毕业设计开题报告 - 图文

2015届毕业设计（论文）开题报告

题 目 四层电梯模拟控制系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械电子工程 姓 名 潘文潇 班 级 11机电2Z 指导教师 张卫平 起止日期 2015年1月至2015年6月

2015年 1月 26日

毕业设计（论文）开题报告 一、课题目的意义 随着社会 的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以PLC为核心的四层电梯控制系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。电梯不但能给我们带来人员进出方便、快捷还有安全，更令我们的建筑增加美观。19世纪初。欧美一些国家开始使用蒸汽机作为升降的动力。但是被工业界认可的升降机还未出现。直至1852年世界上第一台安全升降机诞生。作为建筑物内部的一种主要交通工具，电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著。所以必须努力提高电梯性能，使电梯安全可靠又高效节能的运行。 用PLC控制电梯的意义：实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律运行的，而人们的呼叫是随机的，所以电梯是一个人机交互式的控制系统，因此大部分电梯采用随机逻辑控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点，因此这种控制方式将逐渐被淘汰。目前，可编程控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统争议很快的速度发展着。采用PLC对电梯的信号系统进行控制，开发出完整的电梯控制软件，提高了电梯的控制水平，改善电梯的性能。可以提高电梯运行的可靠性使维修方便的多。 二、主要内容及基本要求 1．主要内容： 运用PLC、触摸屏实现四层电梯模拟控制系统的设计。 2. 基本要求： A．设计并绘制出相应的控制系统原理图； B．根据四层电梯的工作过程，编写控制程序； C．设计控制系统中触摸屏操作界面； D．进行联机调试程序。

三、设计（研究）方案 1. 电梯的控制要求 1）当电梯停于某层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。2）当电梯停于某层时，有一底层呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。3）当电梯停于某层时，有多高层呼叫时，电梯先上升到较低的呼叫层，停3秒后继续上升到高的呼叫层，响应完毕后停止。4）当电梯停于某层时，有多低层呼叫时，电梯先下降到较高的呼叫层，停3秒后继续下降到低的呼叫层，响应完毕后停止。5）当电梯处于上升或下降的过程中，任何反向的呼叫均无效。 2.电梯控制方案 由于电梯的运行是根据楼层和轿厢的呼叫信号、行程信号进行控制，而楼层和轿厢的呼叫是随机的，因此，系统控制采用随机逻辑控制。即在以顺序逻辑控制实现电梯的基本控制要求的基础上。根据随机的输入信号，以及电梯的相应状态适时的控制电梯的运行。另外，轿厢的位置是由脉冲编码器的脉冲数确定，并送PLC的计数器来进行控制。同时，每层楼设置一个接近开关用于检测系统的楼层信号。为便于观察，对电梯的运行方向以及电梯所在的楼层进行显示，采用LED和发光管显示，而对楼层和轿厢的呼叫信号以指示灯显示（开关上带有指示灯）。为了提高电梯的运行效率和平层的精度，系统要求PLC能对轿厢的加、减速以及制动进行有效的控制。根据轿厢的实际位置以及交流调速系统的控制算法来实现。为了电梯的运行安全，系统应设置可靠的故障保护和相应的显示。 (1)主控制器的选择 电梯控制器由硬件和软件二大部分组成。硬件包括控制器、控制器底板、读卡天 线、电源、写卡器、IC卡片ID卡片等组成内呼控制器，软件包括下位机运行控制软件、上位机写卡授权软件。 PLC控制器，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC）一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。主要品牌有韩国LG，美国AB，ABB，松下，西门子，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷等。在此我选择三菱PLC。 (2)轿箱运动控制设计

电梯系统的基本要求是：安全可靠、起、制动平稳、感觉舒适、平层准确，当曳引机组的曳引轮旋转时，依靠嵌在曳引轮槽中的钢丝绳与曳引槽之间的摩擦力，驱动钢丝绳来升降轿厢，曳引钢丝绳一端挂着轿厢，另一端悬挂对重，产生拉力分别为S1和S2。当S1和S2的差值等于或小于绳槽之间摩擦力时，电梯正常运行，绳槽之间无打滑现象 （3）呼叫控制系统设计 根据电梯所处的位置和运行方向，在编程中，采用四个优先级队列，即上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列。其中，上行优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以上楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放的寄存器所构成的阵列。上行次优先级队列为电梯向上运行时，在电梯所处位置以下楼层所发出的向上运行的呼叫信号，该呼叫信号所对应的楼层所具有的脉冲数存放寄存器所构成的队列。控制系统在电梯运行中实时排列的四个优先级陈列，为实现随机逻辑控制提供了基础。 当电梯以某一运行方向接近某楼层的减速位置时，判别该楼层是否有同向的呼叫信号（上行呼叫标志寄存器、下行呼叫标志寄存器、有呼叫请求时，相应寄存器为1，否则为0），如有，将相应的寄存器的脉冲数与比较寄存器数据送入比较寄存器，并将原比较寄存器数据保存，执行该楼层的减速停车。该动作完毕后，将被保存的数据重新送入比较寄存器，通过硬件接口电路以LED显示。 （4）显示系统设计 电梯显示控制硬件主要有矩阵键盘和数码管。由于电梯的实际需求，当按下外部矩阵键盘按键时外部提示灯需点亮用来示意该命令以下达正在等待处理。按下内部按键时内部显示灯亮起。在电梯内部矩阵键盘中，按下开门键，开门指示灯和电梯照明灯亮起并持续点亮一段时间，将电梯内部报警按钮按下后，蜂鸣器响起报警。 （5）轿箱门控制设计 ①运用气动驱动门运动 因电梯门是双向运动的，所以因选用双活塞杆气缸，压缩空气可使活塞向两个方向运动，且其速度和行程都相等。气缸装置结构简单、轻便、安装维护简单。压力低级顾使用安全。工作介质是取之不尽的空气，空气本身不花钱。排气处理简单不污染环境，成本低。输出力及工作速度调节容易，可靠性高使用寿命长。