【基于節(jié)能技術(shù)的電梯控制設(shè)計(jì)開題報(bào)告3700字】

哈爾濱學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文\o"270458:開題報(bào)告：基于節(jié)能技術(shù)的電梯控制設(shè)計(jì)"\t"46:81/Crm/Task/_blank"基于節(jié)能技術(shù)的電梯控制設(shè)計(jì)開題報(bào)告選題來(lái)源：為了實(shí)現(xiàn)在建國(guó)一百年之際，成為頂尖工業(yè)大國(guó)這一奮斗目標(biāo)，我國(guó)在本世紀(jì)初首次提出制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略規(guī)劃，實(shí)施三步走改革路線[3]。同時(shí)國(guó)務(wù)院印發(fā)的關(guān)于《中國(guó)制造2025》通知文件中指出，相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言，國(guó)內(nèi)制造行業(yè)雖然市場(chǎng)龐大，但擁有自主核心技術(shù)不足等一系列問題[4]。所以當(dāng)下需要我們發(fā)揮中華民族吃苦耐勞，勇于奮進(jìn)的精神創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，把我國(guó)建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。隨著我國(guó)城市化建設(shè)程度的逐年提高，人們的生活居所已經(jīng)從傳統(tǒng)的底層建筑逐步演變?yōu)楦邔咏ㄖ?，因此更加智能化，安全性能保障更?qiáng)的電梯也愈發(fā)的被市場(chǎng)所需要。翻閱相關(guān)資料可知，在發(fā)達(dá)國(guó)家中，電梯作為一種運(yùn)輸工具每年的使用人次已經(jīng)數(shù)倍于乘坐其它交通工具的人次，所以可以預(yù)見電梯工業(yè)的發(fā)展必定成為我國(guó)制造業(yè)前進(jìn)的重要一環(huán)。而產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新變革的動(dòng)力來(lái)源于用戶的需求驅(qū)使，所以為了給電梯乘客帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)，所以需要電梯行業(yè)的研究人員不斷的去開拓和創(chuàng)新，以滿足人們對(duì)電梯使用各方面的要求。為了迎合近年來(lái)人工智能技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人臉、指紋、語(yǔ)音等生物特征識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在電梯控制系統(tǒng)的條件已經(jīng)日漸完善。但由于電梯控制系統(tǒng)所搭載的微控制器性能瓶頸，軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)陳舊等一系列問題嚴(yán)重阻礙了電梯行業(yè)發(fā)展的腳步。針對(duì)這些問題，新一代電梯控制系統(tǒng)的研發(fā)已經(jīng)刻不容緩。在本文設(shè)計(jì)的電梯控制系統(tǒng)在很大程度上解決了目前市面上電梯控制系統(tǒng)所存在的硬件性能與軟件擴(kuò)展性問題，其中更是運(yùn)用了節(jié)能結(jié)束來(lái)進(jìn)行電梯的設(shè)計(jì)。其主要微型控制器使用了意法半導(dǎo)體的STM32F103、105系列高性能芯片，而在軟件設(shè)計(jì)上，通過利用中間件來(lái)達(dá)到降低電梯運(yùn)行控制邏輯與硬件控制耦合度的目的，提高了電梯運(yùn)行控制的可擴(kuò)展性，使整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)更加便利。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及意義：1852年美國(guó)人奧的斯發(fā)明的機(jī)械升降機(jī)，解決了負(fù)載平臺(tái)在升降過程中，當(dāng)活動(dòng)鋼絲繩發(fā)生斷裂就一定會(huì)發(fā)生墜落的問題。1889年，首次通過直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)被投入到工業(yè)生產(chǎn)中，這一創(chuàng)新預(yù)示著真正電梯的出現(xiàn)[7]。二十世紀(jì)初，電梯開始進(jìn)入廣泛應(yīng)用的時(shí)代。電梯跨越式發(fā)展的標(biāo)志是由美國(guó)人發(fā)明的按鍵召喚式電梯拉開序幕，這種電梯摒棄了以往的通過人力提拉纜繩的方式，而是通過電力自行運(yùn)行。接著得益于硬件材料行業(yè)的發(fā)展，西方一些先進(jìn)國(guó)家對(duì)電梯控制系統(tǒng)的研發(fā)也不斷升級(jí)，由最開始的繼電器控制到PLC控制再到現(xiàn)在的MCU控制[9]，硬件的不斷升級(jí)革新促進(jìn)了電梯控制系統(tǒng)性能的極大提高，因此控制系統(tǒng)也可以滿足處理日益增加的一些需求復(fù)雜業(yè)務(wù)的條件。在電梯發(fā)展史的繼電器控制階段，僅能實(shí)現(xiàn)由電梯司機(jī)操作的簡(jiǎn)單上下行功能。在由單片機(jī)控制電梯的時(shí)代，系統(tǒng)已經(jīng)可以支持集選控制這種全自動(dòng)運(yùn)行的方式。電梯給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)極大便利的同時(shí)，由電梯運(yùn)行精度控制所帶來(lái)的安全問題也日益被重視，高速電梯首先在國(guó)外開始出現(xiàn)。第一臺(tái)通過MCU控制的高速電梯誕生于日本，可達(dá)到12m/s。進(jìn)入二十世紀(jì)后，國(guó)外電梯行業(yè)的巨頭公司紛紛在電梯控制系統(tǒng)上發(fā)力，研發(fā)具備超高速運(yùn)行，大容量轎廂的電梯，而實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)特征的前提是在有限的井道，臨界的載重和速度下保障乘客的安全和舒適性。目前世界上最快的電梯時(shí)速可達(dá)將近80公里，由美國(guó)的奧的斯公司制造，服務(wù)于我國(guó)上海的金融中心。隨著改革開放帶來(lái)工業(yè)和科技進(jìn)步，電梯行業(yè)也在迅速的蓬勃發(fā)展，由最開始的垂直式電梯演變出了水平式和斜式，這種支持變速的扶梯極大節(jié)省了用戶的時(shí)間；同時(shí)為了滿足觀光的需求，使用戶的視線不在被遮蔽，電梯轎廂的外觀也開始變的多樣化。根據(jù)相關(guān)資料，電梯服務(wù)我國(guó)已有100多年歷史，但國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的時(shí)間很晚，主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。第一階段：依賴于從國(guó)外進(jìn)口電梯的階段。1907年，國(guó)內(nèi)的首部電梯出現(xiàn)在上海的匯中飯店，由美國(guó)奧的斯電梯公司提供，在1935年，通力電梯公司在南京大新安裝了三部帶有負(fù)重輪的單人自動(dòng)扶梯，用于作為商鋪的一種短距離運(yùn)輸工具。截至新中國(guó)成立，電梯保有量約1100部，主要來(lái)源于進(jìn)口，國(guó)內(nèi)電梯廠商尚不具備自主制造的能力，主要以銷售、安裝、維保為主。第二階段：1951年，中央人民廣播電臺(tái)廣播要在天安門安裝一部由我國(guó)自主制造的電梯，自此在上海、天津等地相繼建起了電梯制造廠，我國(guó)進(jìn)入了獨(dú)立自主、艱苦研制的生產(chǎn)階段，電梯工業(yè)開始了快速發(fā)展。在該階段制造出交流電梯、貨梯、直流快速梯等。第三階段：隨著我國(guó)改革開放，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)、制造工藝、設(shè)備、科學(xué)管理，組建中外合資企業(yè)使我國(guó)的電梯工作取得了巨大發(fā)展。1986年天津市電梯公司與美國(guó)電梯行業(yè)巨頭聯(lián)合成立內(nèi)地第一家合資工資，此后國(guó)內(nèi)電梯行業(yè)掀起了引進(jìn)外資的熱潮。在這一階段，電梯在技術(shù)研制、科學(xué)教育、行業(yè)管理和政府監(jiān)察上也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。近年來(lái)，隨著城市化建設(shè)腳步的邁進(jìn)，高層建筑如雨后春筍大量涌現(xiàn)出來(lái)，對(duì)電梯的需求也日益增加，截至2017年底我國(guó)投入使用的電梯數(shù)量已達(dá)494萬(wàn)臺(tái)，且每年都以至少20%的增長(zhǎng)率在迅速增加。但與巨大市場(chǎng)形成鮮明對(duì)比的是國(guó)產(chǎn)電梯在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率不足30%，造成這一現(xiàn)狀的主要原因是國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)的激烈，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)電梯效益很低，進(jìn)而影響到自主研發(fā)的投入。與日立，奧的斯這樣的國(guó)際電梯巨頭相比，技術(shù)的積累以及市場(chǎng)口碑都存在著較大差距。在如今產(chǎn)品智能化的大時(shí)代下，國(guó)內(nèi)一些電梯廠商意識(shí)到只做低端組裝的企業(yè)是沒有未來(lái)的，只要擁有了自主創(chuàng)新的核心技術(shù)，才能打破現(xiàn)在電梯市場(chǎng)被國(guó)外巨頭所限制的局面，實(shí)現(xiàn)彎道超車。因此國(guó)內(nèi)電梯廠商另辟蹊徑，繞開一直以來(lái)受限的高速梯技術(shù)壁壘，從為用戶提供更加便利的服務(wù)為方向，開始研發(fā)智能化的新一代電梯控制系統(tǒng)，鞏固現(xiàn)有市場(chǎng)的同時(shí)借此機(jī)會(huì)邁向更廣闊的市場(chǎng)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告研究?jī)?nèi)容：電梯控制系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)搭載在基于STM32F105系列微處理芯片的控制器上，按照需求可以把功能劃分為運(yùn)行控制模塊，原子操作模塊和集選控制模塊，運(yùn)行控制模塊實(shí)現(xiàn)了電梯日常運(yùn)行所需的開/關(guān)門、平層/啟動(dòng)、待機(jī)/運(yùn)行六種狀態(tài)；原子操作模塊主要實(shí)現(xiàn)了一些控制電梯運(yùn)行時(shí)不可被打斷的系列操作，如電梯的松/抱閘，樓層計(jì)數(shù)等，集選控制模塊中實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯中故障的處理、速度控制策略和集選控制運(yùn)行。研究?jī)?nèi)容主要工作包括以下幾點(diǎn)：(1)基于節(jié)能技術(shù)的電梯控制系統(tǒng)的需求分析。參考電梯公司提供的技術(shù)文檔，分析需要實(shí)現(xiàn)的功能，制定相應(yīng)的業(yè)務(wù)需求，搭建整個(gè)設(shè)計(jì)框架，把整個(gè)系統(tǒng)劃分為硬件抽象層、中間件層及控制系統(tǒng)的邏輯層。個(gè)人主要負(fù)責(zé)完成電梯控制系統(tǒng)邏輯層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。(2)根據(jù)控制系統(tǒng)的需求分析，定義了控制器的輸入輸出接口，現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輪詢主控制器的通信接口、IO引腳電平控制接口、斷電不丟失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口等。在本文中主要介紹軟件部分業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，把滿足電梯日常運(yùn)行的功能劃分為三個(gè)模塊，分別為運(yùn)行控制模塊、原子操作模塊和集選控制模塊。在電梯控制運(yùn)行中，除了標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式外，還有如司機(jī)模式、消防模式等，在這些模式的流程處理中，有一些操作會(huì)被所有模式所共用，如電梯的松抱/閘，樓層計(jì)數(shù)等，因此在電梯的原子操作模塊中把這類操作進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。集選控制模塊中主要設(shè)計(jì)了解決電梯故障的故障處理功能以及使電梯運(yùn)行效率最優(yōu)化的集選控制功能。(4)測(cè)試電梯的轎廂控制系統(tǒng)，這部分針對(duì)控制系統(tǒng)的中間件層和業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，上位機(jī)通過CAN-USB通信模塊與主控制器、F1功能模塊、變頻器、電機(jī)等進(jìn)行電梯運(yùn)行業(yè)務(wù)邏輯測(cè)試，分別測(cè)試了開/關(guān)門功能，超載/遮擋保護(hù)功能，故障處理下的自救以及緊急抱閘功能，集選控制下的速度策略和自學(xué)習(xí)記錄樓層信息功能。經(jīng)過聯(lián)合調(diào)試，轎廂控制系統(tǒng)軟件完美的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行控制模塊及原子操作模塊下的所有功能。研究思路和方法：（1）文獻(xiàn)研究法：通過多種渠道搜集文獻(xiàn)、專著、期刊等文獻(xiàn)，進(jìn)一步理解相關(guān)理論知識(shí)，參考相應(yīng)期刊論文的寫作思路確定本文的寫作方向。同時(shí)通過閱讀相關(guān)期刊論文梳理相關(guān)資料，找尋目前學(xué)界研究領(lǐng)域的不足之處確定本題。通過閱讀相關(guān)學(xué)者的著作從中找出和本文研究方向相關(guān)的內(nèi)容為自己在本文的寫作中所提出的觀點(diǎn)提供更多的理論支撐。（2）歸納分析法：在本文的寫作中，查找有關(guān)資料對(duì)相關(guān)的概念與特征進(jìn)行歸納總結(jié)，分析當(dāng)前存在的問題，進(jìn)一步探究存在問題的原因，并借鑒國(guó)內(nèi)的研究經(jīng)驗(yàn)，提出相關(guān)的建議，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行研究分析。主要參考文獻(xiàn)：[1]孫玉峰.電梯PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)探析[J].中國(guó)設(shè)備工程,2022(04):115-116.[2]應(yīng)道照.電梯智能化控制技術(shù)探討[J].中國(guó)設(shè)備工程,2022(03):31-32.[3]汪明亮.電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)易忽視的問題[J].中國(guó)電梯,2022,33(03):10-12.[4]夏萬(wàn)磊.淺談電梯控制系統(tǒng)故障的檢測(cè)與維修[J].清洗世界,2022,38(01):164-166.[5]王晨豐.西門子S7-300PLC的電梯集群控制技術(shù)應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化儀表,2022,43(01):82-87.DOI:10.16086/ki.issn1000-0380.2021010025.[6]王郝.電梯控制系統(tǒng)的故障與維修技術(shù)分析[J].集成電路應(yīng)用,2022,39(01):238-239.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.01.102.[7]陳麗娜,馬凡琳.基于PLC的老舊小區(qū)電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2021,34(06):98-102.DOI:10.16576/ki.1007-4414.2021.06.029.[8]李璋玉.電梯智能化控制系統(tǒng)改造[J].設(shè)備管理與維修,2021(24):74-76.DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2021.12D.39.[9]陳必添.電梯控制柜故障診斷及排查措施[J].機(jī)電工程技術(shù),2021,50(12):304-306.[10]張巖,胡開明,李躍忠.基于西門子S7-200PLC