河南职业技术学院
毕业论文
题目基于西门子S7-200的PLC
四层电梯电气控制设计
系（分院）
学生姓名
学号
专业名称
指导教师
2013 年11 月30 日
基于西门子S7-200的PLC四层电梯电气控制设计
车宇通
摘要：随着建筑技术的发展，楼房一座比一座高，电梯自然成了高楼大厦垂直运输的重要工具，承载着来往大厦里居住、办公、参观的人们可以舒适而又快捷到达目的地的责任。电梯控制系统在每一部电梯的通顺安全的运行中必不可少的，它决定电梯什么时候停层、开关门，以及处理紧急安全问题。
传统的电梯控制系统是继电器控制系统，它存在着诸如电路复杂、故障率高和可靠性差的缺点，很大程度上影响了电梯运行质量。因此，我们用PLC改进了一座住宅楼继电器控制电梯的电气控制系统。
本文用四层楼作为背景进行设计，详细的介绍了电梯PLC控制系统的基本结构、控制原理和实现的方法。利用西门子S7-2OO可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，实践证明PLC 可编程控制器比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性，改进后的系统运行更可靠，维修更方便了。
为了能在激烈的国际化竞争中赢得先机，先进的设计软件是必不可少的。这就要求我们毕业生能积极认真学好目前最先进的设计方法和自动化技术，为我国的自动化行业做出自己的贡献。
关键词: 电梯可编程控制器控制系统
目录
一、概述 (1)
（一）、PLC的发展历程 (1)
（二）、PLC组成及特点 (1)
（三）、PLC的工作原理 (3)
（四）、PLC的编程语言 (4)
（五）、PLC在电梯上的应用 (5)
二、PLC电梯控制系统 (6)
（一）、PLC电梯控制的基本概念 (6)
（二）、电梯控制系统特性 (6)
（三）、PLC控制电梯的优点 (7)
（四）、PLC电梯控制系统实现的功能 (7)
三、PLC控制系统的设计方案 (9)
（一）、PLC控制系统基本方案 (9)
（二）、PLC电梯控制系统设计方向 (10)
（三）、电梯控制系统的硬件组成 (11)
（四）、减速平层控制 (12)
（五）、信号控制系统 (12)
（六）、拖动控制系统 (13)
（七）、电梯上下运行说明 (13)
四、PLC电梯控制系统设计 (15)
（一）、系统结构框图 (15)
（二）、硬件接线图 (15)
（三）、控制逻辑流程 (16)
（四）、I/O点的分配 (16)
（五）、硬件系统调试 (16)
（六）、软件系统调试 (17)
（七）、程序梯形图 (17)
五、程序说明 (21)
（一）、电梯停留在一层运行说明 (21)
（二）、电梯停留在二层运行说明 (23)
（三）、电梯停留在三层运行说明 (24)
结束语 (25)
参考文献 (26)
一、概述
（一）、PLC的发展历程
第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要求设计一种新的控制装置以取代继电器盘，在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上，同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质与功能。这一设想提出后，美国数字设备公司（DEC）于1969年研制成第一台PLC，型号为PDP-14，投入通用汽车公司的生产线控制中，取得了令人满意的效果，从此开创了PLC的新纪元。
第一台PLC具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些控制器易于安装，占用空间小，可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎，但它具有公共的工厂标准—梯形图编程语言，这样使得不熟悉计算机的人也能方便的使用它。
在短时间内，PLC在其他工业部门也得到应用。到70年代初，食品、金属和制造等工业部门相继使用PLC代替继电器控制设备，迈出了其实用化阶段的第一步。
70年代中期，由于大规模集成电路的出现，使8位微处理器和位片处理器相继问世，使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、闭环控制、提高了运算速度，扩大了输入输出规模。在这个时期，日本、西德（原）和法国相继研制出了自己的PLC，我国在1974年也开始研制。
70年代由于超大规模集成电路的出现，使PLC向大规模、高速性能方向发展，形成了多种系列化产品。这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟，出现了工艺人员使用的图形语言。在功能上，PLC可以代替某些模拟控制装置和小型机DDC系统。
进入八九十年代后，PLC的软硬件功能进一步得到加强，PLC已发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，能与其他设备通信，生成报表，调度产生，可诊断自身故障及机器故障。这些改进使PLC符合今天对高质量高产出的要求。尽管PLC 功能越来越强，但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点。
（二）、PLC组成及特点
PLC的硬件系统由主机系统、输入输出扩展部分及外部设备组成。除了硬件系
统外，还需要软件系统的支持，它们相辅相成，却一不可，共同构成PLC系统。PLC 的软件由系统程序和用户程序两大部分组成。
PLC能如此迅速发展，除了工业自动化的客观需求外，还因为他具有许多独特的优点。他较好到解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。以下是其主要特点：编程方法简单易学；功能强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高、抗干扰能力强；系统的设计、安装、调试工作量少；维修工作量小，维修方便；体积小、耗能低。
1、硬件的可靠性
可编程控制是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制系统和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维修方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的青睐。因而在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业的三大支柱之一。一个设计良好的PLC能置于有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中。
PLC的硬件系统由主机系统、输入输出扩展部件及外部设备组成。各部分之间通过内部系统总线进行连接。CPU是PLC的核心部分，由它实现逻辑运算，协调控制系统内部各部分的工作，它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。PLC的对外功能主要是通过各类接口模块的红外线，实现对工业设备和生产过程的检测和控制。PLC的电源一般采用开关电源，其特点是输入电压范围宽、体积小、质量轻、效率高、抗干扰性能好。
2、编程简单，使用方便
用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，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。
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，目前打多数PLC均采用的梯形图语言编程方式，既继承了传统控制线路的清晰直观感，又顾及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很容易被电气技术人员所接受，易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便。
3、接线简单，通用性好
PLC的接线只需将输入信号的设备（按钮、开关等）与PLC输入端子连接，将
接受输出信号执行控制任务的执行元件（接触器、电磁阀等）与PLC输出端子连接。接线简单、工作最少，省去了传统的继电器控制系统接线和拆线的麻烦。PLC的编程逻辑提供了能随要求而改变的“接线网络”，这样生产线的自动化过程就能随意改变。这种性能使PLC具有很高的经济效益。
用于连接现场设备的硬件接口实际上是PLC的组成部分，模块化的自诊断接口电路能指出故障，并易于排除故障与替换故障部件，这样的软硬件设计就使现场电气人员与技术人员易于使用。
4、可连接为控制网络系统
PLC可连成功能很强的网络系统。网络可分为两类：一类是低速网络，采用主从方式通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为500～2500m；另一类为高速网络，采用令牌传送方式通信，传输速率为1M～10Mbps，传输距离为500～1000m，网上结点可达1024个。这两类网络可以级连，网上可兼容不同类型的可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大的局部网络。
5、易于安装，便于维护
PLC安装简单而且功能有效，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间的一半的地方，在从继电器系统改换到PLC系统的情况下，PLC的模块结构使之能安装在继电器附近并将连线向已有接线端，其实改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可。
在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。长距离站通过同轴电缆获双扭线连向CPU，这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大减少了电气技术人员的现场安装时间。
从一开始，PLC便以易维护作为设计目标。由于几乎所有器件都是固态的，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来报告故障。
（三）、PLC的工作原理
PLC的工作原理与计算机的工作原理是基本一致的。他通过执行用户程序来实现控制任务。但是，在时间上，PLC执行的任务是串行，与继电—接触器控制系统
中任务的执行有所不同。PLC采用循环扫描工作方式。在程序执行过程的周期中，程序对各个过程输入信号进行采样，对采样的信号进行运算和处理，并把结果输出到生产过程的执行机构中。
所谓I/O刷新即对PLC的输入进行一次读取，将输入端各变量的状态重新读入PLC中存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态的寄存器内容进行了一次更新，故称为“I（输入）/O(输出) 刷新”。
由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出端也会相应的发生变化，或者说输出队输入产生了响应。反之，若在本次I/O刷新之后，输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响。扫描周期的长短主要取决于这几个因数：一是CPU 执行指令的速度，二是每条指令占用的时间，三是指令条数的多少，即程序的长短。
对于慢速控制系统，响应速度常常不是主要的，故这种方式不但没有坏处反而可以增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式的、短时的，而由于系统响应较慢，常常要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少，故增加了抗干扰能力。
但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，这一问题就需慎重考虑。应对响应时间作出精确的计算，精心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少周期造成的响应延时等的不良影响。
（四）、PLC的编程语言
PLC提供了较完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的应用。利用编程语言，按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变继电器的硬接线线路，这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送到PLC内部的存储器中，它也能方便地读出、检查与修改。
PLC提供的编程语言通常由三种：梯形图、指令表、功能图等。
梯形图(LAD)编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC梯形图PLC的梯形图与电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。PLC的梯形图使用的时内部继电器、定时器/计数器，都是由软件实现的。梯形图语言简单明了，易于理解，是所有编程语言的首选。
指令表（STL）编程语言类似于计算机中的助记符语言，是可编程控制器最基础的编程语言。所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。
顺序功能流程图（SFC）编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。使用它可以对具有并发、选择等复杂的系统进行编程。许多PLC都提供了用于SFC编程的指令。
每一种编程方法都有它的优点和缺点，根据每一种特殊的控制要求，根据编程者的熟练程度正确合理应用编程方法。
（五）、PLC在电梯上的应用
随着科技的发展，工业控制的自动化程度不断提高，以微处理器为核心组成的可编程序控制器（PLC）得到了广泛的应用。很多工厂的生产流水线、加工设备、船舶上货物的装卸装置、电梯的运行等都由PLC控制，只要把预定的控制任务编成程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据输入各种指令，经过模拟量、数字量等输入输出部件对生产过程和设备进行控制。
PLC在电梯中的应用也已很成熟。PLC作为主控制器，一方面要采集电梯的各种输入信号，包括电梯的位置、状态、内外指令的按钮信号、门锁信号、门区信号、井道内的强迫减速信号、防冲信号以及消防信号等。另一方面要把采集到的信号进行计算和处理给出电梯的楼层信号和速度信号，并驱动相应的开关门信号、方向继电器和抱闸继电器，以控制电梯的运行。
我们利用PLC内的条件跳转和主控指令，把对电梯的控制程序划分为几个程序段：检修控制、正常加速和稳速段、减速爬行段、以及开关门阶段。当给电梯送电时，PLC就开始扫描电梯的所有输入、输出信号，检测电梯的安全回路是否接通、厅门轿门是否关闭、电梯处在何种状态。正常自动状态时，PLC检测门锁是否接通，若门锁不通则给出关门信号，控制电梯关门；当门锁接通时，进入待机状态，此时一收到指令信号电梯即起动。当电梯到达减速楼层时, PLC控制轿厢门进行开关控制。
二、PLC电梯控制系统
（一）、PLC电梯控制的基本概念
电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均为采用易于控制的直流电机作为拖动动力源。主要拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件等组成。PLC 集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。
电梯控制系统原理框图主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电楼层检测与平层检测传感器及PLC 电路等组成的。
电梯控制系统的硬件结构包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。
（二）、电梯控制系统特性
在电梯运行曲线中的启动段是关系到电梯运行舒适感指标的主要环节，而舒适感又与加速度直接相关，根据控制理论，要使某个量按预定规律变化必须对其进行直接控制，对于电梯控制系统来说，要使加速度按理想曲线变化就必须采用加速度反馈，根据电动机的力矩方程式:M—MZ=ΔM=J（dn/dt），可见加速度的变化率反映了系统动态转距的变化，控制加速度就控制系统的动态转距ΔM=M—MZ。故在此段采用加速度的时间控制原则，当启动上升段速度达到稳态值的90%时，将系统由加速度控制切换到速度控制，因为在稳速段，速度为恒值控制波动较小，加速度变化不大，且采用速度闭环控制可以使稳态速度保持一定的精度，为制动段的精确平层创造条件。在系统的速度上升段和稳速段虽都采用PI调节器控制，但两段的PI参数是不同的，以提高系统的动态响应指标。在系统的制动段，即要对减速度进行必要的控制，以保证舒适感，又要严格地按电梯运行的速度和距离的关系来控制，以保证平层的精度。在系统的转速降至120r/min之前，为了使两者得到兼顾，采取以加
速度对时间控制为主，同时根据在每一制动距离上实际转速与理论转速的偏差来修正加速度给定曲线的方法。例如在距离平层点的某一距离L处，速度应降为Vm/s，而实际转速高为V′m/s，则说明所加的制动转距不够，因此计算出此处的给定减速度值-ag后，使其再加上一个负偏差ε，即使此处的减速度给定值修正为-（ag+ε）使给定减速度与实际速度负偏差加大，从而加大了制动转距，使速度很快降到标准值，当电动机的转速降到120r/min以后，此时轿厢距平层只有十几厘米，电梯的运行速度很低，为防止未到平层区就停车的现象出现，以使电梯能较快地进入平层区，在此段采用比例调节，并采用时间优化控制，以保证电梯准确及时地进入平层区，以达到准确可靠平层。
（三）、PLC控制电梯的优点
1、在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。
2、去掉了选层器大部分继电器，控制系统结构简单，尾部线路简化。
3、PLC可实现各种复杂的控制系统，方便地增加或改变控制功能。
4、PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
5、用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。更改控制方案时不需改动硬件接线。
（四）、PLC电梯控制系统实现的功能
1、一台电机控制上升和下降。
2、各层设上/下呼叫开关，其中最顶层与起始层只设一只。
3、电梯到位后具有手动和自动开门功能。
4、电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层信号指示灯。
5、电梯内设有楼层指令键，开关门按键，警铃风扇及照明按键。
6、待客自动开门，当电梯在某层停梯待客时，按下层外召唤按钮，应能自动开
门迎客。
7、自动关门与提早关门：在一般情况下，电梯停站5—10秒应能自动关门；在
延时时间内，若按下关门按钮，门将不经延时提前实现关门动作。
8、按钮开门：在开关过程或门关闭后，电梯启动前，按下操作盘上开关按钮，
门将打开。
9、内指令记忆：当轿箱内操作盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停
靠车门，并能至调定时间，自动确定运行方向。
10、自动定向：当轿箱内操作盘上选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，
电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向。
11、呼梯记忆与顺向截停：电梯在运行中应能记忆层外呼梯信号，对符合运行
方向的召唤应能自动逐一停靠应答。
12、自动换向：当电梯完成全部顺向指令后，应能自动换向，应答相反方向的
信号。
13、自动关门待客：当完成全部轿箱内指令，又无层外呼梯信号时电梯应自动关门在调定时间内自动关门轿箱照明。
14、自动返基站：当电梯高于基站时，电梯在完成全部指令后，自动驶回基站停机待客。
三、PLC控制系统的设计方案
（一）、PLC控制系统基本方案
随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。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，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。
1、轿厢楼层位置检测方法
主要方法有以下几种：
（1）用于簧管磁感应器或其他位置开关：这种方法直观、简单，但由于每层需使用一个磁感应器，当楼层较高时，会占用PLC太多的输入点。
（2）利用稳态磁保开关：这种方法需对磁保开关的不同状态进行编码，在各种编码方式中适合电梯控制的只有格雷变形码，但是它是无权代码，进行运算时需采用PLC 指令译码，比较麻烦，软件译码也使程序变的庞大。
（3）利用旋转编码器：目前，PLC一般都有高速脉冲输入端或专用计数单元，计数准确，使用方便，因此在电梯PLC控制系统中，可用编码器测取电梯运行过程中的准确位置，编码器可直接与PLC高速脉冲输入端相连，电源可利用PLC内置的24V直流电源，硬件连接可谓简单方便。
由以上分析可见，用旋转编码器检测轿厢的位置优于其他方法，故本设计采用此方法
2、PLC的选型
根据以上选择的轿厢楼层位置检测方法，要求可编程控制器必须且有高数计数
器。又因为电梯时双向运行的，所以PLC还需具有可逆计数器。综合考虑后，本设计选择西门子公司生产的S7—200系列机。
S7—200系列机具有以下优点：
（1）体积极小
（2）先进美观的外部结构
（3）提供多种子系列供用户选用
（4）灵活多变的系统配置
（5）功能强、使用方便
（二）、PLC电梯控制系统设计方向
1、电梯控制系统的基本结构组成
电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖运控制系统两部分组成。图3-1为电梯PLC控制系统的基本结构图，主要硬件包括PLC 主机及扩展、机械系统、轿箱操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等。系统控制核心为PLC主机，操纵盘、呼梯盘、井道及安全信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。
电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主动拖动电路和轿厢开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。四层电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，电梯工作过程又可细致分为自检、正常工作、强制工作等三种工作状态。电梯在三种工作状态之间来回切换，构成了完整的电梯工作过程。如图3-1：
图3-1 电梯PLC控制系统的基本结构
2、电梯控制系统原理框图
电梯控制系统原理框图如下图所示，主要由轿厢内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。如图3-2：
图3-2 电梯控制系统原理框图
（三）、电梯控制系统的硬件组成
电梯控制系统的硬件结构如下图所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿厢开关电路、楼层显示电路及一些其它辅助电路等。为建设PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC。如图3-3：
图3-3 电梯控制系统硬件结构框图
（四）、减速平层控制
电梯工作特点是频繁起制动，为了提高工作效率、改善舒适感，要求电梯能平滑减速到速度为零时，准确平层，不要出现爬行现象或直接停止，要做到这一点关键是准确发出减速信号在接近楼层面是按距离精确地自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置，只要电梯一运行，计数器就可以精确的确定起过距离，达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。不论哪种方式产生减速命令，由于负载的变化、电网波动、钢丝绳打滑等，都会使减速过程不符合平层技术要求，为此一般在离楼层100-200mm处需设置一个平层矫正器，以确保平层的长期准确性。
（五）、信号控制系统
电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如下图3-4所示，输入到PLC的控制信号有：运行方式选择、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。如图3-4：
图3-4 电梯信号控制系统
（六）、拖动控制系统
电梯主要由直流和交流两种拖动方式，PLC控制的拖动系统主电路及调速装置与继电器控制系统相比无需做很多改动。拖动系统的工作状态及部分反馈信号可直接送入PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、起动、运行、平层等控制信号。
（七）、电梯上下运行说明
1、电梯上行
（1）电梯停在1F，2F呼叫时，则上行，碰到2F的行程开关后停止。
（2）电梯停在1F或2F时，3F呼叫，则上行，碰到3F的行程开关后停止。
（3）当电梯停在1F或2F、3F时，4F呼叫，则上行到4F碰到行程开关后停止。
（4）电梯停在1F，2F、3F同时呼叫时，则电梯上行到2F后停5s，继续上行到3F后停止。
（5）电梯停在1F，2F、3F同时呼叫时，电梯上行到2F停5s，继续上行到3F停止。
（6）电梯停在1F，3F、4F同时呼叫时，电梯上行到3F停止5s，继续上行到4F 停止。
（7）电梯停在1F，2F、3F、4F同时呼叫时，电梯上行到2F停5s，继续上行到3F，停5s，继续上行到4F停止。
（8）电梯停在2F，3F、4F同时呼叫时，电梯上行到3F，停5s，继续上行到4F
停止。
2、电梯下行
（1）电梯停在4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止。
（2）电梯停在4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止。
（3）电梯停在4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止。
（4）电梯停在4F，3F、2F同时呼叫时，电梯下行到3F，停5s,继续下行到2F停止。
（5）电梯停在4F，2F、1F同时呼叫时，电梯下行到2F，停5s，继续下行到1F 停止。
（6）电梯停在4F，3F、2F、1F同时呼叫时，电梯下行到3F，停5s，继续下行到2F，停5s，继续下行到1F停止。
3、楼层显示
楼层显示用8只发光二极管，即LED数码管。如图3-5所示：
图3-5 LED数码管
四、PLC电梯控制系统设计
（一）、系统结构框图
系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成。如图4-1所示：
图4-1 系统结构框图
（二）、硬件接线图
图4-2 PLC电梯控制的硬件接线图
（三）、控制逻辑流程
流程部分说明：
1、电梯复位，用户输入程序段
2、轿厢开关门程序段：控制轿厢的开关门
3、设定上行、下行指示
4、执行上行程序
5、执行下行程序
（四）、I/O点的分配
根据需要控制的开关、设备大约有15个输入点，11个输出点。如表4-1所示：
表4-1 I/O点的分配
（五）、硬件系统调试
在硬件调试时，我们主要调试的内容有：
1、在接线端子上。
2、在PLC扩展单元上。
3、在电源接线上。
注:特别是在电源接线时，一定要注意哪些端子接24V，哪些接地。
（六）、软件系统调试
在软件调试时，主要是结合硬件设备观察程序的过程是否与我们设计的原理一致。如果出现不正常运行和不运行时我们得回到程序编制，依次检查与修改。
（七）、程序梯形图
图4-3 PLC控制程序梯形图
《基于PLC的电梯电梯控制》 课程设计 学生姓名：李锦文 学号： 6100310066 专业班级：自动化101班 指导老师：曾芸 2014年 01 月 14日
目录 一、概述 1、PLC控制技术简介 (2) 2、PLC的分类和特点 (2) 3、PLC的结构和工作原理 (3) 4、PLC程序的表达方式 (3) 5、PLC的工作方式 (5) 二、PLC的系统硬件设计 1、可编程控制器机型的选择 (5) 2、输入/输出模块的选择 (6) 3、输入/输出端地址分配 (6) 4、输入/输出端接线图 (8) 三、PLC的系统软件设计 1、PLC控制功能流程图 (9) 2、PLC梯形图程序设计 (10) 四、总结 (12) 五、心得体会 (13) 六、参考文献 (13)
一、概述 （一）PLC控制技术简介 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器，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。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需的PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。 （二）PLC的分类与特点 PLC一般可按I/O点数和结构形式分类。按I/O点数可分为小型、
1. 三层电梯PLC控制系统设计 1.1实训目的 本次设计是一种电梯PLC控制系统。电梯是垂直方向的运输设备，是高层建筑中不可缺少的交通运输设备。它靠电力，拖动一个可以载人或物的轿厢，在建筑的井道导轨上做垂直升降运动，在人们生活中起着举足轻重的作用。而控制电梯运行的PLC系统也要求越来越高，要求达到电梯运行的“稳、准、快”的运行目的。该系统主要由PLC、逻辑控制电路组成。其中包括交流异步电动机、继电器、接触器、行程开关、按钮、发光指示器和变频器组成为一体的控制系统。 整个系统通过PLC、逻辑控制电路对电梯的升降；加、减速；平层；起动、制动控制。其结构简单、运行效率高、平层精度高、易于理解与掌握。 1.2 实训容和控制要求 工作过程：电梯由安装在各楼层厅门口的呼叫按钮进行操纵，其操纵容为呼叫电梯、运行方向和停靠楼层。每层楼设有呼叫按钮（一层U1，二层U2，D2，三层D3），指示灯L1指示电梯在一层与二层之间运行、L2指示在二层与三层之间运行、L3指示在三层与二层之间运行、SQ1～SQ3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。输出端用输出指示灯的状态来模拟输出设备的状态。 三层楼电梯的自动控制要求如下： （1）当电梯停于1F或2F时，如果按3F按钮呼叫，则电梯上升到3F，由行程开关SQ3停止； （2）当电梯停于3F或2F时，如果按1F按钮呼叫，则电梯下降到1F，由行程开关LS1停止； （3）当电梯停于1F，如果按2F按钮呼叫，则电梯上升到2F，由行程开关
LS2停止； （4）当电梯停于3F，如果按2F按钮呼叫，则电梯下降到2F，由行程开关LS2停止； （5）当电梯停于2F，而2F、3F按钮均有人呼叫时，电梯先上升到2F，由LS2控制暂停2S后，继续上升到3F，由LS3停止； （6）当电梯停于3F，而1F、2F按钮均有人呼叫时，电梯下降到2F，由LS2控制暂停2S后，继续下降到1F，由LS1停止； （7）在电梯上升途中，任何反方向的下降按钮呼叫均无效； （8）在电梯下降途中，任何反方向的上升按钮呼叫均无效； （9）每层楼之间的到达时间应在10s完成，否则电梯停机； （10）电梯的起始位置和程序的启动、停止运行自行设计。 1.3电梯的结构 1-减速箱2-曳引轮 3-曳引机底座4-导向轮 5-限速器6-机座 7-导轨支架8-曳引钢绳 9-开关碰铁10-紧急开关 11-导靴12-轿架 13-轿门14-安全钳 15-导轨16-绳头组合 17-对重18-补偿链
河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业电气自动化 班级 05311 学生姓名林鹏翔 学号 26 指导教师史增芳
前言 随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。
目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献
2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
三层电梯PLC控制系统设计方案报告
PLC课程设计报告题目：三层电梯PLC控制系统设计 院别： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：
摘要 本设计主要利用欧姆龙系统完成。主要介绍了3层电梯的PLC的特点、PLC的功能、发展趋势、PLC控制电梯的软、硬件设计。在示意图、接线图、电梯的控制梯形图、指令表、和程序流程图的基础之上提出了PLC的编程方法。 可编程控制系统（Programmable Logic Controller）是一种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，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业自动化控制控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。 电梯是高层建筑不可缺少的运输工具，用于垂直运送乘客和货物，传统的电梯控制系统主要采用继电器--接触器进行控制，其缺点是触点多，故障率高、可靠性差、维修工作量大等，而采用 PLC组成的控制系统可以很好地解决上述问题，使电梯运行更加安全、方便、舒适。目前PLC在电梯行业已得到广泛应用。在层数和控制功能较少的场合，采用PLC控制较为方便。
目录 第一章三层楼电梯自动控制 (3) 一．电梯设计要求 (4) 二．电梯设计分析 (5) 1.分析被控对象 (5) 2.分配PLC的输入/输出端子 (5) 3.统计输入、输出点数并选择PLC型号 (7) 4.输入/输出端子接线图 (8) 5.运动形式分析 (8) 6.助记符 (15) 三．硬件配置设计 (19) 1. 电梯控制构成 (20) 2. 主电路 (21) 四．型号规格 (22)
可编程控制器应用实训报告
四层电梯控制 1、四层电梯控制功能要求 采用PLC 构成四层简易电梯电气控制。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮和指示灯，二层又上层呼叫按钮和指示灯以及下降呼叫按钮和指示灯，三层又上升呼叫按钮和指示灯以及下降呼叫按钮和指示灯，四层有下降呼叫按钮和指示灯；电梯开门和关门按钮，关门限位由行程开关检测。 ⒈ 开始时，电梯处于任意一层。 ⒉ 当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层并停止运行，轿厢门打开，延时3s 后自动关门。 ⒊ 当有内呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层并停止运行，轿厢门打开，延时3s 后自动关门。 ⒋ 轿厢运行（轿厢上升或下降）过程中，任何反方向的外呼梯信号均不响应。但如果反向外呼梯信号前方再无其它内外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。 ⒌ 电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。 ⒍ 电梯未平层或运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。电梯平层或轿厢停止运行时，按开门按钮则轿厢门打开，按关门按钮则轿厢门关闭。 2、电器元件选型及其计算 设计要求：电梯可载重12人即1000kg 、电梯自重1000kg 、电梯上下行速v=0.5m/s 。可求的：总载重mg=2000kg 。kw v p 105.0*10*2000mg ===有功.设电动机效率 %90=η.P=有功p /η=10kw/0.9=11kw.取额定电压V U N 380=.功率因数85.0cos =?.则有 A COS U P I N N 2085 .0*380*311000 3=== ?。 然后根据此电机的额定电流选出继电器、熔断器和热继电器等数据。 （1） 熔断器额定电流约为电机额定电流的1.8-2.1倍； （2） 断路器额定电流约为电机额定电流的1.5倍； （3） 热继电器的额定电流约为电机额定电流的0.95-1.05倍； （4） 固体中间继电器的额定电流约为电机额定电流的6-7倍； （5） 交流接触器额定电流约为电机额定电流的2.5倍； （6） 铜芯电线一般为每平方毫米载流量4-6A 之间，线路长时取小值，线路短时取 大值。 （7）电机选择额定功率为3KW 的电机。 电气设备明细表
基于PLC的电梯控制系统设计冯乃康 发表时间：2018-05-31T10:36:15.820Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：冯乃康 [导读] 摘要：为提高电梯的可靠性，保证安全运行，在原变频器基础上采用PLC控制，合理选择和设计对传统改造，进一步提高可靠性、运行的舒适感，达到较为理想的控制效果。 (广东广业云硫矿业有限公司广东云浮 527300) 摘要：为提高电梯的可靠性，保证安全运行，在原变频器基础上采用PLC控制，合理选择和设计对传统改造，进一步提高可靠性、运行的舒适感，达到较为理想的控制效果。 关键词：变频器；PLC；电梯 0 引言 电梯已成为城市的一种标志，是高层建筑的垂直运输设备。当前，国内电梯超过了120万台[1]。因近几年事故频繁发生，电梯的安全受到了广泛关注。其可靠性取决于控制系统[2]，传统控制系统是由继电器控制，易出故障、可靠性差、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点[3,4]。目前PLC（Programmable Logic Controller）是一种可编程序的存储器，内部实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等功能,可靠性高、通用性强、体积小、成本低、编程简单、维护方便、抗干扰能力强等特点，在工业自动控制领域有着重要的地位[5-7]。本文将可编程控制器（PLC）应用于六层电梯进行逻辑控制。 1. 电梯控制系统的组成 控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成[8]。拖动系统如图1所示，由轿厢、配重、钢丝绳、曳引轮、减速机构和电机组成。控制系统由控制柜、操纵箱、召唤箱、曳引电动机和楼层指示等组成。（1-电动机;2-减速机构;3-曳引轮;4-钢丝绳;5-配重;6-轿厢） 1、电梯运行流程：系统上电--运行准备(初始化、等待) -厅门呼叫-轿厢呼叫-根据呼叫运行到目标层-进行相应的开关门动作-根据呼叫进入运行状态等。 2、楼层显示流程：电梯运行-楼层检测器检测到、进入七段码显示-没改变时信号不变-楼层改变时检测器来给出楼层显示。 4.结论 本设计利用变频器和PLC实现了对电梯的控制，通过对设备选型和软件设计，提高了可靠性，改善了舒适感，节约了电能，使电梯结构紧凑，噪声低，运行效率高，故障率低，维修简单。 参考文献： [1] 刘松国，韩树新，李伟忠等.电梯运行状态检测与故障远程报警系统研究[J].创意与实践，2011（10）：42-46. [2] 谭对平.PLC在电梯控制系统中的应用[J].中国高新技术企业，2012（06）：76-78. [3] 李涛.基于PLC的电梯控制系统的设计与实现[J].仪器仪表用户，2010，17（03）：74-75.
防灾科技学院 毕业设计 题目电梯PLC控制系统设计 学生王中榆学号 085031101 系别防灾仪器系专业电气工程及其自动化班级 0850311 开题时间2011 年12 月 20 日答辩时间 2012 年 6 月11 日指导教师立新职称讲师
电梯PLC控制系统设计 作者王中榆 指导教师立新 摘要从第一次工业革命开始，为人类提供方便的东西出现得越来越多，电梯就是其中之一。电梯的高档、新奇、灵活、方便等深受广大人们的青睐。为此，本文阐述了可编程序控制器PLC在电梯控制中的应用，主要介绍了一个5层楼的PLC电梯控制系统的总体设计方案、设计过程以及所选用的PLC的型号、电梯控制的梯形图，并给出了程序流程图，在分析、处理逻辑关系之后，提出了PLC编程。 关键词：电梯;系统控制;可编程序控制器;梯形图 Desing of Elevator Control System Based on PLC Author WANG Zhong—yu Teacher LI Li—xin Abstract After the first industrial revolution, more and more inventions which offer convenience for human have been appearing, and the elevator is one of them. Because of top grade, novelty, flexibility and convenience, the elevator is favored by the majority of people. Therefore, this paper expounds the programmable logic controller PLC in the elevator control application, mainly introducing a five-flo or building’s PLC control system’s the overall design of the scheme, design process and the use of PLC model, the elevator control
《基于PLC的电梯电梯控制》课程设计 学生：锦文 学号：6100310066 专业班级：自动化101班 指导老师：曾芸 2014年 01 月 14日
目录 一、概述 1、PLC控制技术简介 (2) 2、PLC的分类和特点 (2) 3、PLC的结构和工作原理 (3) 4、PLC程序的表达方式 (3) 5、PLC的工作方式 (5) 二、PLC的系统硬件设计 1、可编程控制器机型的选择 (5) 2、输入/输出模块的选择 (6) 3、输入/输出端地址分配 (6) 4、输入/输出端接线图 (8) 三、PLC的系统软件设计 1、PLC控制功能流程图 (9) 2、PLC梯形图程序设计 (10) 四、总结 (12) 五、心得体会 (13) 六、参考文献 (13) 一、概述
（一）PLC控制技术简介 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器，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。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需的PLC后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将PLC应用于生产实践。 （二）PLC的分类与特点 PLC一般可按I/O点数和结构形式分类。按I/O点数可分为小型、中型和大型几类。一般小于512点为小型PLC。512～2048点为中型,2048点以上为大型PLC。按结构形式可分为整体式和模块式两类。整体式PLC又称为单元式或箱体式。整体式PLC是将电源、CPU、I/O 部件都集中在一个机箱,其结构紧凑、体积小、价格低。模块式PLC
毕业设计 题目基于PLC的电梯调度问题 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
摘要 随着我国经济的高速发展，自动控制技术也得到了迅猛发展，而电梯作为现代高层建筑的垂直交通工具，在工业、商业和民用方面应用已十分广泛，与人们的生活紧密相关。本文利用西门子S7-200可编程控制器编写的一个四层电梯的控制系统，主要分析并叙述了电梯的控制、运行情况。 目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统(早期安装的电梯多继电器控制系统)、PLC控制系统、微机控制系统。由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。自80年代后期PLC引入我国电梯行业以来，由PLC组成的电梯控制系统被许多电梯制造厂家普遍采用。在传统继电器系统的改造工程中，PLC系统一直是主流控制系统。为了改善电梯的舒适感和运行的可靠性，现在都改为用PLC来控制电梯的运行，这样大大提高了电梯的性能。本文就是详细介绍PLC的特点及整个设计过程。 关键词：控制系统，电梯，西门子
目录 摘要.................................................. 错误!未定义书签。 1 概述............................................... 错误!未定义书签。 1.1可编程控制器(PLC)的产生及定义...................... 错误!未定义书签。 1.2 PLC的分类及特点................................... 错误!未定义书签。 1.3 PLC的工作原理..................................... 错误!未定义书签。 1.4 PLC的编程语言.................................................... VI 1.5 PLC在电梯中的应用................................................. I 1.6 电梯的发展历程 (1) 2 电梯的具体介绍 (2) 2.1 电梯的定义及组成 (2) 2.2 电梯的原理 (3) 2.3 电梯的PLC控制系统的功能分析 (5) 2.4 电梯PLC控制系统的解决思路 (5) 3 电梯硬件设计 (7) 3.1 电梯的控制要求 (7) 3.2 PLC输入输出点数的确定 (8) 3.3 PLC机型的选择 (9) 3.4 PLC外部硬件电路的设计 (10) 4 附件 (11) 4.1 程序流程图 (12) 4.2 程序梯形图 (14) 致谢 (19) 参考文献 (20)
PLC课程设计报告 五层电梯的梯形图设计 自动化学院 一、电梯基本功能 在进行上位机程序以及下位机程序编写之前，首先要做的工作是确定电梯本身所具有的功能和电梯在乘客进行某种操作后应具有的状态。 1．电梯内部部件功能简介
在电梯内部，应该有五个楼层（1-5层）按钮、开门和关门按钮以及楼层显示器、上升和下行显示器。当乘客进入电梯后，电梯内应该有能让乘客按下的代表其要去目的地的楼层按钮，称为内呼叫按钮。 电梯停下时，应具有开门、关门的功能，即电梯门可以自动打开，经过一定的延时后，又可自动关闭。而且，在电梯内部也应有控制电梯开门、关门的按钮，使乘客可以在电梯停下时随时地控制电梯的开门与关门。 电梯内部还应配有指示灯，用来显示电梯现在所处的状态，即电梯是上升还是下降以及电梯处在楼层的第几层，这样可以使电梯里的乘客清楚地知道自己所处的位置，离自己要到的楼层还有多远，电梯是上升还是下降等。 2．电梯的外部部件功能简介 电梯的外部共分五层，每层都应该有呼叫按钮、呼叫指示灯、上升和下降指示灯，以及楼层显示器。 呼叫按钮是乘客用来发出呼叫的工具，呼叫指示灯在完成相应的呼叫请求之前应一直保持为亮，它和上升指示灯、下降指示灯、楼层显示器一样，都是用来显示电梯所处的状态的。 五层楼电梯中，一层只有上呼叫按钮，五层只有下呼叫按钮，其余三层都同时具有上呼叫和下呼叫按钮。而上升、下降指示灯以及楼层显示器应相同。 3．电梯的初始状态、运行中状态和运行后状态分析 1）电梯的初始状态：设电梯位于一层待命，各层显示器都被初始化，电梯处于以下状态： a.各层呼叫灯均不亮； b.电梯内部及外部各楼层显示器显示均为“1”； c.电梯内部及外部各层电梯门均关。 2）电梯在运行过程中： a.按下某层呼叫按钮（1-5层）后，该层呼叫灯亮，电梯响应该层呼叫； b.电梯上行或下行直至该层； c.各楼层显示随电梯移动而改变，各层指示灯也随之而变； d.运行中电梯门始终关闭，到达指定层时，门才打开； e .在电梯运行过程中，支持其它呼叫。 3) 电梯运行后状态：在到达指定楼层后，电梯会继续待命，直至新命令产生。 a.电梯在到达指定楼层后，电梯门会自动打开，经一段延时自动关闭，在此过程中，支持手动开门或关门； b.各楼层显示值为该层所在位置，且上行与下行指示灯均灭。 电梯工作流程图如下：
毕业设计(论文) 论文题目：基于PLC的电梯控制系统设计学生：王余 指导教师：花良浩 专业：电气工程与其自动化
摘要 目前电梯控制系统主要有三种控制方式：继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。 本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对4层电梯，使用西门子S7-200可编程控制器，设计了电梯的控制系统，包括轿指令和厅外召唤信号的登记与消除、电梯的选层和定向、电梯的开关门运行、电梯上下行控制、电梯的指层控制等部分，实现了轿与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能。 关键词：四层电梯控制系统可编程控制器
目录 摘要 (Ⅰ) 第1章绪论 (1) 1.1 课题的研究背景及意义 (1) 1.2 电梯的简介 (2) 1.2.1 电梯的起源 (2) 1.2.3 电梯的定义与分类 (2) 1.2.3 电梯电气控制发展 (3) 1.2.4 电梯的国外发展状况 (3) 1.3 PLC在电梯控制中的应用以及发展前景 (5) 1.4 课题研究的容 (6) 第2章控制系统的选择及介绍 (7) 2.1 控制系统的选择 (7) 2.2 PLC控制系统组成 (7) 2.2.1 硬件的组成 (7) 2.2.2 软件的组成 (8) 2.3 PLC控制系统抗干扰措施 (9) 2.3.1 硬件抗干扰措施 (10) 2.3.2 软件抗干扰措施 (11) 2.4 PLC控制系统的发展趋势 (12) 第3章PLC的选型 (13) 3.1 输入输出（I/O）点数的估算 (13)
电梯PLC控制设计 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙?格雷夫 斯?奥的斯第一次向世人展示了他的发明－历史上第一部安全升降梯。从那以后，升降梯在世界范围内得到了广泛应用。以奥的斯的名字而命名的电梯公司也开始了她辉煌的旅程。150年以来，她已经发展成为世界、亚洲和中国领先的电梯公司。 生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。电梯的材质由黑白到彩色， 样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新－手柄开关操纵，按钮控制，信号控制，集选控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿箱电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升现代人生活质量的承诺。 随着计算机技术和电力电子技术的发展，现代电梯已经成为典型的机 电一体化产品。电梯具有很高的安全要求，它以零部件的形式出厂，总装配在工地现场进行，通过机械零部件之间的装配和机械装置与土建结构之间的的衔接完成安装，最终形成电梯产品。精心的制造和安装还不能完全保证无故障运行，其运行可靠性在很大程度上依靠维修保养。所以，电梯的制造、安装和维保不宜分割。 大规模的经济建设尤其是蓬勃发展的房地产业给电梯行业开拓了广
阔的市场，2001年我国电梯产量达4.5万台，创造了行业发展史上的一个新的高峰，被业内人士称为“第三次浪潮”。目前，中国经济建设需求的各类电梯、几乎全部可以在中国生产。由此可见，一个兴旺的电梯市场已 经形成。进入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。据统计，全世界平均1000人有１台电梯。我国如果要达到这 1 河南机电高等专科学校毕业设计说明书个水准，还需要新装80万台。到那时候，每年仅报废更新就需要６万台。 目前房屋建设势头仍然很好，电梯市场供需两旺，前景一片光明。 随着电梯的不断发展，教育业开始了电梯的模拟控制，这是一种高新 自动控制技术，要求研制出一种模拟电梯，以供学生探讨和学习PLC的自动控制。 模拟电梯的控制是由PLC来实现控制的，可以让学生们在编程的过程 中，学会PLC有关的的知识，掌握可编程控制器一些控制。 小型模拟电梯的控制 随着城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，电梯作为高层建筑 中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。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，完成电梯信号的采 集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动 控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器取代微机实现信 号控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。PLC可靠性高，程序设计方便灵活。 PLC的应用包括PLC硬件和程序设计。本课题是以西门子S7—200 PLC三层电梯控制系统为例来解释说明PLC的。
电梯PLC控制设计 目录 3................................................................................................................................................. 前言 4................................................................................................................ .第一章总体设计方案 4 ................................................................................................................. 1.1总体方案的确定 5 ................................................................................................ PLC控制系统的构建1.2电梯 10 ......................................................................... 第二章可编程序控制器的结构与工作原理10....................................................................................................... 结体系构2.1PLC的 10可编程序控制器的基本结构........................................................................................... 2.2 12 ................................................................................................................ 2.3开关量I/O模块 输入模块12 .................................................................................................................... 2.3.1 输出模块13 .................................................................................................................... 2.3.2 13可编程序控制器的工作原理........................................................................................... 2.4 可编程序控制器的工作原理14 .................................................................................... 2.4.1 扫描周期14 .................................................................................................................... 2.4.2 15型................................................................................................................ PLC的选2.5 ）点数的估算输入输出（16I/O ................................................................................... 2.5.1 存储器容量的估算162.5.2 .................................................................................................... 控制功能的选择162.5.3 ........................................................................................................ 机型的选择182.5.4 ................................................................................................................ 19.................................................................................. .控制器简介可2.6FX编程序N2 19 .................................................................................................. 设计控制程序PLC2.7 控制系统的设计基本原则19PLC ................................................................................ 2.7.1 编程步骤20. PLC........................................................................................................... 2.7.2 提供的编程语言20 2.7.3 PLC................................................................................................ 1...................................................................... 2电梯的发展、分类、规格参数及组成.第三章21.............................................................................................................................. 述.概3.1 电梯产品的录属关系和在人民物质生活中的作用21............................................... .3.1.1 电梯产品发展简史22 ................................................................................................... 3.1.2 电梯的运行工作情况22 ............................................................................................... 3.1.3 23.......................................................................................... 电梯的主要参数及规格尺寸3.2 电梯的主要参数23 ....................................................................................................... 3.2.1 我国有关标准对电梯主要参数和规格尺寸的规定24............................................... . 3.2.2 3.3电梯的组成部件.. (24) 7...................................................................................................... 2 电梯的电气控制系统.第四章27 ................................................................................................................................... 4.1概述27........................................................................... .电梯电气控制系统中的主要电器部件4.2 30................................................... .4.3 电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理
电梯PLC控制系统的设计与实现 摘要：随着社会的发展，我国的高层建筑越来越多，电梯的应用越来越广泛。 本文在分析PLC电梯控制系统的基本结构与原理的基础上，对于电梯PLC控制系 统的设计与实现进行探讨，希望可以满足今后对电梯的整体性需求。 关键词：电梯；PLC；设计；实现 引言 PLC本身属于可编程的存储器，其拥有计算机功能，不但可以实现逻辑控制，同时也具备网络、数据处理以及通信功能。其体积小、编程简单、可靠性高、组 装维护方便、抗干扰能力强，被广泛应用到工业控制领域之中。 1PLC电梯控制系统结构与工作原理 电梯PLC控制系统包含了逻辑和拖动两个部分，其中，借助PLC控制软件可 以实现逻辑控制功能，其中包含了轿厢位置判定、定向选层、开启或者是关闭轿 门等。另外，在运行拖动控制系统时，借助PLC控制系统就可以传输电梯实时工 作状态之下的反馈信号，这样也可以将对应的控制信号加以明确。就PLC控制系 统原理来看，其运行包含了RUN和STOP两种。在RUN状态下，PLC就可以接触 反应控制要求的用户程序执行处理，进而满足电梯控制功能的操作。另外，为了 确保输出可以及时的响应电梯运行可能发生变化的输入信号，针对用户程序执行，并且1次就可以完成，而是需要重复性的多次执行，这样的执行直至处于STOP 状态之下。 2电梯PLC控制系统总体设计内容 2.1可靠性设计 可靠性设计是整体的重要组成部分，主要包含了硬件和软件两个方面。系统 任何部分出现故障，都会影响系统的正常运行，所以，需要基于可靠性的分配原 则进行设计。可靠性设计内容包含了系统安装工作环境设计、冗余设计等，其中，冗余设计主要是利用冷后备或者是热后备的方式。针对PLC来说，冗余系统包含 了电源系统、CPU、通信单元和存储单元等，系统工作环境应该满足振动、温度、冲击和湿度等要求。 2.2安全性设计 在系统设计过程中，系统就应该拥有处理事故和故障的功能。在主要设备和 回路中设置好事故按钮或者是紧急停车按钮，亦或是设计好安全回路。这里所说 的安全回路是非半导体的机电元件，主要是通过硬接线的方式来构成，属于独立 同PLC工作的，并且还可以保护好现场的设备和工作人员。 2.3标准化设计 对于系统的软硬件设计而言，满足国际标准的元件和系统，都可以方便日常 的控制系统维护，同时也可以用于将来的规模扩展和升级，这样就可以将不必要 的冲突降低，提升系统本身的兼容性。 3电梯PLC控制系统设计 3.1子程序：上电复位子程序，开门子程序，关门子程序，电梯上行子程序，电梯下行子程序，乘客呼叫子程序，乘客去向子程序（电梯内部），电梯距离判 断子程序，电机控制子程序，安全通道子程序。 3.2设计思路： 3.2.1启动电源，进入上电复位子程序，开总开关，进入乘客呼叫程序，乘客 按下上去或下去，进入电梯距离判断子程序。
电梯PLC控制系统的设计与实现 发表时间：2017-08-18T11:28:44.193Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：郑旭军陈高 [导读] 本文在分析PLC电梯控制系统的基本结构与原理的基础上，对于电梯PLC控制系统的设计与实现进行探讨。 金华市特种设备检测中心浙江省金华市 321000 摘要：随着社会的发展，我国的高层建筑越来越多，电梯的应用越来越广泛。本文在分析PLC电梯控制系统的基本结构与原理的基础上，对于电梯PLC控制系统的设计与实现进行探讨，希望可以满足今后对电梯的整体性需求。 关键词：电梯；PLC；设计；实现 引言 PLC本身属于可编程的存储器，其拥有计算机功能，不但可以实现逻辑控制，同时也具备网络、数据处理以及通信功能。其体积小、编程简单、可靠性高、组装维护方便、抗干扰能力强，被广泛应用到工业控制领域之中。 1PLC电梯控制系统结构与工作原理 电梯PLC控制系统包含了逻辑和拖动两个部分，其中，借助PLC控制软件可以实现逻辑控制功能，其中包含了轿厢位置判定、定向选层、开启或者是关闭轿门等。另外，在运行拖动控制系统时，借助PLC控制系统就可以传输电梯实时工作状态之下的反馈信号，这样也可以将对应的控制信号加以明确。就PLC控制系统原理来看，其运行包含了RUN和STOP两种。在RUN状态下，PLC就可以接触反应控制要求的用户程序执行处理，进而满足电梯控制功能的操作。另外，为了确保输出可以及时的响应电梯运行可能发生变化的输入信号，针对用户程序执行，并且1次就可以完成，而是需要重复性的多次执行，这样的执行直至处于STOP状态之下。 2电梯PLC控制系统总体设计内容 2.1可靠性设计 可靠性设计是整体的重要组成部分，主要包含了硬件和软件两个方面。系统任何部分出现故障，都会影响系统的正常运行，所以，需要基于可靠性的分配原则进行设计。可靠性设计内容包含了系统安装工作环境设计、冗余设计等，其中，冗余设计主要是利用冷后备或者是热后备的方式。针对PLC来说，冗余系统包含了电源系统、CPU、通信单元和存储单元等，系统工作环境应该满足振动、温度、冲击和湿度等要求。 2.2安全性设计 在系统设计过程中，系统就应该拥有处理事故和故障的功能。在主要设备和回路中设置好事故按钮或者是紧急停车按钮，亦或是设计好安全回路。这里所说的安全回路是非半导体的机电元件，主要是通过硬接线的方式来构成，属于独立同PLC工作的，并且还可以保护好现场的设备和工作人员。 2.3标准化设计 对于系统的软硬件设计而言，满足国际标准的元件和系统，都可以方便日常的控制系统维护，同时也可以用于将来的规模扩展和升级，这样就可以将不必要的冲突降低，提升系统本身的兼容性。 3电梯PLC控制系统设计 3.1子程序：上电复位子程序，开门子程序，关门子程序，电梯上行子程序，电梯下行子程序，乘客呼叫子程序，乘客去向子程序（电梯内部），电梯距离判断子程序，电机控制子程序，安全通道子程序。 3.2设计思路： 3.2.1启动电源，进入上电复位子程序，开总开关，进入乘客呼叫程序，乘客按下上去或下去，进入电梯距离判断子程序。 3.2.2电梯距离判断子程序，判断电梯所在楼层与人之间的距离，电梯在人上方则进入电梯下行子程序，电梯在人下方则进入电梯上行子程序，如若两者都不是则进入开门子程序。 3.2.3开门子程序后自行进入关门子程序，之后进入乘客去向子程序记下乘客想去的楼层（及将乘客索取楼层减速带启动，没到达相应楼层后再关闭相应减速带） 3.2.4依据乘客上行还是下行，自行进入电梯上行子程序或下行子程序。 3.3单控电梯PLCI/O口分配：（此配置法，为模拟电梯工作而配置，输入端的一部分为模拟电梯状况而分配相应端口）。 4基于PLC的电梯控制系统实现 4.1调试流程 结合电梯PLC控制系统的设计与实现程序，在编译、下载、实验箱接线等步骤之后，就可以调试整个系统。其流程如下： （1）调试简单指令，对最简单的功能进行检查。 （2）调试单层，对层与层之间的功能进行检查。 （3）调试复杂指令，对各个功能进行检查 因为五层电梯指令程序相对复杂，在考虑到现实条件后，在具体的调试中选择选层选向功能的指令程序。在实验之中选择三菱PLC机型，首先是将OMRONC60P型之中的PLC直接转换成为三菱PLC指令代码。然后再将指令程序输入到PLC的综合实验学习机主机之中，这样可以对设计的可行性进行验证。 4.2I/O分配表 4.2.1输入点 主要是针对各层的门厅以及轿厢的控制按钮。其中，门连锁开关一个、一到四层门厅上行的按钮为4个，二到五层门厅的下行方向的按钮为4个，另外，还有一个门钥匙的开关。其次，通过对于电梯运行位置的检测反映信号，主要包含了相对应的接触器和向上向下的慢性按钮，另外还有从一到五层向外显示的位置信号5个。 4.2.2输出点 主要是针对一到五层选层指令信号以及门连锁开关，继电器6个。有司机的时候，需要针对上行与下行选向的2个点；相对的控制包含了上行与下行的2个继电器。总而言之，在PLC控制系统之中，输入点数2-5个，输出点数10个，根据实际的要求，其分配点见表1所示。