基于PLC的电梯控制系统设计与实现

1、淮北师范大学淮北师范大学 基于基于 PLCPLC 的电梯控制系统设计与实现的电梯控制系统设计与实现 学 院 计算机科学与技术学院（08 非师） 姓 名 学 号 指导教师姓名 2011 年 12 月 25 日 星期日 摘摘 要要 本设计研制了一套基于德国西门子 S7200 系列的可编程控制器 CPU226 作为控制核心，与扩充模 板 EN223 来实现五层楼电梯的控制。主要介绍了电梯的硬件选择与软件编程。主要功能有：层楼信号 的产生与消除、停层信号的登记与消除、电梯的定向、停车信号、起动、稳速运行、制动减速、开关 门环节、智能控制。技术上的突破有：本设计大量的节约了 PLC 接口数量;采用了智能

2、控制模板，提高 了电梯的运行效率。 关键词：关键词： 电梯 智能 控制 Abstract This design developes a set of five-story elevator control system based on S7200 Programmable Logic controller CPU226 which is achieved by expanding template EN223. It mainly introduces the elevators hardware selection and software programming, its major

3、functions are production and elimination of floor signal、 registration and elimination of stopping-layer signal、elevators directional、parking signal、starting、steady-speed movement, braking deceleration, switch door links, intelligent control. And its technological breakthroughs include: saving a lot

4、 of the number of Programmable Logic controller Interface; adopting intelligent control template and improving elevators operating efficiency. Key Words: Elevator， intelligent, control 目目 录录 一、引言 .1 二、可编程控制器控制电梯系统的设计方案 .1 （一）可编程控制器用于控制电梯控制的特点.1 （二）系统设计内容与步骤.2 （三）可编程控制器控制电梯硬件系统的设计.2 （四）可编程控制器控制电梯软件的选

5、择.3 三、电梯硬件选择 .7 （一）主电路.7 （二）门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路.7 四、 层楼信号的产生、消除及显示 .9 （一）层楼信号的产生、消除梯形图.9 （二）轿厢位置显示.10 五、停层信号的登记与消除 .13 六、外呼信号的登记与消除环节 .13 七、电梯的定向 .13 八、停车信号 .13 九、起动、稳速运行、制动减速 .14 十、 开关门环节 .14 十一、 智能判断控制 .14 验 证 .15 小 结 .15 参 考 文 献 .16 致 谢 .17 一、引言一、引言 随着经济的不断发展和科技的进步，世界各地高层建筑不断涌现，作为建筑中枢神经，电梯起着 其它设备

6、不可替代的作用。作为建筑物内部的主要运输工具，全社会使用电梯的数量正在迅速增加。 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更新。电梯的的种类也多种多样，如载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、 杂物电梯、观光电梯等。自动平层、微机检测、图像显示、监控以及现代通信都在电梯中得到应用。 电梯技术正向现代化、网络化，智能化发展，给人们提供了极其方便和舒适的生活条件。 可编程控制系统(Programmable Logic Controller）)作为一种工业控制微型计算机，它采用易学 易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运

7、行稳定可靠等特点，现在的电梯控制多采用可 编程控制器来实现。它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多 种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于继电器控制系统到监控计算机之 间的许多控制领域。PLC 在电梯控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于 PLC 具有逻辑 运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在电梯控制过程中，各种逻辑开关控制与 PLC 很好的结 合，很好的实现了对电梯的控制。 二、可编程控制器控制电梯系统的设计方案二、可编程控制器控制电梯系统的设计方案 可编程控制器用于电梯控制系统，既具备微机板控制的一系列优点，又可以克服单

8、纯应用微机板 存在的不足之处。 （一）可编程控制器用于控制电梯控制的特点（一）可编程控制器用于控制电梯控制的特点 1.1.实时性强实时性强 信号处理时间短，速度快。 信号处理和程序运行的速度快。 能满足各种型号电梯的控制目标。 2.2.可靠性高可靠性高 所有的 I/O 输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔 离。 （1）为了消除信号噪声,在输入接口内设置了多种滤波电路。 （2）为了 PLC 的信号处理,输入接口内有电平转换及信号锁存电路。 （3）为了便于与现场信号的连接,在输入接口外部设有接线端子排。 （4）良好的自诊断功能，一但电源或其他软、硬件发生异常情

9、况，CPU 立即采取有效措施，以防 止故障扩大。大型控制器还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统,以及实现电源模 块冗余、IO 模块冗余，使可靠性更进一步提高。 （5）采用性能优良的开关电源。 3.3.编程方便编程方便 PLC 的设计是面向工业企业中一般电气工程技术人员的,它采用易于理解和掌握的梯形图语言,以 及面向工业控制的简单指令。这种梯形图语言继承了传统继电器控制线路的表达式,又考虑到工业企业 电气技术人员的看图习惯和微机应用水平，因此得到了广大电气技术人员的欢迎。 4 4使用方便使用方便 由于产品的系列化和模块化,并且配有品种齐全的各种软件,用户灵活组成各种规

10、模和要求不同的 控制系统,用户在硬件设计方面,只是确定 PLC 的硬件配置和 I/O 通道的外部接线。在 PLC 构成的控制 系统中,只需在 PLC 的端子上接入相应的输入,输出信号即可,不需要诸如继电器之类的固体电子器件和 大量繁杂的硬接线电路。在生产工艺流程改变,或生产线设备更新,或系统控制要求改变,需要变更控制 系统的功能时,一般不必改变或很少改变 I/O 通道的外部接线,只要改变存储器中的控制程序即可,这在 传统的继电器控制时是很难想象的。 5 5质优价廉，性价比高质优价廉，性价比高 6 6安装简单，维修方便安装简单，维修方便 可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与

11、 PLC 相应的 I/O 端相连接，即 可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。 由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢 复运行。 7.7.设计、施工、调试周期短设计、施工、调试周期短 PLC 完成一项控制工程中,由于其硬 软件齐全,设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了继 电器硬接线实现控制功能,使得控制柜的设计及安装接线工作量大为减少,缩短了施工周期。同时,由于 用户程序大都可以在实验室模拟调试好后，再将 PLC 控制系统在生产现场进行联机统调,因此大大缩短 了设计和投入运行的周期。 综上所述，可编程控

12、制器非常适用于交流电梯控制系统。 （二）系统设计内容与步骤（二）系统设计内容与步骤 1 1分析电梯的使用环境及客户要求，确定控制系统的硬件配置。分析电梯的使用环境及客户要求，确定控制系统的硬件配置。 2 2根据电梯的软件控制系统，我们对可编程控制器控制电梯的核心控制根据电梯的软件控制系统，我们对可编程控制器控制电梯的核心控制 部件可编程控制器的软件资源进行资源分配。部件可编程控制器的软件资源进行资源分配。 （三）可编程控制器控制电梯硬件系统的设计（三）可编程控制器控制电梯硬件系统的设计 1 1电梯电动机与配重的选择电梯电动机与配重的选择 电梯是垂直运输工具，属于位能负载。动 力来自于电动机，本

13、系统选用 YTD 系列专 用双速笼型异步 15KW 的电动机。曳引机的 作用有三点：其一是调速；其二是驱动曳 引钢丝绳，其三是在电梯停车时实施制动。 为了加大载重能力，钢丝绳的一端是轿厢， 另一端加装了配重装置，配重的重量随电 梯载重量的大小而变化。计算公式如： 配重的重量配重的重量= =（载重量（载重量/2+/2+轿厢自重）轿厢自重）*45%*45% M 3 交交交 交交 交交 交交交 图 2.31 拖动机构原理 这种拖动机构可使电梯的载重能力大为提高。电动机参数的选择见附录 A 表 A1。 2 2曳引机功率的选择曳引机功率的选择 曳引机功率的选择公式： NQV（1-Y）/102W 其中：W

14、 为电梯机械传动效率；Y 为电梯平衡系数：Q 为电梯的额定载重量；V 为电梯的额定速度。 在计算电梯曳引机功率后再预留 20%30%的功率。曳引机参数的选择见附录 A 表 A2。 3 3传感器的选择传感器的选择 本设计中选用红外线传感器作为智能判断控制输入信号的采集设备，它安装在电梯厅门的上方， 若有人按下外呼按钮，并传感器采集到了人体信号的存在，则就在此层楼停车。传感器的选择参数见 附录 B。 4.4.电源的选择电源的选择 本系统采用的是 S7-200 PU226 继电器输出，其电源电压为 85264VAC，输出电压 24VDC，24VAC230VAC，输出电流 2A。由于 S7-200 C

15、PU226 最大扩展电流为 1000mA，扩展模板 EM223，DI16/DO16 晶体管/晶体管模板，消耗电流为 160mA，所以 S7-200 CPU226 可以带上一个扩展模 板 EM223。 （1 1）电源部份根据电压的种类，等级的不同进行严格的分类，不同种类、等级的电）电源部份根据电压的种类，等级的不同进行严格的分类，不同种类、等级的电 压应该严格隔离，使用可编程控制器的不同公共点。压应该严格隔离，使用可编程控制器的不同公共点。 （2 2）使用同一等级和种类电压的输出点的公共点可以直接短路。）使用同一等级和种类电压的输出点的公共点可以直接短路。 （3 3）进行输出端子分配时，通常将高

16、压部份放在前，低压部分放在后。）进行输出端子分配时，通常将高压部份放在前，低压部分放在后。 （四）可编程控制器控制电梯软件的选择（四）可编程控制器控制电梯软件的选择 本设计系统为五层楼电梯控制系统，采用 S7200 CPU226 加上一个扩展模块 EM223 的 24VDC 输 入法 16 点/输出 16 点类型。它是 24 点输入和 16 点输出点加上 16 点扩展输入和 16 点扩展输出。基本 上可以满足五层楼的电梯控制系统。可编程控制器 S7200 CPU226 参数的选择见附录 A 表 A3。 图 2.51 S7-200 CPU226 PLC 外型 图 2.52 S7-200 CPU2

17、26 DC/DC/DC 端子连接图 1 1I/OI/O 接口分配数接口分配数 输入接口名称与作用输出接口名称与作用 I0.0 门锁 Q0.0 上行 I0.1 自动 Q0.1 下行 I0.2 检修 Q0.2 高速 I0.3 开门 Q0.3 低速 I0.4 关门 Q0.4 上行指示 I0.5 上行启动 Q0.5 下行指示 I0.6 下行启动 Q0.6 一层层楼指示 I0.7 基站 Q0.7 二层层楼指示 I1.0 开门到位 Q1.0 三层层楼指示 I1.1 关门到位 Q1.1 关门 I1.2 上行限位 Q1.2 启动加速 2 I1.3 下行限位 Q1.3 制动减速 1 I1.4 一楼内选 Q1.4

18、 制动减速 2 I1.5 二楼内选 Q1.5 制动减速 3 I1.6 三楼内选 Q1.6 开门 I1.7 四楼内选 Q1.7 启动加速 1 I2.0 五楼内选 Q2.0 四层层楼指示 I2.1 一楼感应器 Q2.1 五层层楼指示 I2.2 二楼感应器 Q2.2 一层内选记忆灯 I2.3 三楼感应器 Q2.3 二层内选记忆灯 I2.4 四楼感应器 Q2.4 三层内选记忆灯 I2.5 五楼感应器 Q2.5 四层内选记忆灯 I2.6 上平层感应器 Q2.6 五层内选记忆灯 I2.7 下平层感应器 Q2.7 一楼上呼记忆 I3.0 一楼上行 Q3.0 二楼上呼记忆 I3.1 二楼上行 Q3.1 三楼上

19、呼记忆 I3.2 三楼上行 Q3.2 四楼下呼记忆 I3.3 四楼上行 Q3.3 二楼下呼记忆 I3.4 二楼下行 Q3.4 三楼下呼记忆 I3.5 三楼下行 Q3.5 四楼下呼记忆 I3.6 四楼下行 Q3.6 五楼下呼记忆 I3.7 五楼下行 Q3.7 报警 I4.0 一楼智能判断 Q4.0A I4.1 二楼智能判断 Q4.1B I4.2 三楼智能判断 Q4.2C I4.3 四楼智能判断 Q4.3D I4.4 五楼智能判断 Q4.4E I4.5 超重 Q4.5F I4.6 自动开门 Q4.6G 2 2内部继电器分配内部继电器分配 楼层信号产生与消除环节M1.0M1.7 停层信号登记与消除环

20、节M2.0M2.7 外呼信号登记与消除环节M3.0M3.7 定向环节M4.0M4.7 停层信号环节M5.0M5.7 起动、稳速运行、制动减速环节M6.0M6.7 M7.0M7.7 开关门环节继电器M0.0M0.7 M8.0M8.7 3 3五层电梯五层电梯 PLCPLC 控制输入控制输入/ /输出口接线图输出口接线图 图 2.53/接口分配图 三、电梯硬件选择三、电梯硬件选择 （一）主电路（一）主电路 图 3.11 是交流双速电梯的主电路图。图中 M1 为 YTD 系列专用双速笼型异步电动机（6/24 极） ； KM1、KM2 为电动机正反转接触器，用以实现电梯上、下行控制；KM3、KM4 为电

21、梯高低速运行接触器， 用以实现电梯的高速与低速运行接触器；L1、L2 与 R0、R2 为串入电动机定子电路中的电抗与电阻， 与 KM5KM8、KM11 配合实现对电机的加减速控制。当 KM1、KM2 与 KM3 通电吸合时，电梯将进行上行 或下行起动。延时后 KM5、KM11 依次通电吸合，切除 R1、L1 电梯将转为上行或下行的稳速运行；当电 梯接收到停层指令后，KM3 断电释放，KM4 通电吸合，电机 转为低速接法，串入阻抗制动，实现上升 与下降的低速运行，且 KM6KM8 依次通电吸合，用来控制制动过程的强度，提高停车制动的舒适度。 至平层位置时，接触器全部释放，抱闸抱死，电梯停止运行。

22、在检修状态时，电梯只能在低速接法下 点动运行。4 （二）门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路（二）门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路如图 3.21,门电动机为他励直流电动机，可由 KM9、KM10 控制其正反转。KM9 接通时，电阻 R2 与电动机电枢并联，电流由电枢左端向右端，电动机 正转实现开门，压下 SQ8 时，R2 部分被短接，实现开门调速（减速） 。KM10 接通时，电动机将反转， 实现关门，并由 SQ9、SQ10 与 R3 一起实现关门调速。 在电梯上、下行运行时，抱闸应打开，其线圈应通电。电梯停止运行时，抱闸应抱死，其线圈应 断电，故

23、可用 KM1、KM2 控制抱闸线圈 YB 的通电与断电。将所有厅、轿门开关串联在一起 （SQ11、SQ12、SQ13、SQ14、SQ15、SQ16） ，控制门锁继电器 KA1，实现全部门关闭正常后电梯才能运 行的控制。这样即既可以减少占用 PLC 的输入口，又便于检修。 将安全窗开关(SQ1)、安全钳开关(SQ2)、限速器开关(SQ3)、轿内急停开关(SQ4)、上下行强迫停 止开关(SW1、SW2)、基站开关梯钥匙开关(SA2)以及热继电器触点 FR1、FR2 串联在一起，构成安全回 路，控制安全运行继电器 KA2，用 KA2 的触点控制 PLC 的 RUN 口，只有当该 KA2 吸合时，才允

24、许 PLC 处于运行状态。这样可以节省 PLC 的输入口，又可以实现在多种紧急情况下的立即停车。4 M 13 V24 FR2 FR1 KM 6 R1 L2 L1 KM 4 KM 3 KM 7 KM 8 KM 5 KM 2KM 1 SQ0 FU1L1 L2 L3 N PE 交交交交交 交交交交交 PS L N PE PS L N PE CPU I/O KM 9 图 3.11 主电路 M2 R1 KM9 KM10 KM9 KM10 R2 R3 R4 KM10 KM9 SQ8 M SQ10SQ9 Y B SQ11 SQ12 SQ13SQ14 SQ15 SQ16 K A 1 SQ1 SQ2 SQ3 S

25、Q4 SW1 SW20 SA2 FR1 FR2 110V KM1KM2 K A 2 图 3.21 门机电路、抱闸电路、门锁及安全运行电路 四、四、 层楼信号的产生、消除及显示层楼信号的产生、消除及显示 （一）层楼信号的产生、消除梯形图（一）层楼信号的产生、消除梯形图 当电梯到达某一层楼时，该楼层的感应器接收到感应信号，并与它的上下层楼进行互锁，保证电 梯的逻辑的唯一。如：以第二层为例，接通二楼感应器时，串接一楼与三楼感应器的常闭触点。若二 楼感应器出现问题，当电梯到达三楼时，I2.2 也处于接通状态，Q0.7 也会同时接通，出现逻辑混乱。 （二）轿厢位置显示（二）轿厢位置显示 若要接入轿厢显示

26、电路，由于本系统的接口基本已用完，可以再加一个 EM222 8 点 24DC 输出型的 数字输出扩展模板。 采用七段数码管，它是将数码管分布在同一平面内，由若干发光二极管或液晶体组成各种数字管。 在七段码显示电路中，对数码管的输入管脚 A、B、C、D、E、F、G 送入 24V 电源，则相应的区段就会 被点亮，控制可编程控制器的端子 Q4.0、Q4.1、Q4.2、Q4.3、Q4.4、Q4.5、Q4.6 闭合或断开就可以控 制数码管相应段的亮与灭，以组成相应的数值。 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 Q4.0 Q4.1 Q

27、4.2 Q4.3 Q4.4 Q4.5 Q4.6 图 4.21显示电路 七段数码显示数值与管脚关系七段数码显示数值与管脚关系 七段数码输出楼层 A（Q 4.0） B（Q 4.1） C（Q 4.2） D（Q 4.3） E（Q 4.4） F（Q 4.5） G（Q 4.6） 1(M1.0)0110000 2(M1.1)1101101 3(M1.2)1111001 4(M1.3)0110011 5(M1.4)1011011 程序原理如下： 当电梯到达 2、3、5 层时，M1.1、M1.2、M1.4 常开触点闭合，令 Q4.0 得电。 当电梯到达 1、2、3、4 层时，M1.0、M1.1、M1.2、M1.

28、3 开触点闭合，令 Q4.1 得电。 当电梯到达 1、3、4、5 层时，M1.0M1.2、M1.3M1.4 常开触点闭合，令 Q4.2 得电。 当电梯到达 2、3、5 层时，M1.1、M1.2、M1.4 常开触点闭合，令 Q4.3 得电。 当电梯到达 2 层时，M1.1 常开触点闭合，令 Q4.4 得电。 当电梯到达 4、5 层时，M1.3、M1.4 常开触点闭合，令 Q4.5 得电。 当电梯到达 2、3、4、5 层时，M1.1、M1.2、M1.3、M1.4 常开触点闭合，令 Q4.6 得电。 五、停层信号的登记与消除五、停层信号的登记与消除 当乘客在电梯内选择 15 层的选层按钮操作，被选中

29、的楼层的相应指示灯就会亮，如：被选中的 二层时，则 I1.5 接通，通过继电器 M2.1 互锁，Q2.3 就会动作，发光。 六、外呼信号的登记与消除环节六、外呼信号的登记与消除环节 在厅外呼梯时，呼梯信号应被接收与记忆。当到该层时，若定向方向与目的方向一致时，呼梯要 求被满足，呼梯信号被取消。 如：以第二层上外呼为例，当电梯在第一层时，若二层有人按外呼上行按钮，则 I3.1 接通，M3.1 通电自锁，Q3.0 动作，指示灯亮。由于从一层到达第二层是上行，则 M4.0 是断开的，当电梯到达第 二层时，M1.1 断开，所以 M3.1 断开，指示灯熄灭。当电梯从二层以上向一层方向运行时，则 M4.0

30、 不 动作，处于接通状态，按下二层外呼上行按钮，I3.1 接通，M3.1 通电自锁，Q3.0 动作，指示灯亮。 ， 当到达二层楼时，M1.1 断开，但是由于 M4.0 不动作，所以 M3.1 继续通电，指示灯亮，当电梯从底层 方向向上运行时，到达二层楼时，M3.1 断开，指示灯熄灭。 七、电梯的定向七、电梯的定向 电梯在运行状态下，首先应确定电梯的运行方向。电梯的上行与下行是内选信号和外呼信号与当前 所处的位置进行比较，再确定是上行还是下行。一旦电梯定向后，内选与外呼信号对电梯进行顺向运行 的要求没有满足时，定向信号不能消除。M4.0 和 M4.4 分别为定上行和定下行辅助继电器，它们线圈的

31、工作条件触点块由内外呼信号及电梯位置信号组成。比如：当电梯上行且位于第二层时，M1.1 的动断触 点断开，一层的内呼外唤都不能影响上行状态。T45 的作用是只有当电梯门处于关闭状态电梯才能作上 行与下行运动。 M4.0 和 M4.4 在电梯上行及下行的全过程中，存在不能全程接通的情况，如上行至五楼时，一旦五 楼层楼继电器 M1.4 接通时，则 M4.0 立即断开，而此时电梯仍处于上行状态，至五楼平层位置时才能停 止。为了解决这一个问题，引入了 M4.2、M4.3、M4.5、M4.1 等继电器，使上行与下行继电器接通时间 延长至上行和下行的全过程。若不使用 M4.2、M4.3、M4.5、M4.1

32、，可能会发生下述情况：四楼向下的外 呼信号，使电梯上行，电梯至四楼位置，M1.3 使 M4.0 断开，从电梯至四楼位置到电梯停层开门，乘客 进行轿厢内选五层之间的时间内，一、二、三楼的外呼及内选信号可以使电梯在未完成四楼向上的运动 之前定下行方向。 八、停车信号八、停车信号 电梯在停车制动前，首先应确定其停层信号，再根据电梯的运行方向与外呼信号的位置和轿内选层 信号比较后得出。厅外上行上呼、厅外下行下呼以及厅内内选信号都是电梯停车的条件。梯形图中 M4.0 和 M4.4 动断触点的作用是为了解决呼梯方向与电梯运行方向相反时的停车问题。如：三楼向下的外呼 信号，使电梯从一楼向上运行时，M5.2

33、不会被触发，至三楼位置，靠 M4.0、M4.4 的动断触点使 M5.5 接 通而设计的。停车信号的消除是停车时间到，T37 为停层时间定时器。 九、起动、稳速运行、制动减速九、起动、稳速运行、制动减速 停层信号产生后，与上行下行感应器配合，进行停车制动。在停车前应先产生停车制动信号，然 后由停车制动信号控制接触器实现停车制动。为解决电梯进入平层区间后才出现停车信号致使电梯过 急停车的问题，采用 P 指令将其在上下平层信号的上升沿期间触发。此电梯的停层时间为 10S，当起 动高速继电器 KM3，1S 后启动加速继电器 KM9，2S 后启动加速继电器 KM5。减速制动是分别控制为 KM6、KM7、

34、KM8，其吸合时间分别为 0.5S、1S、1.5S 等，最终达到制动的目的。 十、十、 开关门环节开关门环节 1.1.电梯在投入运行前的开门。电梯开始时位于基站，用钥匙旋转至开梯位置，则电梯会自动开门。 2.2.电梯检修时的开门。电梯在检修状态下，开关门均为手动状态。检修接口I0.2接通，同时接通 I0.3、I0.4就可以启动开关门。 3 3.电梯自动运行停层时的开门。当电梯到达指定的停层时，T47接通，电梯会自动地开门。 4.4.电梯关门过程中重新开门。若有人或物被夹在门中，采用机械安全触板进行检测，将检测到的 信号传入到开门继电器，I4.5接通， 电梯将自动开门。 5.5.呼梯开门。电梯到

35、达某层站后，若没有人继续使用电梯，电梯将停在该层待命，若有人在该层 外梯应首先开门。如：在二楼按下二楼上行，则I3.1接通，M8.1置位，二层层楼指示Q0.7接通，电梯 开门。 6.6.电梯停用后的关门。电梯到达基站后，若没有人在轿内，电梯自动关门。 7.7.电梯自动运行时的关门。停站时间继电器T37延时结束时，电梯应关门。 十一、十一、 智能判断控制智能判断控制 智能判断主要是针对外呼信号来设计的，所以这一节的梯形图是与外呼信号的登记与消除合并在 一起的。电梯到层、电梯门打开, 但电梯外的乘客由于某种原因已经离开, 此时没有乘客进入电梯轿 厢, 影响了电梯的运行效率。这种情况在真实电梯运行过

36、程中经常出现。针对这种情况, 本电梯增加 了自动取消无效呼梯功能 (这里仅仅针对第二楼来分析，其它楼层相同), 可有效地提高电梯运行效率。 其实现方法是:在电梯模型上添加人体感应模块, 并将人体感应模块的输出信号连接到输入点 I4.1 上, I4.1 的常开触点串联在二楼呼梯信号的保持线圈上。当在二楼等电梯的乘客离开,I4.1 复位, 从而取 消二楼呼梯信号, 电梯就不再此停留。 将上述层楼信号的产生与消除、停层信号的登记与消除、外呼信号的登记与消除、电梯的定向、 停车信号、起动、稳速运行、制动减速、开关门环节、智能判断控制等模块有机的联接起来，就可以 得到电梯 PLC 控制的梯形图。 验验

37、证证 本设计通过 S7200CPU226 实验平台已基本得到了验证，能够正常的运行。采用 S7200 CPU226 与一个扩展模块 EM223，共有 24 点输入加 16 点输入与 16 点输出加上 16 点输出，基本可以满足五层 楼的电梯控制系统。 电梯硬件选择方面：由于本系统采用的是交流双速控制电梯的正反转、加减速控制和制动过程， 虽然它与变频器作为拖动系统有一定的差异，但是对于一般的电梯控制系统都是可以满足的，采用继 电器控制有利于降低成本，由其是在一些小型的电梯控制系统中，控制精度不是很高的场合，本系统 都是可以满足。 电梯软件控制方面：采用 PLC 控制的系统，可以用软件代替硬件节约

38、资源，降低生产成本，PLC 控制能使工厂一线工人都能够看懂，有利于机器的维护，缩短工人的培训时间，增加公司的效益。本 设计采用了上下行限位感应器，避免了电梯冲顶的可能性，抱闸系统采用的 KM1、KM2 在通电时，抱闸 系统通电，抱闸放开，只要电梯停止运行时，KM1、KM2 失电，抱闸抱紧，有效的保证了乘客的安全。 电梯还设计了智能判断功能，虽然占用多占用了五个接口，但是有效的防止了电梯不必要的停车，提 高了电梯的运行效率。 小小 结结 系统采用德国西门子PLC CPU226加扩展模板EM223，虽然本系统采用的是交流双速作为电梯的主电 路，但是由于采用了R、L的串联制动，并用继电器控制接入阻抗

39、的大小，同样可以用来控制制动过程 的强度，搞高停车制动的舒适度，同时降低了电梯的成本。在实际生活中具有一定的实际意义。 本设计的创新点本设计的创新点 （一）减少（一）减少PLCPLC接口数接口数 1.将所有厅、轿门开关串联在一起，控制门锁继电器KA1，实现全部门关闭正常后电梯才能运行的 控制。这样即可以减少占用PLC的输入口，又便于检修。2.将安全窗开关、安全钳开关、限速器开关、 轿内急停开关、上下行强迫停止开关、基站开关、梯开关以及热继电器触点FR1、FR2串联在一起，构 成安全回路，控制安全运行继电器KA2，用KA2的触点控制PLC的RUN口，只有当该KA2吸合时，才允许 PLC处于运行状

40、态。这样可以节省PLC的输入口，又可以实现在多种紧急情况下的立即停车。 （二）智能判断控制模板（二）智能判断控制模板 将在每一层楼设计一个红外线传感器，将收到的信号传给PLC的输入端，这样就可以避免当有人 按下外呼按钮时，而同时有因其它事件离开，电梯在此楼就不停止，节约了时间，提高了电梯的运行 效率。 参参 考考 文文 献献 1胡学林.可编程控制器教程(基础版) M .北京海定区:电子工业出版社.2007 年 9 月第 6 次印刷 2吴中俊 黄永红.可编程序控制器原理及应用M.机械工汪出版社. 2005 年 10 月第二版 3胡学林.可编程控制器教程(实训篇)M. 北京海淀:电子工业出版社.

41、2004 年 7 月 4 4张万忠.可编程控制器入门与应用实例M.中国电力出版社出版.2005 年 1 月第一版 5王秀英 郑海英.PLC 技术在电梯运行中的应用J.辽宁:辽宁工业大学学报. 6周景全. 高层建筑中电梯的选择安装J.黑龙江:科技信息 7赵会军 曹登场 于红.基于 PLC 控制的实训电梯型研发J.河北:工业技术. 8申辉阳 王浩.电梯系统的一种建模与控制策略J广东:应用技术. 9郑峰. PLC 中断技术在顺控电梯中的实现J.中国 重庆:科技信息. 10 史先传.基于 PLC 控制的小型电梯模型的研制J.江苏:控制系统. 11宫淑贞 王冬青 徐世许.可编程控制器原理及应用J.北京:

42、人民邮电出版社出版发行.2002 年 7 月 12求实科技.PLC 应用开发技术与工程实践M.北京:人民邮电出版社出版发行.2005 年 1 月 13谢克明 夏路易.可编程控制器原理与程序设计M.北京海淀:电子工业出版社.2002 年 8 月 14耿文学 华熔.微机可编程序控制器原理、使用及应用实例M北京:电子工业出版社.1990 年 1 月 15廖常初.大中型 PLC 应用教程M.北京:机械工业出版社.2005 年 2 月 16孙德胜 李伟.PLC 操作实训M.北京:机械工业出版社.2007 年 8 月 17陈恒亮 闫莉丽.可编程控制器控制电梯技术及应用M.北京：国防工业出版社.2008.8 致致 谢谢 本设计在导师范琪老师的悉心指导下完成，导师在我设计的整个过程中倾注了大量的心血与汗水， 他用启发式教学来引导我们的设计思想，拓展我们的设计思维，对我的设计作出了突出的贡献，才得 以顺利完成。导师广博的学识、深厚的学术和严谨治学态度，一丝不苟的工作作风，以及爱生如子和 严格要