(dòng)力源，它由電機(jī)、牽引輪、聯(lián)軸器、減速箱和電磁制動(dòng)器部件組成。轎箱和對(duì)重是用鋼絲繩連接起來(lái)的，依靠它和曳引輪之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)轎箱的升與降。導(dǎo)向輪的作用是分開轎箱和對(duì)重的間距，避免碰撞，另外采用復(fù)繞型還可以增加曳引力。(2)電梯的導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。它的作用是限制轎箱和對(duì)重的活動(dòng)自由度，使得電梯轎箱和對(duì)重只能沿著固定的導(dǎo)軌做升降運(yùn)動(dòng)。

(3)電梯的門系統(tǒng)

門系統(tǒng)由轎門、廳門、開門聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。轎門設(shè)在轎箱出入口，廳門設(shè)在層站出入口處。門機(jī)設(shè)在轎箱上，是轎門和廳門的動(dòng)力來(lái)源，但緊急時(shí)可通過(guò)廳門三角鑰匙打開門。

(4)電梯的轎箱

轎箱用來(lái)運(yùn)送乘客或者貨物，它是由轎架和轎體組成的。轎架是轎箱體的承重機(jī)構(gòu),由橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎箱由轎壁、轎頂、轎底以及照明通風(fēng)設(shè)備、轎箱裝飾件（如扶手等）和轎內(nèi)操縱盤等組成。轎箱空間的大小是和額定載重量和額定載客數(shù)成正比的，一般一噸電梯，乘坐14人，轎箱為2.24平方。

(5)電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)房?jī)?nèi)供電箱為電機(jī)提供電源裝置，一般采用三線五相制，380V電壓。速度反饋系統(tǒng)是電梯高速信號(hào)的速度控制系統(tǒng)。一般采用測(cè)速發(fā)電機(jī)或速度脈沖發(fā)生器與電機(jī)相連。曳引電機(jī)的速度控制是由調(diào)速裝置進(jìn)行的。

(6)電梯重量平衡系統(tǒng)

曳引電機(jī)、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成了電力拖動(dòng)系統(tǒng)，其主要作用是對(duì)電梯進(jìn)行速度控制。曳引電機(jī)為電梯提供了動(dòng)力來(lái)源，根據(jù)電梯配置可判斷采用什么樣的電動(dòng)機(jī)，或交流電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)。

(7)電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)

其安全保護(hù)系統(tǒng)，包括機(jī)械的和電氣的各種保護(hù)系統(tǒng)，可讓乘客放心安全的使用。機(jī)械方面的安全保護(hù)系統(tǒng)有：限速器、安全鉗、行程開關(guān)等，它們主要控制超速保護(hù)；底坑緩沖器起撞底保護(hù)作用，還有切斷總電源的極限開關(guān)保護(hù)裝置。電氣方面的安全保護(hù)在電梯的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)，比如光幕門保護(hù)功能。

(8)電梯的電氣控制裝置

電梯的電氣控制系統(tǒng)由電子控制裝置、操縱裝置、平層設(shè)備和位置顯示設(shè)備等組成。其中控制裝置根據(jù)電梯的運(yùn)行邏輯功能要求，控制電梯的運(yùn)行，放在機(jī)房中的控制柜中。操縱裝置是由轎箱內(nèi)的按鈕箱和廳門的外召喚箱按鈕來(lái)操縱電梯運(yùn)行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號(hào)，使電梯轎箱準(zhǔn)確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎箱在接近某一層的�？空緯r(shí)，欲使轎箱地坎與廳門地坎達(dá)到同一平面的操作。位置顯示裝置，是用來(lái)顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門外的指示燈，廳門外指示燈常用箭頭指示電梯運(yùn)行的方向，一般采用矩陣顯示。

電梯的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖（1）所示。圖中M1，M2為曳引電機(jī)和門電機(jī)，交流接觸器KM1~KM4通過(guò)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)控制轎廂和廳門，從而進(jìn)行對(duì)電梯的控制。FR1，F(xiàn)R2為起過(guò)載保護(hù)作用的熱繼電器，用于電梯運(yùn)行過(guò)載時(shí)斷開主電路。FU1為熔斷器，起過(guò)電流保護(hù)作用。

電梯中不可缺少的就是電機(jī)，現(xiàn)代電梯一般使用的是變頻調(diào)速。在實(shí)習(xí)期間的設(shè)計(jì)使用的是MM440變頻器�？删幊绦蚩刂破鱌LC和MM440變頻器之間的通訊可有兩種方式，一種是串行通訊，采用串行通訊只需一根雙芯屏蔽電纜西門子

圖（1）電梯的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖

專用，它大大減少了布線的數(shù)量，無(wú)須重新布線即可更改控制功能，可以通過(guò)串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)，還可以連續(xù)對(duì)變頻器的特性進(jìn)行監(jiān)視和控制。另一種是并行通訊。

另外變頻器上還安裝了編碼器模板這使得這種通用型MM440可以接成閉環(huán)速度反饋控制方式與無(wú)傳感器矢量控制SLVC和變壓/變頻V/F相比這種控制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.零速時(shí)仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力2.速度控制的精度

3.速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)性能得到改善

想要了解電梯的運(yùn)行，則必須知道電梯的工作原理。曳引繩兩端分別連著轎廂與對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中產(chǎn)生偏斜或擺動(dòng)。補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確�？�。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。

根據(jù)電梯的工作原理與功能繪制電梯的運(yùn)行流程圖。電梯控制的設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

硬件可分為兩部分，輸入和輸出單元。

圖（2）電梯運(yùn)行的流程圖

（1）輸入單元為：門廳外按鈕與轎箱內(nèi)選層按鈕；開關(guān)門按鈕，控制轎門的開閉；上下平層感應(yīng)器，用來(lái)保證電梯轎箱在各層�？繒r(shí)準(zhǔn)確平層；上下限強(qiáng)迫換速開關(guān)，用于保護(hù)電梯的高速運(yùn)行安全，避免電梯出現(xiàn)沖頂或蹲底事故；門鎖裝置，轎門閉合和各廳門閉合上鎖是電梯正常起動(dòng)運(yùn)行的前提。

（2）輸出單元為：樓層及方向指示單元，包括電梯上下行方向指示燈、目前的方向及層樓指示燈；開關(guān)門接觸器，用于控制電梯的廳門和轎門的打開和關(guān)閉，在自動(dòng)定向完成或電梯平穩(wěn)�？亢�，PLC給出相關(guān)指令，完成開關(guān)門動(dòng)作；啟動(dòng)加速、制動(dòng)減速接觸器，用于電梯的調(diào)速系統(tǒng)。3.實(shí)習(xí)結(jié)果

本次設(shè)計(jì)采用以西門子公司的可編程控制器s7-300v5.4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

首先在WINDOWS環(huán)境下打開s7軟件，向軟件中輸入程序，待程序輸入完畢將其變換后寫入ＰＬＣ中。寫入完畢后，打開菜單欄中仿真軟件，將程序下載在到軟件當(dāng)中，運(yùn)行軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)ＰＬＣ過(guò)程的監(jiān)控功能。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，動(dòng)作相應(yīng)開關(guān)，模擬電梯控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意觀察程序運(yùn)行的變化過(guò)程。若輸入的程序有問(wèn)題，對(duì)程序進(jìn)行修改，經(jīng)變換后再寫入ＰＬＣ中調(diào)試。經(jīng)過(guò)調(diào)試，程序是正確的。

4.實(shí)習(xí)總結(jié)

經(jīng)過(guò)實(shí)習(xí)，我對(duì)電梯運(yùn)的行過(guò)程、控制系統(tǒng)有了一定認(rèn)識(shí)，熟悉了可編程控制器在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我還認(rèn)識(shí)到無(wú)論做什么，都需要踏實(shí)，勤奮，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳌�學(xué)習(xí)態(tài)度，這對(duì)我以后的工作、學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生深淵的影響。

本次實(shí)習(xí)中的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的。利用可編程控制器以及變頻器控制技術(shù)，充分利用了數(shù)字化電子控制技術(shù)，通過(guò)合理的設(shè)別選型、軟件設(shè)計(jì)，提高了電梯運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行效率，使電梯結(jié)構(gòu)緊湊、噪音降低、維修簡(jiǎn)單、故障率低，改善了電梯運(yùn)行的舒適感，并節(jié)約了電能。具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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河北建筑工程學(xué)院

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

課題名稱并聯(lián)電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系別：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)073學(xué)生姓名：靳富學(xué)號(hào)：39指導(dǎo)教師：張東輝

導(dǎo)師課題課題來(lái)源一．論文資料的準(zhǔn)備課題類別工程設(shè)計(jì)電梯作為垂直方向的交通工具，存高層建筑和公共場(chǎng)所已經(jīng)成為重要的建筑設(shè)備而不可或缺。電梯控制系統(tǒng)目前多采兩種方式，一是PLC控制系統(tǒng)，二是微機(jī)控制系統(tǒng)。微機(jī)控制系統(tǒng)雖然在智能控制方面有較強(qiáng)大的功能，但也存在一定的不足之處，即抗干擾性差，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，一般維修人員難以掌握其維修技術(shù)，這些都限制了微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性。而PLC主從式通信的電梯并聯(lián)控制系統(tǒng)由于運(yùn)行可靠，容易實(shí)現(xiàn)，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)越性，成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。PLC是以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它既能改造傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品成為機(jī)電一體化新一代產(chǎn)品，又適用于生產(chǎn)過(guò)程控制，憑借其卓越的可靠性、抗干擾性和可編程性，目前已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中。本設(shè)計(jì)就是在用PLC控制變頻調(diào)速，在不增加硬件設(shè)備的條件下，實(shí)現(xiàn)電流、速度、位移三環(huán)控制。在電梯的生產(chǎn)、改造過(guò)程中，中國(guó)科技人員充分發(fā)揮了他們的聰明才智，開發(fā)出了自己的交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV）電梯控制系統(tǒng)，交流變頻調(diào)速(VVVF)、串行通訊、微機(jī)控制的電梯控制系統(tǒng)，也推出了具有中國(guó)特色的可編程控制器(PC)的電梯控制系統(tǒng)。電梯的機(jī)房通常設(shè)在建筑物的頂樓，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有電梯的控制柜和曳引機(jī)以及防止電機(jī)超速運(yùn)行的保護(hù)裝置---限速器。機(jī)房曳引機(jī)有曳引電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、曳引輪和電磁抱閘組成。近20年來(lái)，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；微電子技術(shù)的引入，促進(jìn)了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。從各國(guó)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，近30多年來(lái)，氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。20世紀(jì)70年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比約為9:1，而30多年后的今天，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國(guó)家，該比例已達(dá)到6:4，甚至接近5:5。我國(guó)的氣動(dòng)行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。從20世紀(jì)80年代中期開始，氣動(dòng)元件產(chǎn)值的年遞增率達(dá)20%以上，高于中國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值平均年遞增率。隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動(dòng)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程：氣動(dòng)技術(shù)是以空氣壓縮機(jī)為動(dòng)力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量傳遞或信號(hào)傳遞的工程技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動(dòng)控制的重要手段之一。大約開始于1776年，Johnwilkimson發(fā)明能產(chǎn)生1個(gè)大氣壓左右壓力的空氣壓縮機(jī)。1880年，人們第一次利用氣缸做成氣動(dòng)剎車裝置，將它成功地用到火車的制動(dòng)上。20世紀(jì)30年代初，氣動(dòng)技術(shù)成功地應(yīng)用于自動(dòng)門的開閉及各種機(jī)械的輔助動(dòng)作上。至50年代初，大多數(shù)氣壓元件從液壓元件改造或演變過(guò)來(lái)，體積很大。60年代，開始構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)，自成體系，不再與風(fēng)動(dòng)技術(shù)相提并論。在70年代，由于氣動(dòng)技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛的推廣。80年代進(jìn)入氣動(dòng)集成化、微型化的時(shí)代。90年代至今，氣動(dòng)技術(shù)突破了傳統(tǒng)的死區(qū)，經(jīng)歷著飛躍性的發(fā)展，人們克服了閥的物理尺寸局限，真空技術(shù)日趨完美，高精度模塊化氣動(dòng)機(jī)械手問(wèn)世，智能氣動(dòng)這一概念產(chǎn)生，氣動(dòng)伺服定位技術(shù)使氣缸高速下實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)自動(dòng)定位，智能閥島十分理想地解決了整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的分散與集中控制問(wèn)題。電梯的基本工作原理電梯轎廂和對(duì)重通過(guò)鋼絲繩懸掛在曳引輪的兩側(cè)，靠曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力帶動(dòng)轎廂運(yùn)動(dòng)。鋼絲繩通常經(jīng)過(guò)一套動(dòng)、靜滑輪組來(lái)吊住轎廂、這樣可以進(jìn)一步起到減速的作用、同時(shí)又可以減輕鋼絲繩的張力，從而可以選用不太粗的鋼絲繩，而較細(xì)的鋼絲繩有較好的柔韌性。在行程較大的行程電梯中，轎廂底部與對(duì)重底部還連有一個(gè)補(bǔ)償鏈，用以補(bǔ)償轎廂在接近底部或頂部時(shí)，轎廂、對(duì)重兩側(cè)由于曳引鋼絲繩長(zhǎng)度不同造成的重量差。轎廂內(nèi)部的一側(cè)裝有一個(gè)操縱盤，盤上設(shè)有一個(gè)操縱按鈕及相應(yīng)的指示燈，還有開關(guān)門按鈕、急停按鈕、有無(wú)司機(jī)開關(guān)機(jī)各種顯示電梯運(yùn)行狀態(tài)的指示燈，顯示轎廂所在樓層的數(shù)碼管通常裝在操縱盤的上方。轎廂底部或上部吊掛處裝有稱重裝置。轎廂的上方裝有開門機(jī)，開門機(jī)有一臺(tái)小電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)門動(dòng)作。轎廂頂部設(shè)一接線盒，供檢修人員在檢修時(shí)操縱電梯使用。在曳引機(jī)的下方便是貫穿于建筑物通體高度的方形豎直通道，俗稱井道，井道側(cè)壁上安有豎直的導(dǎo)軌，作為引導(dǎo)轎廂、對(duì)重運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置，在發(fā)生轎廂超速或墜落時(shí)，限速器會(huì)自動(dòng)的將安全鉗的楔形鉗塊插入導(dǎo)軌和導(dǎo)靴之間，將轎廂停止在導(dǎo)軌上，防止惡性事故的發(fā)生。井道的底部平面低于建筑物最底層的地面，俗稱底坑，在底坑對(duì)應(yīng)著轎廂和對(duì)重的重心的投影點(diǎn)處分別按有緩沖裝置，以便在轎廂蹲底或沖頂時(shí)減緩沖擊作用。底坑中還設(shè)有限速器鋼絲繩的張緊輪裝置。在井道的上下兩端的側(cè)壁上裝有極限位置的強(qiáng)迫減速、停車、斷電的行程開關(guān)，以防止蹲底、沖頂事故的發(fā)生。井道側(cè)壁對(duì)應(yīng)各樓層的相應(yīng)位置裝設(shè)有減速、平層開關(guān)的遮磁板，以便發(fā)送減速、停車信號(hào)用。PLC最新發(fā)展趨勢(shì)一、PLC向網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展。其中有兩個(gè)趨勢(shì)，一方面，PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)不再是自成體系的封閉系統(tǒng)，而是迅速向開放式系統(tǒng)發(fā)展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成設(shè)備控制任務(wù)之外，還可以與上位計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息交流，成為整個(gè)信息管理系統(tǒng)的一部分。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得到廣泛的采用，PLC與其他安裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能化設(shè)備，比如智能化儀表，傳感器，智能型電磁閥，智能型驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，通過(guò)一根傳輸介質(zhì)（比如雙絞線，同軸電纜，光纜）連接起來(lái)，并按照同一通信規(guī)約互相傳輸信息，由此構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)與單純的PLC遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相比，配置更靈活，擴(kuò)容更方便，造價(jià)更低，性能價(jià)格比更好，也更具開放意義。二、PLC向高性能小型化發(fā)展。PLC的功能正越來(lái)越豐富，而體積則越來(lái)越小。比如三菱的FX-ON系列PLC，最小的機(jī)種，體積僅為60×90×70mm2，相當(dāng)于一個(gè)繼電器，但卻具有高速計(jì)數(shù)、斜坡、交替輸出及16位四則運(yùn)算等能力，還具有可調(diào)電位器時(shí)間設(shè)定功能。PLC已不再是早期那種只能進(jìn)行開關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了，而是具有越來(lái)越強(qiáng)的模擬量處理能力，以及其他過(guò)去只有在計(jì)算機(jī)上才能具有的高級(jí)處理能力，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，PID調(diào)節(jié)，溫度控制，精確定位，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。從這種意義上說(shuō)，PLC系統(tǒng)與DCS（集散控制系統(tǒng)）的差別已經(jīng)越來(lái)越小了。用PLC同樣可以構(gòu)成一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)。PLC發(fā)展前景預(yù)測(cè)一、增強(qiáng)抗干擾性。如生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，或是電磁干擾異常強(qiáng)烈則也可造成PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)算或是控制錯(cuò)誤，導(dǎo)致在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤而不能保證正常的生產(chǎn)運(yùn)行，因此，提高PLC的可靠性是其未來(lái)發(fā)展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時(shí)在設(shè)計(jì)、安裝以及使用過(guò)程中引起重視，盡量減少對(duì)其造成負(fù)面影響。二、進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。目前用于火電系統(tǒng)控制系統(tǒng)的DCS雖技術(shù)日益成熟但近年來(lái)其發(fā)展日趨緩慢，PLC的產(chǎn)生及發(fā)展使其與DCS相互吸收彼此特點(diǎn)，逐步同化，并逐步發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)FCS系統(tǒng)，其既保留了原來(lái)系統(tǒng)的特性又實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并使數(shù)字化、智能化控制得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，因此其近年來(lái)在火電廠的應(yīng)用日益廣泛。PLC產(chǎn)品還可以用于離散、制程和混合式自動(dòng)化產(chǎn)品領(lǐng)域，并在各個(gè)制造行業(yè)保持穩(wěn)固增長(zhǎng)�；�于對(duì)更高自動(dòng)化程度和更高能效的需要，制造業(yè)會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用PLC。在制造過(guò)程中，以最低生產(chǎn)設(shè)備生命周期成本來(lái)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性和靈活性的日益增加的需求，給PLC的創(chuàng)新與發(fā)展提供了不竭的動(dòng)力。一些新興行業(yè)的運(yùn)用以及新能源產(chǎn)生、儲(chǔ)存和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需要，無(wú)疑給PLC帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過(guò)程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握PLC的基本原理及應(yīng)用，使學(xué)生受到PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，掌握PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，提高利用PLC進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力。掌握典型機(jī)械手的工作原理和設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)學(xué)生查閱技術(shù)資料的能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力。提高學(xué)生對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍，對(duì)事物能潛心觀察、勇于創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的基本素質(zhì)。為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。在以后的設(shè)計(jì)中我覺得，以下幾個(gè)問(wèn)題是我應(yīng)該重點(diǎn)解決的：（1）PLC控制的電梯的組成？一是機(jī)械部分，二是PLC控制程序部分。電梯主要有轎廂、對(duì)重、曳引機(jī)、控制柜、導(dǎo)軌等主要部件組成。（2）電梯的控制要求1）自動(dòng)響應(yīng)層樓的召喚信號(hào)2）自動(dòng)響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號(hào)3）自動(dòng)完成轎廂層樓位置顯示，七段顯示管直接顯示4）自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向5）自動(dòng)關(guān)門延時(shí)設(shè)定：自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電梯到站自動(dòng)開門到位后，延時(shí)后自動(dòng)關(guān)門。6）本層呼梯開門，如電梯未啟動(dòng)且門已關(guān)上時(shí)，有人在本層外招呼電梯，轎門自動(dòng)打開。7）自動(dòng)關(guān)照明：如3分鐘內(nèi)無(wú)運(yùn)行指令，轎廂內(nèi)照明轎廂將自動(dòng)熄滅，有運(yùn)行指令后自動(dòng)打開。8）不停層的任意設(shè)計(jì)：根據(jù)需要任意設(shè)定不停層站9）基于組態(tài)軟件的電梯監(jiān)控：模擬顯示電梯的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行過(guò)程、模擬顯示開門、關(guān)門動(dòng)作、模擬顯示電梯的召喚信號(hào)、顯示報(bào)警信號(hào)。（3）并聯(lián)電梯要求實(shí)現(xiàn)的功能根據(jù)兩臺(tái)電梯并聯(lián)的功能，很容易實(shí)現(xiàn)以下功能：1)一臺(tái)電梯上行，當(dāng)它的下方出現(xiàn)向上呼叫信號(hào)時(shí)，基站電梯立即起動(dòng)應(yīng)答；2)一臺(tái)電梯下行，它的上方出現(xiàn)任何廳外呼叫信號(hào)，基站電梯立即起動(dòng)應(yīng)答；3)在以上兩個(gè)條件都不滿足時(shí)，兩臺(tái)電梯都在運(yùn)行時(shí)，其中任何一臺(tái)電梯沒有轎內(nèi)指令時(shí)，首先通過(guò)與另一臺(tái)進(jìn)行樓層比較判斷自身是在高位還是低位，如在高位則繼續(xù)上行，如在低位則反方向返回基站，這樣就避開了兩部電梯同時(shí)上行、同時(shí)應(yīng)答最上方的呼梯信號(hào)，提高了運(yùn)行效率。4)通過(guò)軟件解決了兩部電梯同層、同步上行或下行、在應(yīng)答外呼信號(hào)時(shí)同時(shí)換速停車的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置條件只要這種情況出現(xiàn)只能一臺(tái)電梯換速停車，另一臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行的程序，這樣也大大減少了停車次數(shù)，提高了電梯運(yùn)行效率。5)當(dāng)兩部電梯都在基站時(shí)，廳外有呼叫信號(hào)先回基站的電梯啟動(dòng)應(yīng)答。6)無(wú)論A梯或B梯，由于內(nèi)選定向后，都必須啟動(dòng)運(yùn)行。7)當(dāng)A梯或B梯在1分鐘內(nèi)不能完成所有應(yīng)答信號(hào)，另一臺(tái)電梯延誤發(fā)車兩臺(tái)梯共同應(yīng)答剩余的信號(hào)。8)當(dāng)一臺(tái)電梯進(jìn)入獨(dú)立狀態(tài)時(shí)，另一臺(tái)電梯自動(dòng)變?yōu)閱闻_(tái)集選方式運(yùn)行狀態(tài)。9)通過(guò)兩臺(tái)電梯使用一臺(tái)主機(jī)控制的方式，減少了兩臺(tái)主機(jī)相互通信的功能，并且減少兩部電梯相互并線的問(wèn)題，這樣就減少了干擾，使配制控制柜更加簡(jiǎn)單，維修更方便。1O)在無(wú)信號(hào)時(shí)總有一臺(tái)電梯在基站等侯。（4）主電路的設(shè)計(jì)：拖動(dòng)電機(jī)主電路：為主電路的設(shè)計(jì)．拖動(dòng)電機(jī)的選擇及原理：電梯的種類多種多樣，按拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分有交流單速／交流雙速拖動(dòng)電梯，交流凋壓調(diào)速電梯等等．在此次設(shè)計(jì)中，我將采用交流雙速電機(jī)作為曳引電機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，更重要的是舒適感好．備用電機(jī)的選擇：備用電機(jī)只要選擇和曳引電機(jī)一樣的型號(hào)即可．門電機(jī)主電路：門電機(jī)主電路的設(shè)計(jì)．門電機(jī)的選擇及原理：只要滿足功率要求，門電機(jī)選用一般三相異步電動(dòng)機(jī)即可．如圖中所示電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)門的開關(guān)，采用星角降壓?jiǎn)��?dòng)，KS為速度繼電器，用來(lái)對(duì)開關(guān)門到頭時(shí)制動(dòng)，防止轎，廳門的損壞。（5）可編程控制器的設(shè)計(jì)選擇：可編程控制器的硬件設(shè)計(jì)a輸入輸出點(diǎn)的估算b開關(guān)量輸入，輸出模塊的選擇：根據(jù)PLC輸入，輸出量點(diǎn)數(shù)與性質(zhì)，可確定I／O模塊型號(hào)與數(shù)量，超過(guò)總數(shù)的60％．CI／O點(diǎn)的分配�？删幊炭刂破鞯能浖�設(shè)計(jì)內(nèi)部繼電器、樓層感應(yīng)中間繼電器、樓層中間繼電器、上行中間繼電器、下行中間繼電器、換速中間繼電器、門鎖中間繼電器、上平層中間繼電器、門區(qū)感應(yīng)中間繼電器、下平層中間繼電器、運(yùn)行中間繼電器、換速中間繼電器。上位機(jī)監(jiān)控采用全中文工控組態(tài)軟件MCGS設(shè)計(jì)，集動(dòng)畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)輸入/輸出和參數(shù)在線設(shè)置等功能于一身，界面直觀友好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可操作性強(qiáng)。通過(guò)我們實(shí)習(xí)與資料的結(jié)合，對(duì)于PLC控制電梯系統(tǒng)，從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方面加以論述和說(shuō)明，最后對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證。采用PLC控制電梯系統(tǒng)，會(huì)使得系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定，電梯運(yùn)行更加平穩(wěn)，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的可靠忤高，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，能達(dá)到綠色、節(jié)能的要求。三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路主要內(nèi)容：根據(jù)電梯的控制要求，對(duì)材料選型、設(shè)計(jì)其電氣控制原理圖，最后進(jìn)行程序編程及電梯人機(jī)界面設(shè)計(jì)，完成總體設(shè)計(jì)。研究方法：首先，我們應(yīng)該進(jìn)行論文資料的收集與整理，對(duì)其進(jìn)行有步驟的熟悉與理解。然后，結(jié)合所給資料和以往PLC控制電梯的設(shè)計(jì)，找出各自優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)出工作穩(wěn)定、體積小，維修方便的PLC控制電梯。研究思路：本著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、工作穩(wěn)定等要求，小組內(nèi)集體討論確定方案，個(gè)人按照任務(wù)書要求完成自己部分的設(shè)計(jì)。主要有以下幾步：①計(jì)電氣控制原理圖②行PLC選型（s7-200）及I/O分配③PLC控制程序設(shè)計(jì)（采用順序控制指令）④電梯人機(jī)界面設(shè)計(jì)（MCGS動(dòng)畫演示）四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）201*.2.23-201*.3.22實(shí)習(xí)、翻譯、熟悉整理資料201*.3.23開題201*.3.24-201*.4.6分析控制要求，進(jìn)行PLC選型201*.4.7-201*.4.15I/O分配，PLC選型201*.4.16-201*.4.30PLC程序設(shè)計(jì)201*.5.1-201*.5.10PLC程序設(shè)計(jì)201*.5.11-201*.5.26繪圖201*.5.27-201*.6.10人機(jī)界面設(shè)計(jì)，撰寫計(jì)算書201*.6.11-201*.6.19修改論文及答辯五、主要參考文獻(xiàn)[1]西門子S7-200Sysm系統(tǒng)中文手冊(cè)[2]SIMATICS7STEP7V5.0使用入門[3]現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[4]工業(yè)組態(tài)軟件與PLC應(yīng)用技術(shù)[5]基于MCGS組態(tài)軟件的機(jī)械手控制系統(tǒng)研制[6]電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[7]邱公偉，可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，201*[8]史國(guó)生，電器控制與可編程控制器技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，201*指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名：日期：系意見：系蓋章系領(lǐng)導(dǎo)簽名：日期：課題來(lái)源：導(dǎo)師課題、社會(huì)實(shí)踐、自選、其他

課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。

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