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自动生产线升降电梯控制的自动化设计

更新时间:2008-7-3:  来源:毕业论文
自动生产线升降电梯控制的自动化设计
开题报告

1文献综述(包括本课题的现状与发展趋势)

可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLCPC,是采用微机技术制造的通用自动控制设备,它把计算机技术和自动化技术融为一体,是一种数字运算操作的电子系统,它能控制开关量、模拟量,具有可靠性高,抗干扰能力强,并具有完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算等功能。即PLC充分利用了微型计算机的原理和技术,既可以用来完成逻辑控制,也可以实现模拟控制;既可以用来控制工业现场的各种设备及自动生产线,也可以同计算机联网,构成集散控制系统,可以取代继电器为主的各种控制设备,已在很多领域取得了成功的应用。特别是在电梯控制中取代传统的继电器控制电路所形成的控制系统和线路远比继电器系统简单得多,用软件编程代替了大量而复杂的线路连接,使得更改控制功能非常容易,在电梯控制系统中发挥了重要作用,取得了良好的控制效果。

电梯PLC控制系统的组成结构如图1-1所示。

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1-1  电梯PLC控制系统的组成结构

电梯PLC控制系统的核心为PLC主机。来自操纵箱、井道装置及安全装置的外部信号通过输入接口送入PLC内部进行逻辑运算与处理,再经过输出接口分别向指层灯、呼梯信号灯发出显示信号,向主回路和门机电路发出控制信号,从而实现电梯运行动态的控制。由于PLC内部的逻辑运算和处理功能取代了继电器控制系统里的中间继电器和时间继电器的逻辑运算功能,大大减少了系统中继电器的使用量,提高了系统的可靠性,降低了故障率,减少了控制柜的体积。

随着变频技术和PLC控制技术的发展,工厂中的自动化生产线也越来越多,由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况,要求一些生产线需要配置相应的物件提升装置。以前在工厂中经常看见一些升降机械,这些升降机械很多由工频电机直接带动运行,电气控制部分一般都很简单,多数采用人工手动控制或采用继电器控制方式。这些升降机械存在一些明显的问题,如启动停止和运行不平稳,升降运动过程动作不可靠,自动化程度不高,故障率较高,设备能耗高,无法应急运行,存在安全隐患等等。基于这些问题使得这些升降机械很难在工厂生产中发挥高效率的作用,同时也使得国内这些生产的升降机械无法与进口的自动化生产线配套使用,也无法根据实际的生产需要转换和调整升降机械的动作方式和工作顺序。

应用西门子S7-200 PLC和西门子MM420变频器组成的升降电梯控制和驱动系统,可以完成对升降电梯自动运行的智能化控制和管理,并能根据生产线的实际生产需要和具体工艺要求自动调整升降方向和速度快慢,在变频器发生故障时自动将发生故障的电机切换到工频状态应急工作,并且系统设置触摸屏,向工作人员提示设备的状态和故障信息。整机系统应自动化程度高,应用范围广,可以在多个行业与各型生产线配套使用。

2主要研究内容、方法及预期目标

2.1主要研究内容

基于上述调查和文献、资料的阅读、理解,开发出实用的升降电梯控制和驱动系统是本次课题的主要任务,正是在这一背景下提出本次研究的课题为:自动生产线升降电梯控制的自动化设计(Configuration Simulation Design of PLC Control System for Elevators

2.2主要研究方法

根据自动升降电梯的工作原理和控制要求,确定自动升降电梯机械系统的组成、自动升降电梯的自动控制系统,并着重考虑其技术性能­——可靠性、先进性与舒适性,拖动控制方式­——调频调速,信号控制方式­——继电器、PLC机与微电脑。

根据设备寿命周期理论、价值工程和限额设计及国家强制性标准要求,利用CAD软件建模,进行自动升降电梯自动控制系统设计。开发出实用的升降电梯控制和驱动系统。

利用方案优化方法(方案比选、价值工程等),进行自动升降电梯自动运行工艺流程的设计。

按照健康、安全、卫生的要求,进行自动升降电梯安全运行的设计。

2.3预期目标

应用西门子S7-200 PLC和西门子MM420变频器组成升降电梯控制和驱动系统,开发完成自动生产线升降电梯控制的自动化设计,实现对升降电梯自动运行的智能化控制和管理。

3课题进度计划

本课题的阶段性进度计划,如表3-1所示:

4已收集的资料

[1]             吴宗泽,罗圣国编.机械设计课程设计手册第二版[M].北京:高等教育出版社,1999

[2]             罗志群等.电梯驱动技术的最新发展趋势及应用.经营管理.2003(10)74-76

[3]             朱德文.电梯技术改造的方向.中华新论.中国科学技术出版社.Vol.1,2000:220-222

[4]             中国科学技术协会主编,中国机械工程学会编著.20062007机械工程学科发展报告.北京:中国科学技术出版社,2007

[5]             王有国.从节能的角度谈制动器的设计.中国电梯.2003(7)27-29

[6]             黄晓红等.PLC在电梯变频控制系统中的应用.机电工程技术.2004(1)67-76

[7]             张琦主编.现代电梯构造与使用.北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社;2004.9(P24-60电梯机械装置,P84-88变频调速电梯拖动及其控制,P111-149电梯的电气控制系统)

[8]             刘载文等.电梯控制系统——继电器与PC控制原理、设计及调试.北京:电子工业出版社,1996

[9]             刘剑,朱德文,梁质林著.电梯电气设计.北京:中国电力出版社,2006P134-141电梯PLC控制系统设计)

[10]        朱德文,张宗文著.升降机运行与控制.北京:中国电力出版社,2005

[11]        陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器.广州:华南理工大学出版社,200l

[12]        刘载文、李毫升、钟亚林编.电梯控制技术.北京:电子工业出版社,1996

[13]        SIMATIC s7200可编程序控制器系统手册.西门子公司

[14]        STEP 7-MiertWIN 32 V3.1 sPl编程帮助手册.西门子自动化设备公司

[15]        MCGs参考手册、MCGs用户指南、MCGS嵌人版说明书.北京昆仑通态自动化软件科技有限公司

[16]        唐志勇等.电梯变频调速PLC控制的设计与实现.电机电气技术.2000(1):42-44

[17]        梁建奇等.基于PLC的电梯远程监控系统通信的实现.北京工商大学学报.2003(6):18-21

[18]        王平 崔纳新.PLC在电梯控制中的应用,微计算机信息.1999(2)

[19]        陈立定.电气控制与可编程控制器的原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004

[20]        范永胜,.电气控制与PLC应用[M].北京:中国电力出版社,2004

[21]        陈伯时.电力拖动自动控制系统[M]. 北京:机械工业出版社,2003

[22]        刘治平,章青编.机电传动控制.天津:天津大学出版社,2007

[23]        Joseph E. Shigley & Charles R. Mischke: Mechanical Engineering Deign.ISBN:0-07-365939-8.北京:机械工业出版社,2002.5

[24]        Devedas Shetty and Richard A. Kolk: Mechatronics System Design. ISBN:0-534-95285-2.北京:机械工业出版社,2004.5

[25]        成大先主编.机械设计图册. 北京:化学工业出版社,2000(4卷,P278 电梯的变频驱动系统)

[26]        王文斌等.机械设计手册编委会编著.机械设计手册.北京:机械工业出版社,2004(三版)

[27]        中华人民共和国国家标准, GB/T100581997.电梯技术条件

[28]        中华人民共和国国家标准, GB/T 7025.11997.电梯主要参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第1部分:ⅠⅡⅢ类电梯

[29]        中华人民共和国国家标准, GB/T 7025.21997.电梯主要参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第1部分:Ⅳ类电梯

[30]        中华人民共和国国家标准, GB/T 7025.31997.电梯主要参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第3部分:Ⅴ类电梯中国机械工业标准,JG50091992.电梯操作装置、信号及附件

[31]        中国机械工业标准,JG1352000.杂物电梯

[32]        中华人民共和国国家标准, GB/T 134351992.电梯曳引机

[33]        中华人民共和国国家标准, GB75882003.电梯制造与安装安全规范

[34]        中华人民共和国国家标准, GB89031988.电梯用钢丝绳

[35]        中华人民共和国国家标准,GB/T100542005.施工升降机

[36]        中华人民共和国国家标准,GB100551996.施工升降机安全规则

[37]        全国械标准化技术委员会,中国标准出版社编.中国机械工业标准汇编.北京:中国标准出版社,70

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