plc电梯控制系统论文

plc电梯控制系统论文（精选6篇）

篇1：plc电梯控制系统论文

四川工程职业技术学院

电气信息工程系

毕业论文

题 目 PLC电梯控制系统 班 级 电气自动化技术1班 姓 名 学 号 指导老师

前 言

随着现代社会的迅速发展,微电子技术和计算机技术也随之迅速发展.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。其中，有着代表性的是日趋进步和完善的PLC设计技术。PLC(即可编程控制器)在工业控制领域内得到十分广泛的应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。

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出来，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无论在功能和世界应用上，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。

第一章 电梯的简介

一、电梯的起源与发展

1、电梯的起源

现代社会中，电梯已经成为不可短少的运输设备。电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯；百货大楼和宾馆需要有客梯，自动扶梯等。在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。

电梯在汉语词典中的解释为：建筑物中用电作动力的升降机，代替步行上下的楼梯。

说到电梯的起源要从公元2600年埃及人在建造金字塔时使用了最原始的提升系统说起，但这一类起重机的能源均为人力。到了1203年，法国的二修道院安装了一台起重机，有所不同的是该机器是利用驴作为动力，载荷由绕在一个大滚筒上的绳子进行起吊。此种方法一直沿用到近代直到瓦特发明了蒸汽机，约在1800年，煤矿主才能利用起重机把矿井中的煤输送上来。

数百年来人们制造过各种类型的升降机，它们都具有一个共同的缺陷：只要起吊绳突然断裂，升降机便急速地坠落到底层。1854年奥迪斯设计了一种制动器：在升降机的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆与升降梯井道两侧的导轨相连接，起吊绳与货车弹簧连接，这样仅是起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果绳子断裂，货车弹簧会将拉力减弱，两端立刻与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定，免了继续下坠。这样，第一台“安全”升降梯就产生了，然而真正能够称为电梯的产品应该是在20世纪初才出现。

2、电梯技术的发展

（1）电梯的速度要求越来越快，告诉，超高速电梯的数量越来越多。（2）电梯的拖动技术有了圈套的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到越来越广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速发展。

（3）电梯的逻辑控制已从过去简单的继电器-接触器控制发展为可编程序控制（PLC）和计算机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大的提高。

（4）电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用计算机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如停车操作、消防员专用等。

第二章 PLC的简介

一、PLC的定义

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专业在工业环境应用而设计的。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，技术与算术操作等方面向用户的指令，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。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。

二、PLC的基本结构和组成

1、PLC的结构图如下所示：

交流/直流现场设备扩展单元电源基本I/OI/O扩展接CPU存储器外围接口数据总线外设编程器通信网络

图2 PLC的结构图

（1）中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，在系统监控程序的控制下工作，承担着将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将接过送到输

出映像寄存器区域。

（2）存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分组成，存放系统软件的存储器称为系统程序的存储器ROM，存放应用软件或中间运行数据的存储器称为用户程序存储器RAM。

（3）基本I/O接口电路

A.PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路提供的、符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送到PLC内部电路。

B．PLC输出电路用来将CPU运算的结果换成一定形式的功率输出，驱动被控负载。

（4）接口电路：PLC接口电路分为I/O扩展接口电路和外设通信接口电路两大类。

A.I/O扩展接口电路用于连接I/O扩展单元，可以用来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。I/O扩展接口电路采用并行接口和串行接口两种电路形式。

B．外设通信接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能组成PLC的控制网络。

（5）电源：PLC内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（5V直流）。

2.PLC控制系统的组成

PLC控制系统像一般的计算机控制系统一样，也是由硬件和软件两个部分组成的，硬件是指PLC本身及其外围设备，软件是指管理PLC的系统软件，PLC的应用程序，编程语言和编程支持工具软件。

图3 PLC控制系统的组成

PLC控制系统的软件主要是系统软件，应用软件，编程语言及编程支持工具软件几个部分组成。

PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。在系统软件的支持西，PLC对用户程序进行逐条的解释，并加以执行，直到用户程序结束，然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫描。PLC的这种工作方式就称之为循环扫描。

图4 PLC内部工作示意图

0的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随机关闭输入端口，进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式输出，驱动相应输出设备工作。

四、PLC的特点

PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC与普通计算机一样，以通用或专用CPU作为处理器，实现通道的运算和数据的存储，另外还有位处理器，进行点（位）的运算与控制。

PLC控制一般具有可靠性高，易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。

五、PLC系统的发展趋势

PLC当初是针对工业顺序控制发展而研制的。经过30几年的迅速发展，PLC已不仅能进行开关量控制，而且还能进行模拟量控制，位置控制。特别是PLC的通信网络技术的发展，使得PLC如虎添翼，由单机控制向多机控制，由集中控制向多层次分布式控制系统发展。现在PLC的足迹已遍布了国民经济的各个领域，形成了满足各种需要的PLC应用系统。

电梯结构不断紧凑化，体积不断轻型化、小巧化随着新技术、新结构、新材料、新工艺的发展，电梯的机械系统结构简单化、体积小型化、材料轻型化、工艺先进化、外观漂亮化。同时，无机房电梯在新世纪将会有较大速度发展。

今后PLC控制系统将朝着两个方向发展：一是向小型化，微型化系统方向发展。作为控制系统的关键设备，PLC将朝着体积更小，速度更快，功能更强，价格更低的方向发展。二是向大型化，网络化，多功能的方向发展。

2131415

第四章 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。

本文将用四层楼作为背景进行设计。

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7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。十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。

如下图：

图7 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。

图8 电梯控制系统原理框图

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。

图10 电梯信号控制系统

6．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。

7.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

122232425

系统会根据外呼和内选信号及门锁信号综合判断电梯的运行方向。5.执行上行程序

此段程序包括控制电梯上行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行。6.执行下行程序

此段程序包括控制电梯下行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行。

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。如图15：

图15 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

0

图16 PLC控制程序梯形图

注：

M0.1 电梯在一层时停止指令 M0.2 电梯在二层时停止指令 M0.3 电梯在三层时停止指令 M0.4 电梯在四层时停止指令 M1.1 电梯在一层时向上运行指令 M1.2 电梯在二层时向上运行指令 M1.3 电梯在三层时向上运行指令

E2亮，电梯停止。

11.按SB6，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

12.按SB7（SB2），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2灭，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

13.按SB6，SB8，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，再按SQ3，E1灭，E2亮，电梯仍上升，在按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E2灭，E2亮，电梯停止。

14.按SB6，SB8，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

15.按SB6，SB8，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，电梯提高至2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

16.按SB6，SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

17.按SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

18.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2s后下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

19.按SB6，SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下

降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

20.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2s后下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

21.按SB8，SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

22.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

23.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

电梯停留在二层：

1.按SB8或SB9（SB3）或SB8或SB9（SB3），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

2.按SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

3.按SB5(SB1), 电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

4.按SB8，SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3灭，E4亮，电梯停止。

5.按SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

6.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2s后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2s后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

电梯停留在三层：

1.按SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

2.按SB6或SB7（SB2）或SB6，SB7（SB2），电梯下降反方向呼叫无效，按SQ2，E3亮，电梯停止。

3.按SB5(SB1), 电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯仍下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。

4.按SB7，SB5(SB1), 电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯仍下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止2s后上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止。

5.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止2s后下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。

6.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止2s后下降，再按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止2s后上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止。

63738-

篇2：plc电梯控制系统论文

电气工程及自动化

基于PLC的电梯控制系统设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

1.本课题的研究背景及意义

（1）题目背景：随着城市建设的不断发展，楼群建筑不断增多，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼群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，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术上发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。如何解决电梯的可靠性、维护方便等问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切心声。

（2）题目研究的意义：目前，由可编程序控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现。

可编程控制系统是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。通过可编程控制器可以实现由继电器实现的逻辑控制功能，而且最主要的是可编程控制器的“可编程”功能，使得当改变电梯的控制功能时，只要更改程序即可，而不需要像继电器控制系统那样改变硬件和接线。

2．国内外电梯的情况

当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。

世界上有名的几家电梯公司，诸如:美国奥梯斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51%。其中，奥梯斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。

目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将成为电梯家族中新的组成部分。

电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上己经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量、在国外，己“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队和维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是:乘电梯比走楼梯安全5倍。据资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。

解放前，我国只有2000台电梯，几乎没有电梯生产企业。解放后，随着我国经济建设的发展，电梯企业应运而生。我国的电梯企业由60年代开始起步，到了70年代己初具规模。

改革开放以来，我国电梯的需求量急剧上升。在我国通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术，产生了一支以中外合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、苏州迅达公司和广州电梯工业公司等企业，就是通过合资和补偿贸易方式，引进发达国家的先进管理和技术，不断改善现有产品结构和管理体制，使企业素质和产品质量都提高到了一个新水平，推出一代电梯新产品。

目前，交流调压调速电梯技术已趋成熟，一些企业都有成功的产品。微机控制电梯是电梯技术的方向，一些生产企业与科研单位相结合，相继推出了微机控制的电梯新机型，使控制功能得到增强，电梯的性能得到改善，明显提高了可靠性。除了合资企业外，也有其他厂家开发出了变频调速电梯新产品。另外，用可编程序控制器取代继电器控制系统的机型对单梯进行控制还是有前途的。有些生产企业开发了紧急供电装置、放火厅们、地震控制、自检测以及语言合成等电梯新功能;对机械系统采用了新结构、新材料、新技术和新工艺。总之，与国外先进技术水平相比，虽然还存在一定差距，但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。

近年来，为保证电梯最终质量，在建立全国性完整的电梯管理法规、落实检查机构、壮大安装调试队伍、组建维修保养网络和提高相关人员技术素质等方面，正在进行着一系列实质性的工作。我国电梯行业，正在走向法规化，加速步入世界先进行列。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

(1)查找相关资料，了解国内外电梯控制系统的发展状况，熟悉现有电梯控制系统的发展方向。

(2)

阐述电梯的结构和可编程控制器的结构，了解PLC在电梯领域应用的优势及其硬件组成。

(3)对电梯的硬件设计。

(4)对电梯PLC控制原理进行分析。

(5)对电梯的软件设计。

这里我主要应用PLC原理对电梯的指层控制模块、轿内指令和厅外召唤登记与消号模块、电梯的选层和定向模块、电梯运行控制模块等进行设计。

三、研究步骤、方法及措施：

步骤及方法：

(1)了解现行电梯的结构和可编程控制器的结构。

(2)分析相关的PLC改造。

(3)基于PLC的电梯控制系统的设计。

(4)分析效果。

(5)得出结论。

措施：图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等，通过上网寻找相关的一些资料，查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些资料的学习和研究进一步的熟悉和理解设计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导老师探讨，对不了解的问题及时向老师请教。

四、参考文献：

[1]

台方.可编程控制器应用教程[M].北京：中国水利水电出版社，2001，9

[2]

武锋.可编程控制器PLC的基本原理及应用[J].电子世界，2002，（11）

[3]

张凤池.现代工厂电气控制[M].北京：机械工业出版社，2000

[4]

李世基.微机与可编程控制器[M].北京机械工业出版社，1994

[5]

西门子（中国）有限公司.SIMATIC

S-200可编程序控制器系统西门子手册.[6]

王永华.现代电气控制及可编程控制技术[M].北京航空航天出版社，2002

[7]

章丽芙.基于PLC的电梯控制系统

.电气开关!

（2006.No.2)文章编号:

1004

289X（2006)

02-

0021-

03

[8]

朱昌明,洪治育,张惠侨.电梯与自动扶梯--原理、设计、安装、测试[M].上海:

上海交通大学出版社,1995.[9]

周万珍.高鸿彬.PLC分析与设计应用[M].北京:电子工业出版社,2006.[10]

李杰.PLC技术在电梯控制系统中的应用.科技创新导报,2008年第19期

[11]

张汉杰.现代电梯控制技术[M]

篇3：基于PLC的电梯控制系统设计

电梯作为高层建筑物的重要交通工具与人们的工作和生活日益紧密联系。是一个具有特种容载装置的轿厢沿着恒定不变的铅垂导轨, 在不同水平面间, 做间歇运动的用电力驱动的起重机械, 电梯的工作首先要做的就是信号收集, 也就是内外部信号, 再结合电梯自己的运动规律而发生运动, 电梯的位置信号是由装在电机转动轴上的编码器发射的。在不同的位置编码器会发不同脉冲信号, PLC会接收这些信号, 并相应的做出控制, 比如当PLC采集到位置信号与程序设定每楼层的平层位置相同, PLC就会发出命令, 进而控制电机停止转动, 稳定以后相应的电梯门转为开启状态。PLC与变频器配合能够改变电源的频率, 对电梯运行速度调整, 不但能够达到省电的目的, 还能增加乘坐舒适感。天轮支撑着提升钢丝绳, 一般在其承重梁上安装压力传感器, 用于检测钢丝绳的拉力, 功能一是为了防止电梯超载, 二是进行超载报警。触摸屏可以对电梯的运行楼层位置、上行或下行、电梯将要停留的楼层、电梯载重等进行显示, 整体简言之为PLC采用"顺序扫描, 不断循环"的工作方式。

2 PLC控制系统的硬件及其功能分析

2.1 编码器

曳引机上的悬挂编码器的作用是在主曳引机的驱动轴上他的作用是记录电梯曳引机轴的转速, 编码器实现精确测量, 把数据传输给控制柜使其通过主控制板控制电梯上行下行的移动速度, 加速及减速, 以及电梯超速时的电路保护 (机械保护主要是靠限速器实现的) 。编码器采用光电式是最常用的一种, 是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器, 是目前应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置组成。在伺服系统中, 由于光电码盘与电动机同轴, 电动机旋转时, 光栅盘与电动机同速旋转.经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号, 其原理如图所示。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外, 为判断旋转方向, 码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出, 根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。电梯使用中, 编码器一般安装于电梯提升电机的输出轴上, 发出信号, 由PLC进行计数, 从而可以知道电梯的所处位置和运行方向。

2.2 触摸屏

触摸屏其实就是一个HMI (人机对话界面) , 用于多参数, 过程监控, 实时显示。它有效地替代了传统电梯继电控制系统所需触控面板和按钮式操作柜, 是一种新型的智能化可视系统便于使用者的操作和维护管理人员随时了解电梯状态, 及时对电梯故障进行分析判断和事故处理。

2.3 压力传感器

此设备主要是检验电梯钢丝绳的压力, 向PLC传输压力信号, 根据测算的重量判定是否超载, 或者结合变频器调节电梯的运行速度。

2.4 限位传感器

防止设备超出行程范围造成事故的设备, 一般在每个楼层设置两个, 其中一个保证电梯门完全打开或者关闭, 另外一个用来判定电梯是否达到既定楼层。

2.5 PLC控制箱

它是防跑车保护系统的控制核心。采用的是西门子公司生产的S7-200系列可编程控制器, CPU224XP拥有有6个高速计数器, 有更多的输入/输出单元和更大的用户存储量。如果CPU本身所带I/O点不能满足工作的需要, 还可以通过增加扩展模块的方式满足系统的需要。

在电梯启动的时候, 通过识别电梯运行方向并和目标楼层运行方向做比较, 从而判断电梯是否运行正常。同时, PLC还会对对旋转编码器发出的脉冲进行统计, 经过高速计数器的计算, 从而判断电梯的位置, 当检测出电梯运行到目标楼层或者是呼叫楼层时, PLC会发出指令给电机控制开关, 控制电机开始打开电梯门, 保持直到达到开门设定时间, 期间如果红外探测传感器查到电梯门中间有物体时, 则重新计时。

2.6 变频器

变频器的主要作用是通过改变交流电的频率, 从而实现节能和调速的作用, 并实现自动控制和高精度控制。如此变频器也是现在电梯控制系统的基本器件, 电梯工作时将交流市电先变成直流, 在变成需要的频率的交流, 以此实现电机的调速, 也就是说控制电梯的升降的加速度, 作为调速作用, 使加速度稳定, 使得速度稳步上升或下降, 从而增加了舒适感, 并且达到节能的目的。

2.7 电梯摄像头

一方面是为了保证用户乘梯时, 发生刑事案件或纠纷时, 有直接的依据。另一方面是保证用户乘梯发生电梯故障时, 能更快更好了解电梯里面被困人员的状况, 并作出相应的处理。

2.8 UPS (Uninterruptible Power System) 电源

简单的说就是一个智能蓄电池, 它可以在突然断电的时候保护电子设备, 并且还能提供短时间的电力保护电子产品。

2.9 电梯事故预防报警器

在电梯出现故障的时候可以通过远程及时的反馈给维修人员或物业管理者, 尽早的对电梯进行维修保养。还有一个用处可以用于采集电梯各状态下的各项监控数据, 如速度、负载、层数、门状态、冲顶故障、蹲底故障等, 可以随时监控电梯使用情况, 保证电梯的安全使用。

3 PLC控制系统软件设计

本系统含有两个独立的方面需要设计, 第一个是触摸屏编程设计, 第二个是PLC编程设计。当然此程序含有几大子程序1) 电梯的上、下行控制子程序2) 系统手动、自动控制子程序。3) 定时中断采集脉冲子程序4) 当前值等于设定值子程序。对于触摸屏的编程设计, 我们使用 (Win CCflexible) 程序编辑监控界面, 另外PLC编程设计所选择的就是西门子公司开发的软件 (STEP7V4.0 SP3) 。在所有编程语言中, LAD是使用最多的, 编程的语言简单明了, 程序简短, 降低了编程时间;STL一般对于编程非常熟悉的人才会采用, 相对来说更加复杂一点, 在运算时, LAD要求运算的操作数类型必须一致, 而STL则没有这个要求, 更灵活, 当然处理不好出错的机率也更大。所以说根据需要选择编程语言, 一个程序中可以根据自身水平和应用需要, 选择多种编程语言来写。并不是一个程序中只能用一种语言。比较而言, 本系统优先考虑采用LAD。

4 结语

PLC作为新一代工业控制器, 以其高可靠性和技术先进性, 在电梯控制中得到广泛应用, 从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向, 成为当前电梯控制和技术改造的热点之一, 本系统使用的PLC控制系统, 大大提高了电梯的性能。变频器在电梯运行速度方面的调节是非常好的, 使得电梯得启动平滑。增加了电梯乘坐的舒适程度, 避免造成电机得功率浪费。将触摸屏应用到电梯, 可以实现信号的输入和输出, 形成可视化操作, 使用更加方便简洁。还可以看到电梯的运行情况, 达到自动化监控的目的。

摘要：这篇文章采用了一个新的控制系统, 此设计主要是以可编程逻辑控制器 (PLC) 和变频器为根本, 如此达成了智能变频控制, 也就实现了节能和增加乘坐舒适度的目的, 另外现代化的显示屏技术越来越高级, 其基本的主要功能还是信号的输入和输出, 完成人机交互的目的。

关键词：电梯,PLC,变频控制

参考文献

[1]刘佩武.电梯的使用与维修[M], 北京:机械工业出版社, 1994[1]刘佩武.电梯的使用与维修[M], 北京:机械工业出版社, 1994

[2]宋伯生.可编程序控制器[M], 北京:中国劳动出版社, 1993[2]宋伯生.可编程序控制器[M], 北京:中国劳动出版社, 1993

[3]毛中源等编著.微机控制电梯[M].北京:国防工业出版社, 1996[3]毛中源等编著.微机控制电梯[M].北京:国防工业出版社, 1996

篇4：有关电梯PLC控制系统的探讨

【关键词】PLC；电梯；控制系统；安全；稳定

0.引言

如果电梯处于无负载的状态，电梯电机负载降低到最低点，此时呈现出自发电现象；然而电梯处于有负载时，因为负载不断提升，导致其呈现出电动现象。所以电梯运行过程中对PLC控制系统进行分析具有重要意义，本文对有关电梯PLC控制系统进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。

1.PLC概述

1.1 PLC定义

PLC（Programmable Controller的简称），中文翻译为可编程控制器，是专门为工业领域研发设计的数字控制电子装置，通过可编程控制器以及与内部逻辑运算、顺序运算等指令的相互配合，利用数字或者模拟信号等数据参数的输入和输出，实现对不同类型机电装置进行控制。

1.2 PLC发展

PLC（可编程控制器）的研发是以继电器控制和信息技術为前提，现阶段已逐渐发展成为微处理器为关键设备，结合自动化技术与计算机技术、信息技术等于一体的一种全新工业自动控制设备。PLC会随着工业行业的发展而不断进步，从技术方面进行分析，计算机技术和可编程控制器的结合，使PLC控制器的运算速度逐渐加快，且具有一定存储容量的规模，PLC的产品类型越来越多，规格也逐渐齐全。在产品规模方面，PLC正逐渐向两极化发展，也就是超大规模和超小规模的可编程控制器。

1.3 PLC应用于电梯控制系统的优势分析

目前来说，电梯的控制方式有三种，分别是继电器控制、微机控制以及PLC控制方式。和继电器控制系统相比而言，PLC控制系统在电梯控制系统方面的应用存在诸多优势，比如说PLC的体积小、编程比较简单，稳定而又可靠，便于安装和维护，并且具备一定的抗干扰能力。二者对比的情况下，电梯PLC控制系统呈现出更加安全、可靠、舒适以及便捷的优势，尤其是针对层数比较低或者是控制功能需求不大的电梯，PLC控制系统的优势更为明显。

除此之外，基于PLC电梯控制系统的功能要达到以下几个要求：依靠电动机设备从而完成电梯轿厢的升降，在各个楼层进行上行或者下行呼叫开关的设置；如果电梯要在一个楼层停车等待一段时间，那么只要按下电梯对应的楼层外呼按钮即可，控制系统要保证电梯可以在延时状态下自动开启轿门。还有就是电梯实现控制动作指令，但是没有接收到其他楼层的呼叫指令，此时控制系统要保证电梯轿厢可以及时响应，关闭电梯轿门；如果是电梯轿厢同时接收到多个楼层的动作指令，那么控制设备要在设定时间范围内对动作指令进行自动运行处理，保证各个动作响应时间处于有效范围之内。

2.电梯PLC控制系统

2.1 PLC电梯控制系统基本结构

电梯PLC控制系统是由逻辑控制单元和拖动控制单元组成。其中逻辑控制单元需要依靠系统软件，比如说定向选层、轿厢所处楼层判断、换速以及开启轿门等动作指令。除此之外，拖动控制单元要实现的功能就是电梯实时工作状态下发出的反馈信号可以依靠PLC控制系统进行传输，以此确定对应的动作指令。

2.2 PLC电梯控制系统工作原理

我们可以把整个电梯控制系统的运行状态划分为两个方面，一个是RUN（运行状态）；一个是STOP（停止状态）。首先，在RUN状态，PLC要对电梯控制功能进行操作，必须依靠反应控制要求的用户程序进行执行处理。除此之外，为了保证PLC控制系统的输出可以根据电梯运行时有可能出现的任何变化情况进行输入输出信号的响应，要注意的是用户程序执行不仅是执行一次，有可能是多次而且是重复性的执行过程，这种重复性的执行动作会一直进行，直至从RUN变化为STOP状态。

2.3 PLC电梯控制系统研究

本文以五层电梯控制系统PLC为例进行研究，并对其中可能出现的问题进行详细说明。

（1）PLC控制系统型号选择，硬件系统如何配置，对控制系统I/O点数进行分析。为保障电梯控制系统运行期间的稳定可靠，I/O点数的设置要保证有一定的余量，而且对电梯运行安全性进行综合考虑，控制系统要添加急停继电器设备和门锁继电器设备。针对五层电梯设备来说，按照输入信号总量和输出信号总量进行综合考虑，建议把输入点数控制在32-35之间的范围。除此之外，将全部PLC控制系统的输出电压设置为220VAC/110VDC。

（2）I/O地址分配方式以及外围接线的具体方式。对PLC电梯控制系统I/O点数进行确定后，要根据输入点数和输出点数对应的不同的I/O地址的分配情况，对外围接线方式进行科学合理的分析。PLC主机是整个电梯控制系统的关键，要依靠PLC输入结构把信号传输进去，在存储中心实现数据信号的处理，在此情况下利用输出结构向电梯驱动系统、控制信号等重要程序发出对应的操作指令。

（3）对指层控制回路的操作指令进行分析。指层控制回路最重要的功能是按照电梯轿厢实际楼层位置，结合轿厢即将运行的方向进行指示。目前来说，楼层信号的指示功能可以利用电梯设备每一层井道内的感应器设备和轿厢顶部隔磁板设备实现。

（4）对定向选层线路操作指令进行分析。电梯选层是在PLC控制系统发出操作指令或在厅外召唤指令的基础上，电梯设备及时响应。电梯设备响应后，此时电梯设备处于正常控制的情况，电梯设备运行方向要结合电梯桥厢内所接收的操作指令，以及电梯轿厢设备实时位置进行判断。

（5）对开关门运行回路进行分析。以双开门电梯为例，如果电梯处于无司机控制状态，对电梯PLC控制系统的开关门运行回路进行设计，具体功能要实现电梯轿厢本层开门、达到后自动/手动开门以及基站外启动状态下的开关门处理。

3.结语

综上所述，本文对电梯PLC控制系统进行了研究，以提高电梯运行的安全性、稳定性、可靠性以及舒适性，为人们的现代生活提供更加安全可靠的代步工具，从而满足人们的日常生活需求。本文对有关电梯PLC控制系统进行研究和探讨，以期对于PLC控制系统在电梯上的应用产生一定的理论指导意义。 [科]

【参考文献】

[1]代爱妮，杨治伟.基于PLC的城市集中供热监控系统的设计[J].微计算机信息，2012，9.

[2]滕然伟，吴波.一种基于PLC的工程机械液压系统故障诊断方法[J].机械与电子，2004，10.

[3]谢维.PLC在大型建筑备用电源自动投入系统中的应用[J].自动化技术与应用，2008，9.

[4]刘大铭，沈晖.基于PLC的变频调速恒压供水系统设计[J].宁夏工程技术，2006，3.

[5]朱晓东，曾庆山.基于PLC的电梯最小等候时间的集选控制算法[J].起重运输机械，2006，6.

篇5：plc电梯控制系统论文

随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，PLC控制系统因其功能强，结构简单，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等优点，已经取代继电器控制方式。同时，变频调速使用了先进的SPWM技术，具有优异的调速性能和起制动性能、高效率和节电效果，得到广泛的应用。本设计以五层电梯为例，说明电梯的PLC控制系统。

2 电梯控制系统结构

电梯控制系统由PLC控制的逻辑部分和变频器控制的调速部分组成。

PLC接收来自操纵盘和每层呼梯的呼叫信号、轿厢和厅门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，根据随机逻辑控制的要求，向变频器发出运行方向、启动、加速、减速和制动停梯等信号。由变频器根据一定的控制规律和控制算法来控制电机。

3 PLC部分设计

3.1 I/O点的分配

根据控制要求，计算出I/O点数如表1所示，其中输入点数为31个，输出点数为26个。输入输出信号均为开关量信号[1]。

图2中各部分说明如下：

(1)电梯复位

在系统上电以后和层楼显示有误的情况，都要把轿厢的位置恢复到第一层的状态;

(2)用户输入程序段

用户的输入包括门厅的按钮和轿厢内的按钮，用户输入后，系统会自动选择执行程序。

(3)轿厢开关门程序段

控制轿厢的开关门。

(4)设定上行、下行指示

系统会根据外呼和内选信号以及门锁信号综合判断电梯的运行方向。

(5)执行上行程序

此段程序包括控制电梯上行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行。

(6)执行下行程序

此段程序包括控制电梯下行，检测是否应该减速或者停止电梯正转并且执行，

3.3 程序设计

由于呼叫是随机的, 电梯控制系统采用模块化编程方法。

使用STEP7编程软件将程序分为七个逻辑块：开关门FC1、楼层信号FC2、内选信号FC3、外呼信号FC4、定上下行指示FC5、停层FC6、启停、运行FC7。

⑴在主程序OB1中调用7个逻辑块(以FC2为例)实现电梯的逻辑控制功能。如图3所示，将“上行强迫开关”、“楼层1显示”等实参赋给FC2(楼层显示)，即可实现FC2的调用。

⑵当电梯位于某一层时，应产生位于该层的楼层信号，以控制楼层显示器显示楼层处的位置，离开该层时，该信号应被新的楼层信号(上一层或下一层)取代。电梯的楼层数存放在MW20中。“#sxqpkg”是上强迫行程开关的形参，当电梯到达5楼时，使MW20为5。“#xxqpkg”是下强迫行程开关，当电梯到达1楼时，使MW20为1。在中间，电梯上行时，每上一层，MW20加1;电梯下行时，每下一层，MW20减1。如果层显有误，只要将电梯开到顶层或1 层，马上就能显示正常[2] [3]。

由于功能FC中使用了形参和随机变量，只要主程序中赋予FC适当的实参，该FC即可被不同系统的主程序调用。

4 变频器部分设计

电梯的一次完整的运行过程，就是曳引电动机从起动、匀速运行到减速停车的过程。为使乘客拥有良好的舒适感，电梯采用S型速度曲线，转换成频率曲线如图5所示。

5 结束语

电梯采用PLC变频调速系统提高了系统运行的平稳性、工作的可靠性，操作与维护也很方便，同时节约了大量电能。由于系统选用了无速度传感器反馈的矢量控制方式对电机的速度进行控制，改善瞬时响应特性，具有良好的速度稳定性，而且在低频时可以提高电动机的转矩。实验证明设计的程序合理可行。

参考文献

[1] 王少华.PLC、变频器在电梯中的应用[J]，电气技术.(01):P608～P610

[2] 程子华，刘小明.PLC原理与编程实例[M].北京：国防工业出版社，2007.10.

[3] 廖常初.S7-300/400PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，.4.

篇6：我的电梯PLC实训报告

一、实训要求 ……………………………………………………1

二、程序设计思想 ………………………………………………2

三、I/O地址分配表及其接线图 …………………………………4

四、梯形图控制程序………………………………………………11

五、调试过程分析…………………………………………………22

六、心得体会………………………………………………………24

一、实训要求

无司机工作状态

1、所有外召唤与内指令都参与自动定向。但轿内指令优先。

轿内指令优先是反指在电梯门关闭之后的二秒时间内，轿内指令优先定向。

2、自动定向的原则：

以指令（或召唤）信号与轿厢当前位置比较，如果指令（或召唤）信号站数大于当前轿内位置层站数，则定为上向，反之定为下向。除了轿厢指令优先原则。在电梯门关闭后。对外召唤的定向以时间优先为原则，即以先按的召唤信息来定向。其它信号被登记记忆。

3、门自动延时关闭

4、门扇有防夹人装置。门在关闭过程中该装置动作使门反向开启。

5、有超载装置。电梯超载时门不能关闭运行，且有蜂鸣及显示提示。

6、有满载直驶功能。电梯满载时，不应答外召唤，只响应轿内指令。(注：由于使用设备功能限制,以上4、5、6项功能在本设计程序中忽略.)

7、本层厅外开门功能。

电梯停止在某层，无论有没有运行任务（即方向），且门已关闭。接该层厅外召唤（上召下召）均应开门。且增加外召唤开门功能的次数不超过三次。但若乘客进入轿厢后，内呼与运行方向相反，则延迟其响应信号直至顺向信号响应结束。

8、提早关门功能。乘客进入轿厢后，如按下轿内关门按钮，电梯门立即关闭，无需等待延时时间到再关门。

9、顺向截车功能。

以向上运行为例：电梯向上运行还未到最高目的层，如中间层有顺向召唤，（或者输入中间层指令），只要召唤层（或指令层）大于该时刻的轿厢位置层，则该信号被接受停站。

10、停站原则：

电梯以运行同方向登记的信号逐层停靠，直至最远目的层。到最远目的层（不在一楼时）后，没有召梯登记，则电梯停在该层，T45定时器开始定时，定时30s后还没召梯信号，电梯自动行驶到基层一楼。

二、程序设计思想

选用了西门子(S7-200系列)PLC的STEP 7 MicroWIN V3.2编程软件，在编写程序时，在按STEP 7 MicroWIN V3.2编程软件使用手册的方法基础上，熟悉掌握该类型机的I/O接口分配、组合排列和代号，机内各种继电器、数据区，常用指令的编制规则和代号，且应使程序可读性强，查找、调试方便，且有利于需求时的扩充。

（一）、设计步骤：

1、估算I/O点数

图2 电梯模型正面结构示意图

1-主体框架；2-导轨；3-轿箱；4-驱动电机；5-外呼按钮及显示；6-内选按钮及指示；7-变频调速器；8-控制器；9-直流电源；10-端子

根据上图八层楼电梯模型图(学校提供设备)，可以估算I/O点数： 输入信号：电梯自动开关1个，厅处呼梯按钮14个，楼层到位开关8个，内选楼层按钮8个，轿厢开关门按钮2个，开关门限位2个，楼层感应开关3个，另外还有防门夹人感应开关1个，满载感应开关1个，超载感应开关1个，司机控制按钮1个，司机控制轿厢运行按钮2个，检修开关1个，由于设备功能有限，所以只估算主要输入点共有35个。

输出信号：轿厢运行方向显示灯2个（厅内厅外显示为并联输出），到达各层楼数码管组合显示灯7个（厅内厅外显示为并联输出），内选按钮指示灯8个，轿 3

厢上/下行显示2个，开关门显示2个，开关门动作显示2个,厅外呼梯按钮显示14个，低速/中速显示2个，总共有39个。（本当电梯出现满载或超载时有报警输出显示灯输出3个，但由于设备所限，忽略了这3个输出点）因此，选用西门子(7-200系列)PLC TEP 7 MicroWIN V3.2编程软件基本上能满足设计要求。

1、2、画出I/O地址分配表及接线图。根据八层楼设计控制要求，编写梯形图。

为了使程序可读性强，查找、调试方便。因此，使用模块化编程，把系统分为：

（1）、轿厢开/关门模块

（2）、内选、召唤信号的登记与消除模块（3）、电梯自动定向模块（4）、电梯上/下行模块（5）、平层停车模块（6）、显示模块（7）、调速模块

3、把程序录入西门子7-200系列 TEP 7 MicroWIN V3.2编程软件中。

4、运行（RUN）程序无误后进行调试运行及模型仿真。

三、I/O地址分配表及其接线图

I/O地址分配表如下：

输入地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7I4.0I4.1I4.2I4.3I4.4I4.5I4.6I4.7外部功能一层外呼上二层外呼下二层外呼上三层外呼下三层外呼上四层外呼下四层外呼上五层外呼下五层外呼上六层外呼下六层外呼上七层外呼下七层外呼上八层外呼下一层到位开关二层到位开关三层到位开关四层到位开关五层到位开关六层到位开关七层到位开关八层到位开关一层内呼二层内呼三层内呼四层内呼五层内呼六层内呼七层内呼八层内呼开门按钮关门按钮自动开关开门位置关门位置输出地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5Q4.6Q4.7Q5.0Q5.1Q5.2Q5.3Q5.4Q5.5Q5.6Q5.7外部功能一层外呼上显示二层外呼下显示二层外呼上显示三层外呼下显示三层外呼上显示四层外呼下显示四层外呼上显示五层外呼下显示五层外呼上显示六层外呼下显示六层外呼上显示七层外呼下显示七层外呼上显示八层外呼下显示数码管a段数码管b段数码管c段数码管d段数码管e段数码管f段数码管g段轿厢上行轿厢下行低速中速一层内呼显示二层内呼显示三层内呼显示四层内呼显示五层内呼显示六层内呼显示七层内呼显示八层内呼显示开门显示关门显示显示上行（箭头）显示下行（箭头）开门动作关门动作上行外显示下行外显示

1、另附中间继电器地址分配表说明如下：

中间继电器地址M0.0M0.1M0.2M0.3M0.4M0.5M0.6M0.7M1.0M1.1M1.2M1.3M1.4M1.5M2.0M2.1M2.2M2.3M2.4M2.5M2.6M2.7M3.0M3.1M3.2M3.3M3.4M3.5M3.6M3.7M4.0M4.1M4.2M4.3M4.4控制功能中间继电器地址一层呼梯解锁M5.2二层下呼梯解锁M5.3二层上呼梯解锁M5.4三层下呼梯解锁M5.5三层上呼梯解锁M5.6四层下呼梯解锁M5.7四层上呼梯解锁M6.0五层下呼梯解锁M6.1五层上呼梯解锁M6.2六层下呼梯解锁M6.3六层上呼梯解锁M6.4七层下呼梯解锁M6.5七层上呼梯解锁M6.6八层呼梯解锁M6.7一层外呼上行可能M7.0二层外呼下行可能M7.1二层外呼上行可能M7.2三层外呼下行可能M7.3三层外呼上行可能M7.4四层外呼下行可能M7.5四层外呼上行可能M7.6五层外呼下行可能M7.7五层外呼上行可能M8.0六层外呼下行可能M8.1六层外呼上行可能M8.2七层外呼下行可能M8.3七层外呼上行可能M8.4八层外呼下行可能M8.5电梯上行条件M20.0电梯下行条件M20.1单独二层外呼下解锁T40单独二层外呼上解锁T41单独三层外呼下解锁T42单独三层外呼上解锁T43单独四层外呼下解锁T44控制功能单独七层外呼下解锁单独七层外呼上解锁单独二层下呼单独二层上呼单独三层下呼单独三层上呼单独四层下呼单独四层上呼单独五层下呼单独五层上呼单独六层下呼单独六层上呼单独七层下呼单独七层上呼一层内选上行可能二层内选下行可能二层内选上行可能三层内选下行可能三层内选上行可能四层内选下行可能四层内选上行可能五层内选下行可能五层内选上行可能六层内选下行可能六层内选上行可能七层内选下行可能七层内选上行可能八层内选下行可能上行到位脉冲下行到位脉冲开门延时4S到关门延时延时断开低速延时断开中速延时断开

(1)电梯轿厢门驱动原理图

如图所示: a.端子5 , 6 为PLC 驱动端, 低电平有效, b.端子7 ,8 为PLC 驱动端, 低电平有效, 7

c.从原理图中可以看出: 晶体管T1,T2构成”与门” , 要求6端与7端同时有效才能驱动TD1, 使继电器J1得电;另一路T3,T4原理相同;d.例如: 开门极限位微动开关用常闭点保护;平时输出低电平, ,驱动板7端被其拉成低电平,此时,PLC驱动信号可驱动T1,TD1导通,J1得电, 9端输出+24V, 10端输出0V, 电机正转—开门运行, 当极限位微动开关被触碰时常闭点断开,驱动板7端被内部电路拉成高电平,保护生效, TD1截止,J1失电, 9端输出0V, 10端输出0V, 且9,10端间短路—实现能耗制动,结束开门动作.(2)PLC接线图

a.图5为CPU模块外部接线图：

CPU224AC/DC/继电器(6ES7 214-1BD23-0XB0)LW1.0LW2.0LW2.1LW3.0LW3.1LW4.0LW4.1LW5.0LW5.1LW6.0120V/240VAC电源24V24V24V●●24V24VSW1.0SW2.0SW2.1SW3.0SW3.1SW4.0SW4.1SW5.0SW5.1SW6.0SW6.1SW7.0SW7.1图5 CPU模块外部接线图

b.图6为EM221数字量输入模块外部接线图

SW8.0

数字量输入8×24

SNOP

●●1.0.1SNDW.2.6LN3.0

●2.5.7

24VSMSTSDO.2图6 EM221外部接线图

c.图

7、图8为两个EM222数字量输出模块外部接线图

EM222数字量输出8×继电器（6ES7221HF22-0XA0）

LN1.024VSDC

M●1L.0.1.3L+2LLN2.0.4.5.6LN4.0.7

24V24VDC线圈电源LN5.0LN6.0LN7.0

图7 EM222外部接线图

LN8.0SNUP.3SNCL

EM222数字量输出8×继电器（6ES7221HF22-0XA0）LNDWLNOP

●24V1L.0LNCL.1.2LNUP.3

ML+2L.4.5.6.7

24VDC线圈电源24VLEDW

图8 EM222外部接线图

EM22324VDC数字量组合16输入/16继电器输出（6ES7 223-1PL22-0XA0）变频器FR-E520-0.4KLEUPMDOMDCPU1PD1SDLW6.1LW7.0LW7.1LEaLEbLEdLEe●1L.0.1.2.3●2L.4.5.6.7●3L.0.1.2　2M.0　LEgLEcLEf24VLW8.024V24V.3●4L.4.5RL.6ML+1M.0.1.2.3.4.5.6.7●●●.1.2.3.45.6SS6SS1SS3SS4SS5SS7SS824V24VDC线圈电源24VSN1.0SN2.0SN3.0SN4.0SN5.0SN6.0SN7.0SN8.0

图9 EM223外部接线图

d.图9为EM223数字量输出输出模块外部接线图

SS2RM.7.7

四、梯形图控制程序

1、主程序(MAIN)

2、子程序（AUTO）

3、子程序（DISPLAY）

4、子程序（KK）

五、调试过程分析

当按下运行（RUN）按钮时，启动控制系统，电梯等待呼梯运行。调试步骤及部分程序功能说明如下：

1、对轿厢开/关门模块的调试。

（1）正常状态时的开门

电梯到站停靠时，平层感应开关有信号输出，电梯停止运行，使开门继电器线圈得电，厅门自动开门，当开门动作执行直到开门位置时，使厅门停止开门，开门结束。T40定时器线圈得电，开门状态开始定时，此时，乘客可以进轿厢，当T40定时时间到，定时器输出一个信号，使轿厢门启动关门动作。

另外，电梯接受本层开门功能，当电梯停在某层，按下本层的外部呼梯按钮时，厅门自动开门，开门后同样执行定时程序。而当有特殊情况发生时，如门在关门时，厅门夹到人，此时防夹人感应开关有一个信号输出，使门立即反向运行开门，使人不被继续被夹到。

检修状态时的开门：只有在电梯停止运行时，按下开门按钮，厅门才会开门。

（2）正常状态时的关门

关门状态总是在开门完毕之后才执行的。当开门时，定时器T40定时时间到，厅门自动启动关门，在开门时，门限位开关复位，当关门到位时，门限位开关被压下，厅门电动机停止运行。

另外，当乘客或司机按下关门按钮时，厅门可以直接启动关门。当有特殊情况发生时，如轿厢乘客满载时，厅门没等待T40的定时到位，而当满载感应开关有信号输出时，立即执行关门程序。

检修状态时，当按下关门按钮时，可直接关门。

2、内选、召唤信号的登记与消除模块的调试

（1）内选信号的登记与消除

当乘客进入轿厢里面，乘客选择电梯到达的目标层，按下选层按钮，或有司控时，司机按下的选层按钮，该信号则被登记，当到目的层时，电梯平层停站，登记信号被消号。电梯停靠在某层时，按下本层内选按钮，该层信号不被接受登记。

如例子：电梯停靠在一楼，按下本层外召信号，电梯开门，乘客进入轿厢后，各自选择所需的目的层，如选到2楼与3楼，此时，2楼3楼选层信号被登记，电梯到达2楼时要停站，后消除2楼的信号记忆。停站后因3楼还有登记记忆，所以关门后又立即继续上行，直达到最高层记忆层。（2）外部召唤信号的登记与消除

假设电梯停在1楼时，当2楼或3楼有人呼梯，按下厅外召唤按钮，信号立即被登记，电梯立即执行上行，到达有登记的信号的平层后停车。平层后，消除本层登记信号。

电梯停止在本层时，如果没有运行方向，该层召唤不被登记，如果有去运行方向，则同向的召唤不被登记，反向的召唤能被登记。

检修时，一切内选信号，外选信号不被登记。

例子：电梯在1楼，当2楼有人按向下召唤按钮，此时，召唤信号被登记，当电梯向上运行到2楼时，这时如果电梯没有继续上行的要求，则开门后实现消除2楼向下的登记；如果运行到2楼后还有继续上行的要求，则不能消号，必需等待上行任务完成，返回接应3楼的向下乘客后到达2楼时，才能消号。

3、电梯自动定向模块调试

电梯自动定向是设定内选优先，当乘客进入轿厢后，按下选层按钮时，则可自动优先定向，而外部召唤定向次于内选，且外部召唤优先级按时间先后关系定向。

4、电梯上/下行模块调试

正常电梯根据乘客或司机选定方向后，在关门完毕的状态下，开始执行上/下行程序。应注意到的问题是在开关门状态下，不能有上/下运行的输出，而在电梯上/下运行的时候，不能作开关门动作。

当有平层停车信号输出时，电梯停止运行，停靠平层。另外，当电梯停在某层且不是在1楼时，如果没有上下运行输出，也没有继续方向要求，定时器T45开始定时计时，定时30s时间，如果30s内还没有呼梯信号，则电梯自动返回基层1楼。停在1楼继续等待召唤。

而当出现故障检修时，电梯只能运行于慢车的状态。按下上行按钮时，电梯慢上运行，按下下行按钮时，电梯慢下运行。

5、平层停车模块调试

平层停车信号的输出是根据内选信号和外部召唤信号的登记而决定的。当有信号登记时，电梯运行到该层，到达平层时，立即输出一个平层停车信号，使电梯停止运行。平层停车后，还要触发开门线圈。作平层自动开门。

6、显示模块调试

显示部分程序的设计，是使电梯更加直观的给人以提示。在外部，显示灯能及时地显示出电梯在该时刻是上行或下行或停止且到达在第几楼；按下外部呼梯按钮时，也会有显示，作登记的显示。同样，厅内，也有上行或下行的显示和电梯行驶到第几层，还有选层按钮的登记显示提示。这样就更方便乘客的进出。

六、心得体会