电梯的PLC控制系统设计与监控系统组态---开题报告.docx

必修N4人考本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：电梯的PLC限制系统设计与监控系统组态学 院：电气工程学院专业班级： 自动化0901学生姓名：李巍学 号：090302001导师姓名：杨颖镇开题时间：2013年 03月 7日5.参考文献1石天.电梯史话J .湖南平安与防灾，2008. 1： 46-472孙立新，王彦涛.对电梯分类的探讨J. China Elevator, 2004. 12, 15 (23) :383杨后州等.西门子S7-200 PLC编程速学与快速应用M .电子工业出版社，2010.5:18-194韩晓新.从基础到实践PLC与组态王M.机械工业出版社,2011.8:22-235穆亚辉.组态王好用技术M.黄河水利出版社,2012.6:15-166许诺，陈鹏.电梯历史回眸与发展展望J.工程建设与设计，2004.1： 227廖映华等.PLC在电梯模型限制系统中的应用J.机械制造与自动化，8黄金花.应用PLC进行电梯限制J .电子学报,2002. 39崔广泉,可编程限制器在电梯限制中的应用J.东北电力技术,200310林海波.PLC在电梯限制系统设计中的应用J.长春工程学院学报,2003, 4H刘美俊.PLC在沟通电梯限制系统中的应用系.机床电器,200112陈家盛.电梯好用技术教程M.北京：中国电力出版社，20063叶安丽.电梯限制技术M.北京:机械工业出版社，200814刘霞.PLC在电梯限制系统中的应用统.电气应用，200815开题报告撰写规范一、开题报告撰写内容1 .课题背景及意义1.1 课题探讨背景、目的及意义1.2 课题国内外探讨现状及趋势2 .毕业设计探讨内容及任务2.1 探讨内容2.2 设计思想及设计方案2.3 毕业设计拟采纳方法和手段3 .毕业设计工作支配及进度支配4 .主要参考文献二、开题报告、外文翻译撰写规范要求1 .开题报告字数不少于3000字。2 .外文翻译原文要求与毕业设计课题相关。3 .开题报告、外文翻译原文及译文均采纳A4纸打印。4 .开题报告及译文规范要求：一级标题采纳四号黑体、加粗（L5倍行间距、段前段后0.5倍行距）；二级 标题采纳小四黑体、加粗；正文内容采纳小四宋体，图题、表题采纳五号宋体、 行间距1.25倍，（英文及数字为The New Roman字体）；行间距1.25倍；页边距上 下2.54厘米、左右3.17厘米、页脚2.0厘米、页码从正文第一页起先。开题报告正文中，参考文献应依次标注。5 .开题报告、外文翻译完成时间均为本学期第三教学周周五（如2010年3月 20 日）。6 .指导老师看法及签字（手写）。1.1 课题探讨背景、目的及意义（小四黑体、加粗、行距1.25倍）（正文内容用小四宋体、行间距L25倍）1.2 课题国内外探讨现状及趋势2.毕业设计探讨内容及任务2.1 探讨内容2.2 设计思想及设计方案2.3 毕业设计拟采纳方法和手段3.毕业设计工作支配及进度支配第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周第11周第12周第13周第14周第15周第16周5.参考文献 (参考文献不少于15篇。其中，外文文献不少于5篇，字数不少于3000字；用五号宋体、行间距1.25倍)1李炜，严欣平.永磁同步电动机伺服系统探讨现状及应用前景J.微电机，2001, 34(4)： 30-33.2张志涌.精通MATLAB 6.5版M.北京航空航天高校出版社，2003.3 Depenbreck M. Direct serf-control (DSC) of inverter-fet induction machine J. IEEE Trans. on Power Electronics, 1988, 3(4)： 420-429.指导老师看法:指导老师签字：年 月 日专业核心组看法:专业核心组组长签字：年 月 日1 .课题背景及意义1.1 课题探讨背景、目的及意义1.1.1 电梯的由来很久以前，人们就运用一些原始的升降工具运输人和货物，这些升降 工具的驱动力一般是人力或畜力。19世纪初，在欧美起先用蒸汽机作为升 降工具的动力。1845年，第一台液压驱动升降机研制胜利，液压驱动的介 质是水。尽管升降工具被一代代富有革新精神的工程师们进行不断改进， 然而被工业界普遍认可的升降机仍未出现，直到1852年世界第一台平安 升降机诞生。1852年，美国纽约杨克斯的机械工程师奥的斯先生独创了世界第1 台 平安升降机。1857年3年23日，奥的斯公司在纽约为一座专营法国 瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台客运升降机。1862年，奥的斯 公司采纳单独蒸汽机限制的升降机问世。1878年，奥的斯公司在纽约百老 汇大街155号安装了第1台水压式乘客升降机。1889年12月，奥的斯公 司在纽约的第玛瑞斯特大楼胜利安装了 1台干脆连接式升降机。这是以直 流电动机为动力的世界第1台电力驱动升降机，从今诞生了名副其实的电 梯。1.1.2 电梯对于现代生活的重要性有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，目 前全球在用电梯已超过635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中广泛运用的运输工具o电梯，为人们快捷高效舒适的现代化生活供应了保障，没有了电梯，现代化的楼宇将陷于瘫痪。1.1.3 电梯的定义与分类2003年2月19日国务院颁布了特种设备平安监察条例（以下简称条 例），明确规定电梯是特种设备，并对电梯的含义做了叙述：“电梯，是指动 力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏板）进行升 降或者平行运输 人、货物的机电设备”。这种对电梯的论述，被称作广义电梯 概念，既包括上下运输人、货物的升降式电梯（英语Lift）,也包括用于水平或 倾斜输送乘客的自动人行道（英语PassengerConveyor）和自动扶梯（英语 Escalator）2。目前，电梯行业及社会上对电梯的分类大致有以下几种。（1）按用途分：乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂 物电梯、观光电梯、其他专用电梯。（2）按额定速度分：低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯；中速梯， 常指速度1.00-2. 00m/s的电梯。高速梯，常指速度大于2. 00m/s的电梯。 超高速梯，速度超过5.00m/s的电梯。（3）按拖动方式分：沟通电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条式电 梯、螺旋式电梯。（4）按限制方式分：手柄操纵限制电梯、按钮限制电梯、信号限制电梯、集 选限制电梯、向下集选限制电梯、并联限制电梯、群控电梯、智能限制电梯。其他分类方式还有：按电梯有无司机分类等。1.1 . 4电梯PLC限制系统的特点与优点目前广泛运用的电梯限制方法有PLC限制，继电器限制，单片机限制等。其中PLC电梯限制系统应用最为广泛。因为其具有以下特点：(1)牢靠性PLC不须要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大削减，与 此同时，系统的修理简洁。修理时间短。PLC采纳了一系列牢靠性设计的 方法进行设计，例如：冗余设计，断电爱护，故障诊断和信息爱护及复原。PLC有较高的易操作性，它具有编程简洁，操作便利，修理简洁等特 点，一般不简洁发生操作的错误。PLC是为工业生产过程限制而特地设计的限制装置，它具有比通用计 算机限制更简洁的编程语言和更牢靠的硬件。采纳了精简化的编程语言。 编程出错率大大降低。(2)易操作性对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入干脆可以 显示，更改程序的操作也可以干脆依据所须要的地址编号或接点号进行搜 寻或依次找寻，然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供运用。由于梯形图与电气原理图较为接 近。简洁驾驭和理解。PLC具有的自诊断功能对修理人员修理技能的要求降低。当系统发生 故障时，通过硬件和软件的自诊断。修理人员可以很快找到故障的部位。(3)敏捷性PLC采纳的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简洁、应用面拓展。操作非常敏捷便利，监视和限制变的非常简洁3。以上特点使电梯PLC限制系统具有牢靠性高，程序设计便利敏捷，抗 干扰实力强，运行稳定等诸多优点，今后电梯PLC限制系统还会得到更广 泛的运用。组态软件特点及功能组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理 解为“组态式监控软件”。“组态(Configure)"的含义是“配置”、“设定”、 “设置”等意思，是指用户通过类似“搭积木”的简洁方式来完成自己所 须要的软件功能，而不须要编写计算机程序，也就是所谓的“组态”。它有 时候也称为“二次开发”，组态软件就称为“二次开发平台”。“监控(Supervisory Control)v,即“监视和限制”,是指通过计算机信号对自 动化设备或过程进行监视、限制和管理。组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的 概念最早出现在工业计算机限制中，如：DCS(集散限制系统)组态、PLC (可 编程限制器)梯形图组态；人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他 行业也有组态的概念，如AutoCAD, PhotoShop等。不同之处在于，工业限 制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程 序就是执行自己特定的任务。工控组态软件也供应了编程手段，一般都是 内置编译系统，供应类BASIC语言，有的支持VB,现在有的组态软件甚至 支持C#高级语言4。组态软件大都支持各种主流工控设备和标准通信协议，并且通常应供应分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI （人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件还是一个运用户能快速建立自己的 HMI的软件工具或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手 工或托付第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，牢靠性差；或者购 买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满意需求, 很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严峻的限制。组态软件 的出现运用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。 随着它的快速发展，实时数据库、实时限制、SCADA、通讯及联网、开放数 据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，监控组态软件将 会不断被给予新的内容5。1.2 课题国内外探讨现状及趋势电梯的普及给人们的生活带来了极大的优越性，而电梯技术也只有不 断的发展才能更好地满意高层建筑及其群体的须要。展望将来，电梯的发 展趋势应包括以下几点：（1）无机房电梯无机房电梯不单单是电梯有无机房的简洁局部改进，而是涉及到一系 列技术问题，如曳引系统、限制柜、限速器等的安装位置以及轿厢、极限 开关、缓冲器等部件，都要进行重新设计，变更部件的尺寸与安装位置也 要重新考虑。它是电梯发展过程中的一次意义深远的变革，它所采纳的一 些关键技术将会被进一步推广用到其它电梯产品上，进而促进整个电梯行 业技术的进步。（2）智能网络化限制电梯的智能网络化限制随着计算机和通信技术的发展，使得整个大厦 实现智能化管理，电梯被纳入管理范围之内。(3)绿色电梯绿色电梯的探讨主要在电梯制造、配置及安装、运用过程中节能和削 减环境污染等方面。(4)远程监控系统远程监控系统的应用，使得电梯状态监控的智能可以在监控中心就可 以监测到电梯的运行状态，监控中心随时可以监控电梯发生的故障，并且 可以诊断出故障的类型和发生的位置，使电梯维护更加平安、便利。(5)全微机化电梯全微机化电梯的开发和运用，是电梯发展趋势的一个重要方向。全微 机化电梯是指电梯的传动系统及操纵限制系统方面实现微机限制的电梯。 随着现代微机技术的不断进步和完善，全微机化电梯(包括单微机限制电梯、多微机限制电梯及人工智 能限制电梯)必将全面满意人们对电梯高质量，高水平，高标准的要求。除以上几方面外，诸如IC卡的智能管理系统，应用模糊理论和神经网络技 术的群管理系统，以及数码技术、声控技术、载波技术等也将在电梯技术领域 中得到推广和发展6。2.毕业设计探讨内容及任务2.1 探讨内容基于电梯限制系统要求及所学课程，选择PLC型号为西门子S7-200、组态 软件为组态王。PLC程序设计采纳模块化编程思想，即依据各功能实现的条件及原则设计 各个功能模块。设计的程序要求完成电梯自动运行功能如：内选外呼唤信号的 登记、消号、到层自动开门、延时自动运行等。合理安排轿厢内指令的执行和 厅外呼唤的应答。组态王软件是用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要 完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与限制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。具有功能完善、操作简便、可视 性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、 便利的开发各种用于现场采集、数据处理和限制的设备。用户只须要通过简洁 的模块化组态就可构造自己的应用系统，就可以敏捷组态各种智能仪表、数据 采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。2. 2设计思想及设计方案电梯运行到位后，具有手动及自动开关门功能电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示(3)每层的楼厅均有输入(分上行和下行)按钮呼唤电梯具有自动定向，顺向截梯、反向保号，外呼记忆，自动开/关门，停梯消号, 自动达层等功能(5)电梯能在肯定条件下进行启动，加速和换速(6)系统运行监控画面在组态软件上显示3. 3毕业设计拟采纳方法和手段(1)当电梯轿厢或者厅门呼叫按钮按下时，依据检测到的上行或下行指令给出 相应的信号,从而限制电梯的驱动电机进行相应的动作。当有多个呼叫信号到达 时，执行方式为优先响应电梯运行方向上的信号，再响应另一方向上的信号。对未刚好响应的信号进行保留。（2）电梯正常状态下以快速启动，当要到达须要停止的楼层时，给出换速信号 限制拖动电机转为慢速运行，以确保电梯平稳的停止在目标位置。（3）轿箱内各层门厅限制按钮：轿箱内楼层选择数字键1一一5,各层门厅按钮, 除一层只设置上升按钮，五层只设置下降按钮外，其他几层设置上升和下降按 钮。（4）楼层显示由组态软件设计的监控系统画面显示。（5）电梯的升降由沟通异步电动机实现。4. 毕业设计工作支配及进度支配第1周查阅资料第2周查阅资料第3周总体方案论证第4周编写开题报告、外文翻译第5周总体方案细化和完善第6周总体方案细化和完善第7周PLC运用方法、组态软件学习第8周PLC运用方法、组态软件学习第9周组态（监控）第10周组态（监控）第11周PLC编程第12周PLC编程第13周PLC编程第14周系统完善第15周编写毕业设计论文第16周编写毕业设计论文