PLC控制电梯毕业设计初稿

PLC控制电梯毕业设计摘要在现代社会与经济活动中，电梯已成为城市物质文明的标志。电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著，因此必须努力提高电梯系统的性能，保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术得到了快速发展，交流变频调速技术已进入一个崭新的时代，其应用越来越广。新技术的产生发展同时也促进了电梯行业的快速发展。现在电梯的拖动技术已经发展到了变压变频调速，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。本文采用PLC和变频器实现电梯常规控制的基础上，通过对变频器和PLC芯片的合理选择和设计大大提高了电梯的控制水平，使电梯达到了较为理想的控制和运行效果。关键词：电梯，PLC，变频器，变频调速ABSTRACTInthemodernsocialandeconomicactivities,theelevatorhasbecomeasymbolofurbanmaterialcivilization.Elevatorperformancegoodorbadinfluenceonpeople'slivesmoreandmoresignificant,somusttrytoimprovetheperformanceoftheelevatorsystem,

toensureenergy-efficientoperationoftheliftbothsafeandreliable.Alongwithourcountryeconomy,therapiddevelopmentofmicroelectronicstechnology,computertechnologyandautomaticcontroltechnologyobtainedfastdevelopment,VVVFtechnologyhasenteredanewera,itsapplicationmorewidely.Thegenerationofnewtechnologydevelopmentandpromotetherapiddevelopmentoftheelevatorindustry.NowdragtheelevatortechnologyhasdevelopedtotheVVVF,whichisalsocontrolledbythePLClogictoreplacetheoriginalrelaycontrol.Inthispaper,toachieveliftconventionalPLCandinvertercontrol,basedonthefrequencyconverterandthePLCchipthroughtherationalselectionanddesigngreatlyimprovesthelevelofcontroloftheelevator,theelevatorreachedtheidealcontrolandoperatingresults.Keyword:Elevator,PLC,Inverter,VVVF目录摘要11绪论11.1研究目的与意义11.2国外研究现状21.3本课题研究容42电梯的概述52.1电梯的产生52.2电梯的设备52.2.1电梯的结构52.2.2电梯的种类72.2.3电梯的主要参数82.2.4电梯的安全保护装置93变频器的选择与参数设计113.1变频器的概述113.1.1变频器的简介113.1.2变频器的发展方向133.1.3变频器的调速原理143.1.4变频器的分类153.1.5变频器的主要功能153.2变频器的选择173.2.1变频器品牌型号183.2.2选择变频器规格183.2.3选择的变频器应满足的条件193.3通用变频器193.3.1通用变频器简介203.3.2西门子M440变频器简介213.3.3变频器主要参数设置244PLC的选择274.1可编程控制器的概述274.1.1PLC的定义与特点274.1.2PLC的基本结构和工作原理314.2.1S7-200PLC的系统配置345系统硬件设计365.1电机调速系统的设计365.2电梯的控制要求365.3电梯工作过程分析385.4系统流程图385.5I/O点数分配395.5.1I/O分配表395.5.2PLC外部接线图406系统软件设计426.1西门子可编程序控制器介绍426.2控制系统程序设计436.2.1开关门控制436.2.2轿厢呼叫456.2.3轿厢外呼梯476.2.4顺向截梯和逆向截梯49总结53参考文献54致55附录56附录A外文文献56附录B中文翻译611绪论1.1研究目的与意义电梯是安装在建筑物的一种交通工具，是为了满足人们对于垂直运输的需要而建立的。在现代社会电梯就如同汽车、轮船一般不可或缺。有关资料显示，在美国，每年乘坐其他交通工具的人数约为80亿人次而乘坐电梯的人数达到540亿人次之多。如今，电梯的使用情况已成为衡量现代化发展程度的一种标志，从某种意义上说，电梯也成为研究一个城市中居民生活状态的最完美空间。社会生产力的不断发展带动了人类文明的高速发展,特别是20世纪70年代以后,高层建筑在世界围得到的迅猛发展,极促进了电梯技术的改良和革新"近半个世纪以来,电梯技术从原始的模型升降机发展到能满足人类需要的高级智能化电梯。最初的电梯是由司机操作控制的,然而这样不但浪费人力还很浪费财力"于是,为了解决这个问题,便在旅馆和住宅楼里采用了简易的自动控制方式来控制电梯"它的优点是可以不利用人力便可自动记住呼梯信号以响应最先呼叫的乘客的需求,不过这种控制方式却无法同时一记住多个呼梯信号,这就造成电梯的使用不方便、效率低于人力操作效率的缺点。为了解决这一问题,后来便出现了集选控制,该控制很好地解决了原先那种简易的自动控制不能记住多个呼梯信号的问题并且还具有能在运行方向上依次进行响应的特点。电梯的拖动技术经历了直流电动机驱动到交流单速电动机驱动、交流双速电动机驱动、交流调速调压控制与后来的交流调速调频调压控制的几个阶段，这几个阶段的发展使电梯控制技术得以不断成熟。可编程序控制器（PLC）最早是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。具有安全、可靠等优点。因此，PLC控制技术加变频调速技术已经成为现代电梯行业的一个热点。1.2国外研究现状电梯最初是以升降机为模型的。公元前年，古希腊的阿基米德设计了第一台升降机。在我国，使用的水井辘轳也是一种人力卷扬机。随着蒸汽机的产生，1835年，世界上出现第一台以蒸汽机为动力的载货升降机。1853年，美国人奥的斯研究出一种用于升降机的安全装置，使得轿厢能够正常运行，保证了乘载人员的安全。它是现代电梯安全钳的胚体，为电梯的发展奠定基础。1858年，世界上第一台以蒸汽机为动力并带有安全装置的载人升降机诞生。1889年，直流电动机作为动力率先被奥的斯公司使用，由于电动机的优点，电梯真正趋于实用化。由于是以电力带动轿厢升降，所以人们称之为“电梯”。1903年，电梯的安全性和传动机构能有了重大改进，摩擦拽引的形式取代了传统的鼓轮绕绳式。此后，电梯在动力发展比较成熟后，电气控制以与速度调节问题得到了更大的关注。1915年，自动平层控制系统设计成功。1924年，信号控制系统的发展使电梯操纵大大简化。1928年，开发了集选控制电梯。第二次世界大战以后，新技术特别是电子技术的发展，电梯的发展得到了极大的推动。1949年，纽约联合国大厦，首次使用了群控电梯。1955年，出现了小型计算机控制的电梯。1967年，可控硅技术的出现，是电梯的拖动系统简化，性能得到了很大的提高。1971年，集成电路被广泛应用，出现了数控电梯。1976年，电梯开始采用电脑进行电气控制，使其进入了一个崭新的发展时期。八十年代，出现了调压调频的交流电梯，从而又开拓了电梯电力拖动的新领域。1992年12月，奥的斯公司在日本东京的Narita机场安装了水平穿梭人员运输系统。1993年，三菱公司在日本横滨地区12.50m/s速度的超高速乘客电梯，是当时世界速度最快的乘客电梯。1996年，奥的斯公司引入集垂直运输与水平运输的复合运输系统的概念。该系统采用直线电机驱动，在一个井道设置多台轿厢。轿厢在计算机导航系统控制下，可以在轨道网络交换各自运行路线。2000年，市旺龙智能科技在中行苑安装了第一套IC卡电梯控制器，从此开始出现IC卡电梯控制系统。由于人们对节能、安全、智能的要求越来越高，IC卡电梯控制产品广泛的安装在各种大厦中的电梯。从以上可以看出，每当解决了关于电梯安全性能的重大问题后，电梯的发展就会进入一个新的发展阶段。而在今天，在大力倡导节能的今天，电梯将往节能的方向不断发展，同时，也要兼顾舒适度、快速性、安全性等问题。1.3本课题研究容随着现代城市的发展，高层建筑日益增多，电梯成为人们生产生活必不可少的工具之一，其性能也对人们的生活产生了越来越大的影响。因此必须保证电梯的运行既高效节能又安全可靠。传统的电梯采用继电器来实现电机工作状态的改变，继电器存在电器元件多、功能弱、故障频繁、可靠性差和寿命短等问题。因此本次设计针对继电器电梯存在的问题，采用可编程控制器（PLC）和变频器改造现有的电梯控制系统。首先，先介绍一下电梯的基本概况，然后选择所能用到的变频器，然后再介绍PLC的选择与硬件设计，完成在介绍软件设计，最后总结本次毕业设计。2电梯的概述2.1电梯的产生1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次展示了他的发明——升降机，这是历史上第一部安全升降机。从此以后，升降机得到了广泛应用。而我国，从改革开放以来，全国各地高层建筑不断出现，而电梯的需求量也日益增长，各种电梯也不断被开发出来并投入运行。为确保电梯正常运行、安全使用，必须要了解电梯、熟悉电梯、管理电梯、维护好电梯。2.2电梯的设备2.2.1电梯的结构电梯是机电合一的一种大型的复杂的产品，是现代科学技术的综合产品。电梯的结构包括四大空间和八大系统。其中，四大空间包括：机房部分、井道部分、层站部分和轿厢部分。八大系统包括：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力控制系统、电气控制系统、和安全保护系统。其结构如图2-1：图2-1电梯基本结构1——减速箱；2——曳引轮；3——曳引机底垫；4——导向轮；5——限速器；;6——机座；7——导轨支架；8——曳引钢丝绳；9——开关碰铁；10——紧急终端开关；11——导靴；12——轿架；13——轿门；14——安全钳；15——导轨；16——绳头组合；17——对重；18——补偿链；19——补偿链导轮；20——紧装置；21——缓冲器；22——底坑；23——层门；24——呼梯盒v25——层楼指示灯；26——随行电缆；27——轿壁；28——轿操纵箱；29——开门机；30——井道传感器；31——电源开关；32——控制柜；33——引电机；34——制动器(抱闸)2.2.2电梯的种类电梯有很多种分类方法，而不同的分类方法之间又是相互交叉的。1、按照用途分类：客梯，代号K；货梯，代号H；客货梯，代号L；病床电梯，代号B；住宅电梯，代号Z；杂物电梯，代号W；船舶电梯，代号C；观光电梯，代号G；还有其他的一些专用电梯在这里就不一一赘述了。2、按照速度分类：（1）低速电梯：速度不大于1m/s的电梯，规格有0.25m/s、0.5m/s、0.75m/s、1m/s。（2）中速电梯：速度为1~2m/s，规格有1.5m/s和1.75m/s。（3）高速电梯：速度大于2m/s，规格有2m/s、2.5m/s、3m/s。甚至有的超高速电梯速度可以达到6m/s、10m/s。3、按照拖动方式分类：（1）直流电梯：曳引电机是直流电动机，分直流有齿和直流无齿两类。（2）交流电梯：曳引电机是交流电动机，分为交流单速电梯、交流双速电梯、交流调速电梯和变频调速电梯四类。（3）液压电梯：靠液压传动的电梯，分为柱塞直顶式和柱塞侧置式。4、按照控制方式分类：手动操作控制、按钮控制、信号控制、层间控制、简易集选控制、集选控制有无司机控制、群控、并联控制等。其实电梯的分类方法多种多样，就不一一详述了。2.2.3电梯的主要参数（1）载重量(kg)制造和设计规定，电梯的额定载重量。（2）轿厢形式：单或双面开门与其他特殊要求等，以与对轿顶、轿底、轿壁的处理，颜色的选择，对的要求等等。（3）轿厢尺寸(mm)宽*深*高。（4）轿门形式：栅栏门、封闭式中分门、封闭式双折门、封闭式双折中分门等。（5）开门宽度(mm)轿厢门和层门完全开启时的净宽度。（6）开门方向：人在轿外面对轿厢门向左方向开启的为左开门，门向右向开启的为右开门，两扇门分别向左右两边开启者为中开门，也称中分门。（7）曳引方式：常用的有半绕1：1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度；半绕2：1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳运行速度的一半；全绕1：1吊索法，轿厢的运行速度等于钢丝绳的运行速度。（8）电气控制系统包括控制方式、拖动系统的形式等。如交流电机拖动或直流电机拖动，轿按钮控制或集选控制等。（9）额定速度(m/s)：制造和设计所规定的电梯运行速度。（10）停层站数(站)：凡在建筑物各楼层用于出入轿厢的地点均称为站。（11）提升高度(mm)：由底层端站楼面至顶层端站楼面之间的垂直距离。（12）顶层高度(mm)：由底层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直的距离。电梯的运行速度越快，顶层高度一般越高。（13）底坑深度(mm)：由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。电梯的运行速度越快，底坑一般越深。（14）井道尺寸(mm)宽*深。（15）井道高度(mm)：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。电梯的主要参数是电梯制造和设计的依据。用户在选择时，必须根据电梯的使用地点、运载对象等，按照标准正确的选择，否则会影响电梯的使用效果。2.2.4电梯的安全保护装置（1）电磁制动器：装于曳引机轴上，一般采用直流电磁制动器，启动时通电松闸，停层后断电制动。（2）强迫减速开关：分别装于井道的顶部和底部，当轿厢驶过端站换速未减速时，轿厢上撞块就触动此开关，通过电器传动控制装置，使电动机强迫减速。（3）限位开关：当轿厢经过端站平层位置后仍未停车，此限位开关立即动作，切断电源并制动，强迫停车。（4）行程极限保护开关：当限位开关不起作用，轿厢经过端站时，此开关动作。（5）急停按钮：装于轿厢司机操纵盘上，发生异常情况时，按此按钮切断电源，电磁制动器制动，电梯紧急停车。（6）厅门开关：每个厅门都装有门锁开关。仅当厅门关上才允许电梯启动；在运行中如出现厅门开关断开，电梯立即停车。（7）关门安全开关：常见的是装于轿厢门边的安全触板，在关门过程中如安全触板碰到乘客时，发出信号，门电机停止关门，反向开门，延时重新开门，此外还有红外线开关等。（8）超载开关：当超载时轿底下降开关动作，电梯不能关门和运行。（9）其它的开关：安全窗开关，钢带轮的断带开关等。3变频器的选择与参数设计本文通过多种方案的比较对照，完成了电梯控制系统的变频器的选择。3.1变频器的概述3.1.1变频器的简介变频器是由电力电子器件构成的静止式功率变换器，将工频电源变成另一种频率的电源控制系统。变频器的结构如图3-1所示，按变流方式可分为交——直——交变频器和交——交变频器两种。交——直——交变频器先将恒压恒频的交流电整成直流，再将直流电逆变成电压与频率均为可调的交流，称做间接变频；交——交变频器将恒压恒频的交流电直接变换为电压与频率均为可调的交流电，无需中间环节，称做直流变频。早期的变频器由晶闸管（SCR）组成，SCR属于半控型器件，不能通过门极关断SCR，需要强迫换流装置才能实现换相，故主电路结构复杂。此外，晶闸管的开关速度慢，变频器的开关频率低，输出电压谐波分量大。全控型器件通过门极控制既可使其开通又可使其关断，该类器件的开关速度普遍高于晶闸管，用全控型器件构成的变频器具有主回路结构简单、输出电压质量好的优点。常用的全控器件有电力场效应管（Power-MOSFET）、绝缘栅极双机型晶体管（IGBT）。现代变频器中用得最多的控制技术是脉冲宽度调制（PulseWidthModulation，PWM），其基本思想是：控制逆变器中电力电子器件的开通或关断，输出电压为幅值相等、宽度按一定规律变化的脉冲序列，用这样的高频脉冲序列代替期望的输出电压。a)b)图3-1变频器结构示意图a)交-直-交变频器b)交-交变频器目前，我们所使用的变频器主要采用交-直-交方式，它一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成，如图3-2所示。整流由整流桥实现，将方向不断改变的交流电变成方向单一的直流电，中间直流环节起滤波、储能、缓冲无功功率的作用，逆变器为IGBT三相桥式逆变器，输出PWM波形。图3-2交直交变频器结构框图变频器广泛应用于电机的调速，以可靠性高、精度高、功能强、操作简便、体积小、重量轻、转矩大等优点，不断替换其它的调速方式，广泛的应用于各个行业，例如机械、化工、石油、建筑、钢铁、电子、医药、电梯、城市供水、中央空调、污水处理等各领域。目前，我国的变频器生产主要集中在沿海地区，随着对国外先进变频技术的学习与国巨大的市场需求，国产变频器在21实际进入大发展时期。3.1.2变频器的发展方向今后，变频调速技术将向以下几个方面发展：1、实现高水平的控制。对于各个领域的控制，采用各种理论实现高水平控制。诸如，电动机和机械模型控制，采用矢量控制、磁场控制等，智能控制思想的控制，采用模糊控制、神经元网络控制等。2、开发清洁能源的变频器。降低负载侧的谐波分量，减少对电网和电动机的转矩脉动。对中小容量变流器，提高开关频率的PWM控制，对大容量变流器，可改变电路结构和控制方式，实现清洁电能的变换。3、缩小变频器的体积。通过提高功率和控制元件的集成度和改变功率器件的冷却方式，使变流装置变得紧凑。4、高速度的数字控制。采用更好的微处理器充当控制中心，提高控制对数据的处理能力，处理速度，实现各种算法，使得图形编程的控制技术有很大发展。3.1.3变频器的调速原理三相异步电动机的转速公式为：n=n0(1-s)=60f(1-s)/p式中：n0——同步转速；f——电源频率，单位为Hz；p——电动机极对数；s——电动机转差率。所以，从上面公式可知，改变电源的频率、电动机极对数或电动机转差率即可实现调速。而变频器就是通过改变电源的频率实现的调速。异步电动机调速时，希望主磁通保持不变，原因是，主磁通太弱，铁芯利用不充分，同样转子电流下，电动机的负载能力下降；若主磁通太强，铁芯发热，波形变坏。由公式E1=4.44f1N1Фm式中，E1——电动机定子每相电动势；f1——电动机定子频率；N1——定子相绕组有效砸数；Фm——每极磁通量。可知，要使Фm保持基本不变，必须保持E1和f1的比例不变或者微小变化。因此，异步电动机的变频调速必须按照一定的规律，同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源。3.1.4变频器的分类变频器的种类非常多，根据不同的分类方法有以下几种分类：1、按照变换频率的方法分：交——直——交变频器、交——交变频器交——交变频器2、按主电路工作方式分：电压型变频器、电流型变频器3、按变频器调压方法不同分：PAM变频器、PWM变频器4、按工作原理分：U/f控制变频器、VC控制变频器、SF控制变频器5、按用途分类：通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器3.1.5变频器的主要功能变频器主要具有以下功能：[7]1、频率给定功能。变频器可以根据给定的信号，输出对应的频率。给定信号可以是模拟量信号，也可以是数字量信号。给定信号为模拟量信号时，变频器输出的频率精度略有下降，通常为±0.2%以。变频器根据输入的电压或者电流值得到相应的频率输出。变频器外部有若干个输入端，用以控制多段速度，输入端子的通断（1/0），按照二进制组合形成一个值，使变频器输出一个对应的频率。2、加减速时间设置功能。变频器起动时，起动频率可以很低，加速时间可以由用户自行给定，这样有效的解决了起动电动机电流大和机械冲击的问题。当处于减速过程中，如果拖动系统的惯性大，频率下降又很快，电动机将处于强烈的再生制动状态，从而产生过电流和过电压，使变频器跳闸。为避免上述情况，可进行减速时间的合理选择。3、加减速模式选择功能。有些机械装置，对于速度的要不同的，如运输皮带类的控制对象，被输送物体的惯性力与加速度成正比，加速度太大，被输送的物体很容易滑落或跌落，又如电梯，起动、停止速度太快，会使乘客感到不舒服。变频器根据负载的不同，可以提供不同的加减速曲线，常见的有三种：线性方式、S形方式、半S形方式。线性加速时，频率和时间成正比，可以用在大多数负载中；S形方式的初始速度较缓慢，中间阶跃为线性加速，尾段又逐渐减为零，可适用于带式运输机一类的负载；半S形一半为S形，另一半为线性，使用于低速时负载较轻，加速时可以快一点的负载。4、节能功能。大多数变频器都提供了自动节能功能，只需用户加以选择，变频器就可以自动搜索最佳工作点，达到节能的目的。5、保护功能。变频器拥有过电流、过电压、过载保护的功能。当电流、电压超过一定值或由于负载过重导致发热超过一定值时，变频器会跳闸保护。3.2变频器的选择当确定了变频器的品牌和型号，以与确定变频器的规格后，也就完成了变频器的选择。变频器的选择主要考虑其额定值和频率指标，主要有：1、输入侧的额定值，主要是电压和相数，在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380/50Hz，220~230V/50Hz或60Hz。2、输出侧的额定值，主要由输出电压UN、输出电流IN、输出容量SN、配用电动机容量PN、过载能力。3、频率指标，主要考虑频率围、频率分辨率、频率精度等指标。频率围、指变频器能够输出的最高频率fmax和最低频率fmin。3.2.1变频器品牌型号变频器是变频调速系统的核心设备，它的质量品质对于系统的可靠性影响很大，选择品牌时，质量品质，尤其是与可靠性相关的质量品质，显然是需要考虑的重要方面。同时，设备的平均寿命的长短是一个重要的参数，所以根据预期使用寿命来选择品牌，经验和口碑仍然是主要依据。在同一品牌中选择具体型号时，则主要依据已经确定的变频调速方案、负载类型以与应用所需要的一些附加功能来决定。3.2.2选择变频器规格变频器产品说明书都提高标称功率数据，但实际上限制变频器使用功率的是定子电流参数。因此，直接按照变频器标称功率进行选择，在实际中常常可能会行不通。根据具体工程的情况，可以有以下几种不同的变频器规格选择方式：（1）按照标称功率选择：一般作初步投资估算依据。（2）按照电动机额定电流选择；多用于恒转矩负载的新设计项目。（3）按照电动机实际运行电流选择：多用于改造工程。（4）按照转矩过载能力选择综上所述，根据实际工程情况，以适当的方法选择变频器规格很重要。选择结果多数情况下变频器标称功率与电动机匹配，少数情况需要放大。所以，笼统的认为放大一级功率选择变频器是没有错的想法，但会造成浪费。总的来说从生产成本来作合适的选择。3.2.3选择的变频器应满足的条件选择变频器应满足以下的条件：（1）根据被控设备的负载特性选择通用变频器的类型。（2）所选择通用变频器的类型与被控制异步电动机的参数匹配。（3）为降低电梯成本，首选通用变频器。（4）电梯的启动和停车都要平稳。（5）变频器带有防止失速功能。（6）变频器具有优良的转矩特性。3.3通用变频器随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使得交流变频调速在电梯行业也得到广泛应用。目前，有为电梯控制而设计的专用变频器早已问世，其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。因此本次设计采用了通用变频器。采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是：（1）为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量与改善生活环境等要求。（2）为了节约能源、降低生产成本。3.3.1通用变频器简介上个世纪80年代初，通用变频实现了商品化。在近20年的时间经历了由模拟控制到全数字控制和由采用BJT到采用IGBT两个大发展过程。（1）容量不断扩大80年代初采用的BJT的PWM变频器实现了通用化。到了90年代初，BJT通用变频器的容量达到了600KVA，400KVA以下的已经系列化，前几年主开关器件开始采用IGBT，仅三、四年的时间，IGBT变频器的单机容量已达1800KVA，随着IGBT容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大。（2）结构的小型化变频器主电路中功率电路的模块化，控制电路采用大规模集成电路（LSI）和全数字控制技术，结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化。另外，一种混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技术，把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起，构成了一种“智能电力模块”（IntelligentModule，IPM）这种器件属于绝缘金属基底结构，所以防电磁干扰能力强，保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小，因而保护迅速且可靠，传感信号也十分迅速。（3）多功能和智能化电力电子器件和控制技术的不断进步，使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机的应用，为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。（4）应用领域不断扩大通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制，直到全数字控制的演变，逐步地实现了多功能化和高性能化，进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。最初通用变频器仅用于风机、泵类负载的节能调速和化纤工业中高速缠绕的多机协调运行等，到目前为止，其应用领域得到了相当的扩展。如搬运机械，从反抗性负载的搬运车辆、带式运输机到位能负载的起重机、提升机、立体仓库、立体停车厂等都已采用了通用变频器；金属加工机械，从各类切削机床直到高速磨床乃至数控机床，加工中心超高速伺机的精确位置控制都已应用通用变频器；在其它方面，如农用机械、食品机械、木工机械、印刷机械、各类空调、各类家用电器甚至街心公元喷水池，可以说其应用围相当广阔，并且还将继续扩大。3.3.2西门子M440变频器简介电梯的调度要求除了一般的工业控制要求的动、静态性能外，还要着重考虑它的舒适度。本设计关键在于保证电梯按理想给定速度曲线运行，改善电梯的舒适感。而西门子新一代M440变频器可以控制电机从静止到平滑起动期间提供200%3s的过载能力。M440的矢量控制和可编程的S曲线功能，使轿厢在任何情况下都能平稳运行且保持乘客的舒适感，特别在轿厢突然停止或起动时。M440变频器置了制动单元，用户只需选择制动电阻即可实现再生发电制动，因此可节约系统成本。因此本次设计选用了西门子M440型变频器。MICROMASTER440是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，额定功率围从120W到200kW（恒定转矩（CT）控制方式），或者可达250kW（可变转矩（VT）控制方式），供用户选用。它具有矢量控制、V/f控制等功能，改善了动态响应和电动机的控制特性。同时它的复合制动功能改善了制动特性，加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能，以与动力制动的斜坡缓冲功能，本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MICROMASTER440具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER440具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。MICROMASTER440既可用于单独驱动系统，也可集成到‘自动化系统’中。MICROMASTER440的特点：（1）易于安装，参数设置和调试。（2）易于调试。（3）牢固的EMC设计。（4）可由IT（中性点不接地）电源供电。（5）对控制信号的响应是快速和可重复的。（6）参数设置的围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置。（7）电缆连接简便。（8）具有多个继电器输出。（9）具有多个模拟量输出(0-20mA)。（10）6个带隔离的数字输入，并可切换为NPN/PNP接线。（11）2个模拟输入：①AIN1：0-10V，0-20mA和-10至+10V②AIN2：0-10V，0-20mA（12）2个模拟输入可以作为第7和第8个数字输入.（13）BiCo(二进制互联连接)技术。（14）模块化设计，配置非常灵活。（15）脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低。（16）详细的变频器状态信息和全面的信息功能。（17）有多种可选件供用户选用：用于与PC通讯的通讯模块，基本操作面板(BOP)，高级操作面板(AOP)，用于进行现场总线通讯的PROFIBUS通讯模块。3.3.3变频器主要参数设置西门子M440变频器特点与技术指标如图3-3所示：图3-3M440的特点与技术指标MM440有两种参数类型：以字母P开头的参数为用户可改动的参数；以字母r开头的参数表示本参数为只读参数。本次设计的变频器参数设置如表3-1：为减小启动冲击与增加调速的舒适感，其斜坡上升时间和斜坡下降时间应当长一些。同时为了提高运行效率，快车频率应选为工频，而爬行频率应尽可能低些，以减小停车冲击。表3-1变频器参数设置变频参数设定值功能说明P01000电机的功率单位为KW，电网频率50HzP03001电机类型为异步电机P0304380电动机的额定电压（380V）P030510电动机的额定电流（10A）P030716电动机的额定功率（16KW）P031050电动机的额定频率（50Hz）P03111500电动机的额定转速(1430r/min)P070112接通正转/断开停车P070212反转（与正转命令配合使用）P10800电动机的最小频率（0Hz）P108250电动机的最大频率（50Hz）P112010斜坡上升时间（10s）P112010胁迫下降时间（10s）4PLC的选择本次设计采用PLC控制电梯，相比于传统的继电器控制的电梯，PLC控制电梯具有以下优点：（1）在电梯控制中采用了PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提高。（2）去掉了选层器与大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。（3）PLC可实现各种复杂的控制系统，方便的增加或改变控制功能。（4）PLC可进行故障自动监测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。（5）用于群控调配和管理，并提高电梯运行效率。（6）更改控制方案时不需要改动硬件连线。4.1可编程控制器的概述4.1.1PLC的定义与特点1、PLC的定义1980年可编程控制器问世后，NEMA(美国电气制造商协会)对其做过如下定义：“PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算式运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。”1982年，IEC(国际电工委员会)颁布了可编程控制器标准草案第一稿，将其定义为：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算式运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC与其有关的外围设备都应按照易与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。”由此可见，PLC是能直接运用于工业环境的，而且具有与其它顺序控制装置明显不同的特点。目前，PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保与文化娱乐等各个行业，大致使用在以下六个方面：开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信与联网。正是由于PLC的使用围广泛，优点众多，才成为解决自动控制问题的最有效工具。2、PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强电气控制设备的关键是可靠性要高。PLC采用了现代大规模集成电路技术，生产工艺制造严格，并且部电路具有很强的抗干扰能力，因此具有很高可靠性。（2）配套齐全、功能完善、适用性强PLC发展至今，已形成了大、中、小各规模的系列产品，可用于各种规模的工控场合。现代PLC除了具备逻辑处理功能，还具备完善的数字运算能力，被许多数字控制领域所运用。随着近年PLC功能单元的大量涌现，PLC也渗透到了温度控制、位置控制、CNC等各项工业控制中，另外随着PLC通信能力的加强以与人机界面技术的不断发展，对PLC组成的各种控制系统的使用也变得非常容易。（3）控制灵活，程序可变，具有良好的柔性PLC产品采用模块化的形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选择，用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC用软件功能取代了继电器控制系统量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件方便快捷的适应工艺条件的变化，具有很好的柔性。（4）系统设计、建造的工作量小，维护方便，易改造PLC用存储逻辑取代了接线逻辑，减少了控制设备外部的接线数量，大大缩短了控制系统设计和建造的周期，这也使维护变得很容易。（5）重量轻、体积小、能耗低新近出产的超小型PLC的底部尺寸小于100毫米，重量小于150克，功耗仅仅数瓦。体积小能够使PLC很容易地装入机械部，能够十分理想地实现几点一体化。3、PLC发展简介20世纪60年代，电子技术的发展推动了控制电路的电子化，晶体管等无触点器件的应用促进了控制装置的小型化和可靠性的提高。20世纪60年代中期，小型计算机被应用到过程控制领域，大大提高了控制系统的性能。但当时计算机价格昂贵，编程很不方便，输入/输出信号与工业现场不兼容，因而没能在工业控制中得到推广与应用。20世纪60年代末期，西方工业国家出现经济大萧条，作为工业龙头的汽车工业受到沉重打击。美国通用汽车公司（GeneralMotorsCorporation，GM）为了在激烈的市场竞争中战胜对手，摆脱困境，制定出多品种、小批量、不断推出新车型来吸引顾客的战略。但原有的控制系统由继电器和接触器等组成，灵活性差，不能满足生产工艺不断更新的需要。1968年，GM提出了以下10条招标的技术指标：（1）编程简单，可现场修改程序。（2）维护方便，采用模块式结构。（3）可靠性高于继电器控制柜。（4）体积小于继电器控制柜。（5）数据直接送入计算机。（6）价格能与继电器控制柜竞争。（7）输入可以是交流115V。（8）输出≥AC115V、2A，能直接驱动电磁阀。（9）扩展时系统变更很小。（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司（DigitalEquipmentCorporation，DEC）开发出世界上第一台能满足上述要求的样机，在GM的汽车装配线上获得成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、使用灵活、体积小、寿命长等一系列优点很快就推广到其他工业领域。随后德国、日本等国相继引进这一技术，使PLC迅速在工业控制中得到了广泛应用。在可编程序控制器的早期设计中虽然采用了计算机的设计思想，但只能进行逻辑（开关量）控制，主要用于顺序控制，所以被称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，微处理器被广泛应用于PLC设计中，使PLC的功能增强，速度加快，体积小，成本下降，可靠性高，更多的具有了计算机的功能。除了常规的逻辑控制功能外，PLC还具有模拟量处理、数据运算、运动控制、PID（Proportional-Integral-Differential）控制和网络通信等功能，易于实现柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS），因而与机器人与计算机辅助设计/制造（ComputerAidedDesign/ComputerAidedManufacturing，CAD/CAM）一起并称为现代控制的三大支柱。此外，可编程序控制器在设计中还借鉴了计算机的高级语言，给实际应用带来了方便。为了使其生产和发展标准化，美国电器制造商协会（NationalElectricalManufacturesAssociation，NEMA）经过调查，将其正式命名为ProgrannableController，简称PC（后人为与个人计算机PersonalComputer区别起见称做PLC），并给出了PLC的定义。尽管PLC种类繁多、功能各异，但其工作原理、基本功能、系统构成等方面均有共同之处，所以只要掌握一种PLC的原理与应用，其他自然触类旁通。4.1.2PLC的基本结构和工作原理1、PLC的基本结构PLC的种类繁多，功能和指令系统也不同，但是结构与工作原理小异，一台完整的PLC通常由中央处理单元CPU、存储器、输入输出等部分组成。如图4-1所示：图4-1PLC的硬件结构（1）主控部分主控部分包括中央处理器，系统程序存储器、用户程序与数据存储器、输入输出扩展接口、外部设备接口和电源等部分。其中，中央处理器是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路，用于运行用户程序、监控输入/输出接口状态、做出逻辑判断和进行数据处理，将结果送到输出端，并响应外部设备的请求以与进行各种部判断等。（2）输入/输出（I/O）接口I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备的控制信号，输出接口是将主机处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备。（3）输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将外部输入/输出端子数的扩展单元和基本单元连接在一起。输入输出扩展接口有并行接口、串行接口和双口存储器等多种形状。（4）外部设备接口外部设备接口是PLC主机实现人机对话、机机对话的通道。通过它，PLC可以与编程器、打印机等外部设备相连。该接口的功能是串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。外部设备接口一般分为通信接口和专业接口两种。通信接口采用标准的通用接口，如RS232、RS422和RS485A，专业接口是指各PLC厂家专有的自成标准和系列的接口。通信接口是PLC实现人机对话、机机对话的通道，通过这些接口，PLC主机可与编程器、监视器、打印机与其他的PLC和计算机相连。（5）编程器编程器是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆将PLC与电脑连接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。（6）电源单元电源是供给PLC电源的器件，通常为输入设备提供直流电源。它的作用是把外部的供电电源变换成系统部各电源所需的电源。PLC一般使用220V单向交流电，电源部件将交流电转换成PLC部电路所需的直流电，保证PLC正常工作。PLC的部电源一般采用开关稳压电源，特点是输入电压围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰能力强。因输入电压围宽，PLC对其外部工作电源的稳定性要求不高，可允许±15%左右的变化。一般PLC还可为外部提供DC24V电源，供给现场无源开关、外部传感器使用。2、PLC的工作原理PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为：读输入阶段、执行程序阶段、处理通信请求阶段、执行CPU自诊测试阶段和写输出阶段。如果程序中使用了中断，中断事件出现，立即执行中断程序，中断程序可以在扫描周期的任一点被执行。如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点时，相应的输入映像寄存器的值未被修改，用立即I/O指令写输出点值时，相应的输出映像寄存器的值被修改。4.2PLC的选择本次设计采用西门子S7-200系列，出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。STEP7-Micro/WINV40是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP7-Micro/WINV40提供两套指令集，即SIMATIC指令集和国际标准指令集。4.2.1S7-200PLC的系统配置S7-200PLC的基本模块也称主机，是一个独立的装置。S7-200PLC主机的型号、种类较多，可适应不同需求的场合。CPU22X系列产品有CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块。它们指令丰富、速度快、可靠性好、具有较强的通信能力，表2-1列出了S7-200CPU模块的主要技术指标。表2-17-200CPU模块主要技术指标CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226XM程序存储器2048字4096字8192字用户数据存储器1024字2560字5120字用户存储类型EEPROM数据后备典型时间50H100H本机I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出扩展模块数量2个7个置高速计数器4个（30KHZ）6个（30KHZ）模拟量调节电位器12硬件输入中断4个输入点口令保护有通信口数量1（RS-485）2(RS-485)根据工程需求，合理选择CPU和扩展模块是PLC系统设计的首要任务。选择过程中，应遵循以下几个原则：（1）最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。充分发挥PLC功能、最大限度地满足被控对象的控制对象，是设计控制系统的前提。这就要求设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员与、操作人员紧密配合，共同解决重点问题和疑难问题。（2）在满足控制要求的前提下，力求使系统简单、经济，使用与维修方便。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。（3）保证控制系统工作的安全可靠。保证要求设计者在系统设计上、器件选择上、软件编程上要全面考虑。（4）考虑到今后生产发展和工艺的改进，在选择PLC的容量时，应适当留有裕量，一般是10%—15%左右。随着控制技术的不断发展，对控制系统的要求也会不断提高，不断加以完善。因此，在控制系统的设计时要考虑到今后的发展和完善。这要求在选择PLC机型和输入/输出模块时，要求留有一定的裕量。5系统硬件设计5.1电机调速系统的设计为了满足舒适感，提高平层的精确度，对电梯的速度给定曲线有着很高的要求。如果速度曲线在升降交界处不圆滑，那么乘客就会觉得不舒服，因此，电梯的速度给定曲线就成为满足舒适感和准确平层的关键。而人们对速度变化的敏感度主要取决于加速度的变化率，所以就要求要平滑的加速和减速。为获得良好的舒适感，将电梯的起制动速度曲线设计为两段抛物线加一段直线，该曲线形状的构成与改变则由加速度斜率与抛物线变化率决定。加速度是根据从0加速到1000转/分的速度所需的时间来定义的，也就是加速的由0加速到1000转/秒2所需的时间，因此，可通过改变起动加速的时间获得不同起动的曲线斜率。5.2电梯的控制要求电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。其基本结构图如图5-1所示，其中，主要硬件包括PLC主机与扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主机拖动系统等。系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道与安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC，存储在存储器与召唤指示灯等发出显示信号，向拖动和门机控制系统发出控制信号。图5-1电梯PLC控制系统的基本结构图电梯信号控制基本由PLC软件实现，电梯信号控制系统的系统框图如图5-2所示：图5-2电梯PLC信号控制系统框图电梯的控制系统要实现以下功能:用一台电机控制上升和下降，开始时，电梯处于任意一层。（2）各层均设有上升和下降呼叫开关，其中最顶层只有下降呼叫开关，最下层只设有上升呼叫开关。电梯部具有方向指示灯与电梯当前楼层指示灯以与呼按钮。（3）当有外呼或者呼信号时，电梯响应信号，到达信号楼层时，打开电梯门，延时5s后，自动关门。（4）运行途中若遇到呼梯信号，顺向截车，逆向不截车。（5）电梯停止时，有延时关门，手动开门。（6）电梯运行时不能开门，开关门按钮均不能作用，开门时不能行车。5.3电梯工作过程分析（1）开始时，电梯处于任意一层。（2）当有呼/外呼信号时，轿厢响应该信号，电机运行，到达该楼层，电机停止，电梯门打开，延时5s后关门。（3）在电梯运行时有呼梯信号到达，若该信号与运行方向相反则不响应，但是，如果反方向已经没有其他的呼梯信号时，则响应该信号向相反的方向运行。若该信号与运行方向一样，则可以响应。（4）电梯具有最远反向外呼梯功能。例如，电梯在一楼而同时具有二楼向下呼梯，三楼向下呼梯，四楼向下呼梯，则电梯首先去四楼响应其呼梯信号，再去三楼，最后去二楼响应呼梯信号。（5）在电梯未平层或者正在运行时，开关门按钮均不起作用。5.4系统流程图系统流程图如图5-3所示：图5-3系统流程图5.5I/O点数分配5.5.1I/O分配表该系统的PLC具体I/O分配如表5-1所示。表5-1I/O分配表序号名称输入点序号名称输出点1一层平层I0.01电梯上行指示Q0.02二层平层I0.12电梯下行指示Q0.13三层平层I0.23电机正转电梯上行Q0.24四层平层I0.34电机反转电梯下行Q0.35一楼呼I0.45一楼呼指示灯Q0.46二楼呼I0.56二楼呼指示灯Q0.57三楼呼I0.67三楼呼指示灯Q0.68四楼呼I0.78四楼呼指示灯Q0.79一楼上行I1.09一楼上行指示灯Q1.010二楼上行I1.110二楼上行指示灯Q1.111二楼下行I1.211二楼下行指示灯Q1.212三楼上行I1.312三楼上行指示灯Q1.313三楼下行I1.413三楼下行指示灯Q1.414四楼下行I1.514四楼下行指示灯Q1.515手动开门I1.615门电机正转电梯开门Q1.616手动关门I1.716门电机反转电梯关门Q1.717开门限位I2.018关门限位I2.119电梯上升极限位I2.220电梯下降极限位I2.321人体红外线检测光幕IPLC外部接线图本次设计的PLC的外部接线图如图5-4所示。图5-4PLC外部接线图6系统软件设计本章在第五章硬件设计的基础上，进行各模块的软件设计。首先介绍了S7-200的基本情况，再结合电梯控制系统设计要求，完成软件设计。6.1西门子可编程序控制器介绍西门子S7-200PLC系列属于小型可编程序控制器，可用于简单的控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，即使在大型的网络控制系统中也能充分发挥作用。S7-200PLC系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架是由系统的CPU模块和丰富的扩展模块组成。它能够满足各种设备的自动化控制需求。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业与民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等。S7-200系列除了具有PLC的基本控制功能外，还在以下三个方面有独到之处：1）功能强大的指令集。指令容包括逻辑指令，计数器、定时器指令，复杂数学运算指令，PID指令字符串指令，时钟指令，通信指令以与和智能模块配合的专用指令等。2）丰富强大的通信功能。S7-200提供了10种左右的通信方式以满足不同的应用需求，从简单的S7-200之间的通信到S7-200通过Profibus-DP网络通信，甚至到S7-200通过以太网通信。3）编程软件的易用性STEP7-Micro/WIN32编程软件为用户提供了开发、编程和监控的良好编程环境。Windows的界面风格以与丰富的编程向导和帮助信息，能够使用户快速上手。西门子S7-200系列PLC具有极高的性价比，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测与控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，还是相连成网路皆能实现复杂控制功能。6.2控制系统程序设计电梯控制系统由呼叫到响应形成一次工作循环，电梯的工作过程可分为自检、正常运行、强行运行等三种工作状态，电梯在三种工作状态之间来回切换，构成了完整的电梯工作过程。首先系统上电时，PLC进行上电自检，包括输入／输出检查，与主站的通讯检查，电梯的当前状态（门状态、电梯位置）的参数正确性。一旦发现错误，则进入故障状态，封锁电梯，直到所有故障排除，才进入正常运行状态。电梯PLC一旦检测到有召唤信号，立即判断电梯的现在状态，决定电梯的运行方向和停车位置。PLC单元为电梯控制系统的核心部分，由PLC提供变频器的运行方向和速度指令，使变频器根据电梯需要的速度曲线调节运行方向和速度。通过PLC模块化的编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、外呼叫信号的登记与消除、顺向截梯与自动换向等集选控制功能。6.2.1开关门控制开门控制正常情况下，电梯开门可以是到达指定楼层后自动开门，也可以是安按下手动开门按钮开门。开门过程中若碰到开门限位按钮，说明电梯门完全打开，则门电机停止，开门延时5s后，关门，关门过程中若无人员进入或者没有按开门按钮则电梯正常关门，否则电梯再次开门并延时后关门。（1）到站自动开门电梯上行或者下行到指定楼层，检测平层之后，电梯开门。电梯完全开门后开门限位常闭触点I2.0断开电机停止开门动作，同时I2.0常开触点闭合，进行开门延时。延时5s后，电机若无人员进入则红外线检测常闭触点I2.1闭合或者没有人为按下开门按钮则手动开门常闭触点I1.6闭合，那么电梯将自动关门。（2）手动开门当有人按下开门按钮后，在电梯没有运行已经平层的状态下，电梯延时5s后关门，延时程序如上所述。关门控制如开门控制一样，关门控制也分为开门延时结束电梯自动关门和按关门按钮手动关门两种情况。电梯的自动关门已在开门控制部分进行了说明，在这里就不再进行赘述了，这里主要介绍一下电梯的手动关门控制。当关门按钮按下时，常开触点I1.7闭合，电梯关门，但当有外来人员再次进入时，红外检测常闭触点I2.4断开，这时电梯就会再次开门；或者这时若有人按下开门按钮电梯也会停止关么再次开门。当电梯门完全关闭时，关么限位按钮作用，是电机停止运转，关门动作停止。6.2.2轿厢呼叫现以第一层为例，解释轿厢呼叫信号的处理。信号的登记采用的是PLC中的置位指令，不论电梯上行或者下行，当轿厢运行至有呼信号的楼层时，均要停车开门并且还要消除指令信号。而消除信号则用的是PLC中的复位指令。下图即为一层有呼指令时的执行过程。同理，二层、三层、四层中的呼指令也是如此处理的。二层呼：三层呼：四层呼：6.2.3轿厢外呼梯厅外召唤信号同样需要进行登记、显示本层停车信号。轿厢外呼除了第一层和第四层之外，每一层都设有上呼和下呼两个按键，电梯开门的依据为：当轿厢运行到该楼层，并且运行方向和按钮呼唤方向一致时，响应该楼层呼唤，电梯开门载客。（1）一楼外呼上行当有人在一楼按下上行按钮后，电梯开门上行指示灯亮，电梯关门后，开始上升。到达指定楼层，并确保电梯平层之后，电梯开门同时复位各指示灯按钮。四楼外呼下行当四楼有人按下下楼按钮，各指示灯亮，电梯到达四楼后，电梯开门，人员进入电梯选择要去的楼层，电梯到达之后，各指示灯灭，电梯开门。由于二楼三楼与一楼二楼都是小异这里就不一一介绍了。6.2.4顺向截梯和逆向截梯（1）顺向截梯对于呼指令，电梯均需平层停车，并且只停选层站，当外召唤方向与电梯运行方向一样时，电梯换速停车，即顺向截车。电梯的上行截梯就以一楼到四楼为例。如电梯要从一楼上行到四楼，若此时有二楼上行外呼信号或者三楼上行外呼信号，则电梯运行到二楼或三楼时，响应该信号停车开门。图中M1.1代表二楼外呼上行的情况，而M1.3则代表三楼外呼上行的情况。电梯的下行截梯以四楼到一楼为例。若电梯从四楼下行到一楼，若此时有二楼下行外呼信号或者三楼下行外呼信号，则电梯运行到二楼或三楼时，响应该信号停车开门。其中，M1.0代表二楼外呼下行的情况，M1.2代表三楼外呼下行的情况。（2）反向截梯在电梯运行过程中，电梯上升或下降途中，任何反方向的外呼信号均不响应，但如果反方向的外呼信号前方无其它、外呼信号时，则电梯响应该外信号。如电梯上行至三楼，若四楼没有任何呼叫信号，则电梯就可以响应三层向下外呼信号。同时，电梯应具有最远反向外呼叫响应功能。例如，电梯在一楼，而同时二楼外呼下行，三楼外呼下行，四楼外呼下行，则电梯应首先响应四层外呼下行信号，而二楼、三楼则采用顺向截车的方法。总结经过一个学期的努力，本次基本达到了设计目的。通过在图书馆查阅有关资料，了解了电梯的起源和发展过程，并且加深了对电梯运行过程、控制系统的认识，熟悉了可编程序控制器在电梯控制系统中的运用。本文通过可编程控制器（S7-200）控制四层电梯模块，利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制，通过合理的选型、参数设置和软件设计，提高了电梯运行的可靠性，改善了电梯运行的舒适感。通过本次设计，我的知识领域得到进一步的扩展，专业技能得到进一步的提高，同时提高了分析和解决问题的能力。另外也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨的工作作风。这次毕业设计作为本科阶段的一个最重要的理论和实际相结合的学习过程，同时也是为我检验自己所学专业知识提供了一个平台。通过这次毕业设计，我受益匪浅，不仅巩固了所学知识，增长了见识，同时也认识到了自己的实际应用能力还有待提高，这对我以后的工作学习生活都具有至关重要的作用。参考文献[1]家盛.电梯实用技术教程..中国电力，2006.388[2]阮毅，伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统..机械工业，2009.8.128[3]施利春，伟.PLC与变频器[M]..机械工业，2007[4]岳庆来.变频器、可编程控制器与触摸屏综合应用技术[M].：机械工业，1997.[5]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].：人民邮电，2006[6]王仁祥.通用变频器选型、应用与维护[M].：人民邮电，2005.[7]DanielKandray.ProgrammableLogicController[M].IndustrialPress,2010,35-84[8]孟少凯.电梯技术与工程实务,宇航,2002:115~119[9]F.G.Shinskey.ProcessControlSystems[M].TsinghuaUniversityPress,2004,[10]祖润,胡俊达主编.毕业设计指导,,机械工业,1996[11]毛臣健.可编程序控制器应用技术与项目训练7Ml,,西南交通大学,2009.01[13]扬，蔡春伟.S7-200PLC原理与应用系统设计[M].：机械工业，2007.[14]SIEMENSAG.SIMATICS7-200ProgrammableControllerSystemManual.2000[15]徐文尚，霞，武超.电气控制技术与PLC.：机械工业，2011.8致经过几个月的努力和忙碌，通过在图书馆互联网查阅相关资料以与老师的帮助，本次毕业设计终于差不多完成了。此次毕业设计能够顺利完成，多亏了开如老师的悉心指导，所以在这里我首先要感开如老师。这次设计使我原来所学的知识更系统化、理论化、实用化，对如何使用已有知识与获取相关资料方面的能力有了提高。同时，在本设计过程中，培养了我发现问题、分析问题和解决问题的能力。当然，此次毕业设计能顺利的完成，是我自己努力的结果，当然也有老师和同学的支持与帮助。在此我要感同学们对我的无私帮助，正因为如此我才能顺利的完成设计。其次我要感我的母校--科技大学，是他给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感我的每一任老师，是你们教会我专业知识，给了我在社会上立足的资本。最后，对各位老师审阅我的论文深表感，并希望给予批评和指正。附录附录A外文文献ElevatorSystemBasedonPLCComposedbytheorderofrelaycontrolsystemisarealizationofthefirstelevatorcontrolmethod.However,toenterthenineties,withthedevelopmentofscienceandt