【正文】 基于PLC的5層電梯控制系統(tǒng)設計摘 要隨著城市建設的不斷的發(fā)展，高層建筑也不斷增多。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分，傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器控制。但是，這種控制易出故障，維修不便，體積大，壽命短，漸漸的被淘汰。為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設備的工作效率，設計了一套以PLC為核心的控制器，用于取代以往復雜的繼電器——控制器控制。系統(tǒng)的核心部分使用的是德國西門子S7—200，因為在核心控制部分采用的是軟件程序控制，從而在保證電梯在正常運行這個要求的情況下，大大的提高了電梯故障檢查與維修的方便性和容易性，同時還可以克服手動操作所帶來的一些人為干擾因素。關鍵詞：PLC，電梯，控制系統(tǒng) Design according to the PLC the 5 F elevator control systemABSTRACTAlong with city construction of continuously of development, the key figures construct to also continuously increase. The elevator is the pileups of perpendicular movement have already been as inseparable as people39。s daily life in the high building, what the traditional elevator control system adoption controls after the electric appliances. But this kind of control the easy break down and maintain inconvenience, the physical volume is big, and the life span is short, gradually being eliminated.For the sake of exaltation automatically control the credibility of the system and the work efficiency of the equipments, designed a set of controller that takes PLC as core, used for replacing former plications of after electric appliancescontroller control. The core part use of system is Germany Siemens S7—200, because in the core what to control a part adoption is a software procedure control, is thus promising the convenience and easy that elevator consumedly raises elevator breakdown the check while circulating the circumstance of this request as usual and maintain, can also overe to move to operate at the same time bring of some artificial interference factors.KEY WORDS: PLC，Elevator， Controls system目　錄前　言 1第1章 電梯的概述 2 3 3 電梯的結構 5 電梯的工作原理 8第2章 PLC簡介 9 PLC的概念 9 PLC的發(fā)展歷程 10 PLC的結構 11 中央處理單元（CPU） 12 12 12 12 編程器等外部設備 13 13 15第3章 電梯控制系統(tǒng)的硬件設計 17 電梯控制的要求 17 電梯轎廂的控制要求 17 17 18 18 19第4章電梯PLC控制系統(tǒng)的設計 21 PLC單臺電梯控制系統(tǒng)的工作流程 21 控制面板 22 超重報警 22 PLC I/O地址分配 23第5章 梯形圖分析 26 總流程設計 26 各模塊梯形圖設計 27 電梯運行狀態(tài)選擇程序 29 樓層指令輸入 30 電梯上下行判斷程序 31 最近上行目標樓層確定程序 32 上行運行程序 34 最近下行目標樓層確定程序 34 下行運行程序 36 開關門程序 36 換速程序 37 門定位程序 39 超重報警程序 41結　論 42謝 辭 43參考文獻 44附　錄 45外文資料翻譯 63前　言在我國，電梯、手扶梯、自動人行道等屬于起重運輸設備。電梯是在垂直方向上運行的運輸設備，手扶梯是在斜面上運行的運輸設備。但是電梯和手扶梯都是把人或貨物從一個水平面提升到另一個水平面的起重運輸設備。隨著人口的增加、科學技術日新月異地發(fā)展、人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，建筑業(yè)得以迅速發(fā)展，大批的高樓大廈拔地而起，十幾層至幾十層的賓館、飯店、辦公樓、住宅樓鱗次櫛比。完全可以預想到，隨著社會的發(fā)展，電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位將會和汽車一樣，成為重要的運輸設備之一。傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)采用的是繼電器控制。但是，這種控制方式存在著電氣元件多、功能弱、電氣故障頻繁，維修不便，體積大，可靠性差和工作壽命短等缺陷，慢慢被淘汰?？删幊炭刂破鱌LC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。由可編程控制器(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。PLC電梯控制系統(tǒng)，（1）在電梯控制中采用了PLC，用軟件實現(xiàn)對電梯運行的自動控制，可靠性大大提高；（2）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；（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；（4）PLC可進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修；(5)可用于群控調(diào)配和管理，并提高電梯運行效率；(6)更改控制方案時不需改動硬件接線。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。 第1章 電梯的概述人類利用升降工具運輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無變化：即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。早期的升降工具基本以人力為動力。1203年，在法國海岸邊的一個修道院里安裝了一臺以驢子為動力的起重機，這才結束了用人力運送重物的歷史。英國科學家瓦特發(fā)明蒸汽機后，起重機裝置開始采用蒸汽為動力。緊隨其后，威廉湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基礎上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們在不斷改進升降梯的技術。1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明。他站在裝滿貨物的升降梯平臺上，命令助手將平臺拉升到觀眾都能看得到的高度，然后發(fā)出信號，令助手用利斧砍斷了升降梯的提拉纜繩。令人驚訝的是，升降梯并沒有墜毀，而是牢牢地固定在半空中——奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用?！耙磺邪踩?，先生們?！闭驹谏堤萜脚_上的奧的斯先生向周圍觀看的人們揮手致意。誰也不會想到，這就是人類歷史上第一部安全升降梯。1887年，美國奧的斯公司制造出世界上第一臺電梯，這是一臺以直流電動機傳動的電梯。它被裝設在1889年紐約德瑪利斯大廈。這座古老的電梯，每分鐘只能走10米左右。當初設計的電梯純粹是為了省力。1900年，以交流電動機傳動的電梯開始問世。1902年，瑞士的迅達公司研制成功了世界上第一臺按鈕式自動電梯，采用全自動的控制方式，提高了電梯的輸送能力和安全性。隨著超高層建筑的出現(xiàn)，電梯的設計、工藝不斷得到提高，電梯的品種也逐漸增多。1900年，美國奧梯斯公司制成了世界上第一臺電動扶梯。1950年又制成了安裝在高層建筑外面的觀光電梯，使乘客能在電梯運行中清楚地眺望四周的景色。隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活水平日益提高，伴隨建筑業(yè)的發(fā)展，為建筑物內(nèi)提供上下交通運輸?shù)碾娞莨I(yè)也在日新月異地發(fā)展著。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設備，更是一種人們頻繁乘用的交通運輸設備。為了確保電梯正常運行、安全使用，必須要了解電梯、管理電梯、維護好電梯。電梯是服務于規(guī)定樓層的固定式升降設備。它具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的傾角小于15度的鋼性導軌之間。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設備的交通工具。按用途分類乘客電梯，為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內(nèi)裝飾。 載貨電梯，主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨的電梯。 醫(yī)用電梯，為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點。 雜物電梯，供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯。 觀光電梯，轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯。 車輛電梯，用作裝運車輛的電梯。 船舶電梯，船舶上使用的電梯。 建筑施工電梯，建筑施工與維修用的電梯。 其它類型的電梯，除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯，如冷庫電梯、防爆電梯、礦井電梯、電站電梯、消防員用電梯等。 按驅(qū)動方式分類交流電梯，用交流感應電動機作為驅(qū)動力的電梯。根據(jù)拖動方式又可分為交流單速、交流雙速、交流調(diào)壓調(diào)速、交流變壓變頻調(diào)速等。 直流電梯，用直流電動機作為驅(qū)動力的電梯。 液壓電梯，一般利用電動泵驅(qū)動液體流動，由柱塞使轎廂升降的電梯。 齒輪齒條電梯，將導軌加工成齒條，轎廂裝上與齒條嚙合的齒輪，電動機帶動齒輪旋轉使轎廂升降的電梯。 螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機經(jīng)減速機（或皮帶）帶動螺母旋轉，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。 直線電機驅(qū)動的電梯，其動力源是直線電機。 電梯問世初期，曾用蒸汽機、內(nèi)燃機作為動力直接驅(qū)動電梯，現(xiàn)已基本絕跡。 按速度分類電梯無嚴格的速度分類，我國習慣上按下述方法分類。 低速梯。 中速梯，～。 高速梯。 超高速梯。 隨著電梯技術的不斷發(fā)展，電梯速度越來越高，區(qū)別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。 按電梯有無司機分類有司機電梯，電梯的運行方式由專職司機操縱來完成。 無司機電梯，乘客進入電梯轎廂，按下操縱盤上所需要去的層樓按鈕，電梯自動運行到達目的層樓，這類電梯一般具有集選功能。 有/無司機電梯，這類電梯可變換控制電路，平時由乘客操縱，如遇客流量大或必要時改由司機操縱。 按操縱控制方式分類手柄開關操縱，電梯司機在轎廂內(nèi)控制操縱盤手柄開關，實現(xiàn)電梯的起動、上升、下降、平層、停止的運行狀態(tài)。 按鈕控制電梯，是一種簡單的自動控制電梯，具有自動平層功能，常見的有轎外按鈕控制、轎內(nèi)按鈕控制兩種控制方式。 信號控制電梯，是一種自動控制程度較高的有司機電梯。除具有自動平層，自動開門功能外，尚具有轎廂命令登記，層站召喚登記，自動停層，順向截停和自動換向等功能。 集選控制電梯，是一種在信號控制基礎上發(fā)展起來的全自動控制的電梯，與信號控制的主要區(qū)別在于能實現(xiàn)無司機操縱。 并聯(lián)控制電梯，2～3臺電梯的控制線路并聯(lián)起來進行邏輯控制，共用層站外召喚按鈕，電梯本身都具有集選功能。 群控電梯，是用微機控制和統(tǒng)一調(diào)度多臺集中并列的電梯。群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。 其它分類方式按機房位置分類，則有機房在井道頂部的（上機房）電梯、機房在井道底部旁側的（下機房）電梯，以及有機房在井道內(nèi)部的（無機房）電梯。 按轎廂尺寸分類，則經(jīng)常使用“小型”、“超大型”等抽象詞匯表示。 此外，還有雙層轎廂電梯等。 特殊電梯斜行電梯，轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導軌運行，是集觀光和運輸于一體的輸送設備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。 立體停車場用電梯，根據(jù)不同的停車場可選配不同類型的電梯。 建筑施工電梯，是一種采用齒輪齒條嚙合方式（包括銷齒傳動與鏈傳動，或采用鋼絲繩提升），使吊籠作垂直或傾斜運動的機械，用以輸送人員或物料，主要應用于建筑施工與維修。它還可以作為倉庫、碼頭、船塢、高塔、高煙囪的長期使用的垂直運輸機械。 電梯的結構電梯是一種復雜的機電產(chǎn)品，一般由機房、轎廂、廳門及井道和井底設備等4個基本部分組成（如圖11所示）。1減速箱 2曳引輪3曳引機底座 4導向輪5限速器 6機座7導軌支架 8曳引鋼絲繩9開關碰鐵 10緊急終端開關11導靴 12轎架13轎門 14安全鉗15導軌 16繩頭組合17對重 18補償鏈19補償鏈導輪 20張緊裝置21緩沖器 22底坑23層門 24呼梯盒25層樓指示燈 26隨行電纜27轎壁 28轎內(nèi)操縱箱29開門機 30井道傳感器31電源開關 32控制柜33曳引電機 34制動器圖11 電梯的基本結構剖視圖及機械部件機房位于電梯井道的最上方或最下方，用于裝設曳引