自动控制扶梯的危机控制原理学士学位论文Word格式文档下载.docx
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日期:
导师签名:
日期:
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
4、研究方法的科学性;
技术线路的可行性;
设计方案的合理性
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
建议成绩:
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
二、论文(设计)水平
评阅教师:
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
3、学生答辩过程中的精神状态
评定成绩:
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
教学系意见:
系主任:
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目录
摘要……
Abstract
第1章绪论1
1.1课题背景1
1.1.11
第2章自动扶梯的结构及原理错误!
未定义书签。
2.1本章小结错误!
第3章PLC的原理错误!
3.1本章小结错误!
第4章PLC硬件错误!
第5章软件错误!
结论9
致谢10
参考文献11
附录11
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第1章绪论
1.1课题背景
自动扶梯是由一台特种结构型式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机所组合而成的,用以在建筑物的不同层高间运载人员上下的一种连续输送机械。
它的出现给人类的日常生活带来极大的便利。
自动扶梯作为运送旅客的交通工具,不仅成功地缩小了目标间的距离,而且使超短途(如楼层、月台间等)的大流量人员运输成为可能。
因此,经济学家说:
“自动扶梯的出现使人们有了逛大型商场的欲望。
”交通学家说“是自动扶梯和自动人行道的应用使我们可以把车站、机场建的尽可能大。
”自动扶梯的应用已经改变了我们的生活,并已经成为现代物质文明的一个重要标志。
1.1.1自动扶梯的发展历程
我们今天所认识的自动扶梯,其发明历程经历过曲折。
杰西·
瑞诺和查尔斯·
希伯格是这个行业最早时的两个伟人。
1859年,美国人内森·
爱米斯发明一种“旋转式梯级扶梯”并获专利。
但是,“旋转式梯级扶梯”是让乘客沿正三角形的一边进入,到达顶点后飞降下来,类似于杂技的惊险动作。
因此,该扶梯未能付诸实践。
但是,他的构思具有开拓性。
1891年,在美国科尼岛码头装了一部自动扶梯,轰动一时。
它当时被称为“倾斜升降机”,是由纽约企业家杰西·
瑞诺设计制造的。
他早在1882年就申请并发明了此项专利。
这种自动扶梯采用输送带原理,一条分节的坡道以20度至30度坡度移动。
扶梯的起止点都有齿长40厘米的梳状铲,与脚踏板上的凹齿啮合。
乘客站在倾斜移动的节片上,不必举足,便能上、下扶梯。
1895年,杰西·
瑞诺在纽约市的考尼岛第一次展示了“自动扶梯”(它更像一部为人设计的传送带)。
美国的乔奇·
惠勒与瑞诺同年获得了另一种形式自动扶梯的专利,但他的专利很长时间无人问津。
1898年,查尔斯·
希伯格买下了乔奇·
惠勒与杰西·
瑞诺的自动扶梯专利,并加以改造。
1899年查尔斯·
希伯格与奥的斯公司携手制造出第一台阶梯式自动扶梯。
7月9日,第1台奥的斯-西伯格梯阶式(梯级是水平的,踏板用硬木制成,有活动扶手和梳齿板)扶梯试制成功,这是世界第一台真正的自动扶梯。
1900年,查尔斯·
希伯格将拉丁文中的“Scala”(梯级)一词与当时在美国已经用的相当普遍的“Elevator”一词组合成为Escalator,并注册为产品商标,这就是自动扶梯一词的来源。
1910年西伯格将它卖给了奥的斯公司。
直到1950年,奥的斯公司拥有该商标。
1950年根据商标保护法的规定,“escalator”失去了它名称的专有权,成为自动扶梯的通称。
1920年,奥的斯公司把杰西·
瑞诺的倾斜板条式扶梯和西伯格的梯阶式扶梯两者的长处融为一体,重新进行设计,使扶梯性能大为改观。
1922年,奥的斯公司制造了世界上第一台现代化自动扶梯,水平楔槽式梯级与梳齿板相结合,此后被其它自动扶梯制造商所沿用。
1985年,三菱电机公司研制出曲线运行的螺旋型自动扶梯,并成功投入生产。
螺旋型自动扶梯可以节省建筑空间,具有装饰艺术效果。
1991年,三菱电机公司开发了带有中间水平段的大提升高度自动扶梯。
这种多坡度型自动扶梯,在大提升高度时可降低乘客对高度的恐惧感,并能与大楼楼梯结构协调配置。
1993年,据《日立评论》报道,日本日立制作所开发了可以乘运大型轮椅的自动扶梯,几个相邻梯级可以联动形成支持轮椅的平台。
20世纪90年代末,富士达公司开发了变速式自动人行道,即自动人行道以分段速度运行,乘客从低速段进入,然后进入高速平稳运行段,再后进入低速段离开。
这样提高了乘客上下自动人行道时的安全性,缩短了长行程时的乘梯时间。
2000年4月,美国ElevatorWorld报道,位于德国汉堡的蒂森自动扶梯工厂,制造出全彩色自动扶梯梯级,它由玻璃纤维材料制成,有蓝色、绿色、红色、灰色和黑色等。
彩色梯级为建筑师提供了丰富的设计想象空间。
2002年4月17日至20日,三菱电机公司在第5届中国国际电梯展览会上展出了倾斜段高速运行的自动扶梯模型。
可铰接伸缩的驱动齿条结构在运行时可使梯级的间隔发生变化,从而使速度也产生变化。
其倾斜段的速度是出入口水平段速度的1.5倍,这样既缩短了乘客的乘梯时间,也提高了乘客上下扶梯的安全性与平稳性。
2003年2月,奥的斯公司发布新型的NextStep自动扶梯,它采用Guarded踏板设计,梯级踏板和围裙板成为协调运行的单一模块;
它还采用了其它一些提高自动扶梯安全性的新技术,自动扶梯技术又一次更新。
1.1.2自动扶梯的研究概况
自动扶梯经过100多年的研究发展,已经成为一种比较成熟的产品。
但是目前世界上的大型电梯公司,如:
奥的斯、日立、迅达、三菱等依然投入大量的人力、物力对自动扶梯和自动人行道进行研究开发。
其研究重点主要集中于节能、环保和安全。
(一)节能
1、自动调节电压法
该方法的原理是根据电动机的负载大小,利用新型节能器自动及时地调节电动机的工作电压,使之能耗最小。
新型的节能器是按照电量的有效值检测电动机的功率因数,而且是应用瞬时检测技术,在电动机全部运行时间内对其各相的电压和电流的大小和相位进行检测,据此来调节电动机的端电压,使电动机在不同负载情况下都运行到最佳状态,功率因数和效率都得到提高,能耗最小。
节能的多少因负载的大小而不同,约在20%~50%左右。
2、“自动重新启动”运行模式
该运行模式即自动扶梯在无乘客时自动停止运行,当有乘客时又自动重新启动的一种运行模式。
该运行模式已被标准所认可,其节能相当可观,不过这取决于停梯时间的长短。
此外,该运行模式也使自动扶梯的磨损大大减少,从而延长了自动扶梯零部件的寿命。
3、Y-Δ切换法
该方法的基本原理是:
当扶梯启动时,电动机按Y接法启动,不再通过时间原则切换成Δ接法运行,而是乘客数量增加到设定的数量之后,电动机才切换成Δ接法运行。
当乘客数量减少到设定的数量之后,电动机又切换成Y接法运行,如此反复。
经过测试,Y接法比Δ接法节能显著,节能可达20%,相当可观。
4、变频驱动
该方法的关键在于使用高性能的变频器,如“交-直-交”PWM型变频器。
由于变频器的采用,可以在无人时很容易实现极低频率极低电压对电动机供电,使自动扶梯以极低的速度运行。
其节能效果可以与“自动重新启动”运行模式相媲美,甚至超出。
因为变频驱动可以使扶梯在轻载的工况下实现降压节能运行。
(二)环保
1、无润滑型自动扶梯
该自动扶梯的关键是梯级链采用了齿条与过渡型齿条的传动方式,而该过渡型齿条又与电动机采用了齿轮与齿条的传动方式。
在整个扶梯的运行过程中无需润滑油的参与。
该自动扶梯摈弃了传统扶梯采用的链条传动模式,从而避免了润滑油的污染。
2、无重金属污染
目前很多公司自动扶梯照明系统多采用的是日光灯管,但是该方法存在着日光灯管破裂后水银污染环境的危害。
因此,部分公司已经开始使用LED照明系统替代传统日光灯管的照明系统,降低了
扶梯对环境的危害。
(三)安全
强调安全性的自动扶梯以移动式裙板扶梯为代表。
该自动扶梯的原理是将梯级踏板和围裙板组成为协调运行的单一模块,梯级踏板和围裙板成为协调运行的单一模块。
该自动扶梯的梯级与裙板之间无任何间隙,从而避免发生该区域手指轧入的危险。
而这一区域正是传统自动扶梯的主要危险所在。
1.1.3自动扶梯的发展前景
目前各大电梯公司对自动扶梯和自动人行道研究主要集中于安全、节能和环保等方面。
但是今后自动扶梯和自动人行道的发展方向除了以上三个方面之外,还将朝高速方向发展。
目前有些公司也陆续推出了相关产品。
如:
CNIM公司推出了加速自动人行道,最大速度可达11公里/小时。
蒂森公司的加速自动人行道,最快速度可达2米/秒。
该公司的第一台加速自动人行道安装在多伦多机场。
NKK公司的加速自动人行道的最高速度达1.2米/秒。
总之,自动扶梯作为现代文明的一个重要标志之一,其发展水平也体现了当代社会科学进步水平。
第二章PLC原理
2.1可编程控制器
国内外现有的自动扶梯,它们的系统控制形式大都采用可编程控制器控制。
目前电梯和自动扶梯正向高技术含量、高可靠性、高品质、更安全、更舒适的方向发展。
客户对自动扶梯控制方式的要求也越来越高。
以继电器为控制系统的自动扶梯已逐渐受到高技术要求的冲击。
总之,技术含量高,物超所值的产品将越来越被中国的消费者所青睐。
可编程控制器与继电器、单片微机相比有着比较独特的优点[13]:
第一,具备灵活、通用特点
在继电器控制系统中,使用的控制器件是大量的继电器,整个系统是根据设计好的电器控制图,由人工布线、焊接、固定等手段组装完成的,其过程费时费力。
如果因为工艺上的稍许变化,需要改变电器控制系统的话,那么原先的整个电器控制系统将被全部拆除,而重新进行布线、焊接、固定等工作,耗费了大量的人力、物力和时间。
而可编程控制器是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的,如果控制功能需要改变的话,只需要修改程序以及改动少量的接线即可。
而且,同一台可编程控制器还可以用于不同的控制对象,只要改变软件就可以实现不同的控制要求,因此具有很大的灵活性、通用性。
另外PLC产品还具有多样化、系列化的特点,其结构形式多种多样,同一系列又有低档、高档之分,因此可以适应于各种不同规模、不同要求的工业控制。
PLC还有多种功能模块,可以根据需要灵活组合成各种不同功能的控制装置,实现各种特殊的控制要求。
第二,可靠性高、抗干扰能力强
对于自动扶梯而一言,可靠性是一个非常重要的指标,如何能在各种恶劣的工作环境和条件(如电磁干扰、低温潮湿、灰尘超高温等)下,平稳可靠的工作,将故障率降至最低,是研制每一种控制器件必须考虑的问题。
PLC的研制者在这一方面采取了许多有利的措施,使PLC具有很高的可靠性和抗干扰能力,因此被称为“专为适应恶劣的工业环境而设计的计算机”。
第三,编程简单、使用方便
用单片计算机实现控制,使用的是汇编语言,难于掌握,要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。
而PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程,容易掌握。
例如目前大多数PLC采用的梯形图语言编程方式,既继承了继电器控制线路的清晰直观感,又考虑到大多数电器技术人员的读图习惯及应用微机的水平,很容易被电器技术人员所接受。
PLC易于编程,程序改变时也容易修改,灵活方便。
它与目前微机控制常用的汇编语言相比,虽然在PLC内部增加了解释程序,增加了程序执行时间,但对大多数的自动扶梯控制设备来说,PLC的控制速度是足够的。
用单片计算机控制,只有在输入输出接口上做大量工作,才能与控制现场连接起来,调试也比较麻烦。
而PLC的输入输出接口已经做好,可直接与控制现场的用户设备直接连接。
输入接口可以与各种开关和传感器连接,输出接口具有较强的驱动能力,可以直接与继电器、接触器和电磁阀等连接,使用很方便。
第四,接线简单
PLC的接线只需将输入设备(如按钮、开关等)与PLC输入端子连接,将输出设备(如接触器、电磁阀等)与PLC输出端子连接。
接线工具仅为螺丝刀,接线工作极其简单、工作量极少。
第五,功能强
现代PLC不仅具有条件控制、计时、计数和步进等控制功能,而且还能完成A/D,D/A转换、数字运算和数据处理以及通信联网和生产过程监控等。
因此,它既可对开关量进行控制,又可对模拟量进行控制;
既可现场控制,又可远距离控制。
既可控制简单系统,又可控制复杂系统。
第六,体积小、重量轻和易于实现机电一体化
由于PLC采用了半导体集成电路。
因此具有体积小、重量轻、功耗低的特点。
且由于PLC是专为工业控制而设计的专用计算机,其结构紧凑、坚固耐用、体积小巧,并由于具备很强的可靠性和抗干扰能力,使之易于装入机械设备内部,因而成为实现机电一体化十分理想的控制设备。
同样,可编程控制器控制也有其不足的地方,在性价比上要高于继电器控制和单片微机控制;
其开发潜力要差于单片微机,不如其功能灵活多样;
通用性不好,不同厂家的可编程控制器以及其附属单元都是固定专用等等。
2.2PLC的简介
自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器(ProgrammableL
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