開(kāi)題報(bào)告 司文杰26

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告課題：基于PLC和變頻器的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名司文杰班級(jí)BZ電氣091班學(xué)號(hào)0961402126指導(dǎo)教師李小凡專業(yè)系主任顧春雷撰寫日期2013.03.16電氣工程學(xué)院課題名稱： 基于PLC和變頻器的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題類型： （ ） 應(yīng)用型 （ ） 研究型1. 本課題的意義隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。PLC控制系統(tǒng)因其功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取代繼電器控制方式。同時(shí)，變頻調(diào)速使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)，

2、具有優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能、高效率和節(jié)電效果，得到廣泛的應(yīng)用。電梯是集機(jī)電一體的復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制和土建等工程領(lǐng)域，還要考慮可靠性、舒適感和美學(xué)等問(wèn)題。而對(duì)現(xiàn)代電梯而言，應(yīng)具有高度的安全性。事實(shí)上，在 電梯上已經(jīng)采用了多項(xiàng)安全保護(hù)措施。在設(shè)計(jì)電梯的時(shí)候，對(duì)機(jī)械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險(xiǎn)系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達(dá)到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最終高質(zhì)量。目前，由可編程序控制器(PLC)和微機(jī)組成的電梯運(yùn)行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護(hù)方便、開(kāi)發(fā)周期短，這種電梯運(yùn)行更加可靠，并具有很大的

3、靈活性，可以完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，己成為電梯控制的發(fā)展方向?？傊娞莸目刂剖潜容^復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。基于此現(xiàn)象，本課題擬擬采用FX2N系列PLC，結(jié)合三菱專用變頻器FR-E540，以一臺(tái)三層樓電梯為設(shè)計(jì)對(duì)象，分別從電梯控制系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理、系統(tǒng)PLC 配置方案和軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.

4、 課題的基本內(nèi)容：電梯控制系統(tǒng)由PLC控制的邏輯部分和變頻器控制的調(diào)速部分組成，擬采用FX2N系列PLC，結(jié)合三菱專用變頻器FR-E540，以一臺(tái)三層樓電梯為設(shè)計(jì)對(duì)象，分別從電梯控制系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理、系統(tǒng)PLC 配置方案和軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體工作內(nèi)容如下：(1)對(duì)電梯系統(tǒng)及可編程控制器（PLC）作了比較全面的總結(jié)和介紹。(2)闡述了電梯控制系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)，電梯的控制系統(tǒng)分為調(diào)速和信號(hào)控制兩大部分。(3)確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，由 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯信號(hào)控制，有雙速電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，完成了電機(jī)和可編程控制器（PLC）的選擇。（4）系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)，完成了 PLC 的選型、I/O 點(diǎn)數(shù)分配與

5、PLC 的連接。（5）編寫相關(guān)程序（梯形圖），包括樓層呼叫梯形圖、上升下降梯形圖等，并對(duì)程序進(jìn)行上機(jī)調(diào)試運(yùn)行。3. 課題的研究方法、技術(shù)路線、設(shè)計(jì)（研究）方案：（1）研究方法或技術(shù)路線：1）根據(jù)交流變頻調(diào)速電梯的要求選擇變頻器和可編程控制器及其他原件；2）分析電梯控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，并繪制出電梯的示意圖；3)根據(jù)電梯控制系統(tǒng)的工作原理，給出控制系統(tǒng)的I/O分配；4）設(shè)計(jì)交流變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)的主電路；5）選擇并確定PLC的型號(hào)；6）設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)的接線圖；7）編寫相關(guān)程序（梯形圖）。（2）硬件設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)程序之前，首先通過(guò)進(jìn)行PLC的I/O點(diǎn)的估算，進(jìn)行PLC選型，在綜合考慮各方面的因素

6、后，本課題采用三菱公司生產(chǎn)的變頻器FR-E540。硬件系統(tǒng)主要包括PLC、三層電梯模型。硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示?？傮w方案的確定 電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖3-1為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。 系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)、操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信圖1硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖軟件設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)采用三菱編程軟件編程。4. 課題的效

7、果預(yù)測(cè)當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一高層呼叫時(shí)，電梯上升到呼叫層停止。 當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有一低層呼叫時(shí)，電梯下降到呼叫層停止。 當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多高層呼叫時(shí)，電梯先上升到較低的呼叫層，停5秒后繼上升到高的呼叫層，響應(yīng)完畢后停止。 當(dāng)電梯停于某層時(shí)，有多低層呼叫時(shí)，電梯先下降到較高的呼叫層，停3秒后繼續(xù)下降到低的呼叫層，響應(yīng)完畢后停止。 當(dāng)電梯處于上升或上降過(guò)程中，任何反向的呼叫均無(wú)效。 每層樓層之間的到達(dá)時(shí)間均應(yīng)在10s之內(nèi)完成，否則電梯停止。（1）當(dāng)電梯在1樓時(shí),由平層信號(hào)KL1確定電梯在一樓（2）當(dāng)電梯在2樓時(shí),有優(yōu)先級(jí)的考慮。兩個(gè)中間繼電器M2. 0和M2. 1存儲(chǔ)電梯停在2樓之前的運(yùn)行狀

8、態(tài),M2. 0得電時(shí),在2樓即2樓平層信號(hào)KL2得電,若3樓有呼叫則上行線圈得電電梯上行。5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃起訖日期工 作 內(nèi) 容備 注2.243.3畢業(yè)實(shí)習(xí)，熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，搜索相關(guān)資料。第1周3.43.10完成實(shí)習(xí)報(bào)告第2周3.113.17完成文獻(xiàn)摘要第3周3.183.24完成開(kāi)題報(bào)告第4周3.253.31系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)電梯的示意圖。第5周3.14.7根據(jù)電梯控制系統(tǒng)的工作原理，給出控制系統(tǒng)的I/O分配。第6周4.84.14設(shè)計(jì)出電梯控制系統(tǒng)的接線圖。第7周4.154.21編寫樓層呼叫梯形圖程序第8周4.224.28上機(jī)調(diào)試并做相應(yīng)修改第9周4.295.5編寫電梯上升下降梯形圖第10周5.65.12上機(jī)調(diào)試并做相應(yīng)修改第11周5.135.19按照設(shè)計(jì)過(guò)程的心得體會(huì)，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第12周5.205.26整理、檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并進(jìn)行完善第1