電氣自動化工程畢業(yè)論文--基于plc的電梯控制

1、<p><b>　　基</b></p><p><b>　　于</b></p><p><b>　　PLC</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　電</b></p><

2、;p><b>　　梯</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　制</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p>

3、;<b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　引言4</b></p><p>　　第一章 電梯控制系統(tǒng)的方案設計7</p><p>　　1.1 電梯的工作原理7</p><p>　　1

4、.2電梯的功能要求7</p><p>　　第二章 電梯的硬件設計8</p><p>　　2.1 PLC的簡介8</p><p>　　2.1.1 PLC的特點8</p><p>　　2.1.2 PLC在電梯控制中的特點8</p><p>　　2.2電梯系統(tǒng)硬件的選擇及電路圖11</p><

5、p>　　2.2.1曳引電動機主電路電路圖設計12</p><p>　　2.2.2電器柜布線圖如下13</p><p>　　2.3 I/O的分配及PLC的選擇14</p><p>　　2.3.1 PLC控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)計算與分配14</p><p>　　2.3.2 PLC的型號選擇14</p><p&g

6、t;　　第三章 電梯控制系統(tǒng)的軟件設計15</p><p>　　3.1設計梯形圖15</p><p>　　3.2程序說明17</p><p>　　3.2.1 電梯參數(shù)初始化程序段17</p><p>　　3.2.2 用戶輸入登記程序段18</p><p>　　3.2.3 系統(tǒng)狀態(tài)確定程序段20</p&

7、gt;<p>　　3.2.4 判斷電梯是否在開關門程序段22</p><p>　　3.2.5 電梯開門子程序段23</p><p>　　3.2.6 電梯關門子程序段23</p><p>　　3.2.7 判斷電梯是否空閑程序段24</p><p>　　3.2.8 電梯空閑狀態(tài)處理程序段24</p><

8、p>　　3.2.9 確定電梯下一個目標樓層的子程序段25</p><p>　　3.2.10 清除標記子程序段26</p><p>　　3.2.11 電梯上行主程序28</p><p>　　3.2.12 確定上行最近目標子程序段29</p><p>　　3.2.13 電梯下行主程序段30</p><p>

9、　　3.2.14 確定電梯下行最近目標子程序段31</p><p>　　第四章 總 結32</p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p><p>　　基于PLC的電梯控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　

10、電氣自動化專業(yè)學生 ***</p><p><b>　　指導教師 ***</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代城市的建設高速發(fā)展所帶來的高層建筑猛烈的增多，在高層建筑之間的垂直交通工具——電梯，對人們生活也就顯得特別重要。在電梯出現(xiàn)的早期，其控制方式多為繼電器

11、控制方式，但這種控制方式有個致命的缺點——安全性差。隨著微電子技術、計算機技術、和自動控制理論技術的發(fā)展，電梯的邏輯控制也由PLC代替了原來的繼電器控制，安全性、可靠性得到了質(zhì)的飛越。本文針對六層電梯控制系統(tǒng)，對其PLC系統(tǒng)的設計和調(diào)試進行了詳細的闡述。</p><p>　　關鍵詞：PLC 電梯 控制系統(tǒng)</p><p><b>　　目錄</b></p>

12、;<p>　　加我微信哦，我有很多畢業(yè)設計論文，免費提供的，包括原程序，原圖，原稿，還有答辯技巧教學</p><p>　　微信號：mujianxi2010</p><p><b>　　也可以掃我二維碼哦</b></p><p>　　The design of elevator control system Based on PLC

13、</p><p>　　Student majoring in electric automatization wangjinhai</p><p>　　Tutor jiangyifeng</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of s

14、ociety, especially the construction of modern city brought by rapid growth of the high-rise building more violent, elevator also is especially important for the people life in the high-rise building of vertical transport

15、ation! In the early, when lift is invented, its control way is relay control way, but this kind of control mode has a fatal flaw-poor safety. With the development of microelectronics technology, computer technology, and

16、automatic control theory, the logic</p><p>　　Key words: PLC; elevator; control system</p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　選題的意義</b></p><p>　　電梯是高層賓館、

17、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào)速精度、調(diào)速范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。</p><p>　　電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部

18、件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。目前由可編程序控制器(PLC)和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展方向。 </p><p><b>　　電梯的發(fā)展狀況</b></p><p>　　近年來，我國的

19、電梯生產(chǎn)技術得到了迅速發(fā)展．一些電梯廠也在不斷改進設計、修改工藝。更新?lián)Q代生產(chǎn)更新型的電梯，繼電器組成的順序控制系統(tǒng)是最早的一種實現(xiàn)電梯控制的方法。但是，進入九十年代，隨著科學技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，人們對電梯的安全性、可靠性的要求越來越高，繼電器控制的弱點就越來越明顯。可編程序控制器(PLC)最早是根據(jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。鑒于其種種優(yōu)點，目前，電梯的繼電器控制方

20、式己逐漸被PLC控制所代替。同時，由于電機交流變頻調(diào)速技術的發(fā)展，電梯的拖動方式己由原來直流調(diào)速逐漸過渡到了交流變頻調(diào)速。因此，PLC控制技術加變頻調(diào)速技術己成為現(xiàn)代電梯行業(yè)的一個熱點。</p><p>　?。?）電梯的結構及組成部件</p><p>　　電梯是機電一體化產(chǎn)品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經(jīng)，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯

21、可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結構，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成；而電氣控制部分由電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成。</p><p><b>　　一 拽引系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯拽系統(tǒng)的功能是輸出動力和傳遞動力，驅(qū)動電梯運行。主要由

22、拽引機，拽引鋼絲繩，導向輪和反繩輪組成。拽引機為電梯的運行提供動力，由電動機，拽引輪，連軸器，減速箱，和電磁制動器組成。拽引鋼絲的兩端分別連轎廂和對重，依靠鋼絲繩和拽引輪之間的摩擦來驅(qū)動轎廂升降。導向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復繞型還可以增加拽引力。</p><p><b>　　二 導向系統(tǒng)</b></p><p>　　導向系統(tǒng)由導軌，導靴和導軌架組成。它的

23、作用是限制轎廂和對重的活動自由度，使得轎廂和對重只能沿著導軌做升降運動。</p><p><b>　　三 門系統(tǒng)</b></p><p>　　門系統(tǒng)有轎廂門，層門，開門，連動機構等組成。轎廂門設在轎廂入口，由門扇，門導軌架等組成，層門設在層站入口處。開門機設在轎廂上，是轎廂和層門的動力源。</p><p><b>　　四 轎廂<

24、/b></p><p>　　轎廂是運送乘客或者貨物的電梯組件。它是有轎廂架和轎廂體組成的。轎廂架是轎廂體的承重機構，由橫梁，立柱，底梁，和斜拉桿等組成。轎廂體由廂底，轎廂壁，轎廂頂以及照明通風裝置，轎廂裝飾件和轎廂內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量和額定客人數(shù)決定</p><p><b>　　五 重量平衡系統(tǒng)</b></p><

25、p>　　重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分額定載重。重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)拽引鋼絲繩長度變化對電梯的平衡設計影響的裝置。</p><p><b>　　六 電力拖動系統(tǒng)</b></p><p>　　電力拖動系統(tǒng)由拽引電機，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，調(diào)速裝置等組成，它的作用是對電梯進行速度控制。拽

26、引電機是電梯的動力源，根據(jù)電梯配置可采用交流電機或者直流電機。供電系統(tǒng)是為電機提供電源的裝置。速度反饋系統(tǒng)是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號。一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器與電機相連。調(diào)速裝置對拽引電機進行速度控制。</p><p><b>　　七 電氣控制系統(tǒng)</b></p><p>　　電梯的電氣控制系統(tǒng)由控制裝置，操縱裝置，平層裝置，和位置顯示裝置等部分組成。

27、其中控制裝置根據(jù)電梯的運行邏輯功能要求，控制電梯的運行，設置在機房中的控制柜上。操縱裝置是由轎廂內(nèi)的按鈕箱和廳門的召喚箱按鈕來操縱電梯的運行的。平層裝置是發(fā)出平層控制信號，使電梯轎廂準確平層的控制裝置。所謂平層，是指轎廂在接近某一樓層的停靠站時，欲使轎廂地坎與廳門地坎達到用——平面的操作。位置顯示裝置。是用來顯示電梯所在樓層位置的轎內(nèi)和廳門的指示燈，廳門指示燈還用尖頭指示電梯的運行方向。</p><p><

28、b>　　八 安全保護系統(tǒng)</b></p><p>　　安全保護系統(tǒng)包括機械的和電氣的各種保護系統(tǒng)，可保護電梯安全的使用。機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用，緩沖器起沖頂和撞底保護作用，還有切斷總電源的極限保護裝置。電氣方面的安全保護在電梯的各個運行環(huán)節(jié)中都有體現(xiàn)。</p><p>　?。?）研究內(nèi)容及目標</p><p>　　綜上所述，由于

29、電梯作為新一代運輸工具，本次畢業(yè)設計就以六層電梯作為控制對象，以PLC作為工具對電梯控制系統(tǒng)進行了設計。在設計過程中，首先對PLC進行了詳細的介紹，然后針對六層電梯的設計進行PLC類型的選型，再次就是對六層電梯硬件分析，根據(jù)輸入輸出點數(shù)，確定PLC機型，畫出硬件連線圖，然后進行軟件分析編程，寫出梯形圖和語句，進行程序的下載、調(diào)試，最后進行軟件的仿真、調(diào)試等。</p><p>　　第一章 電梯控制系統(tǒng)的方案設計&l

30、t;/p><p>　　1.1 電梯的工作原理</p><p>　　曳引繩兩端分別連著轎廂與對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導軌往復升降運動，防止轎廂在運行中產(chǎn)生偏斜或擺動。常閉式制動器在電動機工作時間松閘，使電梯運轉(zhuǎn)，在失電情況

31、下制動，使轎廂停止升降補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少發(fā)動機功率。，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確停靠。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的于東方向和所在樓層位置。</p><p>　　1.2電梯的功能要求</p><p&g

32、t;　　（1）電梯運行指定位置后具有手動或自動開/關門的功能。</p><p>　?。?）利用指示燈顯示電梯轎廂外的呼喚信號、電梯轎廂內(nèi)的指令信號和電梯的到達信號。</p><p>　?。?）能自動判斷電梯的運行方向，并發(fā)出響應的指示信號。</p><p>　?。?）電梯的上行下行有一臺交流雙速電機牽引。電機正傳，電梯上升；電梯反轉(zhuǎn)，電梯下降。</p>

33、<p>　　（5）電梯轎廂門由另一臺小功率電機驅(qū)動。電機正傳，轎廂門打開；電機反轉(zhuǎn)，轎廂門關閉。</p><p>　　（6）每一層樓設有呼叫按鈕；轎廂內(nèi)設有開關轎廂門按鈕。</p><p>　?。?）電梯啟動、運行、到站實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）行車時，廳門和轎廂都不能開門。開門之后不能行車，有門連鎖保護平層時可自動開門、手動開門，夾人

34、時自動開門。</p><p>　　第二章 電梯的硬件設計</p><p>　　2.1 PLC的簡介</p><p>　　2.1.1 PLC的特點</p><p>　　PLC實質(zhì)上屬于計算機控制方式，與普通微機一樣。以通用或?qū)Ｓ?CPU 作為字處理器，實現(xiàn)字運算和數(shù)據(jù)存儲，另外還有位處理器（布爾處理器），進行點（位）運算與控制。</p&g

35、t;<p>　　PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修。編程簡單、靈活性強等特點。</p><p>　　1、可靠性：對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性。</p><p>　?。?）PLC無需大量的活動元件和接線電子元件</p><p>　　（2）PLC采用了一系列可靠性設計的方法進行設計</p><p>　?。?

36、）PLC有較高的易操作性，編程簡單，操作方便，維修容易</p><p>　?。?）PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設計的控制裝置，具有比通用計算機更簡單的編程語言和更可靠的硬件，采用精簡化的編程語言</p><p>　?。?）在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。</p><p>　?。?）在PLC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。<

37、/p><p>　　2、易操作性:PLC 的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面：</p><p><b>　?。?）操作方便</b></p><p><b>　?。?）編程方便</b></p><p><b>　?。?）維修方便</b></p><p>　　3、靈活性

38、:PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　（1）編程的靈活性。</p><p>　?。?）擴展的靈活性。</p><p>　?。?）操作的靈活性。</p><p>　　2.1.2 PLC在電梯控制中的特點</p><p>　?。?）采用PLC控制電梯，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高。&l

39、t;/p><p>　?。?）去掉了選層器及大部分繼電器，控制系統(tǒng)結構簡單，外部線路簡化。</p><p>　　（3）PLC可實現(xiàn)各種復雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　?。?）PLC可進行故障自動檢測報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。</p><p>　　（5）用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率。</p&g

40、t;<p>　　（6）更改控制方案時不需改動硬件接線。</p><p>　　此外，PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強，設計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p><p>　　2.1.3 S7-200系列PLC的簡介</p><p>　　西門子的SIMATIC S7系列是市場上流行的

41、具有代表性的可編程序控制器，它包括S7-200、S7-300、S7-400三類，其中S7-200是小型可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。具有緊湊的設計、良好的擴展性、安全可靠的通訊、界面友好的編程軟件，高速的處理能力，強大的指令集。</p><p>　　S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實時特性、強勁

42、的通訊能力、豐富的擴展模塊，S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等。</p><p>　　2.1.4 PLC的結構及組成 </p><p>　　S7-200的CPU將一個微處理器、一個集成電源

43、和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個功能強大的微型PLC，外部結構圖如圖2-1所示：</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　PLC通常由主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成，如圖2-2所示：</p><p><b>　　圖2-2</b>&

44、lt;/p><p>　?。?）主機 主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、做出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內(nèi)部判斷等。</p><p>　?。?）輸入/輸出（I/O）接口

45、I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結果通過功放電路去驅(qū)動輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。</p><p>　　（3）電源

46、 電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。</p><p>　　（4）編程器 編程器是PLC的一種主要的外部設備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)控PLC的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦連接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監(jiān)控。PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用

47、戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。</p><p>　　2.1.5 PLC的工作原理</p><p>　　PLC的工作過程分為以下幾個階段：輸入處理階段、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行CPU自診斷測試、輸出處理階段。</p><p>　　（1）輸入處理階段 每次掃描周期開始時，先讀數(shù)字輸入點的當前值，然后把這些值

48、寫到輸入映像寄存器中。CPU以8位（1個字節(jié)）為增量的方法來保留輸入映像寄存器。如果模擬量輸入選擇輸入模擬器，CPU在每個掃描周期刷新模擬輸入、執(zhí)行濾波功能并存儲濾波值。當訪問模擬輸入時，使用濾波值。如果模擬輸入不選擇輸入濾波器，當訪問模擬輸入時，CPU每次從物理模塊讀取模擬值。 </p><p>　　（2）執(zhí)行程序 在掃描周期的執(zhí)行程序階段里，CPU執(zhí)行程序是從第一條指令開始，直到最后一條指令結束。不論在主程

49、序或中斷程序執(zhí)行過程中，直接I/O指令允許對輸入點和輸出點直接存取。如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關的中斷程序就作為程序的一部分存儲下來。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執(zhí)行，而是當中斷事件發(fā)生時才執(zhí)行（中斷事件可能會發(fā)生在掃描周期的任意點上）。</p><p>　　（3）處理通訊請求 在掃描周期的信息處理階段，CPU處理從通訊端口接收到的任何信息。</p><p>　?。?

50、）執(zhí)行CPU的自診斷測試 在掃描周期中，CPU檢查其硬件，以及用戶存儲器（僅在RUN模式下），它也檢查所有的I/O 模塊的狀態(tài)。</p><p>　　（5）輸出處理階段 每個掃描周期的結尾，CPU把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸送給數(shù)字輸出點。當CPU操作模式從RUN切換到STOP，數(shù)字輸出設置為輸出表中定義的值，或保持當前狀態(tài)，模擬輸出保持最后寫入的值。</p><p>　　2.2電梯

51、系統(tǒng)硬件的選擇及電路圖</p><p>　　電動機：電梯的種類多種多樣，按拖動系統(tǒng)來分有交流單速/交流雙速拖動電梯、交流調(diào)壓調(diào)速曳引電梯等等。在此次設計中，將采用交流雙速電機作為曳引電機，它的優(yōu)點是簡單，經(jīng)濟，更重要的是舒適感好。</p><p>　　備用電機的選擇：備用電機只要選擇和曳引電機一樣的型號即可。</p><p>　　門電機：只要滿足功率要求，門電機選用

52、一般三相異步電動機即可。如圖中所示電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)門的開關，采用星角降壓啟動，KS為速度繼電器，用來對開關門到頭時制動，防止轎，廳門的損壞。</p><p>　　基于以上考慮，部分硬件的選擇結果如下：曳引電機型號：YDDL160L-6/8、額定功率：11KW、額定電壓：380V、額定電流：23A、功率因數(shù)：0.83、備用曳引電機選型通上、門電動機型號：Y100L-2、額定功率：3KW、額定電壓：380V、額定

53、電流：7A、功率因數(shù)：0.87；</p><p>　　主電路部分電器型號的選擇結果如下：交流接觸器：CJ20-25、熔斷器：BLR1-63/3P分斷能力：50000A、熱繼電器：JR16-20/3D、熔斷式刀開關：HH4-30/3-25；</p><p>　　門電路部分電器型號的選擇如下：交流接觸器：TYC2-12-9、熔斷器：BLR1-63/3P-14、</p><p

54、>　　熱繼電器：JR16-20/3、熔斷式刀開關：HH3-15/2-10。</p><p>　　2.2.1曳引電動機主電路電路圖設計</p><p>　　設計思路：曳引電機正轉(zhuǎn)時，KM3閉合，當KM7，KM5觸點閉合，電機加速運行，此時串聯(lián)電阻和電抗的支路電流逐漸增大，當速度達到要求后，KM7觸點斷開，電梯快速運行；當電梯壓下層接近開關時KM6觸點閉合，電路電流突然增大，根據(jù)電抗的反

55、抗特性，電路電流反相流通，電機反制，速度降低，降到一定時由速度繼電器起作用，電機停轉(zhuǎn)，達到電梯停車的要求。</p><p>　　圖2.2.1曳引電機主電路電路圖</p><p>　　2.2.2電器柜布線圖如下</p><p>　　圖2.2.2電器柜布線圖</p><p>　　2.2.3控制門電路電路圖如下</p><p&g

56、t;　　圖2.2.3 門電路電路圖</p><p>　　2.3 I/O的分配及PLC的選擇</p><p>　　2.3.1 PLC控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)計算與分配</p><p>　　根據(jù)電梯控制的特點，輸入信號應該包括以下幾個部分：</p><p>　　輸入點有:門廳按鈕10個,轎廂內(nèi)按鈕9個,樓層感應傳感器6個,轎廂門限開關2個,檢修開關

57、1個,平層傳感器2個，減速傳感器2個，過載測量傳感器1個，障礙檢測光電傳感器1個。</p><p>　　綜上所述，共需要輸入點34個。</p><p><b>　　輸出信號應該包括：</b></p><p>　　轎廂內(nèi)指示燈9個，門廳召喚按鈕指示等10個，樓層顯示用七段碼顯示器引腳7個，開關門電動機驅(qū)動線圈2個，變頻器控制引腳3，電梯上下行指示

58、燈2個</p><p>　　綜上所述，共需輸出點33個。</p><p>　　2.3.2 PLC的型號選擇</p><p>　　綜合輸入輸出點的計算以及要實現(xiàn)的電梯控制功能，使用西門子S7-200PLC（CPU226）加一個擴展模塊，這樣就能完全能夠滿足設計要求。S7-200PLC是一種小型可編程邏輯控制器（MicroPLC），可應用于各種小型自動化控制系統(tǒng)。高集成

59、度的設計、低廉的成本使得S7-200成為各種小型控制任務理想的解決方案，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。并且，西門子S7-200PLC具有：極高的可靠性、豐富的指令集、極快的浮點運算速度、豐富的擴展模塊、強大的內(nèi)部集成功能等幾個方面的出色表現(xiàn)。</p><p>　　第三章 電梯控制系統(tǒng)的軟件設計</p><p><b>　　3.1設計梯形圖</b>

60、;</p><p>　　設計梯形圖一般要遵循以下規(guī)則：</p><p>　　（1）I/O點和內(nèi)部各軟繼電器等的常開和常閉觸點可多次重復使用。</p><p>　?。?）軟繼電器的線圈不能直接與左母線相連，應有過渡點。</p><p>　　（3）軟繼電器的右端不能再有接點。</p><p>　?。?）在同一套梯形圖中，相

61、同代號的線圈不能重復出現(xiàn)（SET、RST除外）。</p><p>　?。?）PLC的輸入輸出點可當軟繼電器來用。</p><p>　　梯控制程序的設計需按照3-1所示的程序流程圖來編輯。</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　3.2程序說明</b></p&g

62、t;<p>　　3.2.1 電梯參數(shù)初始化程序段</p><p>　　初始化程序段定義了電梯運行所需要的部分邏輯線，數(shù)據(jù)寄存器的處始值．初始值定義如下表：</p><p>　　表3-2 參數(shù)初始值</p><p>　　這段程序只有在M0的值為邏輯0的時候才能運行，M0是系統(tǒng)啟動標志寄存器。當系統(tǒng)初始化完成后把M0置位，以后在正常運行情況下將不再執(zhí)行這

63、段程序．如果電梯運行，按下X37，就可以把M0復位，而M0是整個主程序的主控指令，一點M0為邏輯0，N0主控就失效了，整個程序?qū)Ｖ埂?lt;/p><p>　　3.2.2 用戶輸入登記程序段</p><p>　　用戶輸入程序段是用來接收用戶對門廳按鈕或者轎廂內(nèi)按鈕的操作，并將其保存到一定的邏輯線圈中或者執(zhí)行一定的指令加以處理，每個觸點對應的邏輯線圈以及說明如下表：</p>&l

64、t;p>　　表3-3 觸點對應邏輯線圈及其說明</p><p>　　該段程序都是用的SET指令，把按下的觸電對應的邏輯線圈置位，用以保持該狀態(tài)，比如當X0接通就把M10置位。一部分程序如下圖：</p><p>　　3.2.3 系統(tǒng)狀態(tài)確定程序段</p><p>　　這段程序的大部分都像前邊的三句，當M10置位是就接通轎廂內(nèi)一樓按鈕對應的指示燈，表示該按鈕被按

65、下</p><p>　　對開門狀態(tài)和關門轉(zhuǎn)臺有特殊的處理，其梯形圖如下</p><p>　　M16和M17分別是開門按鈕和關門按鈕對應的狀態(tài)，只有當電梯不移動的時候才能執(zhí)行開關門的指令，所以要對Y025和Y026的狀態(tài)進行判斷，Y025和Y026分別是拽引電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的狀態(tài)，也就是判斷電梯有無上下行。如果是開門狀態(tài)，為了避免沖突，先要復位關門繼電器M17，在復位關門狀態(tài)繼電器M105,復

66、位開門到位繼電器M106，這樣就可以置位開門狀態(tài)繼電器M104,這樣就已經(jīng)處于開門的狀態(tài)了，響應了開門按鈕的要求了，就可以復位開門按鈕對應的繼電器M16．關門的過程與此正好相反，這里就不再做說明了。</p><p>　　在系統(tǒng)狀態(tài)確定的時候還要顯示當前的樓層以及當前是處于上行還是下行狀態(tài)，這些要求都是通過下邊的程序段來實現(xiàn)的：</p><p>　　D100寄存器是存的是當前的樓層數(shù)，SEG

67、D(seven-segmentdecoder)是顯示十六進制指令，當系統(tǒng)一上電，它就把D100寄存器譯碼成驅(qū)動與輸出端Y011-Y017相連的七段數(shù)碼管的控制信號。當M101置位，說明電梯處于上行狀態(tài)，所以電梯的上行指示燈Y041亮。當M102置位，說明電梯處于下行狀態(tài)，所以就使得電梯的下行指示等Y042亮。</p><p>　　3.2.4 判斷電梯是否在開關門程序段</p><p>　　

68、當M104置位且M105復位就是說明電梯處于開門狀態(tài)，就調(diào)用電梯開門子程序段P30。當M104復位且M105置位就說明電梯正處于關門狀態(tài)，就調(diào)用電梯關門子程序段P40。當M104和M105都復位時，說明電梯既沒有開門又沒有下行。這樣N1層主控指令有效，去處理電梯的移動，如果電梯處于開門或者關門狀態(tài)就會切段移動指令的執(zhí)行，保證電梯不會移動。M105復位</p><p>　　3.2.5 電梯開門子程序段</p&

69、gt;<p>　　當M104置位時電梯處于開門狀態(tài)，如果開門到位開關X032沒有接通，置位Y020繼續(xù)開門，如果開門到位，X032接通說明門已經(jīng)開到位了，這是置位開門到位繼電器，并開始定時，讓人安全進入，定時時間到復位開門狀態(tài)繼電器并置位關門狀態(tài)繼電器，開始關門。</p><p>　　3.2.6 電梯關門子程序段</p><p>　　這段程序和電梯開門子程序段很相近，M105

70、置位標志著電梯處于關門狀態(tài)，根絕關門是否到位繼電器的狀態(tài)來判斷應該執(zhí)行那些操作．如果關門沒到位，驅(qū)動開關們電動機反轉(zhuǎn)繼續(xù)關門，如果在關門的過程中光電傳感器X035接通表示有人進出或者有東西擋在門口，為了安全其間，就為跳轉(zhuǎn)到開門子程序段P30，重新開門，只有障礙排除了才能繼續(xù)關門。</p><p>　　3.2.7 判斷電梯是否空閑程序段</p><p>　　X000-X005是電梯轎廂內(nèi)的選

71、層按鈕，X017-X030電梯門廳的召喚按鈕，上邊這段程序是為了檢測這些按鈕中有沒有一個或者幾個被按下，用這個來確定電梯的運行狀態(tài)，判斷電梯是否處于空閑，用SUM指令計算X001-X004，X017-X026，X017-X026的邏輯1的位數(shù)，保存到D111和D112中．如果X004 ,X005,X027,X030中有一位或者幾位被置邏輯“1”或者 M8020還是邏輯0，那就證明有按鈕被按下，那么M100就被接通否則復位M100。<

72、;/p><p>　　3.2.8 電梯空閑狀態(tài)處理程序段</p><p>　　當M101和M102都復位的時候電梯既不是上行也不下行有可能處于空閑狀態(tài)，這時候就去調(diào)用P50，確定電梯下一個目標樓層的子程序段，這這段程序中會確定M103（電梯空閑標志）的值，如果這段程序執(zhí)行的結果是還沒有任何其他樓層（不包括電梯當前?？康臉菍樱┬枰憫?，那么M103就為邏輯1,電梯繼續(xù)處于空閑狀態(tài)，如果M103和

73、M100（有按鈕按下標志）都置位，就說明按下的</p><p>　　是電梯挺靠的樓曾，便設置電梯開門標志M104。</p><p>　　3.2.9 確定電梯下一個目標樓層的子程序段</p><p>　　P40這段程序是確定電梯的下一個目標樓層的子程序，在電梯處于空閑狀態(tài)會執(zhí)行這一段程序，在這段程序中，會確定M103（電梯空閑狀態(tài)標志）的邏輯值。如果這段程序執(zhí)行的結果

74、還是沒有任何其他樓層（不包括電梯的當前層）需要響應，那么M103的值就為邏輯“1”，電梯仍然處于空閑狀態(tài)。</p><p>　　這段程序的第一部分是設了一個臨時變量D110,然后把電梯的當前的層保存在D110當中，然后使用一系列指令修改D110的值，比如門廳一樓上行按鈕或者轎廂內(nèi)一樓按鈕被按下，那么就把數(shù)字一傳給D110。門廳二樓上行按鈕或者下行按鈕或者轎廂內(nèi)二樓按鈕被按下的時候就把數(shù)字2傳給D110，以此類推。

75、</p><p>　　3.2.10 清除標記子程序段</p><p>　　表3—3清除標記對應表</p><p>　　此段程序的任務是電梯在某個樓層的時候，清除已經(jīng)完成任務的按鈕狀態(tài)。程序的梯形土圖如下圖所示。</p><p>　　在子程序的開頭，把電梯的當前所在的樓層數(shù)保存到便址寄存器V中，并用跳轉(zhuǎn)指令CJ跳轉(zhuǎn)到P60V當中去，在P0V的最

76、后總有一句跳轉(zhuǎn)到P69（清除標記子程序的結尾，SRET指令），這樣就保證只有當前樓層的標記被清除。對應沒一層應清除的標記如上表所示。</p><p>　　3.2.11 電梯上行主程序</p><p>　　當電梯上行標志M101置位且電梯下行標志M102復位的時候，說明電梯處于上行狀態(tài)。電梯在上行的過程中只要還沒有減速，（即Y024沒有被置為邏輯1），每一個掃描周期都要調(diào)用電梯上行最近目標子

77、程序段P70，看有沒有用戶新的召喚指令，以更改上行目標樓層。并不斷的把電梯的當前層數(shù)值D100和上行最近目標D101進行比較，如果比較的結果是電梯的當前小于電梯的上行最近目標，則電梯要繼續(xù)上行，M202置位，并且使的電動機繼續(xù)正轉(zhuǎn)，Y025置位。如果比較的結果是上行最近目標D101等于電梯的當前層，意味著電梯快要到達，要準備平層，馬上設置電梯為減速上行置位Y024。當電梯在減速上行過程中遇到上行平層傳感器X036的隔磁板，發(fā)出的平層信號

78、就復位拽引電機的正傳Y025線圈和減速線圈Y024，設置電梯的開門標志M104為1，以便下一個掃描周期進入開門子程序，并調(diào)用P60清除本層的相應按鈕狀態(tài)。</p><p>　　3.2.12 確定上行最近目標子程序段</p><p>　　確定上行最近目標子程序段，是為了監(jiān)控用戶新的輸入，確定是否需要更改電梯運行的目標，如當電梯已經(jīng)有了目標層，并開始移動的時候，比如從一樓到六樓，當電梯經(jīng)過二樓

79、時，四樓門廳有人按下門廳的上行按鈕，那么電梯的上行最近目標層就應當改為4，而不是6。</p><p>　　在這段子程序中用到了用了一個類似C語言中的switch…case語句的梯形圖結構，根據(jù)一個變量的不同數(shù)值去執(zhí)行相的指令。因為在每個掃描周期電梯的當前位置都在發(fā)生改變，而檢測上行最近目標只能檢測上行最近目標層只能檢測當前層一上的層的門廳上行召喚指令，或者廂內(nèi)按鈕的指令。比如當前層是當前層是四層，上行最近目標是6

80、，那么只有按下5樓的門庭上行召喚指令或者廂內(nèi)5樓按鈕才能改變電梯的上行最近目標層。而按一樓，二樓和三樓的按鈕的不能響應。</p><p>　　P0就是確定上行最近目標曾子程序的開始，首先要得到當前所在的樓層數(shù)，保存到變址寄存器V中，然后根據(jù)V，是用跳轉(zhuǎn)指令CJ跳轉(zhuǎn)的相應的程序段。如果當前的樓層樹是二，那么就直接會跳到P2，這樣就會跳過P1（檢測二樓的按鈕狀態(tài)），如果檢測到P2中的M12（轎廂3樓按鈕）或者M34（

81、三樓門廳上行按鈕）被按下，那么就用3來取代原來的電梯上行最近目標層，并跳轉(zhuǎn)的P19，（確定電梯上行最近目標子程序的結束，SRET指令），然后繼續(xù)檢測P3中的M13（轎廂三樓按鈕狀態(tài)）和M32（三樓門廳上行召喚按鈕狀態(tài)），如有被按下就用四來取代電梯的上行最近目標層，以此類推，繼續(xù)向下檢測，一直到P4，P5，P6。如果到P5都沒有按鈕被按下，那么就進入P6，證明電梯已經(jīng)不在上行狀態(tài)了，那么就撫慰M101（電梯上行標志），并設置電梯的空閑標志

82、M103為邏輯一，在下一個掃描周期就進入電梯的空閑狀態(tài)處理程序。</p><p>　　3.2.13 電梯下行主程序段</p><p>　　當電梯上行標志M101復位并且電梯下行標志M102置位的時候說明電梯正處于下行狀態(tài)。當電梯在下行的過程中還沒有減速（也就是Y024還沒有被置位）在程序掃描的每一個周期都要調(diào)用電梯下行子程序段P20，檢測有沒有新的下行召喚。如有可應答的召喚就要修改電梯的下

83、行最近目標。在下行的過程中不斷的比較電梯的當前層D100和下行最近目標D102，如果比較的結果是電梯的當前層高于電梯的下行最近目標，置位M200，說明電梯還沒有到達?？空?，需要繼續(xù)下行，使得電梯拽引電梯繼續(xù)逆轉(zhuǎn)，也就是是置位Y026。下行一直到電梯的行最近目標和電梯的當前層相等的時候，并且下行減速傳感器接通，說明電梯已經(jīng)到達需要?？康臉菍?，需要為平層準備，置位Y024，使得電梯減速上行。減速上行一直到電梯下行平層傳感器X037接通的時候

84、，說明轎廂已經(jīng)到了平層的準確位置，復位拽引電機反轉(zhuǎn)線圈Y026，復位拽引電機減速線圈Y024。置位開門標志M104。以便程序下一個掃描周期進入開門子程序段。這是還要調(diào)用清除標記子程序，清除本曾的按鈕狀態(tài)。</p><p>　　3.2.14 確定電梯下行最近目標子程序段</p><p>　　確定電梯下行最近目標層子程序段的作用是在電梯處于下行的過程中的每一個掃描在周期都檢測是否需要更新電梯

85、下行最近目標層，如果需要就進行修改，結構和指令和確定電梯上行最近目標層子程序段相似，但有點不同。從上邊的梯形圖可以看到在P20的下邊是P26而不是P21，那是因為電梯下行的工程中程序只能掃描當前層以下的樓層數(shù)，并且從高層往低層掃描。掃描的過程和確定電梯上行最近目標子程序段相似，這里不再說明。知道代碼結尾處的P21，在所有的按鈕沒有被按下的情況下，取消電梯的下行運作狀態(tài)，設置電梯的空閑等待狀態(tài)。</p><p>&

86、lt;b>　　第四章 總 結</b></p><p>　　經(jīng)過三個多月的不斷的努力，我終于完成了畢業(yè)設計。在開始接到這個課題時我相當茫然，但是我不斷通過書店、圖書館和互聯(lián)網(wǎng)等尋找有關“基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設計”的資料，清楚地了解到了電梯的工作原理，以及經(jīng)典的用PLC工業(yè)控制的設計實例，再結合自己所學過的PLC可編程器的有關知識，我開始對六層電梯PLC控制有了自己的思路。為了更好地理清自己的

87、思路和完成我的設計任務，我把設計思路分成了幾個模塊，再根據(jù)自己的模塊，按照時間分配好自己的任務。我就有針對性的逐個完成給自己設定好的階段性目標。</p><p>　　在前期，我發(fā)現(xiàn)查閱資料也是一個不容缺少的能力。有關這方面的資料有太多，你得分清哪些對你有用處，哪些沒用，等查閱完后需做好記錄、歸納與總結，找到問題的本質(zhì)。對于電梯控制系統(tǒng)的設計，你必須對電梯的工作原理和功能要求了解得很透徹，因為這是你后面設計的基礎。

88、在了解完這些之后，再去多看些有關PLC控制的實例。雖然學過PLC這門課程，但是那大部分是理論的，看完這些實例后，才發(fā)現(xiàn)有了自己的初步思路。在后面，我就正式開始了我的設計。對于PLC程序的設計，其I/O端口的分配尤為重要，這是做后面程序設計的基礎。在I./O端口分配好后，就選擇合適的PLC。一般程序的設計不是一蹴而就的，得通過不斷的調(diào)試才能完成。</p><p>　　通過這些天的努力，讓我理會到了理論與實踐的巨大差

89、距。只有不斷通過實踐，才能把所學知識學好，才能發(fā)現(xiàn)問題所在，才能有更大的進步。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　王庭有編著，《可編程控制器原理及應用》.第二版. 國防工業(yè)出版社.2008:18-22</p><p>　　許曉峰主編，《電機及拖動》.第三版.高等教育出版社.2007:17-25</p>

90、<p>　　肖軍 孟令軍編著，《可編程控制器原理及應用》 清華大學出版社.2008:74-85</p><p>　　高欽和編著，《PLC應用開發(fā)案例精選》.第二版. 人民郵電出版社.2008:56-61</p><p>　　李惠昇主編，《電梯控制技術》 機械工業(yè)出版社，2003:65-72</p><p>　　宋伯生主編，《PLC編程實用指南》 機械工

91、業(yè)出版社， 2007:90-112</p><p>　　廖常初主編，《FX系列PLC編程及應用》 機械工業(yè)出版社，2006:56-58</p><p>　　張培志主編，《電氣控制與可編程序控制器》 化學工業(yè)出版社，2007:71-73</p><p>　　謝劍 賈青著，《微型計算機控制技術》第3版. 國防工業(yè)出版社,2001:54-62</p><

92、;p>　　范永生 王岷編《電氣控制與PLC應用》.第二版. 中國電力出版社2007:43-48</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　電梯控制技術是一項專業(yè)技術，它涉及到機電專業(yè)的諸多課程。通過此次設計我對自己所學基礎理論、專業(yè)知識和基本技能進行了綜合的檢驗。培養(yǎng)了分析與解決實際問題的能力，同時這次畢業(yè)設計不僅使我了解了很多新的知識，

93、更重要的是我檢索和獲取知識的能力的到了很大的提高，這跟老師們給我的指導也是分不開的。本文是在導師王秀老師的悉心指導下完成的，蔣一峰老師嚴謹求實的治學態(tài)度、和藹可親的為人風范是我受益匪淺。謹此向蔣一峰老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！</p><p>　　在課題選題和研究過程中，還得到了其他老師和同學的幫助。在此，對其他給予幫助的老師們表示我誠摯的謝意，對給予幫助的同學們表示衷心的感激和謝意。</p>

94、<p>　　鑒于本人所學知識有限，經(jīng)驗不足，又是初次研究這種復雜的設計。在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。</p><p>　　最后，還要感謝西安電子科大學的所有老師在這兩年半中給我的培養(yǎng)。兩年半的培育，不僅使我學到了很多新知識，更重要的是，使我建立起了一套完整的科學思考觀，正是有了這樣科學的分析和思考問題的方式，才能使我解決畢業(yè)設計中遇到的一系列問題，同時這在我以后的生