【正文】 .......................... 47 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 48 致謝 .............................................................................................................................. 49 附錄 PLC 電梯控制梯形圖 ....................................................................................... 50 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 基于 S7200 的五層電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要 PLC（可編程控制器）作為一種工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)，它以其編 程方便、操作簡(jiǎn)單尤其是它的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用大規(guī)模集成電路，微型機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成了具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型，中型，大型，超大型等各種規(guī)格的系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。 本文結(jié)合 PLC 的性能，在介紹電梯基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，深入分析了電梯的工作原理，重點(diǎn)分析了電梯的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。論述 PLC 在電梯控制系統(tǒng)中的運(yùn)用，研究并提出了基于西門(mén)子 PLC (S7200)的 5 層電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，通過(guò)合理的選擇和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電 梯指層、選層、選向、手動(dòng)和自動(dòng)關(guān)門(mén)等基本功能。 關(guān)鍵詞 ： PLC 控制變頻調(diào)速電梯 ， 變頻器 ， 可編程控制器 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV S7200 based on a fivestory elevator control system design Abstract PLC (Programmable Logical Controller) took one kind most important, the application situation most industries control microputer, it is convenient, operation simple in particular by its programming merit and so on redundant reliability, obtained the widespread application in the industrial production process. It applies the large scale integrated circuit, the miniature machine technology and the munication technology development achievement, gradually formed had the many kinds of merits and miniature, medium, largescale, ultra largescale and so on each kind of specification series product, applied to monitors between the puter from the control system many controls domain. In this thesis, based on the introduction of the basic structure of the elevator, we deeply analyzed how the elevator works, and emphasized on the elevator39。s hardware and software design. By stating the application of PLC in the system of elevator control, we researched and worked out a practical scheme of 5 layer elevator39。s control system based on Siemens PLC (s7200).through the rational selection and design, we manager to make the elevator carry out the basic function such as layer pointing, layer selecting, direction selecting, manual and automatic door operation, etc. keywords: PLC controls the frequency conversion speed regulation electric elevator ， Converter ， PLC 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 前言 在現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展中，一幢幢高樓 拔地而起，電梯的廣泛應(yīng)用已成為城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。特別是在高層建筑中，電梯作為不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備，已與人們的日常生活密不可分。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，電梯也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。 電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿(mǎn)足要求的。因此，電梯控制系統(tǒng)應(yīng)采用隨機(jī)邏輯控制方式控制。目前電梯的控制普遍采用兩種控制方式：一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯的信號(hào)采集、運(yùn)行狀 態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（ PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方式并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家大多采用 第 二種方式，其原因在于用 PLC 控制有許多優(yōu)點(diǎn)： 1，可靠性高，由于采取了一系類(lèi)的 PLC 提 高可靠性的措施， PLC 的平均無(wú)故障時(shí)間（ MTBF）一般可達(dá) 3~5萬(wàn)小時(shí)。而且 PLC 的環(huán)境適應(yīng)性也很強(qiáng)，它能在工業(yè)環(huán)境下可靠地工作； 2，編程簡(jiǎn)單， PLC 最常用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言。這種編程語(yǔ)言形象直觀，容易掌握，不需 要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，便于廣大現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)工作流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活； 3，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維修方便。 PLC 的體積小，重量輕，便于安裝。一般 PLC 都具有自診斷、故障報(bào)警、故障種類(lèi)顯示等功能。 可編程控制器不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿(mǎn)足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶(hù)程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)、調(diào)試和 查錯(cuò)都很容易。 PLC 現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（ PLC、 CAD/CAM、 ROBOT）之一，以其優(yōu)異的性能，日益取代有大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、 計(jì) 數(shù)繼電器等組成的繼電 接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、輕工、電子、紡織、食品、交通等各行各業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用。 總之，電梯的控制是比較復(fù)雜的，在計(jì)算機(jī)誕生前的幾十年里，繼電器控制太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 系統(tǒng)為電梯控制的發(fā)展起到了巨大的作用，然而其控制性能與自身的功能已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足與適應(yīng)電梯控制的要求和發(fā)展，與 PLC 相比較，存在質(zhì)的差別。電梯使用繼電接觸器控制的時(shí)代，很難設(shè)計(jì) 出質(zhì)量?jī)?yōu)良的電梯控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了更廣闊的空間。 PLC 是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)過(guò)程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，使它的體積大大減小，功能不斷完善，過(guò)程的控制更平穩(wěn)、可靠、抗干擾性能增強(qiáng)、機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。因此它已成為電梯運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù) 。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 追溯電梯的起源，在我國(guó)及國(guó)外都能找到其雛形。如我國(guó)公元前 1700 多年出現(xiàn)的桔槔，是一種用于提水的升降裝置。公元前 1100 多年出現(xiàn)的轱轆，是一種用于提水或升舉重物的升降裝置。在古代希臘，于公元前 236年出現(xiàn)的阿基米德絞車(chē)，是一種升舉重物的升降裝置。它們的共同特點(diǎn)是都由支架、卷筒、繩索、搖桿、乘物裝置幾部分組成的最原始、最簡(jiǎn)單的升降機(jī)械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驅(qū)動(dòng)在很低速度下運(yùn)行。 1889 年美國(guó)的奧梯斯電梯公司首先使用電動(dòng)機(jī)作為電梯動(dòng)力 ,這才出現(xiàn)名副其實(shí)的電梯 ,并使電梯趨于實(shí)用化。 1900 年還出現(xiàn)了第一臺(tái)自動(dòng)扶梯。 1949年出現(xiàn)了群控電梯 ,首批 4— 6 臺(tái)群控電梯在紐約的聯(lián)合國(guó)大廈被使用。 1955 年出現(xiàn)了小型計(jì)算機(jī) (真空管 )控制電梯。 1962 年美國(guó)出現(xiàn)了速度達(dá) 8米 /秒的超高速電梯。 1963 年一些先進(jìn)工業(yè)國(guó)只成了無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體邏輯控制電梯。 1967 年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)筒化，性能提高。 1971 年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。 1976 年微處理機(jī)開(kāi)始用于電梯，使電梯的電氣控制進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。 由于早期的電梯及電氣控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線(xiàn)復(fù)雜、一旦完成不易更改等缺點(diǎn)，所以需要開(kāi)發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破鳎?PLC）既保留了傳統(tǒng)繼電氣控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂，而 且具備控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計(jì)算機(jī)接口連接、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此， PLC 在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的運(yùn)用。 如今，電梯已成為人們進(jìn)出高層建筑不可或缺的交通工具，隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對(duì)電梯在運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動(dòng)態(tài)性能提出了更高的要求。電梯今后的發(fā)展將主要呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。 （ 1）超高速電梯。隨著人們生活節(jié)奏的加快，高層建筑的增加，全功能的塔式建筑將會(huì)促使超高速電梯繼續(xù)成為研究方向， 5m/s 以上運(yùn)行速度的超高速電梯，成為人們關(guān)注 的重點(diǎn)和市場(chǎng)發(fā)展的新趨向。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 （ 2）大型超載重電梯用導(dǎo)軌。隨著大型公共場(chǎng)所、購(gòu)物場(chǎng)所等公用建筑的增加，大型超載重電梯的運(yùn)用日益廣泛，對(duì)于垂直電梯、自動(dòng)扶梯的載重量和運(yùn)行平穩(wěn)性提出了新的要求。 （ 3）新型自動(dòng)扶梯導(dǎo)軌。隨著社會(huì)進(jìn)步、城市化水平的提高以及越來(lái)越多的國(guó)家逐漸步入老齡化社會(huì)，各國(guó)政府對(duì)人文關(guān)懷日益重視，促使城市公共設(shè)施對(duì)自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的需求加速增長(zhǎng)。為實(shí)現(xiàn)公共場(chǎng)所的無(wú)障礙通行，大量的體育場(chǎng)館、地鐵、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓、賓館等需要加裝自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道。 （ 4）無(wú)機(jī)房電梯導(dǎo)軌。對(duì)于高度在 20層以 下的民用建筑，可以通過(guò)改變曳引機(jī)的安裝方式去除電梯機(jī)房的設(shè)計(jì)，從而降低建筑總高度、保持整體造型、節(jié)省建筑成本。 此外，人們要求電梯節(jié)能、電磁兼容性強(qiáng)、噪聲低、長(zhǎng)壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等，甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機(jī)房利用太陽(yáng)能作為電梯驅(qū)動(dòng)補(bǔ)充能源等等，而這些都會(huì)對(duì)電梯導(dǎo)軌的運(yùn)行技術(shù)不斷提出新的要求 電梯的定義與簡(jiǎn)介 一種以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的垂直升降機(jī)，裝有箱狀吊艙，用于多層建筑乘人或載運(yùn)貨物。也有臺(tái)階式，踏步板裝在履帶上連續(xù)運(yùn)行，俗稱(chēng)自動(dòng)電梯。 服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè) 備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的或傾斜角小于 15176。的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。 習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱(chēng)。 根據(jù)建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而設(shè)置不同類(lèi)型的電梯。目前電梯的基本分類(lèi)方法大致如下： 按用途分類(lèi)：乘客電梯，載貨電梯，醫(yī)用電梯，雜物電梯，觀光電梯，車(chē)輛電梯，船舶電梯等。 按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi) 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 交流電梯，速度一般小于 ；直流電梯，速度一般大于 。液壓電 梯 ，齒輪齒條電梯 ，螺桿式電梯，直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯。 按速度分類(lèi) 電梯無(wú)嚴(yán)格的速度分類(lèi)，我國(guó)習(xí)慣上按下述方法分類(lèi)。 低速梯：常指低于 。 中速梯：常指速度在 ～ 。 高速梯：常指速度大于 。 超高速梯：速度超過(guò) 。 按電梯有無(wú)司機(jī)分類(lèi) 有司機(jī)電梯：電梯的運(yùn)行方式由專(zhuān)職司機(jī)操縱來(lái)完成。 無(wú)司機(jī)電梯：乘客進(jìn)入電梯轎廂，按下操縱盤(pán)上所需要去的層樓按鈕，電梯自動(dòng)運(yùn)行到