盐城工学院本科生毕业设计说明书（2012）
六层电梯的PLC控制系统的设计 1. 概 述 1.1 概述
在二十一世纪的今天,经济迅速发展,高层建筑如雨后春笋,从而带动了电梯业的发展。例如我国上海的金茂大厦（世界第三超高建筑）采用了60部电梯和18部自动扶梯,而美国纽约世界贸易中心共安装了239部电梯和74部自动扶梯。电梯已经成为我国经济建设中重要的一环。
原来一大批老式用继电器接触器控制的电梯已经远远不能满足社会的需要,随着计算机和电子技术的飞速发展,运用可编程控制器（PLC）来控制电梯已经成为大势所趋。不过在实际控制中也出现了不少问题。其中最主要的还是控制程序的设计问题例如控制功能单一,缺少灵活性。如果程序设计考虑不全也会出现失电记忆信息丢失的严重后果。
目前PLC在电梯控制中主要解决以下几个问题:
a) 合理利用PLC的硬件资源和软件资源,在保证电梯安全,可靠的运行条件下，减少PLC的输入输出端口,充分利用各种指令简化控制程序。
b) PLC的控制程序应具有最优化的逻辑判断能力,使电梯最合理地运行。 c) 设计程序应尽量简单,便于理解,并且有一定的规律以便适合于不同控制楼层的需要。
d) PLC具有完善的停电记忆功能,保证在任何情况下都有可靠的工作状态。 e) 处理控制电路尽可能可靠简单。 1.2 基本设计内容
用可编程控制器（PLC）控制一个六层直升乘客电梯。本设计主要完成电梯的电气控制部分,电梯控制应具有灵活的控制方式,合理的运行方式以及信号显示装置，在每层电梯门厅都要装一个上行和下行呼唤按钮,分别或同时按动上行、下行按钮,该信号被记忆、对应的信号灯亮（表示该层有人要上行,有人要下行）。 当电梯上行时,如遇到某层有上行呼唤信号时,则在该层停止,同时消除该层上行信号,对应的信号灯灭,门自动打开,而在上行的过程中,下行的呼唤信号不起作用。电梯下行时同理。
在轿厢里按下关门按钮,门自动关闭,关门到位后,电梯才能升降。 电梯在升降过程中,经过无呼唤信号的楼层时,不停止也不开门。
在上升过程中,如上行和下行都有呼唤信号,应优先服务于上行的呼唤信号,在上层无呼唤信号时,而下层有呼唤信号则服务于下层信号。
在下降过程中的原理同上行时的原理。
电梯在停止时,可用按钮直接控制开门、关门。开门5秒后无人关门时,门将自
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六层电梯的PLC控制系统的设计
动关闭。电梯停在某一层时,在门厅按下该层呼唤按钮也能开门。
电梯在开门时不能上升、下降，电梯在升降过程中不能开门。
电梯采用高速启动运行、停止时,电梯先低速运行后到对应的楼层时准确停止。 在每层楼电梯门的上方和轿厢里都装有电梯上行、下行的方向显示和电梯运行在某一层的数字显示。
在轿厢里设置有选层按钮和对应的信号灯,在上行时优先服务于上行选层按钮,在下行时,优先服务于下行信号,当电梯停在某层时,消除该层的选层信号。
电梯的控制采取三种方式:乘客操作控制方式、司机操作控制方式和手动检修方式。
a) 乘客操作方式 在乘客操作方式下，乘客在某层电梯门厅按一下上行或下行呼唤按钮,同时对应的信号灯亮.电梯根据乘客的呼唤信号,按最优运行方式运行到有呼唤信号楼层停止，自动开门。乘客进入轿厢后可人工关门（按关门按钮）或自动关门（规定5秒钟后）。再按一下选层按钮，对应的信号灯亮，当到达该层后停止，自动开门，同时对应的选层信号灯灭。
b) 司机操作方式
在司机操作方式下，乘客不能控制电梯的升降和停止，电梯的运行状态完全由轿厢内的司机控制。司机按下某层的选层按钮时，对应的指示灯亮，电梯行至该层时，对应的指示灯灭，显示该层的楼层号，门自动打开，当门关好后，自动行至下一个楼层。
当乘客按下某层呼唤按钮时，轿厢内对应的楼层指示灯亮以告诉司机，司机可根据情况到该层停止或不停止。
c) 手动检修方式
在手动检修方式下，检修人员可根据情况选择高速或低速运行方式。电梯开门、关门、上升、下降分别有点动控制和联动控制两种方式，以方便检修工作，并可以不受楼层限位开关的控制，轿厢可以停在井道中的任何位置。但是当门开启或关闭到极限位置，轿厢上升到最上层或下降到最下层必须自动停止。在手动检修方式下，轿厢内和厅门上的各种显示信号仍应正常显示。
2. 课题研究背景与意义
2.1 课题研究背景
电梯的初始形态是一种升降设备，起源于古代农业和建筑业中的原始起重升降机械，我国周朝时期人们提水用的轱辘就是木制的支架卷简、曲柄和绳索组成的卷扬机。在希腊，也曾于公元前236年出现由阿基米德设计的人力驱动的卷扬机，安装在尼罗宫殿内。
1765年，蒸汽机诞生了，也就出现了由蒸汽机拖动的升降机。1845年，英国汤
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姆逊制作了第一台水压式升降机械，这是现代液压式升降机(液压梯)的雏形。现代电梯兴盛的根本原因是电力和电动机的作用。1887年德国出现了电力拖动的升降机--电梯，到1889年纽约使用了由美国奥的斯公司推出的真正的电梯。
随着电力技术的发展，电梯技术逐渐由交流感应式电动机拖动、双速电机拖动、直流调压电机、继电器--接触器控制系统，发展为现在的计算机控制的交流变频电机拖动系统，这期间经历了100多年的历史。在国外，电梯已经实现智能化，就是利用推理和模糊逻辑，采用专家系统方法指定运行规则，并对选定规则进一步处理以确定最佳的运行状态。同时向乘客通报电梯状态，满足乘客生理和心理要求，实现高效的垂直输送。一般智能电梯是多微机控制系统，并与维修、消防、公安、电信部门进行联网，做到节能、安全、环境优美、实现无人化管理。
我国电梯业发展较晚，1908年上海安装了第一台进口电梯。1949年才100多台， 1959年上海电梯厂生产了我国第一台双人自动扶梯。改革开放以来，我国电梯业才得以迅速发展，也有了许多自己的电梯制造公司。80年代，我国生产出在交流双速电机基础上增加直流能耗制动的自动调速电梯。随着国产电子元器件生产能力的提高、进口技术市场的开放，我国又生产了使用PLC控制的电梯。90年代，我国引进技术生产了具有较高技术性能、用计算机控制的电梯，并研制出使用计算机控制的、具有先进水平的变压电梯，使我国电梯业登上了一个新的台阶。在高楼林立的现代化大都市中，电梯的作用是十分重要的，或者承担着货物的运输、或者担负着人员的运输，电梯运行的安全可靠性也越来越重视。 2.2 课题研究意义
随着国民经济的高速发展和多功能现代化的建筑不断涌现，全社会配备电梯的用户正在迅速增加。现代化的高层建筑离不开电梯，服务性和生产性的部门也同样需要不同类型的电梯。电梯是一种垂直交通运输设备，又是一种比较复杂的机-电结合成一体的大型工业产品，它既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分。过去由继电器组成的顺序控制系统是最早的一种实现电梯控制的方法。但是，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。
目前，电梯的继电器控制方式已经被可编程控制器(PLC)控制所代替。同时，由于电力电子技术和微电子技术的迅速发展，以及现代控制理论向交流电气传动领域的不断深入，特别是近几年来，大规模式集成电路32位数据处理器和矢量控制理论的应用，使得通用变频器的性能得到了很大提高，电梯的拖动方式也由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速。因此，PLC控制技术结合变频调速技术已成为现代电梯行业的一个热点口,本文采用PLC对电梯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了电梯的控制水平，并改善了电梯运行的舒适感，使电梯达到了较为理想的控制效果。
与传统的继电器控制系统相比PLC在电梯控制中有以下优点：
a) 在电梯控制中采用PLC，用软件实现对电梯运行的自动控制，可靠性大大提
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六层电梯的PLC控制系统的设计
高。
b) 去掉了选层器及大部分继电器，控制系统结构简单，外部线路简化。 c) PLC可实现各种复杂的控制系统，方便增加或改变控制功能。
d) PLC可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 e) 用于群控调配和管理，以提高电梯运行效率。
3. 电梯概述
3.1 电梯的定义
根据国家标准(《GB7024.1-86电梯名词术语》）规定，电梯的定义:用电力拖动，具有乘客或载货轿厢，其运行于垂直的或与垂直方向倾斜不大于15度角的两侧刚性导轨之间，运送乘客(或)货物的固定设备。
另外，国家标准GB7588-87《电梯制造与安装规范》，对电梯的技术含义作了如下叙述:乘客方便进出，轿厢至少部分的在两根垂直的或与垂直方向成倾斜角小于15度的刚性导轨之间运行。
从以上的两个条文可以理解电梯的含义:a) 电梯是由电力来驱(拖)动的。b) 电梯是沿着垂直方向运行的一种提升设备，可以是乘客的，也可以是载货的。c) 轿厢要方便于乘坐乘客或承载货物。 3.2 电梯的分类
A．按运行速度分类
a) 高速电梯(3m/s～10m/s或更高的电梯，通常用于超高层建筑物内)。
b) 高速电梯(2～3m/s的电梯。如2m/s,2.5m/s,3m/s等，通常用在16层以上的建筑物内)。
c) 快速电梯(>lm/s而<2m/s的电梯。如1.5m/s,1.75m/s，通常用在10层以上的建筑物内)。
d) 低速电梯(lm/s及以下的电梯。如0.25,0.5,0.75,1m/s通常用在10层以下的建筑或客货两用电梯或货梯)。
B．按用途分类
a) 乘客电梯 (代号：TK) b) 载货电梯 (代号：TH) c) 客货两用电梯(代号：TL) d) 病床电梯 (代号：TB) e) 住宅电梯 (代号：TZ) f) 杂物电梯 (代号：TW) g) 船用电梯 (代号：TC) h) 观光电梯 (代号：TG) i) 车辆电梯 (代号：TQ) C．按有无司机分类 a) 有司机电梯
必须有专职司机操纵。 b) 无司机电梯
不需要专职司机，而由乘客自己操纵，具有集选功能。
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