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1、苏州大学本科生毕业设计（论文）目录摘要. 1ABSTRAC.T 2前言 . 3第一章 概述. 41.1 电梯的起源与发展 41.2 电梯硬件分析 51.2.1 电梯的组成 51.2.2 电梯的主要电气设备： 61.2.3 电梯工作原理 81.3 PLC 简介 81.3.1 PLC 的定义 81.3.2 PLC 的产生与发展 81.3.3 PLC 的特点 91.3.4 PLC 的应用领域 11135 PLC的工作原理 121.3.6 PLC 的编程语言 13137 西门子S7-200PLC简介 141.4 PLC控制系统设计思路 14第二章硬件设计 162.1 控制要求分析 162.2 PLC
2、选型 172.2.1 PLC 控制系统的 I/O 点数计算与分配 171苏州大学本科生毕业设计（论文）2.2.2 PLC 的型号选择 18第三章 软件设计 . 193.1 开关轿厢门程序 193.2 自动选向程序 213.3 轿厢内呼和楼层外呼指示程序 24结论. 26参考文献 . 27致谢. 28附录 PLC 电梯控制梯形图 292苏州大学本科生毕业设计(论文)摘要随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在人们的生活中占有着越来越重 要的地位。本文结合 PLC 的性能，在介绍电梯基本结构的基础上，深入分析了电梯的工作 原理，重点分析了电梯的硬件设计和软件设计。论述 PLC 在电梯控制系
3、统中的运用，研究 并提出了基于西门子 PLC(S7-200) 的 5 层电梯控制系统设计的实现方案，通过合理的选择 和设计，实现电梯指层、选层、选向、手动和自动关门等基本功能。关键字：电梯、PLG控制第#页苏州大学本科生毕业设计（论文）ABSTRACTwith the city constructions continuous development , the amount of high-rise buildings is increasing rapidly ， which makes the role that elevator played in peoples daily life
4、 become more and more important. In this thesis, based on the introduction of the basic structure of the elevator, we deeply analyzed how the elevator works, and emphasizedon the elevators hardware and software design. By stating the application of PLC in the system of elevator control, we researche
5、d and worked out a practical scheme of 5 layer elevators control system based on Siemens PLC (s7-200).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 operat
6、ion, etc.key words: elevator, PLC, control第#页苏州大学本科生毕业设计（论文）.、八、一前言在现代化城市的高速发展中，一幢幢高楼拔地而起，电梯的广泛应用已成为城市物质 文明的一种标志。特别是在高层建筑中，电梯作为不可缺少 的垂直运输设备， 已与人们的 日常生活密不可分。在计算机技术、自动控制技术和电力电子技术飞速发展的今天，电梯 也随之进入了新的发展时期。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要求的。因此，电 梯控制系统应采用随机逻辑控制方式控制。目前电
7、梯的控制普遍采用两种控制方式：一是 采用微机作为信号控制单元，完成电梯的信号采集、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，这两种方式并没有太大 的区别。国内厂家大多采用答二种方式，其原因在于用PLC控制有许多优点：1，可靠性高，由于采取了一系类的PLC高可靠性的措施，PLC的平均无故障时间（MTBF般可达 35万小时。而且PLC的环境适应性也很强，它能在工业环境下可靠地工作；2,编程简单, PLC最常用的编程语言是梯形图语言。这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专
8、门的 计算机知识，便于广大现场工程技术人员掌握。当工作流程需要改变时，可以现场改变程 序，使用方便、灵活；3,体积小、结构紧凑、安装、维修方便。PLC的体积小，重量轻，便于安装。一般PLC都具有自诊断、故障报警、故障种类显示等功能。可编程控制器不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同 时也照顾到现场电气维护人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达方 式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使 用户程序的编制清晰直观、方便易学、调试和查错都很容易。PLC现在已经成为现代工业控制三大支柱（PLC CAD/CAM ROBOT之一
9、，以其优异的性能，日益取代有大量中间继 电器、时间继电器、记数继电器等组成的继电 - 接触控制系统，在机械、化工、石油、冶 金、轻工、电子、纺织、食品、交通等各行各业都得到广泛的应用。总之，电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前的几十年里，继电器控制系统为电 梯控制的发展起到了巨大的作用，然而其控制性能与自身的功能已经无法满足与适应电梯 控制的要求和发展，与PLC相比较，存在质的差别。电梯使用继电接触器控制的时代，很 难设计出质量优良的电梯控制系统，而现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了更 广阔的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使它的体积大大减小，功能 不断完善，过程的
10、控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个 设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。 因此它已成为电梯运行中的关键技术。第一章概述1.1电梯的起源与发展追溯电梯的起源，在我国及国外都能找到其雏形。如我国公元前1700多年出现的桔槔，是一种用于提水的升降装置。公元前 1100多年出现的轱辘，是一种用于提水或升举 重物的升降装置。在古代希腊，于公元前 236年出现的阿基米德绞车，是一种升举重物的 升降装置。它们的共同特点是都由支架、卷筒、绳索、摇杆、乘物装置几部分组成的最原 始、最简单的升降机械，由木（竹）材料制成，靠人力或畜力驱动在很低速度下运行。1889年美国的奥梯斯
11、电梯公司首先使用电动机作为电梯动力 ，这才出现名副其实的电 梯，并使电梯趋于实用化。1900年还出现了第一台自动扶梯。1949年出现了群控电梯,首 批46台群控电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机（真空管）控制 电梯。1962年美国出现了速度达8米/秒的超高速电梯。1963年一些先进工业国只成了无 触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。 1971年集成电路被应用于电梯。第二年又出现了数控电梯。1976年微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。由于早期的电梯及电气控制方式存在故障率较高、可靠性差、接线复杂、一
12、旦完成不 易更改等缺点，所以需要开发一种安全、高效的控制方式。可编程控制器（即 PLC既保 留了传统继电气控制系统的简单易懂，而且具备控制精度高、可靠性好、控制程序可随工 艺改变、易于与计算机接口连接、维修方便等诸多高品质性能。因此，PLC在电梯控制领域得到了广泛而深入的运用。如今，电梯已成为人们进出高层建筑不可或缺的交通工具，随着时代的发展，科技的 进步，人们对电梯在运行时的平稳性、高速性、准确性、高效性等一系列静、动态性能提 出了更高的要求。电梯今后的发展将主要呈现以下趋势。（1）超高速电梯。随着人们生活节奏的加快，高层建筑的增加，全功能的塔式建筑将会促使超高速电梯继续成为研究方向，5m/
13、s以上运行速度的超高速电梯，成为人们关注的重 点和市场发展的新趋向。（2）大型超载重电梯用导轨。随着大型公共场所、购物场所等公用建筑的增加，大型超 载重电梯的运用日益广泛，对于垂直电梯、自动扶梯的载重量和运行平稳性提出了新的要 求。（3）新型自动扶梯导轨。随着社会进步、城市化水平的提高以及越来越多的国家逐渐步 入老龄化社会，各国政府对人文关怀日益重视，促使城市公共设施对自动扶梯和自动人行道的需求加速增长。为实现公共场所的无障碍通行，大量的体育场馆、地铁、机场、商场、 写字楼、宾馆等需要加装自动扶梯和自动人行道。（4）无机房电梯导轨。对于高度在 20层以下的民用建筑，可以通过改变曳引机的安装方
14、式去除电梯机房的设计，从而降低建筑总高度、保持整体造型、节省建筑成本。此外，人们要求电梯节能、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与 建筑物协调等，甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯驱动补充能源等等， 而这些都会对电梯导轨的运行技术不断提出新的要求1.2电梯硬件分析1.2.1电梯的组成电梯是机电合一的大型复杂产品，机械部分相当于人的躯体，电器部分相当于人的神 经。机与电的高度合一，使电梯成了现代科学技术的综合产品.对于电梯的结构而言，传统的方法是分为机械部分和电气部分，但以功能系统来描述，则更能反映电梯的特点。下 面简单介绍电梯机械部分的结构，而我们的主要目的是怎样来控
15、制它2* MICi乩 KRIli tfLA I比开IL15.图1.1is.20.th 律2?- KKi 偏n稣瘠野电NL17-2开门机儿30.31* 税 I32- 柜 IX 电梯机械部分结构示意图34*1）曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。 曳引系统主要由曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。2）导向系统 导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作 升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。3）轿厢 轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。 轿厢由轿厢架和轿厢体组成。4）门系统 门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。 门系统由轿厢门 ,层门,开门机, 门锁装置组成。5）重量平衡系统 系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持 在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。6）电力拖动系统 电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。 电力拖动系统由曳引电动机，供电系统 , 速度反馈装置，电动机调速装置等组成。7）电气控
