基于PLC的施工升降机控制系统优秀毕业论文开题报告

基于PLC的施工升降机控制系统优秀毕业论文开题报告

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毕业设计(论文)

开题报告（含论文综述）

学 院：

机械与控制工程学院 所属教研室： 自动化教研室

课题名称： 基于PLC的施工升降机控制系统设计

专业(方向)： 自动化（控制）

班 级： 学号：

学 生：

指导教师： 职称：

开题日期：

基于PLC的施工升降机控制系统优秀毕业论文开题报告

一、毕业设计(论文)选题的目的和意义。[ ⑴ 课题名称；⑵ 有关的研究方向的 历史、现状和发展情况分析；⑶ 前人在本选题研究领域中的工作成果简述] 施工升降机是建筑施工中不可缺少的垂直运输机械,自 1973 年第一台国产齿轮齿 条式施工升降机诞生以来,历经 30 多年的不断发展,升降机在结构、 形式、 功能、 用途、 安全装置等多个方面都有了很大的变化和发展 。 施工升降机主要用于城市高层和超高层的各类建筑中 , 这主要因为这样的建筑高 度对于使用井字架、龙门架来完成作业是十分困难的。近年来,随着建筑高度的不断增 加,架设高度大的施工升降机的需求量也在不断增加。建筑施工升降机除了应用在高层 建筑中还可以应用在大桥的建设中,此外,它还可以应用在大型化工厂冷却塔、发电厂的 烟囱、广播电视塔以及煤矿等多种施工场合下,施工升降机已成为建筑行业中一种必不 可少的机械设备 。 传统的升降机多用顺序控制和逻辑控制，按照外部呼叫信号以及自身的控制规律 运行。而外部呼叫是随机的，所以单纯的用这种控制系统满足不了人们生活需要，其 缺点较多，如故障率高、不便于维护、寿命短和占用空间大。采用可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller 简称 PLC)控制电梯将实现灵活性高、可靠性高、维 护方便的优点，取代传统升降机，成为社会上升降机的发展主流方向。 随着人们对升降机运行安全性、高效性、舒适性等要求的提高，升降机得到了快 速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其 PLC 代替原来的继电器控制。 PLC 因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经 成为应用面最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。升降 机控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面， 配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过 PLC 对程序设计，提高了升降机的控制 水平， 并改善了升降机运行的舒适感。 因此 PLC 在升降机控制系统中的应用非常广泛， 非常有实际价值 。[7] [3] [1]

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二、 设计或研究主要内容和重点， 预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键， 有何创新之处。 (此部分为重点阐述内容) 1) 升降机类型的选择。施工升降机是一种采用吊笼 (或平台

、料斗 )通过采用齿 轮齿条啮合方式或钢丝绳提升方式。载人、载物沿导轨架作上下运输的施工机械。 主要用于建筑施工与维修，钢丝绳提升式升降机具有结构简单 ,易于生产制造 ,性价比 高的特点 ,在建筑行业中得到广泛的应用。液压升降机广泛适用于汽车、集装箱、模 具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的 升降需求，同时可配装各类台面形式(如滚珠、滚筒、转盘、转向、倾翻、伸缩) , 配合各种控制方式(分动、联动、防爆) ,具有升降平稳准确、频繁启动、载重量大 等特点，有效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如，综合以上 优点本课题研制的为钢丝绳提升式液压升降机。在本课题中主要研究四层升降机上 下行控制，开、关门控制、内外呼叫控制[1]

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2) 升降机控制系统的硬件设计。本课题对升降机的设计主要要求安全、稳定、 经济实用、运行迅速准确度高，在升降机的各层检测系统中采用在工业自动控制上 大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的接近传感器，来实现对 PLC 对 升降机的控制。在 PLC 的选择上，我认为西门子公司的 S7-200 和 S7-300PLC 个人 感觉都比较适合能满足设计要求。 S7-200 适合比较简单的小型系统，且被普遍认为 性价比较高， 但考虑到施工楼层不是固定的， 虽然本设计的四层施工升降机用 S7-200 绰绰有余。但如果需要建设更高的楼层时则可能存在不足。所以最终确定选用西门 子 S7-300 PLC 。 3) 升降机控制系统的软件设计。在本设计中选用了目前运用最多的 PLC 编程 语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的满足控制要求。 4) 变频器的选择。升降机的调速要求除了一般工业控制的静态、动态性能外， 它的舒适度指标往往是选择中的一项重要内容。本设计中拖动调速系统的关键在于 保证升降机按理想的给定速度曲线运行，以改善升降机运行的舒适感；另外，由于 升降机在建筑物内的耗电量占建筑物总用电量的相当比例，因此，升降机节约用电 日益受到重视。考虑以上各种因素，本设计选用安川 VS-616G5 型全数字变频器， 它具有磁通矢量控制、转差补偿、负载转矩自适应等一系列先进功能，可以最大限 度地提高电机功率因数和电机效率，同时降低了电机运行损耗，特别适合升降机负 载频繁变化的场合[4]

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5) 升降机控制系统基本原理图：

P 桥厢内外呼梯按 钮电路 电梯其他输入信 号 脉冲计数电路 L C 控 制 器

楼层显示电路 (7 段数码管) 桥厢开关门电路 呼梯按钮记忆等 电路(发光二极 管) 变频器

光电编码 盘

拽引电机 (拖动电 机上下运行)

图 1 升降机控制系统基本原理图

6)毕业论文总共分五个章节进行叙述其软、硬件结构、工作原理等，具体如下： 第一章介绍 PLC 的施工升降机控制系统现状及本课题研究的内容和目的意义。 第二章主要 PLC 的施工升降机控制系统设计方案的确定，包括： 1) PLC 控制 系统； 2)变频调速控制升降机的特点； 3)系统设计的基本步骤。 第三章介绍系统的硬件设计，包括：1)PLC 的选型；2)变频器的选择；3)升 降机的主要组成部分； 4) I/O 点数的估算。 第四章介绍了系统软件的设计，包括： 1 )升降机的三个工作状态； 2 )软件设 计特点； 3)软件设计流程图； 4)系统的软件开发过程 第五章主要是论文的总结及相关内容的进一步完善。

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三、研究方案：[ ⑴ 技术方案(有关方法、技术路线、技术措施) ;⑵ 实施方案所 需的条件(技术条件、试验条件等)]

1) 升降机运行流程图

图 2 升降机运行流程图

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2) PLC 的施工升降机控制系统的设计原理图 升降机是机、电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人 的神经，控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同，使升降 机可靠运行。尽管升降机的品种繁多，但目前使用的升降机绝大多数为电力拖动、 钢丝绳拽引式结构，其机械部分由拽引系统，轿厢和门系统，平衡系统，导向系统 以及机械安全保护装置组成 ;而电气控制部分由电力拖动系统，运行逻辑功能控制 系统和电气安全保护等系统组成[6]

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图3

PLC 的施工升降机控制系统的设计原理图

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