基于plc的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-自動(dòng)化畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　學(xué)　術(shù)　誠(chéng)　信　承　諾</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果，也不包含為獲得佳木斯大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志

2、對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。</p><p>　　簽名：___________ 日期：____________</p><p>　　關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明</p><p>　　本人完全了解佳木斯大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮

3、印或其他復(fù)制手段保存論文。</p><p>　　簽名：___________ 導(dǎo)師簽名：___________ 日期：____________</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)發(fā)展的速度不斷提升，越來(lái)越多的中大型賓館、商場(chǎng)、住宅樓、多層廠(chǎng)房和倉(cāng)庫(kù)中的電梯已經(jīng)是不可或缺的一部分了。隨著我國(guó)的發(fā)展

4、，建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，樓層越來(lái)越高，對(duì)電梯的安全性和舒適性的要求也越來(lái)越高。</p><p>　　電梯在現(xiàn)代生活中是不可或缺的運(yùn)輸工具，在人們的日常生活中有舉重若輕的作用。電梯控制系統(tǒng)主要由PLC、電梯控制電路等組成。本次設(shè)計(jì)主要采用西門(mén)子公司的PLC作為控制中心，以及交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、報(bào)警器組成的控制系統(tǒng)。在軟件上采用的是模塊設(shè)計(jì)，由乘客選層的呼叫請(qǐng)求、開(kāi)關(guān)門(mén)、平層檢測(cè)、轎廂升降、

5、電梯運(yùn)行狀態(tài)顯示器等控制模塊組成。通過(guò)PLC來(lái)控制對(duì)電梯的升降、調(diào)速、平層、啟動(dòng)和制動(dòng)進(jìn)行控制。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、編程簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高。</p><p>　　本文采取的是PLC控制系統(tǒng)，在很大程度上克服了以往繼電器控制系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)，比如說(shuō)PLC采取了大規(guī)模的集成電路，很大部分都是軟繼電器，控制系統(tǒng)的可靠性明顯提升很多。因此，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展水平，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越重要，所以研究

6、PLC電梯控制系統(tǒng)有著重大的意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯；PLC；控制系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, with the development of our country's speed, more and more large and me

7、dium-sized hotels, shopping malls, residential buildings, multi-storey factories and warehouses in the elevator is already an integral part. With the development of our country, the scale of building is expanding constan

8、tly, the floor is higher and higher, and the requirement of safety and comfort of elevator is higher and higher.</p><p>　　The elevator is an indispensable transportation tool in the modern life, is used in p

9、eople's daily life function. Elevator control system mainly by PLC, elevator control circuit and so on. The design of the main use of SIEMENS's PLC as the control center, as well as AC asynchronous motors, relays

10、, contactors, stroke switches, buttons, alarms composed of control systems. The module design is adopted in the software, which is composed of the calling request of passengers, the opening and closing d</p><p

11、>　　This paper adopts the PLC control system, to a large extent overcomes many disadvantages of traditional relay control system, for example, PLC has taken the large-scale integrated circuits, most soft relay, the rel

12、iability of the control system was much improved. Therefore, with the development of electronic technology and computer technology, the application of PLC in the field of industrial control is becoming more and more impo

13、rtant. Therefore, it is of great significance to study the PLC ele</p><p>　　Key words: The elevator; PLC; Control system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要

14、I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的目的和意義1</p><p>　　1.1.1 課題的目的1</p><p>　　1.1.2 課題的意義1</p><

15、p>　　1.2 課題背景2</p><p>　　1.3 文獻(xiàn)綜述3</p><p>　　1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　第2章 電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案5</p><p>　　2.1 PLC控制系統(tǒng)與繼電器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較5</p><p>　　2.2 確定控制方案及硬件的選擇6&

16、lt;/p><p>　　第3章 硬件設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 S7-200 PLC 的概述7</p><p>　　3.1.1 可編程控制器的工作原理7</p><p>　　3.1.2 掃描周期8</p><p>　　3.2 電梯簡(jiǎn)介9</p><p>　　3.2.1 電梯的性能指

17、標(biāo)9</p><p>　　3.3 變頻器簡(jiǎn)介11</p><p>　　3.3.1 控制系統(tǒng)框圖12</p><p>　　3.4 電梯機(jī)房里的主要部件13</p><p>　　3.4.1 電梯井道里的主要部件14</p><p>　　3.4.2 轎廂上的主要部件15</p><p>　

18、　3.4.3 電梯層門(mén)口的主要部件15</p><p>　　3.4.4 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能15</p><p>　　3.4.5 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能16</p><p>　　3.5 I/O（輸入/輸出）端口分配16</p><p>　　3.6 外部接線(xiàn)圖17</p><p>　　3.7 電氣控制圖19

19、</p><p>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1 PLC的編程語(yǔ)言21</p><p>　　4.2 STEP7 概述及程序設(shè)計(jì)方法21</p><p>　　4.3 電梯控制流程圖22</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><

20、;p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附 錄 127</b></p><p><b>　　附 錄 243</b></p><p>　　不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符

21、，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題的目的和意義</b></p><p><b>　　課題的目的</b></p><p>　　電梯是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及了多個(gè)領(lǐng)域，比如說(shuō)機(jī)械、電氣還有土木工程。還要考慮到電梯的美觀(guān)性、舒適

22、性和安全性等。但是，對(duì)于現(xiàn)階段的電梯，必須具有較高的安全性。實(shí)際上，現(xiàn)代電梯領(lǐng)域中已經(jīng)設(shè)計(jì)了多種保護(hù)措施。比如，在電梯的設(shè)計(jì)階段，電梯的機(jī)械零部件和重要的電器部件都采用更保險(xiǎn)更安全的零件。但是，只有在保證電梯的設(shè)計(jì)階段、制造階段、售后服務(wù)和后期的不斷維護(hù)，才能夠全方位的保證電梯的高質(zhì)量和更高的安全性。</p><p>　　目前，可編程序控制器(PLC)和部分重要的電器元件組成的電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)，正在飛速的發(fā)展。由

23、PLC和電氣元件組成的控制系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)在于可靠性高、維修方便、編程簡(jiǎn)單、可以完成較為特殊的控制任務(wù)，它正在成為控制電梯的重要研究方向。</p><p>　　為了讓乘客乘坐電梯更加舒適，研究PLC對(duì)電梯的控制還是很有必要的。傳統(tǒng)的繼電器控制電梯的方式有很多缺陷，而PLC的編程簡(jiǎn)單、靈活性高、延展性能好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的用于電梯控制系統(tǒng)中。本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)四層電梯的控制系統(tǒng)，利用PLC的邏輯開(kāi)關(guān)功能，通

24、過(guò)PLC來(lái)控制電梯的開(kāi)關(guān)門(mén)、樓層顯示、定向、超載報(bào)警、起動(dòng)加速和制動(dòng)停車(chē)等模塊。這些都要對(duì)電梯的性能進(jìn)行分析研究，來(lái)確定輸入輸出口，從而選擇PLC的具體型號(hào)，再分配I/O口，并編輯對(duì)應(yīng)的程序和對(duì)電梯的控制，最后在檢驗(yàn)程序并應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)PLC控制電梯的目的[1]。</p><p><b>　　課題的意義</b></p><p>　　在我國(guó)現(xiàn)階段的電梯控制領(lǐng)域基礎(chǔ)上，由

25、PLC和變頻器組成的電梯控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC的選擇和設(shè)計(jì)，大規(guī)模的提高了控制電梯的水平，也在一定程度上提高了乘客的舒適感，使電梯運(yùn)行中達(dá)到合理的要求，并且實(shí)現(xiàn)電梯轎廂精準(zhǔn)的平層。</p><p>　　我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度不斷提高，使我國(guó)電梯的機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)得到了高速的發(fā)展。自動(dòng)控制理論與微電子技術(shù)、電梯的拖動(dòng)方式與控制發(fā)生了重大的革新，交流調(diào)速系統(tǒng)是我國(guó)電梯控制系統(tǒng)的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)今，有三種電梯控制系統(tǒng)分別為

26、：繼電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)，事故率高、性能較差、控制方式不靈活以及能源利用率高等缺點(diǎn)，現(xiàn)階段被一逐漸淘汰，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在智能控制方面雖然有很豐富的功能，但是抗干擾性較差，設(shè)計(jì)復(fù)雜，技術(shù)人員較難掌握其維修技術(shù)等缺陷。由于PLC的運(yùn)行可靠性較強(qiáng)，使用便捷維修方便，抗干擾性高，調(diào)試和設(shè)計(jì)時(shí)間短等特點(diǎn)，比較受人們青睞等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)今已經(jīng)在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的程序。</p><p>

27、　　本文重點(diǎn)研究電梯的變頻調(diào)速。以PLC為主的電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、PLC的電梯控制系統(tǒng)，兩個(gè)方面展開(kāi)論證。</p><p><b>　　課題背景 </b></p><p>　　電梯已經(jīng)具有184年的歷史了。1854年，在位于紐約的世界展覽會(huì)中，美國(guó)人第一次展示了他所發(fā)明的電梯。他站在裝了很多人的電梯上面，讓助手啟動(dòng)電梯，之后向電梯發(fā)送控制信號(hào)，讓助手剪斷了電梯的繩子。讓人震

28、驚的是，電梯并沒(méi)有直接掉下來(lái)，而是牢牢的固定在了地面上，這位科學(xué)家所發(fā)明的安全防范裝置起到了至關(guān)重要的作用。非常的安全，先生們。站在電梯上的這位科學(xué)家先生向參觀(guān)展覽的人們揮手示意，這就是人類(lèi)歷史上的第一部電梯。</p><p>　　奧的斯先生首次發(fā)明的電梯改變了人們傳統(tǒng)的升降工具。從今以后，不在有人害怕乘坐電梯了，電梯在背景下得到了世界各國(guó)大規(guī)模的應(yīng)用。1889年12月，美國(guó)奧的斯電梯公司制造有限公司制造出了跨時(shí)

29、代的電梯，電梯采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)蝸輪減速器來(lái)控制電梯上面的繩索，來(lái)控制電梯的上升或者下降。1892年，美國(guó)奧的斯有限公司開(kāi)始應(yīng)用了類(lèi)似按鈕的控制工具，逐漸取代了傳統(tǒng)靠拉繩索控制電梯的方式，為現(xiàn)代化控制電梯邁出了第一步。</p><p>　　科技在不斷發(fā)展，電梯還在不斷改進(jìn)。150年來(lái)，電梯的材料有黑白的變?yōu)椴噬?，樣式由垂直的變?yōu)樾笔降模诳刂齐娞莘矫嬉苍诓粩嗟赝脐惓鲂?，比如拉繩索式控制電梯、傳統(tǒng)的按鈕式

30、控制方式、信號(hào)控制、人機(jī)對(duì)話(huà)方式等等，有多臺(tái)電梯的地方實(shí)行了并聯(lián)控制，智能化群體控制；雙層電梯轎廂為了節(jié)省出空間優(yōu)勢(shì)，提升運(yùn)輸能力的特點(diǎn)；變速式自動(dòng)人行道扶梯的發(fā)明在一定程度上方便了行人；具有不同的外觀(guān)，比如說(shuō)有扇形裝、三角形、菱形、橢圓形，半圓形和整圓形的觀(guān)光電梯則讓乘客的視角史無(wú)前例的提升了，這體現(xiàn)了電梯的美觀(guān)性。現(xiàn)在，美國(guó)奧的斯有限公司代表了電梯行業(yè)中的佼佼者，還在不斷地研發(fā)和設(shè)計(jì)電梯推陳出新，并不斷完善后期維護(hù)和后期保養(yǎng)等售后服

31、務(wù)。變頻調(diào)速、電子式的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置、電梯主機(jī)節(jié)能、控制柜的節(jié)電降噪、電梯外殼鋼化等特點(diǎn)，每一款都匯集了人類(lèi)在機(jī)械、電氣、信息電子技術(shù)等領(lǐng)域最新科研成果的新一代電梯正在不斷出現(xiàn)，人們的生活因此變得更加美好。</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　PLC英文全稱(chēng)Programmable Logic Controller，中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制

32、器， 定義：是一種以數(shù)字為基礎(chǔ)的電子控制系統(tǒng)，在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)運(yùn)而生。它具有可編程的邏輯控制器，在邏輯控制器里存儲(chǔ)程序并負(fù)責(zé)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，技術(shù)與運(yùn)算操作等面向用戶(hù)的指令，并且以數(shù)字或模擬信號(hào)的控制方式用來(lái)控制各類(lèi)型的機(jī)械或者生產(chǎn)程。PLC工作時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)依據(jù)被控對(duì)象按照一定條件編寫(xiě)控制程序并存儲(chǔ)在用戶(hù)的存儲(chǔ)器中，根據(jù)序號(hào)做周期性的循環(huán)掃描，從第一個(gè)程序開(kāi)始執(zhí)行，按照程序逐步執(zhí)行用戶(hù)程序，一直到用戶(hù)程序執(zhí)行完畢。然后重新返回

33、第一個(gè)用戶(hù)程序，開(kāi)始下一次掃描，周而復(fù)始。</p><p>　　PLC是在工業(yè)環(huán)境下所設(shè)計(jì)的微型控制裝置，可以完成規(guī)模大又復(fù)雜的工業(yè)控制任務(wù)，它以可靠性高、面積小、體積小、成本較低等被廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化重要的產(chǎn)品，在工業(yè)自動(dòng)控制中有著舉重若輕的作用 。將PLC應(yīng)用到電梯控制系統(tǒng)之中，本文設(shè)計(jì)了一套較為完整的電梯程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在一定程度上提高了電梯的安全性、成本低容易編程、并且使用壽命也得到了增強(qiáng)，同時(shí)

34、縮短了電梯的研發(fā)時(shí)間。這種電梯控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)電梯控制系統(tǒng)可以更容易的完成更為有挑戰(zhàn)性的控制任務(wù)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的[2]。</p><p><b>　　本課題主要研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本文主要的研究?jī)?nèi)容是用可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)計(jì)電梯控制系統(tǒng)。由于以往的電梯程序控制系統(tǒng)缺點(diǎn)比較多，為了以節(jié)約資金。因此，對(duì)我國(guó)的電梯程序控制系統(tǒng)加以研

35、究，尋找到比較適合傳統(tǒng)老式電梯的改造之路，并進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)電梯的控制水平和質(zhì)量，擁有十分重要的意義。針對(duì)老式電梯采用的繼電器控制系統(tǒng)存在的故障多、安全性能低和工作壽命短等缺陷，所以采用PLC，它的故障率低、安全性高和適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，本文的主要內(nèi)容如下：</p><p>　　簡(jiǎn)單的介紹了撰寫(xiě)本的的目的、意義、背景和一些主要的研究?jī)?nèi)容；</p><p>　　對(duì)三種電梯控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)展開(kāi)了論述，

36、最終選取PLC作為電梯的控制系統(tǒng)；</p><p>　　（3）通過(guò)合理的變頻器和PLC型號(hào)的選用，以及為了提高乘客在乘坐電梯時(shí)的舒適感，本文設(shè)計(jì)了電梯井道和轎廂的選用，設(shè)置了保障電梯運(yùn)行時(shí)安全的保障措施，從此來(lái)保證電梯在運(yùn)行過(guò)程中最重要的安全性；</p><p>　?。?）PLC程序部分的設(shè)計(jì)，有PLC編程語(yǔ)言的簡(jiǎn)介和電梯控制流程圖的介紹。</p><p>　　電梯

37、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)與繼電器、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較</p><p>　　最早的電梯控制系統(tǒng)是繼電器邏輯控制系統(tǒng)。但是，隨著改革開(kāi)放科學(xué)水平的不斷提高和計(jì)算機(jī)的普及，人們乘坐電梯對(duì)電梯的安全性和可靠性也越來(lái)越高，所以傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)越來(lái)越明顯。</p><p>　　PLC是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的。同時(shí)，由于電力電子技術(shù)的不

38、斷發(fā)展，電梯的運(yùn)行方式從以往的直流調(diào)速系統(tǒng)漸漸的變?yōu)榻涣髡{(diào)速系統(tǒng)。因此，變頻調(diào)速技術(shù)跟PLC控制技術(shù)相結(jié)合已成為發(fā)展的熱點(diǎn)。</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器電梯控制的優(yōu)點(diǎn)：所有的電梯控制功能都由繼電器的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的線(xiàn)路直觀(guān)清晰，便于理解，適合技術(shù)性人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的工人使用，繼電器控制系統(tǒng)大部分為常見(jiàn)電器件容易維修，更換方便，較為廉價(jià)的價(jià)格，所以很多年來(lái)我國(guó)多生產(chǎn)此類(lèi)產(chǎn)品，已經(jīng)形成了一定的規(guī)模。</p&

39、gt;<p>　　但是，繼電器控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中故障比較多：系統(tǒng)的觸點(diǎn)太多、接線(xiàn)的線(xiàn)路比較復(fù)雜、而且接觸的觸點(diǎn)比較容易燒壞，容易造成接觸不良而導(dǎo)致的事故較多；而且普通的電器元件還不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制要求，使控制功能不容易實(shí)現(xiàn)，技術(shù)提高比較難；繼電器觸點(diǎn)接觸較慢，控制電梯的精度難以實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不節(jié)能，運(yùn)行時(shí)噪音較大。</p><p>　　在工業(yè)控制領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)其主機(jī)一般采用能適應(yīng)惡劣

40、環(huán)境下的特殊主機(jī)。在總線(xiàn)方面它的結(jié)構(gòu)特殊，兼容性較強(qiáng)，軟件資源多，有較多的資源供操作系統(tǒng)使用，所以要求速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，對(duì)模型復(fù)雜的控制系統(tǒng)有優(yōu)勢(shì)。但是，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)對(duì)技術(shù)人員和維修人員的要求較高，而且計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)整體不太適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中的特殊要求。所以PLC對(duì)整體做了特殊的改進(jìn)，可以降低使用成本、體積較小、提高可靠性等特性，更適應(yīng)過(guò)程控制的要求[3]。</p><p>　　PLC是適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化而

41、產(chǎn)生的，它的本質(zhì)仍屬于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。PLC跟普通的計(jì)算機(jī)是一樣的，通過(guò)PLC為字節(jié)處理器實(shí)現(xiàn)運(yùn)算，還有布爾處理器，進(jìn)行點(diǎn)的運(yùn)算控制，PLC控制一般具有安全性高，編程簡(jiǎn)單、容易維修，靈活性強(qiáng)和可靠性高等特點(diǎn)。</p><p>　　PLC控制電梯具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）用PLC控制電梯，大幅度的提高了電梯運(yùn)行的可靠性；</p><p>　?。?）舍棄

42、掉了大部分的繼電器，電梯控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化；</p><p>　?。?）PLC還可以控制更復(fù)雜的系統(tǒng)；</p><p>　?。?）PLC會(huì)自動(dòng)檢測(cè)故障并且報(bào)警，提高運(yùn)行安全性；</p><p>　?。?）如果需要更改控制要求不需要更改接線(xiàn)。</p><p>　　確定控制方案及硬件的選擇</p><p>　　有三種控制電梯運(yùn)

43、行的方式，一是繼電器控制二是計(jì)算機(jī)控制模式，三是可編程序控制器（PLC）控制方法，繼電器控制的功能比較差，較高的失誤率，使用時(shí)間較短的缺點(diǎn)已被淘汰，計(jì)算機(jī)控制故障率高、誤差多的問(wèn)題已經(jīng)不在使用，而PLC有巡回掃面的工作方式可以在掃面過(guò)程中分別處理多項(xiàng)任務(wù)，在電梯的運(yùn)行過(guò)程中依賴(lài)于控制程序的準(zhǔn)確性，如果電梯控制程序有錯(cuò)誤，那么電梯會(huì)停止工作或不工作。內(nèi)部輔助繼電器和保持繼電器是PLC中的內(nèi)部系統(tǒng)中內(nèi)存工作單元，即無(wú)線(xiàn)和非接觸式，可以無(wú)限制

44、的使用，因此，它比繼電器控制擁有非常明顯的可靠性，比計(jì)算機(jī)控制的可靠性和自動(dòng)化水平更高，所以本文采用PLC為電梯程序控制系統(tǒng)。</p><p>　　目前市面上有豐富的可編程序控制的品牌，比如說(shuō)德國(guó)的西門(mén)子、三菱還有歐姆龍。相同品牌的可編程序控制器旗下還有多種的品牌類(lèi)型，比如西門(mén)子的s7-200、s7-300和s7-400等[4]。</p><p>　　結(jié)合自身的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，在校學(xué)習(xí)期間較多的

45、學(xué)習(xí)了西門(mén)子的可編程序邏輯控制器，比較掌握s7-200的各種程序指令、功能和特點(diǎn)，可以熟練應(yīng)用s7-200的多種程序編程。結(jié)合PLC s7-200具備的多種功能：模塊結(jié)構(gòu)、可靠性、多功能性、易編程性等特點(diǎn)，本本需要輸入端口26個(gè)，輸出端口11個(gè)。所以本文選用西門(mén)子PLC S7-200 CPU224及EM233擴(kuò)展模塊。</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)</b></p>&l

46、t;p>　　S7-200 PLC 的概述</p><p>　　S7-200系列是一類(lèi)可編程邏輯控制器。S7-200可以滿(mǎn)足多元化自動(dòng)化的控制需求，（如圖3-1）是一臺(tái)S7-200 PLC。S7-200具有體積小的設(shè)計(jì)、很好的延展性、售價(jià)便宜以及繁多強(qiáng)大的功能，使得S7-200可以滿(mǎn)足規(guī)模不是很大的控制需求。另外，多樣化CPU種類(lèi)和電壓等級(jí)使它在滿(mǎn)足用戶(hù)的規(guī)?；a(chǎn)問(wèn)題時(shí)，它的適應(yīng)環(huán)境能力非常強(qiáng)。</p

47、><p>　　圖3-1 西門(mén)子PLC S7-200的外部結(jié)構(gòu)</p><p>　　可編程控制器的工作原理</p><p>　　PLC的核心是微處理器，跟計(jì)算機(jī)有很多相似的特征，但它是的工作方式與計(jì)算機(jī)不完全相同。PLC具有順序掃描的工作方式，也稱(chēng)為循環(huán)掃描，它的工作方式特點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)程序的控制下循環(huán)工作。PLC工作時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)依據(jù)被控對(duì)象按照一定條件編寫(xiě)控制程序并存儲(chǔ)在

48、用戶(hù)的存儲(chǔ)器中，根據(jù)序號(hào)做周期性的循環(huán)掃描，從第一個(gè)程序開(kāi)始執(zhí)行，按照程序逐步執(zhí)行用戶(hù)程序，一直到用戶(hù)程序執(zhí)行完畢。然后重新返回第一個(gè)用戶(hù)程序，開(kāi)始下一次掃描，周而復(fù)始。實(shí)際上PLC掃描工作中執(zhí)行用戶(hù)程序只是其中之一，還有其他工作，全部工作分為五大階段，自我診斷、通訊服務(wù)、輸入處理、輸出處理、程序執(zhí)行。</p><p><b>　　五大階段</b></p><p>&

49、lt;b>　?。?）自我診斷</b></p><p>　　執(zhí)行掃描用戶(hù)程序執(zhí)行前，都會(huì)執(zhí)行故障診斷程序。自我診斷程序?yàn)镮/O、內(nèi)存、CPU、等等，并通過(guò)CPU的定時(shí)器來(lái)判斷程序是否超過(guò)限定的時(shí)間，。如果判斷為超出限定時(shí)間，那么CPU將會(huì)自動(dòng)停機(jī)并顯示哪里出現(xiàn)問(wèn)題，如果判斷沒(méi)有超出限定時(shí)間，則繼續(xù)開(kāi)始掃描。</p><p><b>　?。?）通訊服務(wù)</b&

50、gt;</p><p>　　PLC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求。如果有與計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，那么系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)處理。</p><p><b>　　（3）輸入處理</b></p><p>　　PLC在輸入階段，首先以?huà)呙璺绞桨错樞驈妮斎氪鎯?chǔ)器中寫(xiě)入端子的狀態(tài)或程序，并將其存入存儲(chǔ)器的程序中為其專(zhuān)門(mén)設(shè)置的暫存區(qū)—輸入狀態(tài)映像區(qū)中，此過(guò)程叫

51、作輸入采樣，然后輸關(guān)入端口將關(guān)閉，進(jìn)入程序執(zhí)行階段時(shí)，輸入圖像區(qū)域的計(jì)劃不會(huì)改變，改變的狀態(tài)信號(hào)輸入端口是只會(huì)成為下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段被讀寫(xiě)。</p><p><b>　?。?）輸出處理</b></p><p>　　輸出處理與輸入狀態(tài)映像區(qū)類(lèi)似，PLC存儲(chǔ)器中也有叫作輸出狀態(tài)映像區(qū)的區(qū)域，當(dāng)程序執(zhí)行完畢所有的用戶(hù)程序時(shí)，CPU將控制輸出狀態(tài)映像區(qū)里的輸出繼電器

52、狀態(tài)送到鎖存器中，通過(guò)特定的程序輸出，從而控制外部設(shè)備工作的執(zhí)行，這是PLC的輸出刷新階段。</p><p><b>　　（5） 程序執(zhí)行</b></p><p>　　PLC在程序執(zhí)行階段，將按照順序掃面用戶(hù)程序中的每條程序。做出相應(yīng)的計(jì)算，并將結(jié)果寫(xiě)入輸出狀態(tài)映像區(qū)中。一般情況下將自我診斷和通信統(tǒng)一稱(chēng)為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱(chēng)為I/0刷新?？梢钥吹剑琍LC在掃

53、描周期中，輸入采樣階段只在輸入狀態(tài)的掃中進(jìn)行，輸出的賦值只能在輸出刷新階段送出，但是執(zhí)行用戶(hù)程序的階段的輸入和輸出會(huì)被封閉[5]。</p><p><b>　　掃描周期</b></p><p>　　掃描周期只完成一次掃描工作（I/O刷新、程序執(zhí)行和監(jiān)視服務(wù)），有PLC的工作過(guò)程可知，掃面周期的公式為：T=（輸入一點(diǎn)時(shí)間*輸入點(diǎn)數(shù)）+（運(yùn)算速度*程序步數(shù)）+（輸出一點(diǎn)時(shí)

54、間*輸出點(diǎn)數(shù)）+監(jiān)視服務(wù)時(shí)間。</p><p>　　掃描的三個(gè)要素主要取決于掃描周期的長(zhǎng)短:一是CPU執(zhí)行指令的速度;二是每條指令所占用的時(shí)間;三是所執(zhí)行用戶(hù)程序的數(shù)量。如果系統(tǒng)響應(yīng)速度過(guò)慢，將會(huì)影響掃描周期時(shí)間。現(xiàn)在PLC的制造出廠(chǎng)設(shè)置的是10毫秒左右的掃面周期，這在一定程度上滿(mǎn)足了工業(yè)控制的要求，它不但不會(huì)影響生產(chǎn)制造，它還可以提高工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的抗干擾能力，這是因?yàn)檩斎氩蓸又粫?huì)在輸入刷新階段開(kāi)始。PLC的循

55、環(huán)工作任務(wù)大多數(shù)的時(shí)間是與外部相隔離的，而工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域是往往是脈沖式的干預(yù)，在較短的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，常常只有一次掃描周期，多次掃描誤操作引起的瞬態(tài)干擾將會(huì)大幅度減少，來(lái)提高工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的抗干擾能力。但是，控制系統(tǒng)的時(shí)間要求比較嚴(yán)格，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間依賴(lài)于較快的計(jì)算機(jī)，這就需要精心設(shè)計(jì)的程序，在必要的時(shí)候，還需要采取一些特殊的功能，以減少掃描周期造成的影響[6]。</p><p><b&

56、gt;　　電梯簡(jiǎn)介</b></p><p>　　電梯是一種主要由電動(dòng)機(jī)牽引的上升或下降的多層建筑內(nèi)的運(yùn)輸工具，裝有箱狀吊艙，多用于裝載乘客和貨物。還有臺(tái)階式的電梯，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，此類(lèi)型的電梯多用于商場(chǎng)內(nèi)方便乘客上下。 </p><p>　　電梯內(nèi)具有一個(gè)轎廂，安裝在兩列垂直的或者傾斜角小于15°的導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定。 </p>

57、<p>　　隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高樓建設(shè)的越來(lái)越多，城市高層建筑內(nèi)需求的電梯也越來(lái)越大，不同種類(lèi)的電梯也應(yīng)運(yùn)而生。如按照電梯的用途可分為以下幾類(lèi)：</p><p>　?。?）乘客電梯，主要的用途為運(yùn)輸乘客，要求有較為嚴(yán)格的安全措施； （2）載貨電梯，主要的用途為運(yùn)貨物； （3）觀(guān)光電梯，此類(lèi)電梯設(shè)計(jì)為透明狀，方便乘客觀(guān)光； （4）車(chē)輛電梯，主要用途為運(yùn)輸大型車(chē)輛； （5）船

58、舶電梯，主要用途為船舶上的運(yùn)輸； （6）建筑施工電梯，工地建筑工人運(yùn)輸貨物使用； （7）其它類(lèi)型的電梯，除上述常用電梯外，還有些其他類(lèi)型的電梯，比如冷庫(kù)電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等[7]。</p><p><b>　　電梯的性能指標(biāo)</b></p><p>　?。?）安全性：乘客在乘坐電梯時(shí)對(duì)電梯的第一要求就是安全性。在設(shè)計(jì)電梯階段、

59、機(jī)械制造階段、安裝電梯與調(diào)試電梯以及檢修電梯故障等各各階段都要有緊密的聯(lián)系，它們的關(guān)系是互相分工、緊密配合，互相監(jiān)督，任何一個(gè)階段出現(xiàn)了錯(cuò)誤都會(huì)使電梯的安全性能大大降低甚至是出現(xiàn)事故，由此可見(jiàn)，保證每個(gè)階段不出現(xiàn)錯(cuò)誤是非常有必要的。</p><p>　　（2）可靠性：可靠性也是電梯的重要部分，一部正在工作的電梯經(jīng)常出現(xiàn)事故，勢(shì)必會(huì)影響乘客的時(shí)間，給乘客帶來(lái)相當(dāng)大的不便，電梯的事故常常是不可靠性引起因。使電梯運(yùn)行時(shí)

60、可靠性提高，首先要保證電梯電器元件的可靠性，只有每個(gè)電梯的電器元件都是可靠地，才能使整部電梯的可靠性提升。</p><p>　　（3）停站的準(zhǔn)確性：又稱(chēng)為電梯平層精準(zhǔn)度。電梯的平層精準(zhǔn)度和電梯運(yùn)行時(shí)的額定速度，電梯運(yùn)行時(shí)的負(fù)載有著非常大的關(guān)系。負(fù)載太重，它的重力會(huì)大大增加，電梯的提速會(huì)不穩(wěn)定。因此檢查運(yùn)行時(shí)的電梯平層精準(zhǔn)度，以空載指數(shù)、滿(mǎn)載指數(shù)、上下運(yùn)行，取其最大值做平層站的平層精準(zhǔn)度。</p>&

61、lt;p>　?。?）振動(dòng)、噪聲及電磁干擾：現(xiàn)代的電梯低噪、高效是現(xiàn)代電梯的出廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。因此要求電梯平穩(wěn)的運(yùn)行。</p><p>　　（5）舒適感和高速感：電梯作為高層內(nèi)的運(yùn)輸工具，必然要求電梯在運(yùn)行時(shí)要保持高速，高速運(yùn)行節(jié)約時(shí)間，這對(duì)于節(jié)奏快的現(xiàn)代生活中的乘客是非常有必要的。但是過(guò)快的速度和減速度的增大變化又會(huì)造成乘客的不適感。因此在電梯設(shè)計(jì)階段就要有舒適感和高速感。</p><p>

62、　?。?）節(jié)能：現(xiàn)代電梯應(yīng)該具有環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能環(huán)保是電梯發(fā)展的目標(biāo)[8]。</p><p>　　電梯的主要參數(shù)為下列13種：</p><p>　?。?）電梯載重額定量(kg):設(shè)計(jì)和制造時(shí)的電梯規(guī)定額定量；</p><p>　?。?）電梯轎廂內(nèi)尺寸(mm):寬×深×高；</p><p>　?。?）轎廂形式：有單雙面開(kāi)門(mén)和其

63、他電梯的特殊要求，和對(duì)轎廂頂部、轎廂底部、轎廂壁的處理和轎廂顏色選擇，對(duì)電風(fēng)扇、電話(huà)的要求等；</p><p>　?。?）轎廂門(mén)的形式:有柵欄門(mén)、封閉式中分門(mén)、封閉式雙拆門(mén)、封閉式雙拆中分門(mén)等；</p><p>　?。?）轎廂開(kāi)門(mén)寬度(mm):轎廂門(mén)和廳門(mén)完全開(kāi)啟的寬度；</p><p>　?。?）開(kāi)門(mén)方向:人在廳外面對(duì)廳門(mén)，門(mén)向左方向的為左開(kāi)門(mén)，門(mén)向右方向開(kāi)啟的為

64、右開(kāi)門(mén)，兩扇門(mén)分別向左右兩邊開(kāi)啟者為中開(kāi)門(mén)，也稱(chēng)為中分門(mén)；</p><p>　?。?）額定速度(m/s):設(shè)計(jì)和制造時(shí)的電梯規(guī)定的額定速度；</p><p>　　（9）電氣控制系統(tǒng)：包括控制方式、拖動(dòng)系統(tǒng)的形式等。如交流電機(jī)拖動(dòng)或直流電機(jī)拖動(dòng)，轎內(nèi)按鈕控制或集選控制等；</p><p>　?。?0）提升高度(mm):由底層端站樓面至層頂端站樓面之間的垂直距離；<

65、;/p><p>　?。?1）頂層高度(mm):由頂層端站樓面至機(jī)房樓板或隔音層樓板下最突出構(gòu)件之的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，頂層高度一般越高；</p><p>　?。?2）底坑深度(mm):由層底端站樓面至井道底面之間的垂直距離。電梯的運(yùn)行速度越快，底坑一般越深[9]。</p><p><b>　　變頻器簡(jiǎn)介</b></p>&l

66、t;p>　　是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT的開(kāi)斷來(lái)調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　圖3-2 西門(mén)子MM440變頻器示意圖</p><p>　　變頻器的工作原理：主電路是提供

67、異步電動(dòng)機(jī)調(diào)頻調(diào)壓電源功率變換變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi):電壓型是直流電壓源轉(zhuǎn)換為交流變頻器、直流回路濾波器電容。當(dāng)前模式是當(dāng)前源直流轉(zhuǎn)換為交流變頻器，直流回路濾波器電感[10]。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變化為直流功率的“整流器”，直流功率變換為交流功率的“逆變器”，變頻器面板，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 變頻器控制面板示意圖</p><p><b>　

68、　控制系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　控制系統(tǒng)框圖如圖3-4所示，由PLC S7-200所組成的電氣系統(tǒng)，它的輸入端口有6個(gè)，輸出端口有6個(gè)。</p><p>　　圖3-4 控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　PLC利用變頻器來(lái)控制曳引機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)門(mén)機(jī)、顯示屏、和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由3-5所示。</p><p&

69、gt;　　圖3-5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　電梯機(jī)房里的主要部件</p><p>　　電梯時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品。它的機(jī)械部分相當(dāng)于人的身體，電氣設(shè)計(jì)部分相當(dāng)于人的神經(jīng)，人的大腦相當(dāng)于控制部分。他們密切合作、分工配合，使電梯安全的運(yùn)行。電梯的產(chǎn)品類(lèi)型很多，但是現(xiàn)階段的電梯還是采用電力拖動(dòng)、電機(jī)曳引式的結(jié)構(gòu)，它的機(jī)械部分設(shè)計(jì)由曳引機(jī)，電梯轎廂門(mén)，電梯平衡系統(tǒng)，導(dǎo)向系統(tǒng)和機(jī)械安全保護(hù)裝

70、置組成，電梯的基本結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。</p><p><b>　　1—控制柜（屏）</b></p><p><b>　　2—曳引機(jī)</b></p><p><b>　　3—曳引鋼絲繩</b></p><p><b>　　4—限速器</b></p&g

71、t;<p><b>　　5—限速器鋼繩</b></p><p><b>　　6—限速器 </b></p><p><b>　　7—轎廂</b></p><p><b>　　8—安全鉗</b></p><p><b>　　9—轎廂門(mén)安

72、全觸板</b></p><p><b>　　10—導(dǎo)軌</b></p><p><b>　　11—對(duì)重</b></p><p><b>　　12—廳門(mén)</b></p><p>　　13—緩沖器

73、 </p><p>　　圖3-6 電梯構(gòu)架圖</p><p>　?。?）曳引機(jī):驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，本文主要選擇交流發(fā)動(dòng)機(jī)；</p><p>　　（2）制動(dòng)器:雙瓦常閉電磁制動(dòng)器安裝在電梯上。在電梯停止運(yùn)行時(shí)或突然斷電時(shí)，確保電梯不動(dòng)；</p><p>　?。?）減速箱:渦輪蝸桿減速箱；</p><p>　　（4）曳引輪:拽引

74、機(jī)上的輪子稱(chēng)為拽引輪。兩端通過(guò)借助拖拽鋼絲繩懸掛轎廂和兩的對(duì)重，并依靠鋼絲繩和拉繩槽之間的靜摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯的升降；</p><p>　?。?）導(dǎo)向輪或復(fù)繞輪（導(dǎo)向輪又稱(chēng)抗繩輪):轎廂在電梯里的尺寸通常情況下比較大所以電梯的轎廂懸掛中心和對(duì)重間的距離要遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)計(jì)的距離。對(duì)于普通電梯，一般情況下都要有導(dǎo)向輪，這是為了確保拽引鋼絲繩兩條繩之間的距離或接近電梯轎廂懸掛中心和重懸架中心之間的距離。復(fù)繞的無(wú)齒輪電梯

75、，通過(guò)改變復(fù)繞輪的位置來(lái)達(dá)到以上目的；</p><p>　?。?）限速器:如果電梯的運(yùn)行速度過(guò)快達(dá)到一定限定值時(shí)，可以發(fā)出信號(hào)來(lái)控制電梯速度的安全裝置；</p><p>　?。?）控制柜:多種電子元件和電子元件共同安裝在防護(hù)艙結(jié)構(gòu)內(nèi)部，依照設(shè)定的PLC程序進(jìn)行控制電梯轎廂的升降；</p><p>　?。?）電源開(kāi)關(guān)、照明開(kāi)關(guān)；</p><p>

76、;　?。?）選層器、極限開(kāi)關(guān)。電梯樓層顯示器、備用發(fā)電機(jī)[11]。</p><p>　　電梯井道里的主要部件</p><p>　?。?）轎廂:它是電梯中必不可少的部分，裝載乘客的重要組成部分。</p><p>　?。?）導(dǎo)軌:引導(dǎo)電梯轎廂和對(duì)重在電梯升降中的作用。</p><p>　?。?）對(duì)重裝置:主要安裝在電梯的井道里，它由拽引鋼絲繩和拽

77、引輪與電梯連接，在電梯升降過(guò)程中起到平衡的重要設(shè)備。</p><p>　?。?）緩沖器:電梯運(yùn)行過(guò)程中超過(guò)預(yù)設(shè)，主要用來(lái)對(duì)重裝置和轎廂運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生是機(jī)械能的電梯安全裝置，一般安裝在電梯井洞的最底部。</p><p>　?。?）限位開(kāi)關(guān):此設(shè)備一般情況下安裝電梯的轎廂上部，當(dāng)電梯運(yùn)行過(guò)程中超過(guò)端站時(shí)會(huì)立即切斷電梯電源的設(shè)備。</p><p>　?。?）接線(xiàn)盒:安裝在電梯

78、井道的墻上，包括各樓層中的接線(xiàn)盒中。</p><p>　?。?）控制電纜:安裝在接線(xiàn)盒和轎廂內(nèi)部的操作箱的兩端。</p><p>　?。?）補(bǔ)償鏈或補(bǔ)償繩:由于拽引鋼絲繩在拽引輪兩邊的重量變化較大，可以更好的減輕在電梯升降時(shí)的重量變化。</p><p>　?。?）平層感應(yīng)器或井道傳感器:在平層區(qū)內(nèi)，轎廂門(mén)檻可以自動(dòng)的和樓層準(zhǔn)確對(duì)接。</p><p

79、><b>　　轎廂上的主要部件 </b></p><p>　?。?）操作箱:安裝在電梯的轎廂內(nèi)側(cè)。用電氣開(kāi)關(guān)、按鈕來(lái)控制電梯上升或下降的電氣控制元件；</p><p>　?。?）轎內(nèi)指層燈:設(shè)置于轎廂內(nèi)，載客電梯通常安裝在轎廂上部，貨運(yùn)電梯通常安裝在轎廂內(nèi)側(cè)，顯示電梯的運(yùn)行方向和樓層的檢測(cè)裝置；</p><p>　　（3）自動(dòng)門(mén)機(jī):通常安

80、裝在電梯前部，具有小巧的特點(diǎn)，主要有的交流、直流、變頻電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力為電梯自動(dòng)開(kāi)關(guān)廳門(mén)，本文選擇直流電動(dòng)機(jī)；</p><p>　?。?）安全觸板（光電裝置）:安裝在廳門(mén)和層門(mén)之間，在層門(mén)、廳門(mén)關(guān)閉過(guò)程中，當(dāng)有乘客或障礙物觸及時(shí)，門(mén)立刻停止并返回開(kāi)啟的安全裝置；</p><p>　　（5）轎門(mén):設(shè)置在轎廂入口的門(mén)；</p><p>　　（6）稱(chēng)重裝置：可以檢測(cè)電梯內(nèi)的重

81、量變化，并用電梯控制系統(tǒng)判斷有無(wú)超重，可以用于載客電梯或載貨電梯；</p><p>　?。?）安全鉗:電梯運(yùn)行中在限速器的作用變化而導(dǎo)致機(jī)械動(dòng)作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置制停在井道中，同時(shí)切斷電梯電源的安全保護(hù)裝置；</p><p>　?。?）導(dǎo)靴:安裝在轎廂架和對(duì)重上，使電梯沿著固定的軌跡上升或下降的裝置； </p><p>　?。?）其他部件:轎頂安全窗、光電保護(hù)、超

82、載裝置、鄰梯指示等部件，要視電梯規(guī)格、型號(hào)、種類(lèi)及客戶(hù)要求而設(shè)置[12]。</p><p>　　電梯層門(mén)口的主要部件</p><p>　?。?）層門(mén):設(shè)置在層站入口的封閉門(mén)；</p><p>　　（2）層門(mén)門(mén)鎖:安裝在層門(mén)的內(nèi)側(cè)，當(dāng)轎廂關(guān)閉后隨之緊鎖層門(mén)，然后電梯控制回路被激活，轎廂可運(yùn)行的機(jī)電聯(lián)鎖安全裝置；</p><p>　　（3）樓層指

83、示燈:安裝在層門(mén)的內(nèi)側(cè)或上方，可以顯示電梯運(yùn)行的方向和樓層層數(shù)；</p><p>　?。?）層門(mén)方向指示燈:安裝在層門(mén)的內(nèi)側(cè)或上方，用以顯示電梯即將運(yùn)行的樓層，并用語(yǔ)音提示電梯到站；</p><p>　?。?）呼梯盒:安裝在電梯外部和轎廂內(nèi)側(cè)，乘客按下電梯按鈕時(shí)，電梯的程序可以記憶，并且控制電梯運(yùn)行到呼喚電梯的樓層；</p><p>　　（6）壓力傳感器:轎廂層門(mén)關(guān)

84、閉時(shí)施加一定壓力可以使層門(mén)重新打開(kāi)[13]。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　?。?）當(dāng)乘客按下電梯按鈕是，牽引機(jī)引機(jī)啟動(dòng)牽引電梯到達(dá)呼叫樓層，此時(shí)電梯響鈴，電梯層門(mén)和廳門(mén)同時(shí)打開(kāi)；</p><p>　　（2）此時(shí)乘客或貨物進(jìn)入電梯，超重保護(hù)沒(méi)有報(bào)警，電梯正常運(yùn)行；</p><p>　?。?）這是在電梯開(kāi)門(mén)的同時(shí)

85、計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)5秒鐘，電梯層門(mén)和廳門(mén)將在5秒鐘后關(guān)閉；</p><p>　?。?）按動(dòng)選層鍵，牽引機(jī)啟動(dòng)將電梯運(yùn)行到所選層后停止運(yùn)行、然后響鈴后層門(mén)和廳門(mén)同時(shí)打開(kāi)；</p><p>　?。?）電梯門(mén)打開(kāi)的同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)5秒鐘，5秒鐘后電梯門(mén)和轎廂門(mén)同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉；</p><p>　?。?）當(dāng)電梯運(yùn)行中收到正向行駛的呼叫信號(hào)時(shí)，達(dá)到呼樓層時(shí)停止運(yùn)行，當(dāng)收到相反的呼

86、叫，電梯繼續(xù)使用當(dāng)前的信號(hào)，在正向信號(hào)執(zhí)行完畢時(shí)在執(zhí)行反向信號(hào)；</p><p>　?。?）電梯的層門(mén)和廳門(mén)并沒(méi)有安裝壓力傳感器，當(dāng)受到一定阻力時(shí)，電梯控制系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器基數(shù)5秒鐘，5秒鐘后門(mén)重新關(guān)閉[14]。</p><p>　　電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　?。?）電梯內(nèi)外當(dāng)前樓層顯示；</p><p>　?。?）各層廳外召

87、喚按鈕；</p><p>　　（3）電梯里側(cè)的選擇樓層按鈕 ；</p><p>　　（4）牽引電梯上升或下降的一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)；</p><p>　　（5）待客召喚自動(dòng)開(kāi)門(mén)，當(dāng)電梯在某層時(shí)，按下召喚信號(hào)自動(dòng)開(kāi)門(mén)；</p><p>　?。?）當(dāng)電梯門(mén)收到外力作用時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)；</p><p>　?。?）當(dāng)電梯到達(dá)指定樓層

88、時(shí)會(huì)自動(dòng)響鈴并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)5秒后自動(dòng)關(guān)閉門(mén)；</p><p>　　（8）具有指令記憶功能，當(dāng)控制系統(tǒng)接受多項(xiàng)指令時(shí)，控制系統(tǒng)可以讓電梯按照順序進(jìn)行停靠，會(huì)自動(dòng)的選擇最佳路徑；</p><p>　　（9）自動(dòng)定向功能，當(dāng)控制系統(tǒng)接受多項(xiàng)指令時(shí)，按照先入為主原則，自動(dòng)確定運(yùn)行的最佳路徑；</p><p>　?。?0）呼梯記憶和順向截梯功能，當(dāng)電梯運(yùn)行時(shí)，遇到順向召喚信

89、號(hào)能?？繎?yīng)答；</p><p>　　（11）自動(dòng)換向功能，當(dāng)電梯運(yùn)行到頂層或最底層時(shí)，能自動(dòng)換向運(yùn)行；</p><p>　?。?2）自動(dòng)關(guān)門(mén)待客功能，當(dāng)控制系統(tǒng)完成全部的指令時(shí)，并且沒(méi)有外部呼叫信號(hào)，電梯控制系統(tǒng)會(huì)控制電梯隨時(shí)待命[15]。</p><p>　　I/O（輸入/輸出）端口分配</p><p>　　根據(jù)電梯的基本控制要求計(jì)算出PL

90、C的輸入/輸出端口分別為：轎廂里面和轎廂外面的樓層選擇4個(gè)按鈕，各樓層門(mén)廳外 呼按鈕除一樓只有上行呼叫，四樓只有下行呼叫外，其余兩層均有上升、下降兩個(gè)按鈕；位置信號(hào)共4個(gè)，位置信號(hào)由各樓層的四個(gè)傳感器產(chǎn)生。平時(shí)為常開(kāi)，當(dāng)電梯運(yùn)行到平層時(shí)關(guān)閉；電梯的輸入輸出分配表如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 I/O（輸入/輸出）端口分配</p><p><b>　　外部接線(xiàn)圖&

91、lt;/b></p><p>　　所謂外部接線(xiàn)圖就是根據(jù)程序的設(shè)定通過(guò)PLC自身的控制點(diǎn)接到被控制電氣上的電氣接線(xiàn)圖本設(shè)計(jì)的PLC。本次設(shè)計(jì)所采用西門(mén)子PLC S7-200 CPU224，電源電壓DC 24V，AC100-230V，電源電壓波動(dòng)DC 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）和PLC S7-200 CPU 244的可擴(kuò)展模塊EM233，通過(guò)核算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，本次設(shè)計(jì)所采用的的

92、PLC完全滿(mǎn)足需求，外部接線(xiàn)圖如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 外部接線(xiàn)圖 </p><p><b>　　電氣控制圖</b></p><p>　　由變頻器控制曳引電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，達(dá)到控制電梯上行下行的目的。QF閉合變頻器通電，當(dāng)KM1閉合曳引電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電梯上行，當(dāng)KM1斷開(kāi)，KM2閉合時(shí)曳引電機(jī)反轉(zhuǎn)，電梯下行，

93、曳引電機(jī)的電氣控制圖由3-9所示。</p><p>　　圖3-9 曳引電機(jī)電氣控制圖</p><p>　　電梯開(kāi)關(guān)門(mén)的電氣控制圖由圖3-10所示。整個(gè)的操作流程是這樣的，當(dāng)QF閉合電路通電，當(dāng)按下按鈕KM3時(shí)電動(dòng)機(jī)M2通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電梯開(kāi)門(mén)，當(dāng)KM3斷開(kāi)，KM4閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)M2反轉(zhuǎn)電梯門(mén)關(guān)閉。</p><p>　　圖3-10 電梯開(kāi)關(guān)門(mén)的電氣控制圖</p&

94、gt;<p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　PLC的編程語(yǔ)言</b></p><p>　　PLC的指令是PLC程序的擴(kuò)展，PLC在運(yùn)行時(shí)就是按照一定的邏輯順序，執(zhí)行這些指令中的一條，PLC的指令時(shí)指PLC的梯形圖和語(yǔ)句表。不同的PLC編程語(yǔ)言在使用中會(huì)有所不同，一些PLC的編程語(yǔ)言和梯形圖會(huì)有有些差異。但

95、是從大體上來(lái)講，PLC的編程語(yǔ)言實(shí)質(zhì)就是二進(jìn)制編碼。就跟計(jì)算機(jī)程序一樣，PLC的編程軟件通過(guò)編譯系統(tǒng)把PLC程序編譯成機(jī)器代碼。</p><p>　　PLC在為使用者提供了編程易懂的程序，為了PLC在工業(yè)環(huán)境中有更好的發(fā)揮。為了充分發(fā)揮PLC編程語(yǔ)言的作用，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這也就等于改變了以往繼電器控制的硬件接線(xiàn)。</p><p>　　PLC的可編程語(yǔ)言有五大類(lèi)分別為

96、：順序功能圖(Sequential Function Chart)、梯形圖(Ladder Diagram)、功能塊圖(Function Block Diagram)、指令表(Instruction List)和結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。其中，順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)是圖形編程語(yǔ)言，指令表(IL)和結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語(yǔ)言。目前使用最廣泛最便捷的就是PLC的梯形圖，PLC的梯形圖大體上跟

97、以往繼電器控制系統(tǒng)的電路圖較為相似，梯形圖適合初學(xué)者，它編程簡(jiǎn)單易懂。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)所采用的軟件是西門(mén)子公司的，編程軟件為STEP 7。本次的軟件能夠完成并制作程序、對(duì)PLC CPU的寫(xiě)入/輸出、運(yùn)行監(jiān)控程序、測(cè)試程序、PLC錯(cuò)誤診斷等一系列功能[16]。</p><p>　　STEP7 概述及程序設(shè)計(jì)方法</p><p>　　STEP 7是用于SI

98、MATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。有下列版本的STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包：</p><p>　?。?）用于SIMATIC S7-200上簡(jiǎn)單單站應(yīng)用的STEP 7 Micro/DOS和STEP 7 Micro/WIN。</p><p>　?。?） 用于使用帶有各種功能的SIMATIC S7-300/ST-400、SIMATIC M7-300

99、/M7-400和SIMATIC C 7的STEP 7：</p><p>　?。?）可通過(guò)選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展</p><p>　　（4）為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù)</p><p>　?。?）強(qiáng)制和多處理器模式</p><p><b>　?。?）全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊</b></p>&l

100、t;p>　?。?）使用通訊功能塊的事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳送</p><p><b>　　（7）組態(tài)連接</b></p><p>　　用戶(hù)程序可以被STEP7的編程軟件簡(jiǎn)單化，STEP7編程軟件可以將大體的程序塊拆分成個(gè)體的程序從而使用戶(hù)更為方便的理解程序控制內(nèi)容，可以單獨(dú)分析程序結(jié)構(gòu)可以使程序組織簡(jiǎn)單化，此類(lèi)軟件在編寫(xiě)的過(guò)程中為了方便用戶(hù)特別制定了4個(gè)程序編程功能[17

101、]。</p><p>　　在工業(yè)控制領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用成的方法有很多，那么使用這些方法，也跟編程編寫(xiě)人員的喜好有關(guān)。</p><p>　　湊試法也叫經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。在掌握了一些簡(jiǎn)單電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象的控制要求，憑著以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行編譯。此類(lèi)方法對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的控制是有效的，有著簡(jiǎn)單方便的效果，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的具體步驟如下：</p><p>　?。?）確定輸入和輸

102、出的電器；</p><p>　?。?）確認(rèn)電器輸入和輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)、根據(jù)需求選擇PLC；</p><p>　?。?）做出工程流程圖；</p><p>　　（4）選擇PLC指令并編寫(xiě)程序； </p><p>　　（5）按照控制系統(tǒng)的要求改進(jìn)程序；</p><p>　?。?）將編寫(xiě)的程序聯(lián)合起來(lái)，制作出梯形圖[8]。<

103、/p><p><b>　　電梯控制流程圖</b></p><p>　　本文通過(guò)軟件控制電梯電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到電梯的上升或者下降，還有電梯的開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)也是電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)達(dá)到的，而且為了滿(mǎn)足電梯的啟動(dòng)運(yùn)行和停止運(yùn)行的安全感，本文的主要設(shè)計(jì)包括了：開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)的控制；電梯樓層信號(hào)顯示；停車(chē)與制動(dòng)減速信號(hào)的顯示；電梯加速運(yùn)行和電梯停車(chē)制動(dòng)環(huán)節(jié)；電梯超載報(bào)警信號(hào)等流程[19]。<

104、;/p><p>　　當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)，會(huì)判斷電梯是否在等待，然后判斷是否有外部呼叫，如果有外部呼叫，PLC會(huì)確認(rèn)本層與目標(biāo)層，然后判斷目標(biāo)層與本層是否同層，如果同層電梯會(huì)開(kāi)門(mén)，然后延時(shí)器開(kāi)始工作并計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間到了電梯會(huì)關(guān)門(mén)，讓后判斷電梯是否還有呼叫，沒(méi)有則停止運(yùn)行。</p><p>　　圖4-1 電梯控制流程圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b

105、></p><p>　　這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多關(guān)于電梯控制的知識(shí)，比如當(dāng)乘客集中按下電梯按鈕時(shí)，電梯控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)距離優(yōu)先選擇最近的樓層，如果電梯在運(yùn)行過(guò)程中有乘客按下按鈕電梯控制系統(tǒng)會(huì)選擇優(yōu)先完成當(dāng)前任務(wù)，然后在去完成下一個(gè)任務(wù)，這體現(xiàn)了電梯控制系統(tǒng)的智能化、高效率、便捷性。</p><p>　　PLC、變頻器、壓力傳感器這幾大元件是電梯控制系統(tǒng)的核心，以PLC為中心控制整個(gè)電梯的

106、運(yùn)行過(guò)程，這次設(shè)計(jì)中加入了多樣的保護(hù)開(kāi)關(guān)，比如說(shuō)拽引機(jī)可以有效的防止電梯超載而引發(fā)的安全隱患，這加大了電梯運(yùn)行中的安全系數(shù)。本次設(shè)計(jì)考慮到了乘客對(duì)電梯運(yùn)行狀況的需求，在電梯內(nèi)安裝了樓層顯示器、超載提示、電梯響鈴。電梯利用變頻器變頻調(diào)速，在電梯的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)使電梯的運(yùn)行速度慢慢的降低，并且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)速制動(dòng)的方法停止電梯運(yùn)行，當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)會(huì)低速上升或下降，不會(huì)讓乘客產(chǎn)生不舒適感，大幅度的提高了乘坐電梯時(shí)的舒適性和安全感[20]。</p

107、><p>　?。?）在最初的設(shè)計(jì)中電梯只安裝了兩個(gè)按鈕，電梯內(nèi)側(cè)和電梯外側(cè)，但是考慮到了當(dāng)乘客選層是會(huì)有所重復(fù)，并且會(huì)有加大編程復(fù)雜，所以去掉了電梯外側(cè)的2個(gè)呼叫按鈕，只用一個(gè)電梯呼叫按鈕，這樣方便了乘客選層。</p><p>　?。?）次設(shè)計(jì)采用了新一代的變頻器，在此之前從未接觸過(guò)關(guān)于變頻器的知識(shí)，故在互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)閱覽室中學(xué)習(xí)到了不少有關(guān)變頻器的知識(shí)，用來(lái)此次設(shè)計(jì)。</p>&

108、lt;p>　?。?）這次設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)難度很大，也是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我鞏固專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的同時(shí)對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的未來(lái)也非常有信心。通過(guò)本次的設(shè)計(jì)讓我越來(lái)越喜歡學(xué)習(xí)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，并且使理論和實(shí)踐，讓我更富了專(zhuān)業(yè)知識(shí)。我也明白了，設(shè)計(jì)必須建立在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，以后還要更努力的學(xué)習(xí)，提高自己。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在王老

109、師的帶領(lǐng)和悉心指導(dǎo)下，使得這次的實(shí)驗(yàn)順利完成。在課題的選擇、進(jìn)展及論文的撰寫(xiě)上無(wú)不傾注著王老師的心血。王老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的精神、平易近人的人生態(tài)度，將使我終生受益。老師在實(shí)驗(yàn)中的幫助與指導(dǎo)，使我對(duì)PLC控制電梯有了一定的認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中也增加了自己的動(dòng)手能力，在實(shí)際生產(chǎn)方面有了一定的了解，受益非淺。在今后的工作中，一定要把老師傳授給我們的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，更好的處理工作中的事務(wù)。在此衷心地感謝王老師悉心的指導(dǎo)。&

110、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 朱文立.基于PLC的六層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào).2017(02):15-36</p><p>　　[2] 劉曉雅.交流雙速電梯的PLC電氣改造設(shè)計(jì)[J].電子世界.2017(06):182-183</p><p>　　[3] 葉俊杰

111、.電梯PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程.2017(03):143-144</p><p>　　[4] 王鵬.模塊化電梯的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2016(34):55-56</p><p>　　[5] 周杰.基于S7-300系列PLC電梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電氣自動(dòng)化.2016(06):83-86</p><p>　　[6] 張蓉.十六層