电梯自动控制系统研究与设计

4.本课题的设计方案及步骤
4ห้องสมุดไป่ตู้1设计方案
硬件方面：硬件分析控制要求、确定I/O点数、选择PLC机型、选择输入、输出设备，分配PLC的I/O、程序设计（包括梯形图的绘制）、系统调试、编制相关技术文件。电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示，对应的指示灯表示楼层号，每层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯。工作中的电梯主要对当时的运行状态进行综合分析，再确定下一个工作状态，为此它要求具有自动选向、顺向截梯、外呼记忆，自动开/关门状态等功能。主要选用FX1N型的PLC，除了主机单元以外，还能够扩展到I/O模块、A/D模块、D/A模块以及其具有其他特殊功能模块。FX1N的指令功能十分丰富，拥有非常快的执行速度。编程用梯形图语言或指令表进行。
2.国内外的发展状况
2.1在国外的发展状况
1887年，美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动机传动的电梯，运行速度非常慢，只有10m/min。1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。随着超高层建筑的出现，电梯的设计、工艺不断得到提高，电梯的品种也逐渐增多。1900年，美国奥的斯公司研制成了世界上第一台电动扶梯，1950年又制成了安装在高层建筑外面的观光电梯，使乘客能在电梯运行过程中清楚地眺望四周的景色。
5.本课题的设计说明书提纲
第一部分：简单概括可编程控制器PLC在电梯中的应用，着重阐述研究PLC设计电梯系统的目的、意义及内容。第二部分：电梯的概述。介绍电梯的基本结构，电气控制系统功能和作用。其次，浅谈电梯的控制技术以及常用电梯的特点可编程控制器的简介，阐述可编程控制器的简介具体介绍PLC的产生与发展趋势、发展重点以及在我国的应用现状；还介绍其特点、工作原理及编程语言。第三部：分实验系统的硬件设计。着重介绍实验系统的硬件设计部分。通过电动机I/O点数的计算、内存估算以及响应时间等诸多因素，选择出适合本次设计所需要的硬件，以达到预期设计的要求。第四部：分实验系统的软件设计。介绍实验系统的软件设计工作，以及完成本次设计PLC的输入信号的地址分配和输出接口的地址分配。第五部分：实验系统的程序调试及运行工作。
3.课题的主要内容
电梯主要控制系统有继电路控制、PLC(可编程逻辑控制器)控制、微机控制二种形式。由于PLC控制系统具有可靠性、维修方便、抗干扰能力强、设计和调试周期短等特点。该设计主要以PLC作为工具控制电梯的升降操作。其步骤安排如下:首先对电梯的硬件部分进行一次分析，判断需要什么样的电机、开关、信号灯等;然后，绘制其控制面板图，再根据控制面板图计算一下I/O点数，确定合适机型;并进行软件设计，绘制流程图、梯形图，写出语句。为了达到设计要求，基于系统不同的功能要求，将系统划分为电梯开关门控制、电梯到达楼层指示、楼层呼叫指示灯控制、轿箱内指令指示控制和电梯方向选择、启动控制、满员超载指示、限位保护等基本模块。系统功能划分有利于简化设计思想，提高效率。
6.本课题的工作量估计
6.1完成方案
（1）思考分析
主要工作有以下几项：确定研究课题，分析课题的可行性；
（2）搜集资料
利用图书馆，互联网查找各种资料，信息；
（3）整理资料
对所有收集到的资料认真的进行整理和筛选；
（4）总体框架设计
对整理和筛选好的数据结合设计的目的，要求确定设计的框架；
（5）撰写开题报告
[6]郭宏毅.电梯工程技术[M].河南：河南科学技术出版社，2005.
指导教
师意见
指导教师（签名）： 20 年 月 日
院 系
意 见
院系负责人（签名）： 20 年 月 日
备 注
自20世纪90年代以来，PLC在电梯控制系统中的应用很普遍，特别是在我国中小型电梯企业的产品中得到广泛的应用。近年来，在我国的电梯行业中，传统的继电器控制方式基本已经被淘汰，逐渐被PLC控制系统和微控制器数字控制系统所取代。其中，PLC由于编程简单、容易维护、设计和调试周期短、抗干扰能力强、可靠性高等优点，被广泛地应用于电梯控制系统中，因此，针对电梯自动控制系统进行研究有一定的理论价值和现实意义。
[2]石云.基于PLC电梯控制的设计与实现[J].工业控制计算机，2009，（04）:2-3.
[3]田艳丽.基于PLC的电梯控制系统的设计与实现[J].科技致富向导，2012，（06）:2-3.
[4]常斗南.可编程控制原理与实验[M].北京：机械工业出版社，1998.
[5]叶安丽.电梯技术基础[M].北京：中国电力出版社，2004.
X X X X
毕业设计（论文）开题报告
题目
电梯自动控制系统研究与设计
学生姓名
XXX
学号
院(系)
能源工程学院
专业
电气工程及其自动化
指导教师
报告日期
2013年11月28日
毕业设计（论文）题目
电梯自动控制系统研究与设计
题目类别（请在有关项目下作√记号）
设计
论文
其它
√
题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成
（6）接受中期检查
（7）完成初稿
（8）仔细阅读初稿，对初稿进行修改
（9）完成毕业设计。
6.2拟定的工作进度（以周为单位）
1-4周：完成国内外研究现状的文献查阅，形成开题报告；
5-7周：完成PLC电梯控制系统的设计以及I/O端口进行分配，并完成硬件连接电路，通过PowerPre/Codesys进行梯形图语言编写，并写出其指令，在其图形模块下画出现场运行图；
当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51％。其中，奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。
2.2在国内的发展状况
软件方面：PLC系统软件设计实现逻辑控制功能，将各部分分为单独的模块分别进行编程，绘制梯形图，不仅条理清晰，提高编程效率，而且能更为方便的进行程序的调试。与此同时，在拖动控制系统运行过程当中，电梯实时工作状态下的反馈信号能够借助于PLC控制系统予以传输，从而明确相应的控制信号。
4.2设计步骤
（1）对电梯自动控制系统大量的资料阅读和研究，包括其意义，国内外的发展状况等。
目前，我国电梯行业已经具备了很强的生产能力，不但可以生产出符合国内市场需求的产品，大部分产品已经走出国门进入国际市场。目前，继电器控制、PLC控制和微型计算机控制是电梯主要的两种控制方式。电梯技术的飞速发展，主要取决我国电梯企业对技术发展的重视程度，在电梯技术的革新、电梯工艺的修善上投入了大量的人力、物力。继电器控制系统是以前电梯企业主要采用的一种电梯控制系统，随着技术的革新换代，人们对生活水平的要求越来越高，继电器控制已经不能满足人们的生活需求。随着电子技术不断发展提高，PLC控制系统作为一种可编辑的数字运算电子装置，开始出现在电梯控制系统中，此系统具有安全稳定、灵活实用、易操作、低能耗等一系列优点，得到大力推广与发展，已经逐渐开始替代继电器控制，成为电梯控制技术的主流。大部分企业在电梯控制中采用了PLC控制与交流调速相配合的控制技术，此控制技术以高效的性能、独特的稳定性，正成为当今电梯产业发展的主流。
8-11周：完成软件PowerPre/Codesys对梯形图及现场运行图进行仿真验证，接受中期检查，完成初稿；
12-14周：进行不断的调试，总结不正确的问题，并进行改进；
15-16周：完成最终的设计。
7.现存在的问题及拟采取的解决措施
对电梯工作原理和结构不熟悉。应对办法：搜索相关视频和资料充实自己。
在中国知网找到的相关资料较少。应对办法：利用图书馆和互联网查找相关料。
对软件的程序的编译环境不是很了解。应对办法：向指导老师请教。
对单片机编写程序不太熟悉。应对办法：向指导老师请教，或者去图书馆借单片机编程方面的相关书籍或资料，来完成程序的编写。
参考文献
[1]曾悦.电梯自动控制系统的分析及其设计[J].科技风，2011，（06）:1-2.
是 否□
毕业设计（论文）起止时间
2013年10月25日起至2014年4月30日（共16周）
1.课题研究的意义
随着中国城市化进程的不断深化，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，安装电梯的场所越来越多，电梯在人们口常生活中的作用也日趋重要。电梯是为高层建筑运输服务的设备，它具有运送速度快、安全可靠、操作简便的优点。继电器控制是电梯产业中最为传统的一种控制方式。继电器控制系统存在很多缺点与不足，如:故障率高、维护不方便、耗能比较大、编程繁琐等缺点。从人们对电梯的需求出发，这种系统已经满足不了人们口常的需求，将逐渐被淘汰。因此，本设计就是希一望在以开发更安全、更可靠、更快捷的电梯控制系统的前提下，结合电子设计技术，对电梯控制进行设计。
（2）对电梯控制系统及其可编程控制器(PLC)作比较全面的认识和了解。
（3）系统硬件开发，确定PLC的选型、I/O点数分配以及与外围设备与PLC的连接。在分析了电梯控制系统的软件设计方法基础上，设计出控制系统的软件流程图，提出模块化编程思想，详细介绍系统的软件开发。
（4）最后利用软件对电梯控制系统进行模拟运行调试，并利用简单指令、复杂指令、电梯运行时发生的故障二种方式对电梯的控制系统进行仿真运行。