物理学上的概念,即视重等于零的现象。卫星中的物体与卫星做同样的圆周运动,重力(万有引力)充当向心力,这时,物体在卫星中就好像没有重力一样(实际上重力还在),不需要支持物提供支持力就可以相对卫星静止(视重为0)。在电视看见里面的人和物飘在空中的现象就是完全失重现象。完全失重现象-什么是失重 物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象叫失重。也就是视重小于实际重力,当近地物体的加速度向下时,其实际视重小于实际重力我们就称其处于失重状态 当物体以加速度g向下加速运动时(自由落体)我们叫它完全失重状态。拿起一个装满水的杯子,将杯口朝下,水却不流出来;突然一松手,杯子并没有往下掉,而是稳稳的停在半空中…… 完全失重现象下宇航员影片《卧虎藏龙》中大侠们“腾云驾雾,飞檐走壁”的绝技在太空飞行中可是易如反掌,你只要轻轻一点脚,人就会腾空而起,在空中自由的飞来飞去,本领之大,超过人们的想象。 以上种种的现象就是人们通常所说的失重,它的机理是什么呢?原来,当一切物体在进行航天飞行时,它们的重量都不见了,这种现象称为“失重”。首先应该指出的是,“失重”是指物体失去重量,而不是失去重力。重量是物体对其周围相接触的物体或介质所表现出来的作用力;重力则是地球(或其他天体)对物体的引力。重量与重力(引力)有联系,又有区别。重量消失(等于零),不等于重力或引力消失(等于零)。也就是可以说,失重就是零重量。失重物体的特征:判断物体是否失重一个最重要的标志是,物体内部各部分、各质点之间没有相互作用力,即没有拉、压、剪切等任何应力。 完全失重现象-分析说明 太阳系内的宇宙飞船(或人造卫星)只受万有引力作用而运动的时候,它的质心相对太阳系质心坐标系这个惯性系的加速度A不为零,等于宇宙飞船受到的万有引力与质量之比,即等于飞船所在处的引力场强度.以宇宙飞船的质心为原点,坐标轴指向某几颗遥远的恒星,这样建立的坐标系称为宇宙飞船质心坐标系.要在宇宙飞船质心坐标系中,对其中的或附近的质量为m的物体,应用牛顿第二定律,原则上应该引入等于(-mA)的惯性力.由于物体受到的万有引力(mA)跟惯性力(-mA)的矢量和正好为零.因此在宇宙飞船质心坐标系(坐标轴指向遥远的恒星)中,对宇宙飞船或里面的物体或附近的物体,应用非惯性系牛顿第二定律的时候,可以同时不考虑惯性力和万有引力.在这个非惯性系中,物体似乎失去了万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象称为完全失重.完全失重的概念,提示人们只受万有引力作用的物体的质心坐标系具有怎样特殊的性质.完全失重现象-生活例子电梯中也会出现完全失重现象电梯只受万有引力作用的时候,如果试图在电梯质心坐标系(最好定义它的坐标轴指向遥远的恒星,定义它相对地面平动尚可)中,对电梯或电梯中的物体(以及对电梯外边附近的物体,比如电梯正下方的几米厚的泥土),应用牛顿第二定律,那么电梯和其中的物体似乎失去了地球和其它天体施加的万有引力(实际上为惯性力所平衡),这种现象也称为完全失重. 两块砖头叠在一起,作平抛运动或自由下落的时候,如果试图在砖头质心坐标系中,对每块砖头应用牛顿第二定律,那么砖头似乎失去了万有引力(实际上惯性力正好跟万有引力平衡),这种现象也称为完全失重.在砖头质心坐标系中,每块砖头都处于静止状态,受力平衡或不受力;砖头完全失重,相应地,两块砖头之间没有压力作用.按照以上定义,完全失重概念适用于,只受万有引力而运动的物体的质心坐标系中,对质心附近的物体进行动力学分析.完全失重现象-物理现象 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态。航天器进入轨道后可以近似认为是绕地球做圆周运动,做圆周运动的物体的速度方向是时刻改变的,因而具有加速度,它的大小等于卫星所在高度处的重力的大小。这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似,航天器中的人和物都处于完全失重状态。 完全失重状态下的现象能够想像出失重的条件下会发生什么现象吗?设想地球上一旦重力消失,会发生什么现象,在宇宙飞船中就会发生什么现象。物体将飘在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将污泥浊水上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,稍有不慎,将“上不着天,下不着地”食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想像力,举出更多的现象来。 还可以再想一想,人类能够利用失重的条件做些什么?下面举几个事例,将会帮助你思考。这里所举的事例虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现。在失重的条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米),是现代光纤通信的主要部件。在地面上不可能制成很长玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段。而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维。在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料?泡沫金属。在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实。同样的道理,在失重的条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种使合金。电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即-.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而在太空中“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可以获得纯度极高的产品。 完全失重现象下玩游戏机在电子技术中所用的晶体,在地面上生长时,由于受重力的影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来,如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破。 在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产的一系列产品。建立空间工厂,已经不再是幻想。人类在太空建造永久性建筑日益成为可能,太空工厂将列入第一批太空建筑。由于脱离了重力约束,在高度真空的特殊条件下,太空工厂将成为制造某些地球上不能制造的稀有产品的理想场所。由航天飞机把原料送往太空工厂,或者利用太阳系各行星中的资源,制造加工成所需的产品后再运回地球。因为太空不存在冷热对流、浓淡、沉淀等现象,所以太空工厂制造的药品比在地面上制造的纯度至少高5倍,制药的速度快400倍。完全失重现象-关于微重力的概念 牛顿完全失重是一种理想的情况,在实际的航天飞行中,航天器除受引力作用外,不时还会受到一些非引力的外力作用。例如,在地球附近有残余大气的阻力,太阳光的压力,进入有大气的行星时也有大气对它的作用力。根据牛顿第二定律,力对物体作用的结果,是使物体获得加速度。航天器在引力场中飞行时,受到的非引力的力一般都很小,产生的加速度也很小。这种非引力加速度通常只有地面重力加速度的万分之一或更小。为了与正常的重力对比,就把这种微加速度现象叫做“微重力”。其实,航天器即使只受到引力作用,它的内部实际上也存在微重力,这是因为航天器不是一个质点,而是具有一定尺寸的物体。 人们常用10-6-10-4g来表示航天器中微重力的水平。微重力越小,失重越完全。总之,失重状态只是理想状态,微重力才是实际情况。完全失重的定量分析:当a=g时,支持力为N,由牛顿第二定律知:mg-N=ma=mg所以N=0由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力为0。完全失重现象-相关试验与训练 利用电梯体验完全失重现象找一个用过的易拉罐或塑料瓶,在靠近瓶底的一侧打一个小洞,用手指按住洞,在里面装上水,移开手指,水就从洞中射出来,显然大气压强P0加上液体重量产生的附加压强ρgh,大于孔外侧的大气压强,水就会从塑料瓶的小孔中射出,接着让塑料瓶自由落下,在下落过程中,水就不会从小孔中流出。 教学中,在准备这个实验时,找一个空的塑料瓶,在靠近瓶口的侧壁上打一个直径为2mm的小孔,靠近瓶底部的侧壁上打一个直径为1mm的小孔,实验时,先用一个透明胶粘住靠近空瓶底部的小孔,然后在瓶中装上水,由于透明胶,水不会流出,拉开透明胶,水就从那个小孔中射出,如果在高处松开手,让塑料瓶自由落下,水就不会从小孔中流出。这个失重演示实验具有可操作性,可以自己在家完成这个实验,体会水的“完全失重现象”,但是,这个失重实验容易做成功,但是教师在课堂上演示这个实验时存在几个问题:1.两米的高度让塑料瓶自由落下,下落的时间不足1秒,由于水是无色的,所以在很短的时间,后面的同学不能确定水是否流出。2.透明胶粘住小孔,水还是很容易渗透,教师不好操作3.塑料瓶往下落,学生容易理解到惯性上面,以为是瓶子下落的比水快些,所以水才不会流出 完全失重现象下的人(一) 改进将塑料瓶原来靠近瓶口的侧壁上打孔改成在瓶盖上打孔,将原来这个靠近瓶底部的侧壁上打一个孔改成打20个孔。实验时,将水装满,拧紧瓶盖,用手按住顶部小孔,由于大气压的缘故,水不会流出,放开瓶盖上的手指,水会从20个小孔中射出,如果在高处松开手,塑料瓶自由落下,在下落的过程中,水受的重力全部产生g,也就不产生附加压强ρgh,“完全失重”的水将不会从孔中流出,开始是20个孔射出水,现在是滴水不漏,对比非常强烈,另外,为了增强实验的效果,还可以在水中滴上几滴红墨水,这样,无论坐在哪里的同学,失重实验的现象一目了然。 (二)拓展失重实验还可以说明“物体发生超重还是失重,是由加速度的方向来决定的,而不是速度的方向决定”,瓶子下落时水不流出来更不是惯性的原因。教师可以设计这样的提问:当把塑料瓶竖直上抛,水会不会从小孔中射出来呢?有的同学会错误的回答:上升的阶段有水射出,回落时无水射出。然后让学生自己做实验纠正错误观点,把装满水的塑料瓶高高抛起,发现上升和下降阶段都是滴水不漏的,甚至还可以随便让瓶子象任一个方向抛出,现象都一样。最后得出:“当物体减速上升和加速下降时,物体都会发生失重现象”,和“当物体有向下的加速度时,物体不论向哪里运动,都会发生失重现象,如果这个加速度的数值等于g,物体就会发生完全失重的现象。”模拟训练: 在失重飞机中进行模拟训练失重训练是利用失重飞机完成的。它可以完成抛物线飞行,形成15-40秒的微重力时间。使航太员感受、体验和熟悉失重环境,在失重的时间裏可以做各种试验,如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动,甚至可把一个舱体搬进机舱中,还可以进行人在失重的时间裏从舱体爬出来的试验,训练太空的出舱活动。 美国的小型失重飞机有T-33和F-104飞机改装的失重飞机。大型失重飞机有KC-135和PC-9,苏联/俄罗斯用伊尔-76改装的大型失重飞机,其微重力时间大约有30s秒。法国有“快帆”和A300失重飞机,A300是目前世界上最大的失重飞机。日本也有大型或中型失重飞机。中国曾利用歼教-5改装成小型失重飞机。 在地面还可以用中性浮力水槽产生的漂浮感觉,模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。中性浮力水槽模拟失重的原理是,当人体浸入水中时,通过增减配重和漂浮器使人体的重力和浮力相等,即中性浮力,获得模拟失重的感觉和效应;但它并没有消除重力对於人体及其组织的作用,因此,它不同於真实的失重环境。目前,这种方法主要用於对出舱活动的航太员进行训练。一般是将1:1的航太器放入水槽中,航太员穿上改制的舱外航太服,进行出舱活动程式的模拟和技能的训练。
可以从生活的许多方面来说,如果没有重力,水也不会从低处往高处流,天不会下雨,人喝不了水,吃不了饭,汽车一转弯就飞到了天空,并沿着直线运动,一直运动下去,人们不敢跳跃,因为会随时离开地球,人们也不敢登山,因为一阵风吹来,人们就会漂浮在空中,并且一直漂浮下去......可以从很多个方面展开想象。如果对面你有帮助,分给我。
现在最开心的可能是那些爱吃东西的胖子,此时你可以放开肚皮吃而不必担心会增加体重。因为弹簧秤已不能再测量重力的大小,当你站在或挂在弹簧秤上时,你对弹簧秤已经没有任何弹力了;天平也不能测量质量,因为在天平的两端无论怎么放托盘物体,天平始终平衡,此时托盘上的任何物体对托盘已经没有任何压力。你也可以不必考虑肥胖给你带来的行动不便。现在不管你有多重你都可以在空中随意的飞翔,可以飞过高山大海;你也能像杂技演员一样随意空翻和旋转;因为没了重力人可以向水中的游鱼,随意漂浮着,只要你会游泳你可以潜到任意深的海底而安然无恙,此时海水对海底的你已无任何压力,压强计也无法再工作。陆地上的你随处、随时看到鸡毛、铁块、岩石等各种各样的物体悬浮在空中。因为没有了重力压力感也消失了,睡觉变得很简单,即不需要床垫也不需要枕头,只要有一个能把自己固定在一个地方的睡袋就可以了,同时胳膊还自由的活动……这太好了,要是地球的重力真的消失该多好啊!许多人将希望那一天早一点的到来。 如果那一天真的到来了那你就惨了,为什么?因为一旦重力突然消失了,除了上述好处之外,还有许多不好的地方:你虽然可以大吃大喝但几个星期之后,食物的味道有可能会被头晕的感觉冲淡,你会面对美味而食不下咽。当重力突然消失时会使人的某些器官或组织出现供血不足或充血现象而出现头晕。 最难解决的问题可能数方便了,方便时你的便器必须有空气流通且必须朝一个方向流动,以便冲走人体排出的废物,否则可能当你撤了一泡尿,你的浑身上下将会都是尿。因力重力消失后,地球将真正成了“天不刮风,天不下雨”的天体。江河的水也不会流动,空气不能流通,甚至你也需要一个风扇随时跟着你不停地推动空气流动来传送氧气,消除呼出的二氧化碳,同时防止你自身散发出的热量聚集在你自己的周围,否则你可能会被你自己释放出来的二氧化碳和热量“闷死”。 更为严重的是地球上的一切物体受到的重力突然消失后,也就是万有引力突然消失后,地球上的大气在没有引力的作用下很容易挣脱地球的束缚,一去不返。众多逃离的气体汇成巨大的外喷气流同时拖走更多的各种成分的大气。大气层将逐渐变得稀薄。由于大气的外泄,大气层的保温能力越来越差,不久的将来地球将变得天寒地冻,“国将不国”,人类将无法再立足于地球,而紫外线将长驱直人分解所有的有机物,地球将再一次遭遇恐龙时代灭种之灾,地球再一次万籁俱寂。
电梯加速上升和减速下降时,具有向上的加速度,N=mg ma,出现超重现象;电梯加速下降和减速上升时,具有向下的加速度,N=mg-ma,出现失重现象。
1、超重现象:载物对载体的压力(或拉力)大于载物所受重力的现象。当载体作向上加速或向下减速运动的瞬时,载物便相对于载体发生超重(overweight)现象;超重状态:超重现象发生后,载物与载体保持一定时间段内的作同向等加速运动的过程称为超重状态。发生超重现象的条件:①载体作加速度方向向上的运动②瞬时性③相对性④惯性2、失重现象:载物对载体的压力(或拉力)小于载物所受重力的现象。当载体作向下加速或向上减速运动的瞬时,载物便相对于载体发生失重(weightlessness)现象;失重状态:失重现象发生后,载物与载体保持一定时间段内的作同向等加速运动的过程称为失重状态;发生失重现象的条件:①载体作加速度方向向下的运动②瞬时性③相对性④惯性3、完全失重现象:载物对载体的压力或拉力等于零的时刻发生的现象,称为完全失重(Total weightlessness)现象。完全失重状态:完全失重现象发生后,载物与载体保持一定时间段内的作同向等加速运动的过程称为完全失重状态。完全失重是载物在载体内的视重为零, 也就是说,载物对载体的压力或拉力等于0,与其它所有物体无关。作自由落体运动的一切可视为独立个体的物体,因为没有载体,因此,无从衡量其为视重为0。那些物体具有向下的加速度,而且其全部重力都提供了物体向下的加速度的运动是完全失重的说法是完全错误的。特点:完全失重并不是载物完全失去重力了,而是载物对载体完全没有作用力(压力或拉力),即视重等于零。完全失重现象与状态分别是失重现象与状态的极端情况,即当载体作加速度方向向下运动a≥g时,发生完全失重现象后在一段时间内保持完全失重状态。
乃素北石化么?
1. 超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重。 2. 失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重。
“谚”趣寻“理”——第一站
请闭上你的眼睛,想想我们在日常生活中会碰到的一些民谚俗语吧。想到没,我可想到咯!不知你是否听过“摘不到的是镜中月,捞不着的是水中花。”?这句话里蕴含着丰富的物理知识哦,找出来了没?对了,它就是我们熟悉的平面镜成像原理。如果你没听过,那我就说几个耳熟能详的吧。像“人心齐,泰山移”,想必大家都听过吧?你能找出物理的“藏处“吗?它可是力学家族的一员哦!聪明的你找到了没?它的意思是如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力大小之和。很简单吧?这种”捉迷藏“式的学习很有趣吧?我要派个难找的出来和你“对战”咯,你准备好了吗?我的题是“破镜不能重圆”有人找到没?“是说当分子之间的距离较大时(大于几百埃),分子之间的引力很小,几乎为零。所以破镜不能重圆吗?”唉:“藏得这么隐秘还是给你找到了,好吧,我认输了。下次我一定会赢你的!”
或许,不是物理乏味,只是我们学习的方法存在误区。有时换种方式,像把物理融入谚语中来学物理效果会更好些,趣味也将会多到无穷无尽。这一站我们就先寻访到这了。要记得“捉迷藏”这个有趣的游戏哦。最后,我再给你们留一道题,题目是“猪八戒照镜子里外不是人”等你们找到它之后要记得告诉我哦!我期待着那天的到来!
特殊的感觉——第二站
这一站我们要拜访的是一名电家族的成员——电梯,不知当你们乘坐电梯时会不会有一种特殊的感觉呢?想要知道为什么会出现这种现象吗?如果想,就跟随我一起去探寻答案吧!
经过多天的努力我终于找到答案了,原来这和“超重”“失重”有关。那“超重”“失重”又是什么意思呢?其实这是两种物理现象。地球上任何的事物都受重力的作用,如果有力使物理克服重力向上加速运动。那么就会呈现超重现象。如果物体沿着重力向下加速运动,那就会呈现失重现象。这是不是很神奇啊?电梯还只是电家族中的一员,这也就意味着还有更多的奥秘等待细心的你去探索!
当你在生活中遇到问题时,不妨多问些为什么哦,希望你们都能够有满脑子的问号,并亲自去解开这个迷哦!这站的路途马上就要结束了,我们还是按照惯例吧。快快跟上我的脚步哦,我要出题咯:“微波炉为什么会加热均匀,而且热效率高呢?”让我们开动脑筋一起去生活中寻找答案吧!期待得到你满意的回答!现在请带上你们的心和我一起探索即将到达的第三站!
蛋的世界——第三站
第三站到了!同学们,是不是很不解呢?蛋!它和物理有什么联系呢?要不先想想应该如何把蛋煮得好看呢?介绍两种煮蛋的方法及其中物理知识给你们。一,温泉蛋:蛋清的凝固温度大约是70℃左右,而蛋黄的凝固温度却只有60℃左右,所以我们在煮鸡蛋时只要将水温控制在60℃——70℃之间,便可煮出一种奇特的蛋——温泉蛋:蛋黄已凝固,而蛋清却还是晶莹剔透的液体!很漂亮哦!淌心蛋:用急火煮鸡蛋,当水沸腾后,由于蛋清在外层,首先被煮熟凝固,而由于蛋清是热的不良导体,所以此时的蛋黄由于受热不充分,基本上还处于液态,如果此时就将鸡蛋取出,便就煮成了我们所说的淌心蛋了。挺有趣的吧?不凡在家试试看看效果吧。煮鸡蛋有花招,那玩鸡蛋是不是也有方式呢?也和物理有关呢?对了,有。一:转鸡蛋:将一枚生鸡蛋和一枚熟鸡蛋以同样的速度在桌面上转动,将会发现生鸡蛋很快就会停下来,而熟鸡蛋转的时间会较长一点。原因就是生鸡蛋在转动时,蛋清蛋黄由于惯性就会阻碍蛋壳的转动。二:想必不倒翁大家都很熟悉吧?知道如何制作吗?首先将生鸡蛋的一端敲一个小孔,将蛋清蛋黄慢慢甩出,凉干再在其中装入适量的沙子,滴入一些胶水以固定住沙子,在蛋壳外画上脸谱,便制成了一个不倒翁。希望我们每个人都能做个不倒翁,在探索物理和人生的道路上永远不被打倒!
这次的路程就快结束了,那三个站点还记得吗?我们一起回忆一下。第一个是在谚语的王国里,第二个是在电器家园,再后来我们就去了鸡蛋的世界。很有趣吧?是否还想继续探索呢?那就加油!“处处留心皆学问。”要努力学习,善于观察,勤于思考。我希望下个站点的导游是你哦。期待这天的到来哦!
从来没有想到离别会提前一年。根本就没有来及准备。很多时候都是这样。事情总是很突然。根本不会有时间让你准备。
我从来没有想到物理老师会走的这么快我以为是毕业后在走,如果是毕业后再走的话,我想我会平静的接受,因为那时候没有理由留下。因为毕业。而且早都准备好离别了。而现在提前了一年。
当数学老师和我们说这一件事情的时候,我当时就情不自禁的流下了眼泪。我不是一个忧伤的人。但是我喜欢哭泣。数学老师说,物理老师是因为身体不好,还有初三的压力。
压力太大?我不相信,因为当初她还对我们说初三也没有什么可怕的,只不过是时间紧了些.我只好把数学老师说的当做一个玩笑,一个不大不小的玩笑,可是我知道数学老师什么时候不到最后她是不会通知我们的。
而,当物理课再次到来时,站在讲台上的再也不是曾经的那个李老师的时候,心里真是说不出的感觉.所有的幻想都破灭了.只有接受事实了。我不得不承认。新来的物理老师很好,但我想,我不会特别喜欢她的,我更喜欢的是以前的物理老师,没有什么理由。
记得,有一次,他当了几天的裁判,回来后都变成了大熊猫,我们班同学都在笑,他风趣的说:我都变成卡西莫多了随后我们班同学又大笑,只见他又冒出一句:虽然容貌丑陋,但是心地善良啊!!嘿嘿!
记得,我去办公室送作业的时候,走路总是很轻,经常把物理考试吓一跳,每次物理老师都不得不感叹.还有一次,由于作业很多.我和另外一个同学去办公室送作业,走的还是很轻,物理老师对着历史老师发感叹:她们走路都轻飘飘的,嗯,还有门口的她也是嘿嘿,然后我和同学笑的走了,没有想到,那竟然是最后一次,那样的感叹了。
记得,物理老师对鲁迅等人的书籍,思想是很都研究,经常从物理题目上联想开去,侃起来了。我们都听得如痴如醉,而且都敬佩不已,从其中我们收获了除物理之外的知识.我们都经常感叹。物理老师不去当哲学家简直就是浪费人才.
记得.他说的“移植再生”“阿原定律”“老大,老2,老3……的公式。”“大自然最公平的礼尚往来”“平分秋色”……他总是把所学的知识赋予生动的名称。
记得,有一次,我们班同学都十分沉默,物理老师说:“不在沉默中爆发,就在沉默总死亡,鲁迅不是说吗?你们呢?”结果我们一部分同学很大声的回答:死亡老师扶了扶眼镜说:“哎!!真搞不懂你们?!”
记得……
物理老师,你既是我们的老师又是我们的朋友,一年的时间,让我们相互了解,相互学习……
真的不想你离开,舍不得……讲台上再也听不见你的话语。以后的日子,真是不敢想象……
而又有什么办法呢?
一切都成为回忆了。
有一种鲜花,我最惊羡,惊羡于它的粲然开放;有一种清茶,我最渴望,渴望在他的醉人浓香;有一种老师,我最喜爱,喜爱有他的课堂。
不知不觉中,我已经上初二了,我心中的好老师数不胜数,在我看来,老师都是好老师,只不过,有的老师严厉一些罢了,但他们都是希望每一个孩子成为栋梁之才的,难道不是吗?
一头乌黑的短发,一双又大又明亮的眼睛,笑的时候特别帅气,有时候又像一位慈祥的老爷爷一样呵护我们,关爱我们。这就是我心中的好老师——李老师。李老师是一位物理老师,他工作认证负责,上课生动幽默,特别是他的声音很好听,这可是他自己也认同的哦!
李老师给我印象最深的一节课,是初二刚开学的那一节课,他拿了一大堆东西进教室,让我们很是好奇,他先是自我介绍了一番:“啊!这学期呢!我负责教你们物理,我跟你们贾老师呢!以前合作过的,我姓李,以后你们叫我李老师,不要叫我物理老师啊!”全班七嘴八舌讨论开了,因为最后一句话许多老师都说过N遍了。接下来李老师拿起一块铁皮说:“你们看看这是什么?”“铁块”“对,这是一块铁皮,以后在物理课上呢,我们就会用到它,这可是我特意从我的自行车上拆下来的哦,拆的我累死了!”全班哄堂大笑。从那以后,我都特别希望能上物理课,我对物理产生了浓厚的兴趣。又一次。李老师为了做一次实验,还牺牲了他的手机呢!还开玩笑的对我们说:“让你们贾老是重新赔给我一只。”
这就是我心目中的好老师,也是我最喜爱,最敬爱的老师,她在黑板这片浩瀚的大海上,不停地滑动着船桨,用他的所有知识把我们喂饱。
课题超重与失重现象课型新授课教学目标一、 知识与技能 1、 认识超重和失重现象,理解在超重与失重现象中,物体的重力并没有变化; 2、 能够根据加速度的方向,判别物体的超重和失重现象; 3、 理解掌握完全失重状态的特征和条件, 能正确的运用牛顿第二定律分析理解实际生活中的超重与失重的现象; 二、过程与方法 1、 经过实验、探究、讨论、交流的过程去观察体验物体的超重与失重现象; 2、 用科学的研究分析方法用牛顿第二定律分析解决实际生活中的超重失重现象; 三、 情感态度与价值观 1、 通过探究性的学习活动,深刻体会牛顿定律在认识自然,解释其在自然现象中的重要性;通过运用超重与失重知识解释身边物理现象,激发学生学习物理的兴趣教学重点难点重点:用牛顿第二定律去分析超重与失重的本质难点:典型实验的设计、学生探究、正确理解超重与失重现象中重力未发生变化。教学活动情境引入: 播放杨利伟在太空中的工作视频片段。一 老师提出问题 1、当杨利伟乘坐飞船加速升空时,胸部有什么感觉?是否难受? 2、 杨利伟在什么时侯感到失重?感觉怎样?二 思考与讨论(师生共同讨论,学生之间也可以进行交流) 1、胸部感到有压力,这是飞船加速上升产生的结果,但杨利伟因平时训练时这种压力可达到8个G,因此感觉不是很难受; 2、在飞船与火箭分离时,感觉身体突然被抛出了一下,飘了起来,呈悬浮状态,这就是失重现象。三、老师提出问题:同学们是否也有类似的经历?学生回答: 1、 在商场坐电梯时 2、 在游乐场坐过山车时四、 引出课题同学们说的很对,这就是我们今天要学习的超重与失重现象。实验探究 如图所示,在弹簧秤下端挂一钩码,仔细观察钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时、突然上升和突然下降时弹簧秤示数的变化。将实验现象填入下列表格: 请一组同学来回答实验结果: 生:钩码静止时、匀速上升、匀速下降时弹簧秤读数基本不变。 突然上升时,弹簧秤的读数变大。 突然下降时,弹簧秤的读数变小。 引导学生分析钩码在各种状态下的受力情况及加速度方向及应用牛顿运动定律列出方程: 由此引入超重与失重的概念: 物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象,称为超重现象。 物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象,称为失重现象。 同时说明拉力(压力)的含义。 引导学生得出超重与失重的四种情况: 讨论与思考1(1)据报载,我国航天第一人杨利伟的质量为63kg,(装备质量不计)假设飞船以加速度8.6m/s2竖直加速上升,这时他对座椅的压力多大?(2)杨利伟训练时承受的压力可达到8个G,这表示什么意思?(3)当飞船返回地面,减速下降时,请你判断一下杨利伟应该有什么样感觉? 让学生思考5分钟后回答。 老师点评:在生活中也存在超重与失重现象。讨论与思考2:一个质量为70kg的人乘电梯下楼,刚开始电梯以3m/s2的加速度匀加速下降。 求:这时他对电梯地板的压力。(取g=10m/s2) 若电梯的加速度为10m/s2,结果又如何? 学生通过计算发现当电梯的加速度为10m/s2时,人对地板的压力为零。 此时引入完全失重的概念:当物体以大小为等于g的加速度竖直下落时,它对悬挂物或支持物完全没有作用力,好像没有了重力一样,称为处于完全失重状态。实验验证当装有水的水杯壁上有一个孔时,在水压作用下,水会从孔中流出来。如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢? 经过实验发现水柱消失,原因是什么? 老师点评:当瓶子自由下落时,瓶中的水处于完全失重状态,小孔以上部分的水对小孔处的水的没有压力,小孔没有水流出。 老师点评:太空中飞船中的人和物也处于完全失重状态。 课堂小结:通过本节探究分析、讨论,理解物体的超重、失重现象时,要明确不论物体的运动方向如何,只要加速度的方向向上时,为超重;加速度方向向下时,为失重。当加速度为重力加速度时为完全失重,在超重失重的情况下,重力并没有发生变化。课堂达标1.(2005 全国理综) 一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为 g,g为重力加速度。人对电梯底部的压力为 . A. mg 2.(2004 全国理综) 下列哪个说法是正确的( ) A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D.游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态板书设计物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)大于物体所受的重力的现象,称为超重现象。物体对悬挂物的拉力(或者对支持物压力)小于物体所受的重力的现象,称为失重现象。 课外作业家里有体重计的同学可以回家做一做,先站体重计上不动,读出台秤的示数;接着突然下蹲,读出开始下蹲时台秤的示数变化,想一想为什么会发生这样的现象? 然后先蹲着不动,读出台秤的示数;接着突然起立,读出开始起立时台秤的示数变化? 也想一想为什么会发生这样的现象?
第三章 第七节 超重和失重教学设计 教材:《全日制普通高级中学教科书(必修)物理第一册》第3章 第7节海口市第一中学 刘喜明一、指导思想 如果设计一项系列的问题探究活动,使学生根据已有的经验可以解决一部分问题,但会被另外一部分问题难住,因而必须超越已有的经验认识,探寻新的解决办法。这样的活动,有利于调动学生在智力上积极、主动的投入,对于学生构建正确的科学概念、获得对科学的积极情感和态度体验,极有价值。如果课堂上能给予学生较充分的时间和活动机会,可以使他们有可能更深入地理解概念,更易于知识的迁移和应用。设计这样的系列问题探究活动,实质上可以提高概念教学的效率,激发学生的探究兴趣和深层次的学习潜能。“超重和失重”就是建立在上述指导思想上的全新教学设计。二、设计思路1.精心设计活动的问题情景,激发学生的活动积极性。2.探究活动带有明显的游戏色彩和学习的挑战性,学生参与的积极性高。3.分组活动三、教学设计 教学目标 知识与技能a. 知道超重和失重的概念及产生的条件。b. 能分析和解释生活中超重和失重的现象。c. 培养学生获取知识的能力 方法与过程a、深入了解探究的一般过程,并在探究的过程中感受超重、失重现象。b、掌握用牛顿运动定律分析问题的一般思维方法。 情感态度与价值观让学生在探索与自学中获得成功的体验,享受成功的喜悦,同时激发他们学习的热情和愿望,进而培养学生的责任感和使命感。教学重点通过观察与实验探索、归纳、总结出超重和失重的条件及原因教学难点通过观察与实验探索、归纳、总结出超重和失重的条件及原因。教学用具超重失重演示仪、矿泉水瓶、体重计、弹簧称、钩码、细绳、橡皮筋、塑料杯、照明用导线()等教学环境多媒体网络教室 教学方法网络环境下的高中物理探究式教学模式。此模式如下:创设情景 提出课题 动手探索 思维探索课题小结 课题延伸 资源共享 自主学习学法指导自学、实验、观察、分析、讨论、归纳、总结、交流等 教师活动学生活动设计意图先让学生观察几种现象:现象(一):飞机上的超重现象(二):航天英雄杨利伟现象(三):录像《国际空间站上的失重现象》 观看感受思考一.创设情景、引发兴趣唤醒学生已有的生活经验,使学生有亲切感,引发学生的学习兴趣,触动学生的思维。 问题一:究竟什么是超重和失重呢?演示(一):照明用导线弯成螺旋型,在下面轻轻挂一重物,突然向上加速,导线被拉直。 演示(二):当橡皮筋有加速度时,橡皮筋上系的红导线间隔与静止时不同。 思考得出:静止时:拉力等于重力加速上升:导线被拉长,说明拉力大于重力 静止时:拉力等于重力加速下降:间隔变短,说明拉力小于重力 二.精彩演示、导入新课激起学生强烈的求知欲望和探索欲望,为下面学生的自主探索实验和教学目标的实现作好铺垫 为引入超重和失重概念设计根据演示实验,提出超重与失重的概念 理会建立科学的物理概念的一般方法和过程 问题二:在什么样的条件下会产生超重或失重呢? 学生动手探索:设计方案 选择方案 实施方案 交流讨论 条件 结论:加速度a向上物体超重加速度a向下物体失重三.小组探究、增强感受: 本环节围绕教学目标,为突破重难点而设计,它能培养学生动手能力,制定计划能力,分析归纳能力,合作交流能力。同时通过探索,学生初步获得超重和失重的知识,享受成功的喜悦,培养学生自信心。 提问:我们在现实生活中有没有超重和失重的感受呢? 结合我们的探索和生活中的感受,在学生回答基础上,用动画模拟电梯中超重和失重的情况。进一步研究以下问题:问题三:产生超重和失重的原因是什么呢?学生答:有(例如:剩坐电梯、坐车上下坡、蹦级、跳水、荡秋千等) 观察动画思考其中有几种运动情景尝试用牛顿运动定律分析超重、失重的产生原因四.知识迁移、深化理解:1.唤醒学生已有的生活经验 2.动画帮助学生建立清晰的物理情景 全面总结:(师生交流总结) 3.利用多媒体环境,师生互动、总结电梯中的超重和失重的条件、四种运动情景和尝试用牛顿运动定律分析原因。4.让学生全面了解超重和失重5.概念和规律是学生经过主动学习,探索、分析、归纳、总结得出的,因此学生对其理解更透彻,起到事半功倍的作用。 教师展示材料并指导操作 学生自主学习材料: ①、阅读材料②、浏览因特网上资源③、分析课前展示的问题和思考题④、实例分析与练习 五.自主选择、突显个性: 左边材料全集中在已制作好的网络课件之中。学生可以利用自己的电脑作为学习平台,自主而有目的、有选择的上网浏览学习。多媒体与网络技术为学生创造了一种自主学习的环境,可以对不同层次的学生进行非线性的教学,达到因材施教的目的。也实现了资源的再利用。 提出研究性课题:在宇航飞行时人们处于失重状态。失重给宇航员的生活和工作带来很大的不便,因此,有必要制造一个“人工重力”.请同学们利用所学的知识,通过自学、查资料、和其他同学交流等方式思考这种装置的可能性. 同学们利用所学的知识,通过自学、查资料、和其他同学交流等方式思考这种装置的可能性 六.作业安排、拓展空间: 设计一道有研究性性质的题目。这样设计摆脱过去以布置课后的几道题来检查教学效果和学生掌握知识程度的作法,它能有效培养学生的自学能力、分析解决问题能力、获取知识的能力,以及学生的创新能力。总结:�6�1 超失两现象�6�1 牛顿找原因�6�1 加速两条件�6�1 运动四情景 理解四句话的含义,领会总结方法七.有效总结、生动结尾: 帮助学生如何有效总结抓住本节课学习的要点。 四、教学设计反思本节课我的体会是:1、 探究性学习具有高效率,体会最深。2、 对教师素质要求高:包括业务知识,组织才能,对学生的了解程度。3、对不同的学生小组,进行不同的指导要及时,且要有针对性。有的小组指导实验的科学态度,有的小组重点辅导设计的完善,有的小组指导具体的操作过程,有的小组要在各环节进行具体帮助。4、深感分层教学模式为探究性学习的组织实施提供了可能。
同校。三中~
失重是物体的视重为零 也就是说,在物体自由落体的时候,如果你去称它的重量的话是0。即是,视重为0 其原因也是物体具有向下的加速度,而且其全部重力都提供了物体向下的加速度 卫星中的物体与卫星做同样的圆周运动,重力充当向心力,这时,物体在卫星中就好像没有重力一样(实际上重力还在),不需要支持物提供支持力就可以相对卫星静止。人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物将处于失重状态。航天器进入轨道后可以近似认为是绕地球做圆周运动,做圆周运动的物体的速度方向是时刻改变的,因而具有加速度,它的大小等于卫星所在高度处的重力加速度的大小。这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似,航天器中的人和物都处于完全失重状态。你能够想像出失重的条件下会发生什么现象吗?你设想地球上一旦重力消失,会发生什么现象,在宇宙飞船中就会发生什么现象。物体将飘在空中,液滴呈绝对球形,气泡在液体中将污泥浊水上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服,走路务必小心,以防不慎,将“上不着天,下不着地”食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想像力,举出更多的现象来。你还可以再想一想,人类能够利用失重的条件做些什么?下面举几个事例,将会帮助你思考。这里所举的事例虽然还没有完全实现,但科学家们正在努力探索,也许不久的将来就会实现。在失重的条件下,熔化了的金属的液滴,形状呈绝对球形,冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上,用现代技术制成的滚珠,并不呈绝对球形,这是造成轴承磨损的重要原因之一。玻璃纤维(一种很细的玻璃丝,直径为几十微米),是现代光纤通信的主要部件。在地面上不可能制成很长玻璃纤维,因为没等到液态的玻璃丝凝固,由于重力的作用,它将被拉成小段。而在太空的轨道上,将可以制造出几百米长的玻璃纤维。在太空的轨道上,可以制成一种新的泡沫材料?泡沫金属。在失重条件下,在液态的金属中通以气体,气泡将不“上浮”,也不“下沉”,均匀地分布在液态金属中,凝固后就成为泡沫金属,这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实。同样的道理,在失重的条件下,混合物可以均匀地混合,由此可以制成地面上不能得到的特种使合金。电子工业、化学工业、核工业等部门,对高纯度材料的需要不断增加,其纯度要求为“6个9”至“8个9”,即-.在地面上,冶炼金属需在容器内进行,总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而在太空中“悬浮冶炼”,是在失重条件下进行的,不需要用容器,消除了容器对材料的污染,可以获得纯度极高的产品。在电子技术中所用的晶体,在地面上生长时,由于受重力的影响,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染,在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来,如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破。在太空失重的条件下,会生产出地面上难以生产的一系列产品。建立空间工厂,已经不再是幻想。科学家们在太空中做各种实验,青年学生也可以提出自己的太空实验设想,展开你想像的翅膀,为宇宙开发贡献一份力量!
大学机电一体化专业论文(设计)开题报告范文
开题报告中最核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分,以此为基础撰写其他部分。下面我为大家分享大学机电一体化开题报告范文,欢迎浏览!
毕业论文(设计)题目: 关于用PRO/E软件进行玩具造型设计
1.本课题的来源、选题依据:
(1)此玩具造型设计是依据玩具行业的现状以及市场的需求而进行的,主要是希望能够通过此次的毕业设计能够潜移默化地掌握PRO/E软件操作技巧,同时培养自己玩具设计的实践能力。
(2)我们对玩具摩托车的设计从前车轮镜像到后车轮,再以车轮为基础构建摩托车的主体及外壳特征。
(3)通过此次的PRO/E软件设计摩托车,体会到PRO/E系统的博大精深,对其具体命令的应用有了更深的掌握。
(4)本课题来源于玩具摩托车画报。
2.本课题的设计(研究)意义(相关技术的现状和发展趋势):
中国从一个落后的农业国发展成为工业化中期国家,而中国的玩具行业也从传统老厂发展为世界玩具制造工厂,又从世界制造玩具工厂向创造工厂积极迈进。而玩具行业的不断转型也预示着中国玩具产业的明天将更加灿烂辉煌。
中国是一个玩具生产大国,但并不是一个玩具生产强国。缺乏规模大的玩具生产商,缺乏玩具开发人才,缺乏品牌效应是最大的问题。尽管中国玩具的出口量很大(全球75%的玩具在中国生产),但这些玩具基本上是以OEM的形式进入国际市场的。在全国8000家玩具生产企业中,3000家获得出口许可证,但其出口的七成以上玩具都属于来料加工或来样加工,即为国外品牌打工。因此,应提高中国玩具产业的生产工艺,主动占领世界玩具产业的制高点,提升中国玩具产业的核心竞争力,打造中国玩具的自有品牌是中国玩具业的当务之急。
社会在飞速的发展,人们在充分满足了衣食住行各方面的需求后,对平时的娱乐方面也有了更高了的需求。当然玩具是人们在娱乐中不不可少的一种工具。所以,相信随着外销和内销市场不断成熟、完善和规范,加上国家在政策上对玩具、动漫和游戏等“创意行业”的大力扶持,我国的玩具行业也将变的越来越强大。
3.本课题的基本内容、重点和难点,拟采用的实现手段(途径):
(1)通过对模型的综合分析,可以将玩具摩托车看做是由前车轮、后车轮、主体、外壳组成。完成玩具摩托车设计后,可以根据哦设置颜色与外观,必要时可以对模型进行渲染处理,从而获得更为逼真的玩具模型效果。
(2)在该玩具设计中,设计的重点和难点在于创建所需要的曲面,以及由这些曲线创建所需的曲面。
(3)熟悉PRO/E软件的操作技巧,完成毕业设计说明书。
4.参考文献
[1]黄圣杰、张益.Pro/ENGINEER曲面设计.北京:中国铁道出版社,2003
[2]Manxman Yuan, Kiang Quid. Institutions and application configuration. Beijing: Mechanical Industry Press, 2002
[3]MING, Wong He. ENGINEER Wildfire Surface design techniques and examples [M]. Beijing: China Railway Press, 2005
[4]乔丽英.精通Pro/ENGINEER 中文野火版.北京:中国青年出版社,2005
[5]詹友刚. Pro/ENGINEER中文野火版—通用模块.北京.清华大学出版社,2003
[6]林清安.Pro/ENGINEER野火版中文版基础零件设计.北京:电子工业出版社,2006
[7]林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计.基础篇.北京:清华大学出版社,2001
[8]林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计.高级篇.北京:清华大学出版社,2001
[9]林迎春Pro/ENGINEER曲面设计.北京:北京大学出版社,2002
[10]张鹏飞,李德法.基于Pro/E的双系杆行星轮机械手的运动分析及仿真.许昌:机械工业出版社,2007
5、指导老师意见及建议:
签字: 年 月 日
自动化与机械自动化技术
目前,我国自动化技术发展速度非常快,在机械领域中的作用也日趋明显。应用自动化技术能够降低人力劳动成本,工作人员只需要进行简单的操作就能够实现大型机械的自动化作业,甚至能够完成人们无法完成的工作。计算机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障,人们打破了对传统机械行业的认识,以自动化设备来实现对机械的调用和装配,不仅降低了人力成本,同时还能够有效降低产品的报废率,是整个机械装配流程形成连续化,使产品的生产周期大幅缩短,保质保量的完成机械装配任务,为企业创造出更为丰厚的经济效益。
自动化技术在机械制造中的应用
信息自动化。信息自动化主要是依托于计算机技术而形成的,其中主要包括辅助制造、辅助设计、工艺辅助设计、数据库系统管理等。辅助制造指在产品生产过程中采用数值控制技术来实现自动化应用,进而完成产品的生产,也被称为数控技术;辅助设计是指采用计算机设计软件来完成对产品的创意、设计、建模、参数值评测等,并且对机械构件实现精确测量;工艺辅助设计则是辅助制造和辅助设计的纽带,能够有效提高工艺生产的效率,并使之实现优化和提升;产品数据库系统管理则是采用计算技术来实现对储入库,进而实现信息数据的系统化管理。
物资供输自动化。物资供输是对供产品生产的原材料进行运输和调配的过程,其物资供输自动化则是采用自动化手段来完成物资的运输和调配,是自动化在机械领域中得到应用的细分体现,其中涉及自动化设备、自动化装置、自动化物资输送、自动化软件等。
生产自动化。生产自动化能够从机械制造加工方面得以体现,可以实现机械组件的自动化装卸,这种自动化装卸在系统不发生故障的情况下可以循环重复进行,有效降低人力使用成本,并且能够降低由于人为因素所造成的失误,提升产品的合格率,大幅提升了产品的质量。
设备装配自动化。设备装配自动化是将整个装配流程输入到数控设备中,通过计算机来完成对机械的操作,按照特定的规格、形状制成配件,同时还能够完成一系列组装、调试、验收等工作,是一条能够自动完成机械装配的自动化流水线。在机械制造业中,设备装备拥有比较重要的地位,而自动化设备能够协助完成接卸装配,使很多繁琐的人工装配能够用机械替代完成,极大地提高机械生产效率,是现代化机械制造的重要组成部分。
检测自动化。自动化装配完成的零件或设备需要对其进行检测,而自动化检测则能够很好的完成这项工作。针对新型材料、零部件和复杂的工艺加工产品,在机械制造也中采用人工进行检测难度非常大,而且效率极低,已经不能满足当前机械制造与生产的要求,检测自动化被应用到机械制造是一种必然趋势,采用多种检测技术来对机械制造出的产品进行检测,其中包括电流信号、时序错排、人工神经网络和其他更为智能的设备诊断技术。
自动化技术在机械制造中的应用发展趋势
高度集成化。将自动化应用在机械制造领域,首要解决的问题就是实现制造技术的高度集成化。集成化是一种生产模式,能够将多种生产内容按照一定的顺序来形成流水作业,对制造生产工作进行整合,并在计算机技术的基础上来实现和完成机械制造的自动化,并将其细分到各个子系统中,如自动化信息系统、自动化制造系统、自动化管理系统等,相互子系统之间分工协作,形成一套拥有高集成度的机械制造自动化系统。
智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的,传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求,依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业,打破传统机械生产的局限,引入高效能的功能体系,结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合,使之成为一个整体,力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中,同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造,使相互之间的技术能够相互渗透和共融,能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策,模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外,相较于专家智慧,智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视,及时发现错误并进行调整和改进,同时还能对任务进行预设,不断调节自身参数获得最佳状态,不受情绪的影响等优势。可见,智能化系统相较于人工智能要更高一层。
虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟,进而提升产品质量,提高工作效率。比如,机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术,能够更好的对计算机的控制过程进行模拟,发现其中所存在的问题,进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期,保证产品质量,进而提升在市场中的竞争力。
结束语
综上所述,自动化技术在机械制造中的效果逐渐凸显,能够直接影响到我国未来机械制造的发展。可见,应用自动化技术来对机械制造业形成有力支撑非常重要,能够保证产品质量的同时,提升作业效率,进而提高企业总体效益,使机械制造企业实现低投高产,运用自动化技术来增强企业的市场竞争力,促进企业获得更好的发展。
建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说,巧妇难为无米之炊。再好的工程人员,如果没有合格的原材料,他也无法造出安全可靠的房子。同理,原材料对于建筑电气工程安装来说,其意义深远,影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否,而且关系着使用人的生命财产安全。在当前,原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象,采购人员受高回扣利益的驱使,欺企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上,影响了工程质量。另一方面,现在市场上假冒伪劣产品很多,如果企业没有很好的区别,很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的'建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生。而对于使用安全而言,则在更广的层面对建筑电气工程提出的更高的要求。要确保使用安全,首先就要求我们的施工方保质保量,对工程兢兢业业,使之不出现问题,其次还要对使用者做好相关培训,使其能正确的使用。最后,更要做好服务措施,对于使用者在使用过程中出现的问题进行沟通和指导。
结语
随着建筑电气技术的不断发展,对建筑电气工程的管理要求也越来越高。电气工程施工中应把“质量第一、安全第一”放在首位,根据施工特点,人员结构,本着安全、优质、高效的原则,认真管理好从材料采购、施工过程到工程验收的全过程,建立良好的质量监督体系,充分调动和发挥人的主观能动性和创造性,提高电气工程的工程质量。
电梯plc的开题报告
所有控制功能及信号处理均由硬件实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握是PLC控制电梯的优点之一,那么知道优点之后又该怎样去写电梯plc开题报告的开题报告呢?下面是我带来的电梯plc的开题报告,希望对你有帮助。
一、 课题来源
老师命题
二、 选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义(包括应用前景、科学意义、理论价值)以及主要参考文献
1、国内外研究现状及水平:
在经济不断发展,科学技术R新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活中一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.。上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的,已经进入了“第三次浪潮”,而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台。到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台。到2005年,中国电梯的年产量达到万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长。2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了 74%”.
(1)先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有多企业可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件。随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小,节省能源、可靠性提高。可编程使灵活性增大。更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态”微机控制电梯是电梯技术的方向,~些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型,使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性。除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺”
(2)总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距,但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。
(3)随着时代的发展,对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内,心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此,提倡对电梯进行豪华性装修,比如:轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象:进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调,在扶梯的周围种植花草;在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案,并且在色彩调配上要令人赏心悦目;在轿厢内播放优美的音乐,用以减少烦躁;在轿厢内播放电视节目,乘客可收看天气预报、新闻等,同时绿色电梯也是将来发展的一个放心方向,要求电梯的智能化、安全水平、视觉协调、消除电磁辐射、舒适感等都要达到一定的要求。
2、研究的目的及意义:
电梯是垂直运行的电梯,通常简称电梯;倾斜方向运行的自动扶梯;倾斜或水平方向运行的自动人行道德总称。电梯已成为现代生活中广泛使用的运输工具,对电梯的安全性,舒适性,高效性等的不断追求推动了电梯技术的进步。目前,有可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用PLC 控制的电梯可靠性高,维护方便,开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并且有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,已成为电梯控制的发展方向,,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
可编程控制(Progremmable Controller)系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程,通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且最主要的是可编程控制器“可编程”功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,而不需要像继电器一样需要更改硬件和接线。
3、主要参考文献:
(1)何衍庆,《可编程序控制器原理及应用技巧》[M].北京:北京工业出版社,1998、皮壮行,《可编程序控制器的系统设计与应用实例》[M].机械工业出
(2)版社,2000
(3)陈家盛,《电梯结构原理及安装维修》,北京:机械工业出版社,2000
、《电梯维修与操作》,中国劳动社会保障出版社 (4)
三、 研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题(注:本部分内容必须详细填写)
主要研究内容:
本课题的目的是在全面了解国内外电梯发展现状的基础之上,以江西长林电梯公司的一个三层电梯本体为控制对象,开发出以EMERSON公司
型PLC为电梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用变频器的电梯控制系统,重点解决目前VVVF电梯发展过程中所存在的控制器性价比低、速度曲线实现难的问题,围绕这一主题,所开展的工作如下:
(1)根据长林公司提出的三层梯的控制的性能指标,确定一种新型的、以通用变频器、光电编码器组成的实现大闭环调速的控制方案,按该种方案 组建的控制系统价格将大幅下降。
(2)采用EMERsON公司型PLc的编程开发软件Controlst开发出本控制器软件,实现了本电梯逻辑信号的控制、速度的PID大闭环的控制,满足所要求的性能的控制。
(3)采用国内使用最广的工业控制组态软件组态王,开发出本电梯的上位机组态程序,实现了上位机对电梯系统的监测控制,可以使用该组态程序对电梯进行调试运行和实时监控。
(4)对电梯系统进行数学分析,实现控制机理的建模,在此基础上,从而对曳引电梯系统特性进行了分析,为控制策略实现和改进提供理论依据。
研究方案及准备采取的技术路线:
1、 查阅资料,选定设计方案;
2、 确定设计方案;
3、 确定工艺流程;
4、 PLC的选择;
5、 绘制程序图;
6、 实验室调制程序;
7、 比较得出结论;
8、 撰写设计论文。
拟解决主要研究内容:
(1)原有的电梯控制系统工作不稳定,故障率高,日常保养和故障检修工作十分繁重。
(2)原有的电梯依靠井道内的位置传感器获取楼层的信息,控制精度不高,平层精确度无法达到国家标准的相关规定。
(3)原有的电梯为双速电梯,起动和制动时的加速度和减速度比较大,乘客乘坐时不舒服,舒适感差。
四、 已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件(包括已经
取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等),以及可行性分析
五、 课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果
六、指导教师审查意见
指导老师签字:
年 月 日
摘要:电梯作为垂直运输的工具,其作用在建筑物中至关重要。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠、操作方便,可采用可编程控制器(PLC)来控制电梯系统。本文介绍了基于PLC的电梯控制系统的研究和设计。主要涉及两台11层住宅区居民楼电梯的PLC控制系统的基本结构、工作原理以及总体设计方案,并且分析了采用PLC在电梯控制系统中应用的优势。
关键词:PLC,电梯,控制系统,基本结构
1 文献综述
随着现代经济的发展,人们的物质文化生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起[1]。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备,建筑的发展必然带来了电梯行业的快速发展[2]。如今电梯已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相组合的机电一体化产品。电梯的应用日益广泛和普及,保证电梯的运行既高效节能又安全可靠,已越来越多地引起了电梯业界人士的关注[3]。
自 1889 年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来,已经历了一百多年,现在电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具,而且作为载人工具[4],人们对电梯在可靠性、舒适性、低噪音、低能耗、操作方便性等性能方面的要求也愈来愈高,电梯群控系统应运而生,两台电梯的并联优化控制又是电梯群控较简单、也是最常见的情况[5]。两台电梯并联控制或是多台电梯群控,其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个楼层的厅外呼梯信号,并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制[6]。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在抗干扰性差、系统设计较复杂、一般维修人员难以掌控其维修技术等缺陷;而PLC控制系统由于运行可靠,使用维修方便,抗干扰性强等优点[7],使得系统可靠性大大提高[8],从而PLC控制系统已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
2 选题背景及其意义
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为高层建筑主要的垂直交通运输工具[9],必然要做到高效、安全、可靠、方便等。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、仓库、码头、甚至是大型的货轮等都离不开它。电梯已完全融入我们的生活、生产中,满足人们生活、工作以及学习上的需要[10]。
据统计,我国在用电梯已达40多万台,每年还以约5万~6万台的速度增长[11]。并
且在实现电梯群控系统后,据一些资料数据显示,电梯并联后的运送能力提高了20%-30%左右,减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间,因而在上、下班客流量的高峰时段,乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后,电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗[12]。如果两电梯各自独立运行,容易发生电梯响应呼梯信号而运行到站后,乘客已被另一台电梯接走而空运行的现象,长期这样必然造成很大的能源浪费,给电梯的集中管理造成较大的困难[13],而且使得电梯系统处于非最佳运行状态,难以提高运行效率,乘客的需求也不能得到最好的响应和最好的满足。
可编程控制器(PLC: Programmable Logic Controller)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置[14]。在电梯控制系统中,PLC控制可以降低因专门设计和制造微机控制装置的成本,且 PLC 具有编程简单、控制运行可靠性高、抗干扰能力强、通用性好、功能强大、开发周期短、体积小、使用方便、可扩展性强、成本低、维护方便以及强大的网络通讯功能等优点,因此成为现代楼宇电梯控制系统的主流[15],同时在我国电梯行业有着广泛运用。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
现有的电梯控制技术仍存在缺点和不足之处,如何把更为先进的技术应用于电梯群控之中,以进一步改善运输的效果、提高运行的效率、满足乘客的需求[17],仍然需要更深入的探索和研究。因此运用可编程控制器(PLC)对电梯控制系统、特别是电梯群控系统进行研究与设计具有十分重大的意义。
[16]
3 研究内容
电梯的主要组成部分
电梯是由机械系统和电气系统两部分组成。
电梯的机械系统部分由曳引系统、轿厢和门机系统、平衡系统、导向系统以及机械安全保护装置等部分组成,如图3-1所示。
电气系统又由电力驱动系统、电气控制系统和安全保护系统三部分组成。
1一减速箱
2一曳引轮
3一曳引机底座
4一导向轮
5一限速器
6一机座
7一导轨架
8一曳引钢丝绳
9一开关碰铁
10一紧急终端开关
11一导靴
12一轿架
13一轿门
14一安全钳
15一导轨
16一绳头组合
17一对重
18一补偿链
19一补偿链导轮
20一张紧装置
21一缓冲器
22一底坑
23一层门
24一呼梯盒
25一层楼指示灯
26一随行电缆
27一轿壁
28一轿内操纵箱
29一开门机
30一井道传感器
31一电源开关
32一控制柜
33一曳引电机
34一制动器
图3-1 电梯机械部分结构示意图
系统整体方案设计
本次设计对象是某住宅区内居民楼的两台11层并联电梯,电梯轿厢可上下运行,轿厢门具有开关和限位等保护功能。轿厢内可提供上行信号、下行信号、平层检测信号、开关门限位信号、门安全信号等。
2.系统整体设计框图
PLC电梯控制系统的硬件设计
在设计中两台电梯的硬件完全相同,在设计程序之前,首先通过进行PLC的I/O点的估算,进行PLC选型,在综合考虑各方面的因素后,本课题采用西门子公司生产的S7-200型号的PLC作为电梯的控制器。
PLC电梯控制系统的软件设计。
图3-3 电梯运行流程图
电梯的启、停控制 电梯的开、关门控制
图3-4 开关门流程图
双电梯的并联调度
正常情况下,1台梯在底层待命,另1台梯停留在最后停靠层,称自由梯或忙梯。某层有召唤信号,则忙梯立即定向运行去接某层的客人。
2台梯因轿内指令而到达基站后关门待命时,则应执行“先到先行”原则。如A梯先于B梯到基站,则A梯立即起动运行至事先指定的中间层楼待命,并成为自由梯而B梯则成为基站梯。
当A梯上行时,如上方出现任何方向的召唤信号,或下方出现向下的召唤信号,均在A梯的一周行程中完成,而B梯留在基站不予应答运行。但如在A梯下方出现向上召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,此时B梯为忙梯。
如果当A梯正在向下运行时,其上方出现任何向上或向下的召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,但如A梯下方出现任何方向的召唤信号,则B梯不予应答而由A梯去完成。
如当A梯正在运行,其他各层楼的厅外召唤信号又很多,但在基站的B梯又不具备发车条件,而在30~60s后,召唤信号仍存在,尚未消除,则通过延误时间继电器,令B梯发车运行。同理,如本应A梯应答厅外召唤信号而运行的,但由于电梯门锁等故障而不能运行时,则也经30~60s的延误时间后,令B梯(基站梯)发车运行。
召梯信号的登记和响应 电梯运行的方向
识别井道层间距离,实现准确的平层 故障报警控制
通过这几个程序模块以及其他控制程序的模块组成电梯运行时所需功能的总框架。 对系统进行仿真。
这次的设计中,由于要对电梯控制系统进行仿真,所以我选用了北京亚控公司的组态王软件,并且结合计算机以及S7-200型的PLC对系统进行仿真。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的`组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。PLC为控制装置,在组态软件的画面中生成的虚拟电梯为被控对象,可以通过计算机屏幕观察虚拟电梯的运行情况。PLC的输入信号可以从PLC的开关量输入端输入,也可以在组态软件的画面中用鼠标点击按钮来产生。
在系统仿真过程中,运用到的一些参数可能会有所偏差,所以要通过多次仿真调试才能更接近实际,做到更完善。
4 工作特色及其难点,拟采取的解决措施
工作特色及其难点
工作特色:随着电梯事业的快速发展,人们对电梯在运行中的可靠性、平滑性、高效性、准确性等都有了更为严格的要求,从而使电梯从故障率高、可靠性差、接线复杂等的继电器控制方式发展为如今安全高效的PLC控制方式。因此PLC电梯控制已然成为电梯行业中互相竞争的资本,所以想要突破现有的技术有一定的成就是十分困难的。
难点:
(1)了解电梯的全部运作方式,以及充分理解并且能运用PLC基本及功能的指令。 (2)通过PLC设计电梯的电梯的厅呼叫控制、电梯的到站指示控制以为电梯的自动平层控制、停留时间等功能,并实现。
(3)用PLC程序设计来实现电梯的并联控制系统。
(4)本次的设计电梯是通过系统仿真,虽然基本结构与实际的电梯能做到完全一样,但是设计中运用到的参数总会与现实稍有偏差,导致最终仿真的结果会有些不符合实际。
拟采取的解决措施
在进行设计之前,必须先将所学的可编程控制器(PLC)的基本知识、功能指令熟悉掌握,再通过图书馆、上网等方式认真查阅有关技术资料、并且分析此类资料的内容,和所学PLC知识相结合。
熟悉并联电梯的运行过程,并记录,了解其中两条电梯运作的规律以及电梯自动开关门、到站指示、显示电路等。之后选择恰当的可编程控制器的型号,以满足电梯并联控制系统的要求。参考关于电梯并联控制的书籍,对电梯运行过程更进一步的了解和掌握,通过自己的研究以及老师给出的资料进行设计,减少误差,成功完成最后电梯控制系统的仿真。本文中的电梯并联系统仿真较简单,还需要不断的改进和加强。 5 论文工作量及预期进度
2011年12月根据所选课题,完成毕业设计的资料收集工作,并进行汇总整理,研究所收集的资料,定出设计大纲,并撰写开题报告,在指导老师审阅通过后上交,进行开题答辩。
2012年1-3月:完成科技论文翻译工作;进一步了解系统工作原理,确定系统设计方案,完成系统硬件电路设计;准备中期检查。
2012年4月:完成系统各功能部分的软件设计。
2012年5月:写毕业论文,检查全部内容,进行排版整理、定稿,准备答辩。 6 预期成果及其可能的创新点
预期成果:使用可编程控制器(PLC)实现对两台11层住宅区内的民居电梯的并联控制,准确无误的实现电梯的运行过程,并通过组态软件做出仿真。最终完成一篇关于PLC电梯控制系统的论文。
参考文献
[1] 张聚丽.PLC在电梯控制中的应用[J].科技资讯,2009,(36):3.
[2] 周亚军.电气控制与PLC原理及应用[M].西安电子科技大学出版社,2008.
[3] 魏伟.PLC控制技术与应用[M].中国轻工业出版社,2010.
[4] 丁镔.PLC控制四层电梯教学模型的设计[J].现代制造技术与装备,2010,(4):33-35.
[5] 李柏树.PLC在双电梯并联控制系统中的应用[J].机电产品开发与创新,2007,(6):173-175.
[6] 李晓霞.PLC在电梯控制系统的应用设计[J]. 数字技术与应用,2010,(3):21.
[7] 唐勇奇,赵葵银.PLC在变频调速电梯控制系统中的应用[J].工业自动控制,2001,(9):26-27.
[8] 滕慧绒.PLC在电梯控制系统中的应用[J].太原城市职业技术学院学报,2007,(5):139-140.
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[11] 刘培尧.电梯原理与维修[M].电子工业出版社,1999.
[12] 王凤杰.电梯并联控制的研究[D].青岛大学,2007.
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[14] 陈美谦.基于PLC/MCGS的电梯系统研究[D].厦门大学,2007.
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[17] 周万珍,高鸿斌.PLC分析与设计应用[M].电子工业出版社,2004.
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[20] Siemens Hardware and Communication Connections STEP Manual,2002.
标题:控制系统-plc电梯控制系统设计论文(开题报告)文章关键词:电梯,零碎,出版社,北京,主动,控制器,技术,关门,产业,曳引机正文:结业设想(论文)开题报告书一、 选题的手法、意义: 现代社会中,电梯已经成为不可短少的运输设备。电梯的存正在使得每幢高层建筑的交通更为便利。电梯控制技术的发展主要经历了三个阶段:继电器控制阶段,微机控制阶段,现场总线控制阶段。目前电梯设想使用可编程控制器(PLC),请求功能改变灵便,编程简略,阻碍少,噪音低。维修保养方便,节能省工,抗滋扰能力强,控制箱占地面积少。卖乘员进进电梯,按下楼层按钮,电梯门主动封闭后.控制零碎进行下列运作:凭据轿厢所处地位及乘员所处层数.断定轿厢运转偏向,包管轿厢平层时减速。将轿厢停正在选定的楼层上;同时,凭据楼层的呼喊,顺道停车,主动开关门。另外正在轿厢内外均要有信号灯显现电梯运转偏向及楼层数。随着经济的高速发展,微电子技术、计算机技术和主动控制技术也得到了疾速发展,交换变频调速技术已经进进一个簇新的时代,其应用越来越广。电梯是现代高层建筑的笔挺交通东西,其设想请求颠簸、安定及高。随着人们生活程度的连续进步,对电梯的请求的也相应进步,电梯得到了快速发展,卖前电梯总的发展趋向主要表如今以下几个方面 一、 电梯驱动技术方面(1) 广泛开发应用交换变压变频调速(vvvf)控制技术,并且其控制型式逐步由 GTR向GTR和IGBT发展,使其控制能更为完善和进步。(2) 取直线电机驱动,使电梯的驱动方式获得基础的冲破。二、 零碎的接纳直流可控硅无齿轮驱动控制零碎的高速电梯,逐步向VVVF无齿轮驱动控制零碎发展,由于后者具有节能、零碎小型化等特 和优点。电梯控制技术方面(1) 应用微机网络控制技术,使零碎的可靠更高,功能处理更为灵便。(2) 接纳外貌贴装技术,使用大规模ASIC电路,以减少印板的面积年并进步电子电路的可靠。(3) 电梯群控零碎的调配应用含糊逻辑和专家零碎,以进步群控零碎的效率和精度。(4) 接纳智能化功率模块,组成电梯的智能化控制零碎。(5) 接纳高位数CPU,加强电梯信号的处理功能,加快信号处理速度。(6) 连续添加和扩展电梯的种种挑选功能。目前可供选用的电梯功能已达到60到70多种之多,这组成了电梯轿厢造型色彩的多样化、艺术化和个化,并于建筑物 的融为一体。三、 电梯运转速度方面 随着建筑物的高层化和电梯基础技术发展,电梯运转速度逐步向高速化发展,目前世界电梯的最高速已达,由日本三菱研制和推向市场,并装于日本国内投进使用。四、 曳引机技术方面对有齿轮曳引机由传统的蜗轮蜗杆传动逐步向行星式齿轮转动发展之势,这有益于减少曳引机体积及进步承载能力和传动效率,并且可使其向高速化发展。我国国产电梯多为继电器和PLC控制方式,PLC是一种用于产业主动化控制的专用计算机,本质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样,以通用或专用CPU作为字处理器,完成通道(字)的运算和数据存储,另外还有位处理器(布尔处理器),进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠高、易作、维修、编程简略、灵便强等特 .本次设想由PLC控制方式来完成,钻研、分析电梯的逻辑关系,进而完成控制。 由于电梯控制零碎双杂我们接纳4人分工分模块设想,我要设想的模块是主拖动控制、主动开关门控制。
电梯plc的开题报告
所有控制功能及信号处理均由硬件实现,线路直观,易于理解和掌握,适合于一般技术人员和技术工人所掌握是PLC控制电梯的优点之一,那么知道优点之后又该怎样去写电梯plc开题报告的开题报告呢?下面是我带来的电梯plc的开题报告,希望对你有帮助。
一、 课题来源
老师命题
二、 选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义(包括应用前景、科学意义、理论价值)以及主要参考文献
1、国内外研究现状及水平:
在经济不断发展,科学技术R新月异的今天,楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经,电梯起着不可或缺的作用,电梯作为建筑物内的主要运输工具,像其他的交通工具一样,已经成为我们日常生活中一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量,主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、在全球经济持续低迷的情况下,我国国民经济仍然以较高的速度持续增长,城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象,我国已经成为全球最大的电梯市场.。上世纪80年代以来,随着经济建设的持续高速发展,我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的,已经进入了“第三次浪潮”,而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此,我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯,我国如果要达到这个水准,还需要增加70万台。到那时候,全国在用电梯将达到130万台,每年仅报废更新就需要6万台。到2005年,中国电梯的年产量达到万台,与1980年相比,25年增长了59倍,产量每年平均增长。2005年安装验收电梯124465台,截至05年底,我国的在用电梯总数已达651794台.。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司,美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、同本三菱、东芝、富士达等13家大型外商投资公司在国内的市场份额达到了 74%”.
(1)先进技术和先进管理的引进对国内电梯企业产生了强大的推动作用。苏州江南、山东百斯特、浙江巨人、上海华立、东莞飞鹏、宁波宏大、苏州申龙和东南液压电梯等一批优秀的电梯品牌看清了自己的定位与出路。目前国内市场需要的电梯产品,我国电梯行业几乎全部可以生产,不但大量替代了进口,而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO/TCl78以来,先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品,如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等,国际上也是刚刚出现,我国就有多企业可以生产了。国产电梯以其高质量,低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户,为逐步进入国际市场创造了有利条件。随着计算机技术的发展,微型计算机在工业控制系统中得到了广泛的应用,在电梯控制上采用微型计算机,取代传统的继电器控制方式越来越受到人们的重视。使用微型计算机控制,它成本低,体积小,可靠性高,使用寿命长,简化了安装调试工作,使得电梯控制系统体积减小,节省能源、可靠性提高。可编程使灵活性增大。更突出的优点是微型计算机具有算术运算功能和灵活的逻辑运算功能,因此可以实现更完善的自动控制,例如对于电梯平层可以实现自适应控制,便平层情况达到最佳状态”微机控制电梯是电梯技术的方向,~些生产企业与科研单位相结合,相继推出了微机控制的电梯新机型,使控制功能得到增强,电梯的性能得到改善,明显提高了可靠性。除了合资企业外,也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外,用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、防火厅门、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺”
(2)总之,与国外先进技术水平相比,虽然还存在一定差距,但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置,每年销售量己达l万台左右,约占亚洲市场的1/50,一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献“。当今世界,电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。
(3)随着时代的发展,对人在与外界隔离封闭的电梯轿厢内,心理上的压抑感和恐惧感也有所考虑。因此,提倡对电梯进行豪华性装修,比如:轿厢内用镜面不锈钢装潢、在观光电梯井道设置宇宙空间或深海景象:进而主张电梯、扶梯应与大自然相协调,在扶梯的周围种植花草;在轿厢壁和顶棚装饰某些图案甚至是有变化的图案,并且在色彩调配上要令人赏心悦目;在轿厢内播放优美的音乐,用以减少烦躁;在轿厢内播放电视节目,乘客可收看天气预报、新闻等,同时绿色电梯也是将来发展的一个放心方向,要求电梯的智能化、安全水平、视觉协调、消除电磁辐射、舒适感等都要达到一定的要求。
2、研究的目的及意义:
电梯是垂直运行的电梯,通常简称电梯;倾斜方向运行的自动扶梯;倾斜或水平方向运行的自动人行道德总称。电梯已成为现代生活中广泛使用的运输工具,对电梯的安全性,舒适性,高效性等的不断追求推动了电梯技术的进步。目前,有可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。采用PLC 控制的电梯可靠性高,维护方便,开发周期短,这种电梯运行更加可靠,并且有很大的灵活性,可以完成更为复杂的控制任务,已成为电梯控制的发展方向,,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
可编程控制(Progremmable Controller)系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程,通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能,而且最主要的是可编程控制器“可编程”功能,使得当改变电梯的控制功能时,只要更改程序即可,而不需要像继电器一样需要更改硬件和接线。
3、主要参考文献:
(1)何衍庆,《可编程序控制器原理及应用技巧》[M].北京:北京工业出版社,1998、皮壮行,《可编程序控制器的系统设计与应用实例》[M].机械工业出
(2)版社,2000
(3)陈家盛,《电梯结构原理及安装维修》,北京:机械工业出版社,2000
、《电梯维修与操作》,中国劳动社会保障出版社 (4)
三、 研究的主要内容、研究方案及准备采取的技术路线、拟解决的关键问题(注:本部分内容必须详细填写)
主要研究内容:
本课题的目的是在全面了解国内外电梯发展现状的基础之上,以江西长林电梯公司的一个三层电梯本体为控制对象,开发出以EMERSON公司
型PLC为电梯控制器、采用TDl000-4T01 lOP型通用变频器的电梯控制系统,重点解决目前VVVF电梯发展过程中所存在的控制器性价比低、速度曲线实现难的问题,围绕这一主题,所开展的工作如下:
(1)根据长林公司提出的三层梯的控制的性能指标,确定一种新型的、以通用变频器、光电编码器组成的实现大闭环调速的控制方案,按该种方案 组建的控制系统价格将大幅下降。
(2)采用EMERsON公司型PLc的编程开发软件Controlst开发出本控制器软件,实现了本电梯逻辑信号的控制、速度的PID大闭环的控制,满足所要求的性能的控制。
(3)采用国内使用最广的工业控制组态软件组态王,开发出本电梯的上位机组态程序,实现了上位机对电梯系统的监测控制,可以使用该组态程序对电梯进行调试运行和实时监控。
(4)对电梯系统进行数学分析,实现控制机理的建模,在此基础上,从而对曳引电梯系统特性进行了分析,为控制策略实现和改进提供理论依据。
研究方案及准备采取的技术路线:
1、 查阅资料,选定设计方案;
2、 确定设计方案;
3、 确定工艺流程;
4、 PLC的选择;
5、 绘制程序图;
6、 实验室调制程序;
7、 比较得出结论;
8、 撰写设计论文。
拟解决主要研究内容:
(1)原有的电梯控制系统工作不稳定,故障率高,日常保养和故障检修工作十分繁重。
(2)原有的电梯依靠井道内的位置传感器获取楼层的信息,控制精度不高,平层精确度无法达到国家标准的相关规定。
(3)原有的电梯为双速电梯,起动和制动时的加速度和减速度比较大,乘客乘坐时不舒服,舒适感差。
四、 已进行的科研工作基础和已具备的科学研究条件(包括已经
取得的科研成果、已经完成的科学实验及调查研究、具备的主要仪器设备及资料与数据等),以及可行性分析
五、 课题研究起止年限、任务安排、分阶段要求和预期结果
六、指导教师审查意见
指导老师签字:
年 月 日
摘要:电梯作为垂直运输的工具,其作用在建筑物中至关重要。为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠、操作方便,可采用可编程控制器(PLC)来控制电梯系统。本文介绍了基于PLC的电梯控制系统的研究和设计。主要涉及两台11层住宅区居民楼电梯的PLC控制系统的基本结构、工作原理以及总体设计方案,并且分析了采用PLC在电梯控制系统中应用的优势。
关键词:PLC,电梯,控制系统,基本结构
1 文献综述
随着现代经济的发展,人们的物质文化生活水平的逐步提高,建筑业得以迅速发展,大批的高楼大厦拔地而起[1]。电梯是服务于三分之一楼层的固定式升降设备,建筑的发展必然带来了电梯行业的快速发展[2]。如今电梯已和人们的日常生活密不可分,是机械电气相组合的机电一体化产品。电梯的应用日益广泛和普及,保证电梯的运行既高效节能又安全可靠,已越来越多地引起了电梯业界人士的关注[3]。
自 1889 年美国奥梯斯升降机公司推出世界第一部以电动机为动力的升降机以来,已经历了一百多年,现在电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的代步工具,而且作为载人工具[4],人们对电梯在可靠性、舒适性、低噪音、低能耗、操作方便性等性能方面的要求也愈来愈高,电梯群控系统应运而生,两台电梯的并联优化控制又是电梯群控较简单、也是最常见的情况[5]。两台电梯并联控制或是多台电梯群控,其最直观的感觉是两台或多台电梯并排设置并且共享各个楼层的厅外呼梯信号,并能按预定的规律进行各电梯的自动调度工作。目前电梯的控制普遍采用了两种方式,一是采用微机作为信号控制单元,第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信号控制[6]。微机控制系统虽然在智能控制方面有较强大的功能,但也存在抗干扰性差、系统设计较复杂、一般维修人员难以掌控其维修技术等缺陷;而PLC控制系统由于运行可靠,使用维修方便,抗干扰性强等优点[7],使得系统可靠性大大提高[8],从而PLC控制系统已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
2 选题背景及其意义
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为高层建筑主要的垂直交通运输工具[9],必然要做到高效、安全、可靠、方便等。现代高层建筑中各办公大楼、住宅、宾馆、医院、仓库、码头、甚至是大型的货轮等都离不开它。电梯已完全融入我们的生活、生产中,满足人们生活、工作以及学习上的需要[10]。
据统计,我国在用电梯已达40多万台,每年还以约5万~6万台的速度增长[11]。并
且在实现电梯群控系统后,据一些资料数据显示,电梯并联后的运送能力提高了20%-30%左右,减少了电梯因停层而带来的加减速、开门、关门及等待的时间,因而在上、下班客流量的高峰时段,乘员候梯和乘梯的时间大大减短。电梯运行实际能量消耗的50%是在减速、加速这段运行过程中。电梯并联后,电梯停层数量的减少很大程度减少电梯运行的电力消耗[12]。如果两电梯各自独立运行,容易发生电梯响应呼梯信号而运行到站后,乘客已被另一台电梯接走而空运行的现象,长期这样必然造成很大的能源浪费,给电梯的集中管理造成较大的困难[13],而且使得电梯系统处于非最佳运行状态,难以提高运行效率,乘客的需求也不能得到最好的响应和最好的满足。
可编程控制器(PLC: Programmable Logic Controller)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置[14]。在电梯控制系统中,PLC控制可以降低因专门设计和制造微机控制装置的成本,且 PLC 具有编程简单、控制运行可靠性高、抗干扰能力强、通用性好、功能强大、开发周期短、体积小、使用方便、可扩展性强、成本低、维护方便以及强大的网络通讯功能等优点,因此成为现代楼宇电梯控制系统的主流[15],同时在我国电梯行业有着广泛运用。这种电梯控制系统较原有电梯控制系统可以更容易的完成更为复杂的控制任务,其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现的。
现有的电梯控制技术仍存在缺点和不足之处,如何把更为先进的技术应用于电梯群控之中,以进一步改善运输的效果、提高运行的效率、满足乘客的需求[17],仍然需要更深入的探索和研究。因此运用可编程控制器(PLC)对电梯控制系统、特别是电梯群控系统进行研究与设计具有十分重大的意义。
[16]
3 研究内容
电梯的主要组成部分
电梯是由机械系统和电气系统两部分组成。
电梯的机械系统部分由曳引系统、轿厢和门机系统、平衡系统、导向系统以及机械安全保护装置等部分组成,如图3-1所示。
电气系统又由电力驱动系统、电气控制系统和安全保护系统三部分组成。
1一减速箱
2一曳引轮
3一曳引机底座
4一导向轮
5一限速器
6一机座
7一导轨架
8一曳引钢丝绳
9一开关碰铁
10一紧急终端开关
11一导靴
12一轿架
13一轿门
14一安全钳
15一导轨
16一绳头组合
17一对重
18一补偿链
19一补偿链导轮
20一张紧装置
21一缓冲器
22一底坑
23一层门
24一呼梯盒
25一层楼指示灯
26一随行电缆
27一轿壁
28一轿内操纵箱
29一开门机
30一井道传感器
31一电源开关
32一控制柜
33一曳引电机
34一制动器
图3-1 电梯机械部分结构示意图
系统整体方案设计
本次设计对象是某住宅区内居民楼的两台11层并联电梯,电梯轿厢可上下运行,轿厢门具有开关和限位等保护功能。轿厢内可提供上行信号、下行信号、平层检测信号、开关门限位信号、门安全信号等。
2.系统整体设计框图
PLC电梯控制系统的硬件设计
在设计中两台电梯的硬件完全相同,在设计程序之前,首先通过进行PLC的I/O点的估算,进行PLC选型,在综合考虑各方面的因素后,本课题采用西门子公司生产的S7-200型号的PLC作为电梯的控制器。
PLC电梯控制系统的软件设计。
图3-3 电梯运行流程图
电梯的启、停控制 电梯的开、关门控制
图3-4 开关门流程图
双电梯的并联调度
正常情况下,1台梯在底层待命,另1台梯停留在最后停靠层,称自由梯或忙梯。某层有召唤信号,则忙梯立即定向运行去接某层的客人。
2台梯因轿内指令而到达基站后关门待命时,则应执行“先到先行”原则。如A梯先于B梯到基站,则A梯立即起动运行至事先指定的中间层楼待命,并成为自由梯而B梯则成为基站梯。
当A梯上行时,如上方出现任何方向的召唤信号,或下方出现向下的召唤信号,均在A梯的一周行程中完成,而B梯留在基站不予应答运行。但如在A梯下方出现向上召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,此时B梯为忙梯。
如果当A梯正在向下运行时,其上方出现任何向上或向下的召唤信号,则在基站的B梯应答信号而发车上行接客,但如A梯下方出现任何方向的召唤信号,则B梯不予应答而由A梯去完成。
如当A梯正在运行,其他各层楼的厅外召唤信号又很多,但在基站的B梯又不具备发车条件,而在30~60s后,召唤信号仍存在,尚未消除,则通过延误时间继电器,令B梯发车运行。同理,如本应A梯应答厅外召唤信号而运行的,但由于电梯门锁等故障而不能运行时,则也经30~60s的延误时间后,令B梯(基站梯)发车运行。
召梯信号的登记和响应 电梯运行的方向
识别井道层间距离,实现准确的平层 故障报警控制
通过这几个程序模块以及其他控制程序的模块组成电梯运行时所需功能的总框架。 对系统进行仿真。
这次的设计中,由于要对电梯控制系统进行仿真,所以我选用了北京亚控公司的组态王软件,并且结合计算机以及S7-200型的PLC对系统进行仿真。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的`组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。PLC为控制装置,在组态软件的画面中生成的虚拟电梯为被控对象,可以通过计算机屏幕观察虚拟电梯的运行情况。PLC的输入信号可以从PLC的开关量输入端输入,也可以在组态软件的画面中用鼠标点击按钮来产生。
在系统仿真过程中,运用到的一些参数可能会有所偏差,所以要通过多次仿真调试才能更接近实际,做到更完善。
4 工作特色及其难点,拟采取的解决措施
工作特色及其难点
工作特色:随着电梯事业的快速发展,人们对电梯在运行中的可靠性、平滑性、高效性、准确性等都有了更为严格的要求,从而使电梯从故障率高、可靠性差、接线复杂等的继电器控制方式发展为如今安全高效的PLC控制方式。因此PLC电梯控制已然成为电梯行业中互相竞争的资本,所以想要突破现有的技术有一定的成就是十分困难的。
难点:
(1)了解电梯的全部运作方式,以及充分理解并且能运用PLC基本及功能的指令。 (2)通过PLC设计电梯的电梯的厅呼叫控制、电梯的到站指示控制以为电梯的自动平层控制、停留时间等功能,并实现。
(3)用PLC程序设计来实现电梯的并联控制系统。
(4)本次的设计电梯是通过系统仿真,虽然基本结构与实际的电梯能做到完全一样,但是设计中运用到的参数总会与现实稍有偏差,导致最终仿真的结果会有些不符合实际。
拟采取的解决措施
在进行设计之前,必须先将所学的可编程控制器(PLC)的基本知识、功能指令熟悉掌握,再通过图书馆、上网等方式认真查阅有关技术资料、并且分析此类资料的内容,和所学PLC知识相结合。
熟悉并联电梯的运行过程,并记录,了解其中两条电梯运作的规律以及电梯自动开关门、到站指示、显示电路等。之后选择恰当的可编程控制器的型号,以满足电梯并联控制系统的要求。参考关于电梯并联控制的书籍,对电梯运行过程更进一步的了解和掌握,通过自己的研究以及老师给出的资料进行设计,减少误差,成功完成最后电梯控制系统的仿真。本文中的电梯并联系统仿真较简单,还需要不断的改进和加强。 5 论文工作量及预期进度
2011年12月根据所选课题,完成毕业设计的资料收集工作,并进行汇总整理,研究所收集的资料,定出设计大纲,并撰写开题报告,在指导老师审阅通过后上交,进行开题答辩。
2012年1-3月:完成科技论文翻译工作;进一步了解系统工作原理,确定系统设计方案,完成系统硬件电路设计;准备中期检查。
2012年4月:完成系统各功能部分的软件设计。
2012年5月:写毕业论文,检查全部内容,进行排版整理、定稿,准备答辩。 6 预期成果及其可能的创新点
预期成果:使用可编程控制器(PLC)实现对两台11层住宅区内的民居电梯的并联控制,准确无误的实现电梯的运行过程,并通过组态软件做出仿真。最终完成一篇关于PLC电梯控制系统的论文。
参考文献
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基于51单片机的电梯控制系统的设计引 言随着现代高科技的发展,住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。1889年美国奥梯斯升降机公司推出的世界上第一部以电动机为动力的升降机,同年在纽约市马累特大厦安装成功。随着建筑物规模越来越大,楼层也越来越高,对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性都提出了更高的要求。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被淘汰。目前,由可编程控制器(PLC)或微型计算机组成的电梯运行逻辑控制系统,正以很快的速度发展着。可编程控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机,它有良好的抗干扰性能,适应很多工业控制现场的恶劣环境,所以现在的电梯控制系统主要还是由可编程控制器控制。但是由于PLC的针对性较强,每一台PLC都是根据一个设备而设计的,所以价格较昂贵。而单片机价格相当便宜,如果在抗干扰功能上有所提高的话完全可以代替PLC实现对工控设备的控制。当然单片机并不象PLC那么有针对性,所以由单片机设计的控制系统可以随着设备的更新而不断修改完善,更完美的实现设备的升级。电梯控制系统是比较复杂的一个大型系统,在计算机诞生的几十年里,继电器控制系统为电梯控制的发展做了巨大的贡献,但在性能上和PLC还是有本质上的差距。在科技的不断发展下,我想单片机控制系统很快可以解决抗扰性,成为方便有效的电梯控制系统。由于时间和能力有限,在设计过程中难免有很多疏漏和不足之处,恳请老师批评指正,我将努力改正,争取做出完美的毕业设计。目录目录 1引 言 2第1章 绪 论 电梯的发展 电梯的分类 4第2章 方案的比较和确定 方案的选择 电梯继电器控制系统的优缺点 PLC控制系统的特点 电梯变频调速控制的特点 单片机控制方案的选择 变频器的选型 8第3章 硬件系统的设计 硬件结构图 系统硬件原理图 89C51单片机的原理及其外围电路的设计 89C51单片机的原理与结构 单片机外围电路的设计 输入模块的设计 锁存器74LS373及其扩展功能简介 光电传感器 KC778B红外传感器基本应用电路 输入信号的采集 输出模块设计 DAC0832的功能简介 变频器功能简介 LED驱动器功能简介 控制信号的输出 32第4章 系统软件的设计 主程序流程图 读入信息并显示子程序的流程图 延时去抖动子程序 设置目标层子程序流程图 电机拖动子程序流程图 电梯载客子程序流程图 中断服务流程图 41小结与展望 42致谢 43参考文献 44附录部分: 45附录A 电气原理图 45附录B 外文文献及其译文 46附录C 主要参考文献及其摘要 50