基于PLC电梯控制系统设计毕业论文.docx
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湖南铁路科技职业技术学院电子电气系毕业设计（论文）
湖南铁路科技职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
课题：
基于PLC电梯控制系统的设计
编号：
专 业：
电气化铁道技术
班 级：
312-3
学生姓名：
胡小冈U
指导单位：
湖南铁路科技职业技术学院
指导教师：
沈佳
设计（论文）任务与要求：
任务：
针对西门子S7-200可编程控制器，设计电梯的控制系统，包括轿内指
令和厅外召唤信号的登记与消除、电梯的选层和定向、电梯的开关门运行、电
梯上下行控制、电梯的指层控制等部分，实现轿内与各层呼梯指令的记录、电
梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能。
要求：
开始时，电梯处于任意一层；当有外呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯
信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电梯门打开，延时3S后自动关门;当有内呼梯信号到来时，电梯响应该呼梯信号，到达该楼层时，电梯停止运行，电
梯门打开，延时3S后自动关门；在电梯运行过程中，电梯上升（或下降）途中，
任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前
方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外号，但不响应二层向下外呼梯
信号。
同时，如果电梯到达三层，如果四层没有任何呼梯信号，则电梯可以响
应三层向下外呼梯信号;电梯应具有最远反向外梯响应功能。
设计（论文）依据的原始资料：
[1]湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）工作规范（铁路科职院
P2007126号文件）
[2]电梯制造与安装安全规范.中华人民共和国国家标准GB7588—2003
【3】全国机械标准化技术委员会，中国标准出版社编，中国机械工业标准汇编.
北京：
中国标准出版社，2003
设计（论文）文件的组成及要求：
论文组成：
摘要、目录、正文、总结、参考文献、致谢、指导教师评阅表、
评阅教师评阅表、答辩评阅表、专业答辩组提问情况、评定书。
论文要求：
观点明确、实事求是、思路清晰、条理清晰，并在论中能准确的
达出自己的设计成果。
参考资料
「1］陈金华.可编程序控制器应用技术.北京.电子工业出版社.2003
「2］浙江大学罗克韦尔自动化技术中心.可编程控制器系统.浙江.浙江大学出
版社2009
「3］谢克明.夏路易.可编程控制器原理与程序设计.北京.电子工业出版社
2002
「4］李树雄.可编程序控制器原理及应用教程.北京.北京航空航天大学.2003
「5］何仿山.可编程序设计范例大全.上海.同济大学出版社.2007
「6］齐从谦.王士兰.PLC及应用.北京.机械工业出版社.2000
「7］袁任光.可编程序控制器应用技术与实例.广州.华南理工大学出版社.2006
「8］黄大雷.吴庚审.可编程控制器及其应用.北京.人民交通出版社.2002
5
湖南铁路科技职业技术学院电子电气系毕业设计（论文）
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任务下达时间：
2014年12月20日
毕业设计开始与完成任务日期：
2015年1月1日一2015年5月15日
系部专业教学指导委员会：
该毕业设计（论文）选题符合本专业人才培养目标要
求，同意下达任务
系部主任审批意见：
同意按计划执行
签字：
年月日
湖南铁路科技职业技术学院电子电气系毕业设计（论文）
摘要
目前电梯控制系统主要有三种控制方式:
继电器控制系统、PLC控制系统、微机控制系统。
PLC控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，倍受人们重视，已成为目前在电梯控制系统中使用最多的控制方式。
本文在阐述电梯的结构和可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对4层电梯，使用西门子S7-200可编程控制器，设计了电梯的控制系统，包括轿内指令和厅外召唤信号的登记与消除、电梯的选层和定向、电梯的开关门运行、电梯上下行控制、电梯的指层控制等部分，实现了轿内与各层呼梯指令的记录、电梯运行方向和选层的控制，电梯上下行和自动开关门、电梯的指层控制等功能。
关键词：
四层电梯控制系统可编程控制器
25
目录
第一章前言 7
第二章电梯概述 8
2.1电梯的起源与发展 8
2.2国外电梯的情况 8
2.3国内电梯的情况 9
2.4电梯技术发展趋势 10
第三章PLC的发展 12
3.1PLC的定义 12
3.2PLC的发展阶段 13
3.3PLC发展趋势 14
3.4PLC的基本组成 15
3.5PLC的软件结构 18
3.5.1工作原理 18
3.5.2运行模式 18
第四章电梯设计的基本要求 20
4.1电梯开发的目的 20
4.2电梯设计所需的设备 20
4.3电梯设计的控制要求 20
4.4I/O分配表 20
第五章电梯的主电路及控制电路 22
5.1拽引电动机主电路 22
5.2控制部分 23
5.3输入输出地址分配表 24
5.4PLC的外部接线图 25
5.5电梯工作过程 25
5.6梯形图 27
5.7电梯控制系统程序 35
总结 39
致谢 40
参考文献 41
第一早刖B
随着经济的不断发展，城市建设的不断发展，高层建筑的不断增多，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。
电梯是用于高层建筑物中的固定式升降运输设备，它有一个装载乘客的轿厢，沿着垂直或倾斜角度小于15°的导轨在各楼层间运行，是垂直运行的电梯（通常也简称为电梯）、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。
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。
有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。
据估计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。
电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。
人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。
如今，世界各国的电梯公司还在不断地进行电梯新品的研发、维修保养服务系统的完善，力求满足人们的对现代建筑交通日益增长的需求。
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，完成电梯信号的计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。
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取代微机实现信号控制。
从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。
PLC可靠性高，程序设计方便灵活。
第二章电梯概述
2.1电梯的起源与发展
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前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，所不同者只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梯，它们都具有一个共同的缺陷：
只要起吊绳突然断裂，升降梯便急速地坠落到底层。
1854年奥的斯设计了一种制动器：
在升降梯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结，起吊绳与货车弹簧连结，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，两端立该与制动杆咬合，即可将平台牢固地原地固定免继续下坠。
“安全的升降梯”发明成功了！
一时间，奥的斯成了众人注目的中心。
第一台升降机并非奥的斯所发明，但他却是第一台“安全”升降梯的发明者。
“安全”这一概念不仅开创了升降梯工业，而且也为那些想建造更高层建筑物以增加更多可利用空间的设计们打开了通途。
然而真正能够称为电梯（用电能驱动升降梯）的产品应该是在20世纪初才出现的。
2.2国外电梯的情况
国外电梯行业发展迅猛，不仅在节能上做了很大的功夫，现在在智能化，远程化，集成化，可视化也已有了先进的技术！
例如：
（1）集垂直运输与水平运输的复合运输系统。
该系统采用直线电机驱动，在一个井道内设置多台轿厢。
轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络内交换各自运行路线。
该系统节省了井道占用的空间，解决了超高层建筑电梯钢丝绳和电缆重量太大的问题，尤其适合于具有同一底楼的多塔形高层建筑群中前往空中大厅的穿梭直驶电梯。
（2） 交流永磁同步无齿轮曳引机驱动的无机房电梯无机房电梯由于曳引机和控制柜置于井道中，省去了独立机房，节约了建筑成本，增加了大楼的有效面积，提高了大楼建筑美学的设计自由度。
而交流永磁同步无齿轮曳引机的特点是：
（A）结构简单紧凑，体积小，重量轻，形状可灵活多样；（B）配以变频控制可以实现更大限度的节能；（C）没有齿轮，于是没有齿轮振动和噪声，齿轮效率，齿轮磨损及油润滑问题，减少了维护工作，降低了油污染；（D）由于失电时旋转的电机处于发电制动状态，增加了曳引系统的安全可靠性。
（3） 彩色大屏幕液晶楼层显示器。
这类显示器可以以高分辨率的彩色平面或三维图像显示电梯的楼层信息（如位置、运行方向），还可以显示实时的载荷、故障状态等。
通过控制中心的设置还可以显示日期、时间、问候语、楼层指南、广告等，甚至还可以与远程计算机和寻呼系统联接发布天气预报、新闻等。
有的显示器又增加了触摸查询功能。
该装置缓解了陌生乘客在轿厢内面对面对视时的尴尬、无趣的局面，降低了乘客乘梯时心理等待焦虑感。
（4） 电梯远程监控系统。
该系统是将控制柜中的信号处理计算机获得的电梯运行和故障信息通过公共电话网络或专用网络（都需要使用调制解调器）传输到远程的能够提供可视界面的专业电梯服务中心的计算机，以便那里的服务人员掌握电梯运行情况，特别是故障情况。
该系统一般具有显示故障、分析故障、故障统计与预测等功能，还有的可实现远程调试与操作，便于维修人员迅速进行维修应答和采取维修措施。
这样缩短了故障处理时间，简化了人工故障检查的劳动，保证了大楼电梯安全高效地运行。
2.3国内电梯的情况
中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术的企业有机会发展，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品也为中国电梯的崛起提供了机会。
目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯的普及率还很低，可节电30%以上的无齿轮电梯普及率不及10%,可以能源再生的造能电梯普及率不及2%。
因此专家预计，节能电梯市场会在“十一五”期间进入快速增长期。
节能电梯从2001年开始进入我国办公楼、住宅楼、酒店等场所，经过5年的发展，全国的无齿轮电梯市场从几千台增长到近6万台。
目前我国已超过日本成为世界最大的新装电梯市场。
由于房地产业、城市公共建设等产业发展迅速，预计未来10年，我国的电梯市场仍将保持每年20%的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。
房地产市场快速发展，对电梯的需求继续扩大。
专家估计未来50年我国新增住房面积将达到200亿平方米。
目前国家规定20米以上高楼就应安装电梯，因此未来电梯最大的市场就是住宅市场。
此外，机场、商场、地铁
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