【基于节能技术的电梯控制设计开题报告3700字】

哈尔滨学院学士学位论文\o"270458:开题报告：基于节能技术的电梯控制设计"\t"46:81/Crm/Task/_blank"基于节能技术的电梯控制设计开题报告选题来源：为了实现在建国一百年之际，成为顶尖工业大国这一奋斗目标，我国在本世纪初首次提出制造强国战略规划，实施三步走改革路线[3]。同时国务院印发的关于《中国制造2025》通知文件中指出，相比于西方发达国家而言，国内制造行业虽然市场庞大，但拥有自主核心技术不足等一系列问题[4]。所以当下需要我们发挥中华民族吃苦耐劳，勇于奋进的精神创新驱动，增强核心技术竞争力，把我国建设成为制造业强国。随着我国城市化建设程度的逐年提高，人们的生活居所已经从传统的底层建筑逐步演变为高层建筑，因此更加智能化，安全性能保障更强的电梯也愈发的被市场所需要。翻阅相关资料可知，在发达国家中，电梯作为一种运输工具每年的使用人次已经数倍于乘坐其它交通工具的人次，所以可以预见电梯工业的发展必定成为我国制造业前进的重要一环。而产品技术创新变革的动力来源于用户的需求驱使，所以为了给电梯乘客带来更好的用户体验，所以需要电梯行业的研究人员不断的去开拓和创新，以满足人们对电梯使用各方面的要求。为了迎合近年来人工智能技术产业的发展，人脸、指纹、语音等生物特征识别技术应用在电梯控制系统的条件已经日渐完善。但由于电梯控制系统所搭载的微控制器性能瓶颈，软件实现技术陈旧等一系列问题严重阻碍了电梯行业发展的脚步。针对这些问题，新一代电梯控制系统的研发已经刻不容缓。在本文设计的电梯控制系统在很大程度上解决了目前市面上电梯控制系统所存在的硬件性能与软件扩展性问题，其中更是运用了节能结束来进行电梯的设计。其主要微型控制器使用了意法半导体的STM32F103、105系列高性能芯片，而在软件设计上，通过利用中间件来达到降低电梯运行控制逻辑与硬件控制耦合度的目的，提高了电梯运行控制的可扩展性，使整个系统的升级更加便利。国内外研究现状及意义：1852年美国人奥的斯发明的机械升降机，解决了负载平台在升降过程中，当活动钢丝绳发生断裂就一定会发生坠落的问题。1889年，首次通过直流电动机驱动的升降机被投入到工业生产中，这一创新预示着真正电梯的出现[7]。二十世纪初，电梯开始进入广泛应用的时代。电梯跨越式发展的标志是由美国人发明的按键召唤式电梯拉开序幕，这种电梯摒弃了以往的通过人力提拉缆绳的方式，而是通过电力自行运行。接着得益于硬件材料行业的发展，西方一些先进国家对电梯控制系统的研发也不断升级，由最开始的继电器控制到PLC控制再到现在的MCU控制[9]，硬件的不断升级革新促进了电梯控制系统性能的极大提高，因此控制系统也可以满足处理日益增加的一些需求复杂业务的条件。在电梯发展史的继电器控制阶段，仅能实现由电梯司机操作的简单上下行功能。在由单片机控制电梯的时代，系统已经可以支持集选控制这种全自动运行的方式。电梯给人们日常生活带来极大便利的同时，由电梯运行精度控制所带来的安全问题也日益被重视，高速电梯首先在国外开始出现。第一台通过MCU控制的高速电梯诞生于日本，可达到12m/s。进入二十世纪后，国外电梯行业的巨头公司纷纷在电梯控制系统上发力，研发具备超高速运行，大容量轿厢的电梯，而实现这两个特征的前提是在有限的井道，临界的载重和速度下保障乘客的安全和舒适性。目前世界上最快的电梯时速可达将近80公里，由美国的奥的斯公司制造，服务于我国上海的金融中心。随着改革开放带来工业和科技进步，电梯行业也在迅速的蓬勃发展，由最开始的垂直式电梯演变出了水平式和斜式，这种支持变速的扶梯极大节省了用户的时间；同时为了满足观光的需求，使用户的视线不在被遮蔽，电梯轿厢的外观也开始变的多样化。根据相关资料，电梯服务我国已有100多年历史，但国内产业自主发展的时间很晚，主要经历了以下三个阶段。第一阶段：依赖于从国外进口电梯的阶段。1907年，国内的首部电梯出现在上海的汇中饭店，由美国奥的斯电梯公司提供，在1935年，通力电梯公司在南京大新安装了三部带有负重轮的单人自动扶梯，用于作为商铺的一种短距离运输工具。截至新中国成立，电梯保有量约1100部，主要来源于进口，国内电梯厂商尚不具备自主制造的能力，主要以销售、安装、维保为主。第二阶段：1951年，中央人民广播电台广播要在天安门安装一部由我国自主制造的电梯，自此在上海、天津等地相继建起了电梯制造厂，我国进入了独立自主、艰苦研制的生产阶段，电梯工业开始了快速发展。在该阶段制造出交流电梯、货梯、直流快速梯等。第三阶段：随着我国改革开放，引进国外先进的技术、制造工艺、设备、科学管理，组建中外合资企业使我国的电梯工作取得了巨大发展。1986年天津市电梯公司与美国电梯行业巨头联合成立内地第一家合资工资，此后国内电梯行业掀起了引进外资的热潮。在这一阶段，电梯在技术研制、科学教育、行业管理和政府监察上也有了长足的发展。近年来，随着城市化建设脚步的迈进，高层建筑如雨后春笋大量涌现出来，对电梯的需求也日益增加，截至2017年底我国投入使用的电梯数量已达494万台，且每年都以至少20%的增长率在迅速增加。但与巨大市场形成鲜明对比的是国产电梯在国内市场的占有率不足30%，造成这一现状的主要原因是国内电梯企业之间竞争的激烈，导致国产电梯效益很低，进而影响到自主研发的投入。与日立，奥的斯这样的国际电梯巨头相比，技术的积累以及市场口碑都存在着较大差距。在如今产品智能化的大时代下，国内一些电梯厂商意识到只做低端组装的企业是没有未来的，只要拥有了自主创新的核心技术，才能打破现在电梯市场被国外巨头所限制的局面，实现弯道超车。因此国内电梯厂商另辟蹊径，绕开一直以来受限的高速梯技术壁垒，从为用户提供更加便利的服务为方向，开始研发智能化的新一代电梯控制系统，巩固现有市场的同时借此机会迈向更广阔的市场。毕业论文（设计）开题报告研究内容：电梯控制系统软件的实现搭载在基于STM32F105系列微处理芯片的控制器上，按照需求可以把功能划分为运行控制模块，原子操作模块和集选控制模块，运行控制模块实现了电梯日常运行所需的开/关门、平层/启动、待机/运行六种状态；原子操作模块主要实现了一些控制电梯运行时不可被打断的系列操作，如电梯的松/抱闸，楼层计数等，集选控制模块中实现了对电梯中故障的处理、速度控制策略和集选控制运行。研究内容主要工作包括以下几点：(1)基于节能技术的电梯控制系统的需求分析。参考电梯公司提供的技术文档，分析需要实现的功能，制定相应的业务需求，搭建整个设计框架，把整个系统划分为硬件抽象层、中间件层及控制系统的逻辑层。个人主要负责完成电梯控制系统逻辑层的设计与实现。(2)根据控制系统的需求分析，定义了控制器的输入输出接口，现场总线通信接口，点对点轮询主控制器的通信接口、IO引脚电平控制接口、断电不丢失数据存储器接口等。在本文中主要介绍软件部分业务逻辑的设计与实现。(3)设计实现业务逻辑层，把满足电梯日常运行的功能划分为三个模块，分别为运行控制模块、原子操作模块和集选控制模块。在电梯控制运行中，除了标准运行模式外，还有如司机模式、消防模式等，在这些模式的流程处理中，有一些操作会被所有模式所共用，如电梯的松抱/闸，楼层计数等，因此在电梯的原子操作模块中把这类操作进行单独的设计与实现。集选控制模块中主要设计了解决电梯故障的故障处理功能以及使电梯运行效率最优化的集选控制功能。(4)测试电梯的轿厢控制系统，这部分针对控制系统的中间件层和业务逻辑层进行联合测试，上位机通过CAN-USB通信模块与主控制器、F1功能模块、变频器、电机等进行电梯运行业务逻辑测试，分别测试了开/关门功能，超载/遮挡保护功能，故障处理下的自救以及紧急抱闸功能，集选控制下的速度策略和自学习记录楼层信息功能。经过联合调试，轿厢控制系统软件完美的实现了运行控制模块及原子操作模块下的所有功能。研究思路和方法：（1）文献研究法：通过多种渠道搜集文献、专著、期刊等文献，进一步理解相关理论知识，参考相应期刊论文的写作思路确定本文的写作方向。同时通过阅读相关期刊论文梳理相关资料，找寻目前学界研究领域的不足之处确定本题。通过阅读相关学者的著作从中找出和本文研究方向相关的内容为自己在本文的写作中所提出的观点提供更多的理论支撑。（2）归纳分析法：在本文的写作中，查找有关资料对相关的概念与特征进行归纳总结，分析当前存在的问题，进一步探究存在问题的原因，并借鉴国内的研究经验，提出相关的建议，并结合实际情况进行研究分析。主要参考文献：[1]孙玉峰.电梯PLC控制系统的优化设计探析[J].中国设备工程,2022(04):115-116.[2]应道照.电梯智能化控制技术探讨[J].中国设备工程,2022(03):31-32.[3]汪明亮.电梯电气控制系统设计中的几个易忽视的问题[J].中国电梯,2022,33(03):10-12.[4]夏万磊.浅谈电梯控制系统故障的检测与维修[J].清洗世界,2022,38(01):164-166.[5]王晨丰.西门子S7-300PLC的电梯集群控制技术应用研究[J].自动化仪表,2022,43(01):82-87.DOI:10.16086/ki.issn1000-0380.2021010025.[6]王郝.电梯控制系统的故障与维修技术分析[J].集成电路应用,2022,39(01):238-239.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2022.01.102.[7]陈丽娜,马凡琳.基于PLC的老旧小区电梯控制系统设计[J].机械研究与应用,2021,34(06):98-102.DOI:10.16576/ki.1007-4414.2021.06.029.[8]李璋玉.电梯智能化控制系统改造[J].设备管理与维修,2021(24):74-76.DOI:10.16621/ki.issn1001-0599.2021.12D.39.[9]陈必添.电梯控制柜故障诊断及排查措施[J].机电工程技术,2021,50(12):304-306.[10]张岩,胡开明,李跃忠.基于西门子S7-200PLC