用PLC技术设计五层电梯控制系统毕业设计

摘要随着大型和巨型楼宇的兴建,电梯得到了快速的发展。

在电梯逻辑控制方面,由于可编程控制器(PLC)具有编程软件采用易学易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠、易操作、维修方便等特点,使可编程控制器(PLC)已全面代替原来的继电器控制。

将可编程序控制器(PLC)应用于电梯进行逻辑控制，大大提高了电梯可靠性、可维护性以及灵活性，延长了使用寿命.，同时缩短了电梯的开发周期。

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无法实现的。

编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，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。

围绕这个目标，本文首先介绍了电梯的基本结构，接着论述了各主要环节的控制部分以及控制要求，然后着重介绍了基于西门子S7-200 CPU224 PLC的电梯控制系统程序开发过程，最后通过实验装置反复调试运行以及仿真。

经测试仿真调试，该基于PLC的电梯控制系统实现了预期的功能，圆满完成了此次毕业设计的任务。

通过这次锻炼，我积累了宝贵的经验，为以后的工作打下了良好的基础。

关键词：可编程控制器，电梯控制AbstractWith the construction of large and giant buildings, elevators have been rapid developed. In the elevator logic control, programmable logic controller (PLC) whose programming software ladder language is easy to learn and easy to understand, with its f eature of control flexibility, anti-interference ability, stable and reliable, easy to operate, easy to maintain , programmable controller (PLC) has been fully replace the original relay control. Its applied to the elevator logic control, greatly improved the elevator reliability, maintainability, and flexibility to extend the service life, while reducing the development cycle of the elevator. Compared with the original elevator control system , the elevator control system can complete more complex control tasks more easily, many of its functions can not be achieved by conventional relays. PLC, which is dedicated to the industrial control computer, the hardware structure is the same as microcomputer, it uses a programmable memory for its internally stored program, which can perform the logical, sequential control, timing, counting and arithmetic operations which are user-oriented , and control various types of machinery or production processes through digital or analog input / output control.Around this goal, this design first introduces the basic structure of the elevator, and then discusses the major aspects of the control section, and control requirements, and then puts the emphasis on the elevator system based on Siemens S7-200 CPU224 PLC program development process, the final run is to through repeated testing experimental setup as well as simulation.Through the tested simulation run, the elevator system in the PLC program has achieved the desired function, I finished the graduation project tasks successfully. Through this exercise, I have accumulated valuable experience for future work and laid a good foundation for the future.Keywords: programmable logic controller ，PLC , elevator control目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (6)1.1课题研究的背景 (6)1.2电梯控制系统研究的现状 (7)1.3 论文的主要内容 (8)第二章电梯物理模型的设计 (9)2.1电梯的构造 (9)2.2 电梯的运行特点 (11)2.3拖动电机及其门电机的接线控制电路 (14)2.4 电梯控制方案的确定 (15)2.4.1 电梯继电器控制系统存在的问题 (15)2.4.2 PLC控制系统的特点及其优越性 (16)第三章硬件电路设计 (19)3.1 电梯控制系统设计思路 (19)3.2 五层电梯控制要求分析 (20)3.3 PLC选型 (21)3.3.1 PLC控制系统的I/O点数计算 (21)3.3.2 CPU及其扩展模块的选择 (23)3.3.3 CPU及其扩展模块的简介及安装 (25)3.4 I/O点数的扩展和编址 (36)3.5 PLC输入输出点的分配 (38)3.6 PLC和电梯模型接线图 (39)第四章电梯控制系统软件的设计 (40)4.1电梯控制系统软件开发流程图 (40)4.2 STEP 7编程软件的编程语言及基本指令 (41)4.2.1 STEP 7编程软件的编程语言 (41)4.2.2 STEP 7编程软件的基本指令 (42)4.3 轿厢开关门程序及仿真 (43)4.4 轿厢开门复位程序及仿真 (47)4.5 门电机关门、复位程序及仿真 (49)4.6 电梯自动选向程序设计及仿真 (52)4.6.1 电梯轿厢下行条件 (52)4.6.2 电梯轿厢上行条件 (60)4.7 轿厢内呼及轿厢外呼指示与复位 (67)第五章系统调试 (72)5.1 硬件调试 (72)5.2 软件调试 (72)5.3 综合调试 (73)设计总结 (74)参考文献 (76)致谢 (77)附录PLC电梯控制梯形图 (78)第一章绪论1.1课题研究的背景电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。

XXXX大学XX学院毕业论文开题报告论文题目：五层电梯的PLC控制系统设计专业：电气自动化技术指导教师:学生姓名:2008年 5 月15 日五层电梯的PLC控制系统设计专业电气化铁道技术姓名刘晓晗指导教师赵永君2012年4 月6 日毕业设计(论文)评语郁郁语指导教师评语：指导教师：年月日是否能参加毕业设计（论文)答辩:指导教师：年月日目录摘要 (1)1。

概述 (1)2.PLC的特点 (2)3.PLC的应用领域 (3)4.PLC的选择 (4)5.电梯的PLC控制系统工作原理 (4)6。

轿厢内控制面板示意图 (8)7.电梯控制工作示意图 (9)8。

电梯控制接线原理图 (10)9。

输入输出分配表 (11)10。

梯形图程序 (13)11。

指令表程序 (18)12.结束语 (22)13.参考文献 (22)五层电梯的PLC控制系统设计摘要：随着科学技术的发展，近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展．一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。

更新换代生产更新型的电梯，电梯主要分为机械系统与控制系统两大部份，随着自动控制理论与微电子技术的发展，电梯的拖动方式与控制手段均发生了很大的变化，交流调速是当前电梯拖动的主要发展方向。

本文主要详细讲述了PLC在电梯控制系统中的应用。

关键词：PLC 电梯控制系统电梯系统设计Abstract:With the development of science and technology in recent years，China's elevator production technology for fast development. Some elevator manufacturers also continue to improve the design, modification process。

Replacement of production update the elevators， escalators and mechanical systems can be divided into two parts control system, with automatic control theory and the development of microelectronics technology, elevator the drag way and means of control are great changes have taken place, exchange Speed is the main drag elevator the current direction of development。

1 引言随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已经成为现代城市的标志。

电梯作为垂直运输工具，承担着大量的人流和物流的输送，在建筑物中有相当重要的作用。

是现代城市生活中必不可少，且应用最广泛的垂直交通运输工具[1]。

1.1 设计背景电梯是垂直运行的电梯(通常可简称为电梯)、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的总称。

伴随我国城镇化进程的加速，电梯已成为城镇居民生产、生活不可或缺的垂直交通工具，在提升公众的生产、生活效率与质量的同时，其安全工作也成为一项民生工程，其安全状况倍受公众与媒体关注。

(一)安全形势总体平稳在电梯数量快速增加情况下，电梯事故稳中有降，保持了总体平稳的安全形势。

从2005年开始，平均每年电梯事故起数在40起、死亡人数在30人左右。

电梯万台事故率和万台死亡人数稳步下降，2010年电梯万台事故率0.26，万台死亡人数0.17，均小于特种设备平均水平，也小于锅炉压力容器等其他特种设备[1]。

(二)近年事故原因分类近年电梯事故中，违章操作引发的事故较为突出，事故中受到伤害的人员以普通乘客最多。

●事故产生原因中，违章操作62.7%，设备缺陷22.7%，意外8.0%，非法使用设备6.6%。

●事故中受伤害人员中普通乘客50%，维护保养人员13%，安装工人12%，电梯操作人员4%，其它包括保安等未经培训的人员21%。

(三)电梯数量快速增长截至2010年底，全国在用电梯总数已经达到162.8万台，并以每年20%左右的速度高速增长，每年新增电梯数在30万台以上，占全球每年新增电梯总量的一半以上。

上海、北京等几个城市在用电梯数量已超过10万台。

目前，我国电梯年产量、电梯保有量、年增长量均世界第一。

上海超过纽约成为全世界电梯最多的城市[5]。

1.2 电梯的起源与趋势●公元前236年,古希腊的阿基米德设计出一种人力驱动的卷筒式卷扬机。

●1850年，美国人亨利·沃特曼制作出世界第一台以蒸汽机为动力的卷扬机。

用PLC技术设计五层电梯控制系统毕业设计摘要：该文介绍了交流变频调速电梯的工作过程、PLC控制系统的硬件和软件，着重分析了位置检测及其控制。

关键词：电梯, 变频器, PLC , 硬件, 软件1 引言随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直升降的交通工具已和人们的日常生活密不可分，是机械电气相结合的机电一体化产品。

电梯控制系统可分为调速部分和逻辑控制部分。

调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。

本设计采用PLC控制变频器调速系统，实现电流、速度、位移三闭环控制，具有一定的代表性和新颖性。

2 电梯控制系统硬件构成电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器调速系统构成，控制系统结构图如图1所示。

图中变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由PLC完成的。

PLC负责处理各种信号的逻辑关系，从而向变频器发出起停信号，同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC，形成双向联络关系。

系统还配置了与电动机同轴连接的旋转编码器及PG卡，完成速度检测及反馈，形成速度闭环和位置闭环。

此外系统还必须配置制动电阻，当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能，抑制直流电压升高。

本设计电梯为四层办公楼用的交流电梯，经过分析可知系统输入信号为26个，包括保护、工作状态选择、开/关门控制、位置检测、呼梯、速度控制等。

输出信号21个，包括开/关门、上行、下行、控制变频器信号、报警器、指示灯等。

根据以上情况选择三菱FX2－64MR PLC。

变频器选用安川616G5 CIMR-G5A 4022通用变频器，技术特性为:可直接控制交流异步电动机的电流，使电动机保持较高的输出转矩;适用于各种应用场合，在低速下实现平稳起动并且极其精确的运行;它的自动调整功能可使各种电动机达到高性能的控制;它将U/f控制、矢量控制、闭环U/f控制、闭环矢量控制四种控制方式熔为一体，其中闭环矢量控制最适合电梯控制要求。

第一章緒論1.1 引言可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將自動控制技術、電腦技術和通信技術融為一體而發展起來的嶄新的工業自動控制裝置。

PLC以基本代替傳統的繼電器控制而廣泛應用於工業控制的各個領域，它已躍居工業自動化三大支柱的首位。

PLC控制系統的硬體是由微處理器（CPU）、記憶體（ROM和RAM）、輸入/輸出（I/O）單元、電源單元及週邊設備等組成硬體結構如圖1所示。

系統的規模可根據實際應用的需要而定，可大可小。

圖1 PLC硬體結構1.2 可編程控制器的特點20世紀60年代末，為了克服傳統繼電器的種種應用上的缺點，人們研製出了一種先進的自動控制設備PLC，由於PLC具有優良的技術性能，因此它一問世就很快得到了推廣應用。

現在PLC作為用於工業生產過程控制的專用電腦，與商家、家用的微機不同，由於控制對象的複雜性，使用環境的特殊性和工作運行的連續性，使其在設計上有許多特點。

（1）可靠性高，抗干擾能力強；（2）介面模組功能強、品種多；（3）硬體配套齊全，用戶使用方便，適應性強；（4）編程方法簡單、直觀；（5）系統的設計/安裝、調試工作量少；（6）維修工作量小、維護方便；（7）體積小、耗能低、重量輕。

1.3 PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況主要分為如下幾類：（1）開關量邏輯控制（2）運動控制（3）閉環過程控制（4）數據處理（5）通信聯網1.4 PLC的設計步驟開發應用PLC的設計任務分為硬體和軟體設計兩部分。

1.4.1 硬體設計硬體設計主要包括：（1）確定安排PLC的輸入、輸出點；（2）設計週邊電路，包括主電路；（3）選購PLC並進行現場安裝接線等內容。

1.4.2軟體設計大多數用梯形圖和指令程式，主要包括：（1）設計控制流程，根據工藝要求先畫出工作迴圈，如有必要再畫詳細的狀態流程圖；（2）根據工作迴圈圖，畫出虛擬的電路圖----繼電器梯形圖；（3）按梯形圖編寫指令程式表；（4）系統調試：根據設計要求，對程式進行調試和修改，必要時還可對硬體進行修改，直到符合要求為止。

摘要本毕业设计是五层电梯模型PLC控制系统的设计，电梯不仅是生产环节中的一种重要设备，而且是人们频繁乘用的一种交通运输设备。

随着科技的飞速发展，更是给电梯带来了日新月异的变化。

本设计采用的是德国西门子S7—200系列的可编程控制器CPU226作为控制核心，与扩充模板EM223和EM222来实现五层楼电梯的控制。

主要介绍了电梯的硬件结构、PLC的基本原理、系统的硬件选择、PLC的软件的介绍和软件的编程。

设计电梯的主要实现的功能有：层楼信号的产生与消除、停层信号的登记与消除、外呼叫信号的登记与消除。

最后通过PLC的软件进行仿真，初步完成基本功能的实现。

关键字：五层电梯 PLC 控制AbstractThis graduation design is five elevator model PLC control system design, elevator is not only one of the production process, and is an important equipment by the people with frequent a transportation equipment. With the rapid development of science and technology, but also give elevator brought changing.This design uses Germany Siemens S7-200 series programmable controller CPU226 as control core, and expanded the EM223 and EM222 to realize the template five floors elevator control. Mainly introduces the hardware structure, the fundamental principles of PLC elevator, system hardware choice,PLC software programming introduce and how to program. Design of main functions are: open closed storey signal is produced and eliminate, stop layer of registration and eliminate, call signs outside the registration and eliminate, Finally the simulation software by PLC, preliminary complete basic functions of the system.Key Words:five floors Elevator PLC Control目录1 绪论1.1 课题的研究背景及意义1.2 电梯控制信号系统发展的现状1.3 电梯的介绍1.3.1 电梯的定义1.3.2 电梯的种类1.3.3 电梯的结构及组成部分1.4 本文的主要工作2 可编程逻辑控制的简介2.1 PLC的定义2.2 PLC的发展史2.3 PLC的发展趋势2.4 PLC与其它工业控制系统的比较2.4.1 PLC与继电气控制系统的比较2.4.2 PLC与微型计算机的比较2.5 可编程逻辑控制器的工作原理3 五层电梯PLC的方案选择3.1 当今PLC的主要生产厂家及产品3.2 几个PLC主要生产厂家的介绍3.3 方案的选择4 电梯系统的硬件设计4.1 电梯系统的基本要求4.2 五层电梯PLC控制的总体设计思想4.3 可编程逻辑控制器机型的选择4.4 五层电梯控制的主电路及门控电路4.5 PLC外部接线图5 电梯的软件设计5.1 PLC的编程语言5.2 SETP 7编程软件的编程语言及基本指令5.3 程序设计思想5.4 编程分析5.5 PLCI/O分配5.6 编程软件及其使用5.6.1 编程软件初步使用5.6.2 硬件安装与拆卸5.6.3 参数设计5.6.4 与s7-200建立通信6 电梯的仿真6.1 程序仿真步骤6.2 仿真软件设置6.3 楼层信号的产生与消除6.4 停车信号的登记与消除6.5 外召唤信号的登记与消除总结致谢参考程序附录s7-200CPU226技术参数1 绪论1.1课题的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。

毕业设计(论文）题目：院（系）:专业：姓名：学号：指导教师：二〇一三年十二月五日毕业设计（论文)任务书毕业设计(论文)进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计(论文)中期检查记录表摘要随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，电梯也已成为人类现代生活中广泛使用的运输工具。

随着人们对电梯运行的安全性、舒适性等要求的提高,电梯得到了快速发展，其拖动技术已经发展到了调频调压调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制.可编程控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一.电梯控制要求接入设备使用简便，对应系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库,加快编程和调试速度。

通过PLC对程序设计,提高了电梯的控制水平，并改善了电梯的电梯运行的舒适感。

本文争对以上优点，对电梯运行进行了改进，使其达到了比较理想的控制效果。

关键词: PLC 电梯控制系统AbstractAs China's rapid economic development, micro-electronics technology，computer technology and automation technology have developed rapidly，elevators have become widely used in modern life, means of transport。

As people of the elevator safety, comfort and other required improvements，elevators has been rapid development of its drag technology has developed to a FM voltage speed, its logic control is to replace the original relay by PLC control.Programmable Logic Controller （PLC) because of stable and reliable, simple structure，low cost，easy to learn，powerful and easy to use has become the most widely used general—purpose industrial control devices，contemporary，one of the main pillars of industrial automation. Elevator control requires access device easy to use，the corresponding system configuration programming simple, with user-friendly man—machine interface, with the application database，to speed up programming and debugging speed。

基于PLC五层电梯控制系统设计毕业设计电梯是现代城市中常见的一种交通工具，能够方便快捷地将人们从一楼运送到其他楼层。

而电梯的控制系统是电梯正常运行的关键，因此，设计一个基于PLC五层电梯控制系统成为了一个综合能力的考核项目，本文将对其进行详细设计。

1.系统功能需求：（1）正常运行：电梯需要能够根据用户的需求，无故障地运行并停靠在用户选择的楼层；（2）安全可靠：电梯需要具备各种安全保护措施，如过载保护、故障保护、电气保护等，确保乘坐者的安全；（3）节能环保：电梯需要在使用过程中尽可能地降低能源消耗，并且能够在不影响正常运行的情况下自动进入省电模式。

2.系统设计方案：（1）硬件设计：选择PLC作为控制器，具备输入输出接口、计算能力、通信功能等。

连接传感器，如楼层传感器、门开关传感器、超载传感器等，用于感知外部环境。

（2）软件设计：编写电梯控制程序，采用状态机的方式来描述电梯的运行状态，根据楼层请求和传感器信号来实现电梯的运行和控制。

编写安全保护程序，当发生故障或超载时能及时停止运行，防止事故发生。

3.系统工作流程：（1）初始化：电梯处于待机状态，等待用户按下楼层按钮。

（2）运行状态：根据用户的楼层请求，电梯进入运行状态，控制电梯上升或下降到指定的楼层。

（3）停靠状态：当电梯到达用户选择的楼层后，触发门开关传感器，电梯停靠在该楼层，打开门，等待乘坐者上下电梯。

（4）故障保护：在电梯运行过程中，如发生故障或超载，电梯控制程序会实时检测到并响应，立即停止电梯运行，防止事故发生。

4.系统优化：（1）节能模式：当电梯长时间无人使用时，系统自动进入节能模式，关闭一部分电梯设备，降低能耗。

（2）自适应调度：根据电梯运行状态和楼层请求情况，动态调整电梯的运行策略，提高运行效率。

（3）可视化界面：通过触摸屏等设备，提供给用户一个直观的界面，显示电梯当前的状态和楼层信息。

通过以上设计方案，基于PLC的五层电梯控制系统能够满足电梯正常运行、安全可靠、节能环保等功能需求。

基于PLC的五层电梯控制系统设计电气工程及其自动化专业 ***【摘要】电梯不仅仅是高层建筑里的必备设施，在多层建筑里也是不可缺少的垂直运输工具。

据此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5层5站电梯，使用西门子200可编程控制器，设计了电梯的控制系统。

实现了电梯的指层控制、轿内与各层厅站呼梯指令的记录、电梯运行方向和停靠的层站的控制，自动运行和自动开关门等功能。

这种电梯控制系统应用于实际运行的电梯中，运行结果表明：电梯控制系统安全性和可靠性高，日常保养维护和故障检修方便，运行成本低。

【关键词】电梯；控制系统；可编程控制器；S7-200Design of Five Floors’ Elevator Control System Based on PLC Electrical Engineering and Automation Specialty ***Abstract: The elevator is not only the necessary facility in the high-rise building, but also the essential vertical transport means in the multi—layered construction. This article elaborated the elevator structure，the structure and the working principle of the programmable logic controller．Aim at the elevator of 5 floors and 5 stations，I design this elevator control system by the use of S7-200 programmable logic controller. These modules achieve the functions：fingering out the location of the cabin，registering the instructions from the cabin and the station hall．choosing the direction and the station of elevator follow these instructions，operating elevator and door automatically，and other functions. This elevator control system applies in the actual operating elevator．The operating result indicated：its security and reliability ale high, the routine maintenance and the trouble shooting are convenient, the elevator operating cost is low.Keywords: elevator; controller system; programmable logic controller; S7-200目录1 引言 (1)1.1 课题研究背景和意义 (1)1.2 国内外发展状况 (2)2 西门子S7系列可编程序控制器的介绍 (2)2.1 可编程控制器的基础认识 (2)2.2 可编程序控制器的工作方式 (4)2.3 可编程序控制器的编程语言 (5)3 电梯控制系统的硬件设计 (6)3.1 电梯硬件框图及控制要求分析 (6)3.2 可编程控制器的选型 (7)3.3 交流双速电梯的主电路 (7)3.4 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 (9)3.5 电梯的主要电气设备 (10)3.6 输入输出设计 (12)3.7 楼层位置显示功能 (12)3.8 设计流程图 (13)4 电梯控制系统的软件设计 (14)4.1 电梯开关门控制 (15)4.2 层楼信号产生与消除 (17)4.3 内选指令的登记与消除 (18)4.4 外呼信号的登记与消除 (19)4.5 电梯的上、下行定向 (22)结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (26)1 引言1.1 课题研究背景和意义电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。