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1、毕业设计开题报告课题：基于PLC和变频器的电梯控制系统设计专业电气工程及其自动化学生姓名司文杰班级BZ电气091班学号0961402126指导教师李小凡专业系主任顾春雷撰写日期2013.03.16电气工程学院课题名称： 基于PLC和变频器的电梯控制系统设计课题类型： （ ） 应用型 （ ） 研究型1. 本课题的意义随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。同时，变频调速使用了先进的SPWM技术，
2、具有优异的调速性能和起制动性能、高效率和节电效果，得到广泛的应用。电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在 电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。目前，由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的
3、灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展方向。总之，电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此，它已经成为电梯运行中的关键技术。基于此现象，本课题拟拟采用FX2N系列PLC，结合三菱专用变频器FR-E540，以一台三层楼电梯为设计对象，分别从电梯控制系统的构成及工作原理、系统PLC 配置方案和软件设计等方面进行设计。2.
4、 课题的基本内容：电梯控制系统由PLC控制的逻辑部分和变频器控制的调速部分组成，拟采用FX2N系列PLC，结合三菱专用变频器FR-E540，以一台三层楼电梯为设计对象，分别从电梯控制系统的构成及工作原理、系统PLC 配置方案和软件设计等方面进行设计。具体工作内容如下：(1)对电梯系统及可编程控制器（PLC）作了比较全面的总结和介绍。(2)阐述了电梯控制系统的分类及特点，电梯的控制系统分为调速和信号控制两大部分。(3)确定了系统的总体结构，由 PLC 来实现电梯信号控制，有双速电机实现调速，完成了电机和可编程控制器（PLC）的选择。（4）系统硬件开发，完成了 PLC 的选型、I/O 点数分配与
5、PLC 的连接。（5）编写相关程序（梯形图），包括楼层呼叫梯形图、上升下降梯形图等，并对程序进行上机调试运行。3. 课题的研究方法、技术路线、设计（研究）方案：（1）研究方法或技术路线：1）根据交流变频调速电梯的要求选择变频器和可编程控制器及其他原件；2）分析电梯控制系统的结构及工作原理，并绘制出电梯的示意图；3)根据电梯控制系统的工作原理，给出控制系统的I/O分配；4）设计交流变频调速电梯系统的主电路；5）选择并确定PLC的型号；6）设计电梯控制系统的接线图；7）编写相关程序（梯形图）。（2）硬件设计：在设计程序之前，首先通过进行PLC的I/O点的估算，进行PLC选型，在综合考虑各方面的因素
6、后，本课题采用三菱公司生产的变频器FR-E540。硬件系统主要包括PLC、三层电梯模型。硬件系统的结构图如图1所示。总体方案的确定 电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图3-1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。 系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信图1硬件系统结构图软件设计：本设计采用三菱编程软件编程。4. 课题的效
7、果预测当电梯停于某层时，有一高层呼叫时，电梯上升到呼叫层停止。 当电梯停于某层时，有一低层呼叫时，电梯下降到呼叫层停止。 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5秒后继上升到高的呼叫层，响应完毕后停止。 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。 当电梯处于上升或上降过程中，任何反向的呼叫均无效。 每层楼层之间的到达时间均应在10s之内完成，否则电梯停止。（1）当电梯在1楼时,由平层信号KL1确定电梯在一楼（2）当电梯在2楼时,有优先级的考虑。两个中间继电器M2. 0和M2. 1存储电梯停在2楼之前的运行状
8、态,M2. 0得电时,在2楼即2楼平层信号KL2得电,若3楼有呼叫则上行线圈得电电梯上行。5. 毕业设计（论文）进度计划起讫日期工 作 内 容备 注2.243.3毕业实习，熟悉毕业设计任务，搜索相关资料。第1周3.43.10完成实习报告第2周3.113.17完成文献摘要第3周3.183.24完成开题报告第4周3.253.31系统总体方案设计，设计电梯的示意图。第5周3.14.7根据电梯控制系统的工作原理，给出控制系统的I/O分配。第6周4.84.14设计出电梯控制系统的接线图。第7周4.154.21编写楼层呼叫梯形图程序第8周4.224.28上机调试并做相应修改第9周4.295.5编写电梯上升下降梯形图第10周5.65.12上机调试并做相应修改第11周5.135.19按照设计过程的心得体会，撰写毕业设计说明书第12周5.205.26整理、检查毕业设计说明书，并进行完善第13周5.276.2进一步完善毕业设计说明书第14周6.36.9熟悉毕业设计说明书，准备答辩。第15周6.106.15机动，模拟答辩，正式参加答辩。第16周6. 开题报告审批意见指导教师意见：指导教师（签字）：年 月 日专业系意见：专业系主任（签字）：年 月 日7
