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基于PLC的四层电梯控制系统设计
基于 PLC 的四层电梯控制系统设计摘 要本文介绍了西门子公司 S7―200 系列可编程控制器(PLC)在四层电梯控制系统中的应 用，给出了可编程控制器控制四层电梯电气控制系统的硬件组成和软件设计。提出了四层 电梯的可编程控制器(PLC)控制系统总体设计方案、设计过程、系统组成，并设计了一套 完整的电梯控制系统方案。四层楼电梯分为在 1 层,2
层,3 层,4 层四个楼层停靠时的其他 楼层呼叫的种种情况，主要通过可编程控制器(PLC)来实现四层楼电梯的启停以及那些呼 叫的情况。轿厢升降和电梯门开关由两个直流电机分别控制。每层电梯门旁都装有呼叫电 梯上下行的按钮，轿厢内有 1 至 4 层的内部选择按钮和开关门按钮，轿厢运行的井道内装 有楼层定位行程开关，电梯门两侧有开关门定位行程开关。 PLC 输入信号有 6 个外部呼叫按钮信号、4 个内部选择按钮信号、4 个楼层定位信号、 2 个内部开关门按钮信号和 2 个开关门定位信号共 18 个； PLC 输出信号有 2 个升降控制信 号、2 个开关门控制信号、6 个外呼指示灯信号和 4 个内选指示灯信号共 14 个。 为防止电机越位运行发生故障，系统设计了硬件保护电路。只要轿厢碰到一楼的行程 开关，升降电机电源即刻便被切断，电梯停止下降，但上升运行功能不受影响；若轿厢碰 到四楼的行程开关，电机即刻断电使电梯停止上升，同时不影响电梯下降。开关门运行系 统也具有相同功能。最后通过四层电梯模型验证了其基本功能。关键词: 电梯, PLC，S7-200I沈阳工程学院毕业设计（论文）AbstractIntroduces Siemens S7-200 series programmable controller (PLC) in four layers of elevator control system application,gives the PLC control four elevator electrical control systems hardware and software design. Puts forward four elevator programmable controller (PLC) control system overall design scheme, design process, system composition, and has designed a set of complete elevator control system scheme. Four floors elevator into in tier 1, 2 layer, layer 3, 4 layer four floors in the other floors calls while docked, the various ，Mainly through the programmable controller (PLC) to realize the four floors elevator start-stop and those calls. Elevator car lift and the elevator door switch respectively by two dc motor control. Each elevator door are equipped with call elevator fluctuation done button, elevator car 1 to 4 layer in the internal select button and open the door-close button, elevator car running well equipped with floor within the tao positioning travel switch, the elevator door both sides have open closed positioning travel switch. PLC input signal has six external call button signal, 4 internal select button signal, four floors positioning signal, 2 internal drive the door-close button signal and 2 open closed positioning signal total 18; PLC output signal has 2 lift control signal, two open close control signal, six outbound indicator light signals and four were selected indicator light signals within 14. To prevent motor running breaks down, system offside the hardware design protection circuit. As long as the elevator car hit the travel switch on the first floor, lifting motor power immediate was cut off, the elevator stopped down, but rise operation fu If the elevator car hit four buildings travel switch, motor immediately halted the rise to power, and no elevator drop impact elevator. Open closed operating system have the same function.Finally through four elevator model to verify its basic functions.Keywords: elevator, programmable controller (PLC), S7-200II基于 PLC 的四层电梯控制系统设计目 录摘 要 .............................................................. I Abstract ........................................................... II 引 言 .......................................................... - 1 第一章 电梯简介 ................................................ - 2 1.1 电梯的组成 ............................................. - 2 1.2 电梯的分类 ............................................. - 2 1.3 电梯的工作原理 ......................................... - 3 第二章 PLC 可编程序控制器 ...................................... - 5 2.1 PLC 的基本组成 .......................................... - 5 2.2 PLC 的编程语言 .......................................... - 7 2.3 PLC 的编程元件 .......................................... - 8 2.4 PLC 的工作原理 ......................................... - 10 2.5 S7 系列 PLC 基本介绍 .................................... - 10 第三章 四层电梯的控制系统简介 ................................ - 12 3.1 逻辑分析 .............................................. - 12 3.2 电梯控制的要求 ........................................ - 13 第四章 四层电梯的硬件和软件设计 .............................. - 14 4.1 硬件设计 .............................................. - 14 4.1.1 I/O 地址分配 ..................................... - 14 4.1.2 I/O 接线图 ....................................... - 15 4.1.3 过程分析 ......................................... - 15 4.2 软件设计 .............................................. - 20 4.2.1 梯形图 ........................................... - 20 4.2.2 系统模拟图 ....................................... - 28 总 结 ......................................................... - 29 致 谢 ......................................................... - 31 参 考 文 献 ................................................... - 32 -III
基于 PLC 的四层电梯控制系统设计引 言在现代社会和经济活动中,电梯已成为城市物质文明的一种标志。在中高层 建筑中,电梯更是不可缺少的垂直运输设备。现在的电梯已经被使用的越来越广 泛了,有乘客电梯,载货电梯,客货电梯,病床电梯,住宅电梯,杂物电梯,船用电梯, 观光电梯,汽车电梯,自动扶梯,自动人行道等。当然按驱动方式来说又可分为曳 引式电梯,强制驱动式电梯,液压式电梯,感应式电梯。 目前还有许多地方可以用的到电梯。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。 电梯质量的好坏在很大程度上取决于它的控制 系统。 目前,电梯控制系统已基本上淘汰了传统的继电器控制方式,取而代之的是 以 PLC 和微控制器为核心的数字控制系统。其中,PLC 由于编程简单、使用维护 方便、设计和调试周期短、抗干扰能力强、可靠性高等优点,倍受人们重视,被广 泛地应用于电梯控制系统中。 电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。 传统的电梯运行逻辑 控制系统采用的是继电器逻辑控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较 短、占用空间大等缺点，因此这种系统将逐渐被淘汰。现在几乎全部的电梯控制 系统都采用上位机或可编程控制器（PLC）控制，大大提高了电梯运行的可靠性 和可维护性，并且延长了使用寿命，同时缩短了电梯的开发周期。 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 的合理编程，实现自动平层、自动开关门、自动掌握停站时间、内外呼信号的登 记与消除、顺向截梯及自动换向等集选控制功能。为简化起见,本文以四层电梯 为例介绍了 PLC 在电梯控制中的应用。-1-沈阳工程学院毕业设计（论文）第一章 电梯简介1.1 电梯的组成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。主要由曳引机、 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。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。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。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。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。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．电气控制系统 电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。主要由操 纵装置，位置显示装置，控制屏 ( 柜 ) ，平层装置，选层器等组成。 8．安全保护系统 保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由电梯限速 器、安全钳、缓冲器、安全触板、层门门锁、电梯安全窗、电梯超载限制 装置、限位开关装置组成。1.2 电梯的分类1 ．按用途分类 （ 1 ）乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的 安全设施以 及一定的轿内装饰。 （ 2 ）载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。-2-基于 PLC 的四层电梯控制系统设计（ 3 ）医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具 有长而窄的特点。 （ 4 ）杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等 设计的电梯。 （ 5 ）观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。 （ 6 ）车辆电梯：用作装运车辆的电梯。 （ 7 ）船舶电梯：船舶上使用的电梯。 （ 8 ）建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。 其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯， 如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。 2 ．按驱动方式分类 （ 1 ）交流电梯：用交流感应电动机作为驱动力的电梯。根据拖动方 式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交 流变压变频调速等。 （ 2 ）直流电梯：用直流电动机作为驱动力的电梯。这类电梯的额定 速度一般在 2.00m/s 以上。 （ 3 ）液压电梯：一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降 的电梯。 （ 4 ）齿轮齿条电梯：将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿 轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。 （ 5 ）螺杆式电梯：将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有 推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经 减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升 轿厢上升或下降的电梯。 电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现 已基本绝迹。1.3 电梯的工作原理曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和 导向轮上，曳引电 动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的 牵 引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴 可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在 运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转， 在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态， 供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平 衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和 重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。 电气系统实现对-3-沈阳工程学院毕业设计（论文）电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统 随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。图 1.1 电梯1-减速箱； 5-限速器； 9-开关碰铁； 13-轿门； 17-对重， 21-缓冲器； 25-层楼指示灯； 29-开门机； 33-曳引电机；2-曳引轮； 3-曳引机底座； 6-机座； 7-导轨支架； 10-紧急终端开关；11-导靴； 14-安全钳； 15-导轨； 18-补偿链； 19-补偿链导轮； 22-底坑； 23-层门； 26-随行电缆； 27-轿壁； 30-井道传感器； 31-电源开关； 34-制动器4-导向轮； 8-曳引钢丝绳； 12-轿架； 16-绳头组合； 20-张紧装置； 24-呼梯盒； 28-轿内操纵箱； 32-控制柜；-4-基于 PLC 的四层电梯控制系统设计第二章 PLC 可编程序控制器2.1 PLC 的基本组成可编程序控制器（Programmable Logic Controller ）简称 PLC, 是一种以 微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机， 其本质是一台工业控制专用 计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强 的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。 硬件主要由 中央处理单元 CPU、存贮器、输入/输出单元以及编程器、电源和智能输入/输出 单元等构成。PLC 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统，它是 以微处理机为基础， 综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而 发展起来的一种新型工业自动控制装置， 是当今工业发达国家自动控制的标准设 备之一。 从结构上分， PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不 可拆卸的整体。模块式 PLC 包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底 板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机， 其硬件结构基本上与微型计 算机相同，基本构成为： （ 1 ）电源 PLC 的电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源， 在整个系统中 起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常 工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电 压波动在 +10%(+15%) 范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 直接连接到交 流电网上去。同时，有的还为输入电路提供 24V 的工作电源。电源输入类 型有：交流电源（ 220VAC 或 110VAC ），直流电源（常用的为 24VDC ）。 （ 2 ）中央处理单元 (CPU) 中央处理单元 (CPU) 是 PLC 的控制中枢，是 PLC 的核心起神经中枢的作 用，每套 PLC 至少有一个 CPU 。它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储 从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器 的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以 扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区， 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规 定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的 用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内 的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高 PLC 的可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成-5-沈阳工程学院毕业设计（论文）冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障， 整个系统仍能正常运行。 CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着 PLC 的工作速度， I/O 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 （ 3 ）存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器 称为用户程序存储器。 （ 4 ）输入输出接口电路（ I/O 模块） PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（ I/O ）完成的。 I/O 模 块集成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映 输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出 模块相反。 I/O 分为开关量输入 （ DI ） ， 开关量输出 （ DO ） ， 模拟量输入 （ AI ） ， 模拟量输出（ AO ）等模块。 常用的 I/O 分类如下： 开关量：按电压水平分，有 220VAC 、 110VAC 、 24VDC ，按隔离方式分， 有继电器隔离和晶体管隔离。 模 拟 量 ： 按 信 号 类 型 分 ， 有 电 流 型 （ 4-20mA,0-20mA ） 、 电 压 型 （ 0-10V,0-5V,-10-10V ）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。除了 上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 （ 5 ）底板或机架 大多数模块式 PLC 使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块 间的联系，使 CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连 接，使各模块构成一个整体。 （ 6 ）通信模块 如以太网、 RS485 、 Profibus-DP 通讯模块等 （ 7 ）编程设备 编程器是 PLC 开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于 编程、对系统作一些设定、监控 PLC 及 PLC 所控制的系统的工作状况，但 它不直接参与现场控制运行。小编程器 PLC 一般有手持型编程器，目前一 般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 （ 8 ）人机界面 最简单的人机界面是指示灯和按钮， 液晶屏（或触摸屏）式的一体式 操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非 常普及。-6-基于 PLC 的四层电梯控制系统设计 2.2 PLC 的编程语言PLC 的编程语言分为梯形图、 语句表、 逻辑功能图、 顺序功能图和高级语言。 梯形图是一种图形编程语言，是面向控制过程的一种“自然语言” ，它沿用 继电器的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了一些继电器―接 触器控制系统中没有的特殊功能符号。梯形图语言比较形象、直观。本实验装置 就是使用梯形图进行编程的。 PLC 的梯形图虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质 的区别。 (1)PLC 梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，例如：输入继电 器、输出继电器、中间继电器等。但是，这些继电器并不是真实的物理继电器， 而是“软继电器” 。这些继电器中的每一个，都与 PLC 用户程序存储器中的数据 存储区中的元件映像寄存器的一个具体存储单元相对应。如果某个存储单元为 “1”状态，则表示与这个存储单元相对应的那个继电器的“线圈得电” 。反之， 如果某个存储单元为 “0” 状态， 则表示与这个存储单元相对应的那个继电器 “线 圈断电” 。 这样， 我们就能根据数据存储区中某个存储单元的状态是 “1” 还是 “0” ， 判断与之对应的那个继电器线圈是否“得电” 。 (2)PLC 梯形图中仍然保留了常开触点和常闭触点的名称。在梯形图中，当 程序扫描到某个继电器触点时就去检查其线圈是否“得电” ，即去检查与之对应 的那个存储单元的状态是“1”还是“0” 。例如：如果对应输出继电器 Q0.0 的存 储单元中的状态是“1” （表示线圈得电） ，当程序扫描到 Q0.0 的常开触点时，就 取它的反状态“0” （表示常闭触点断开） 。反之亦然。 (3)PLC 梯形图中的各种继电器触点的串并联连接，实质上是将对应这些基 本单元的状态依次取出来，进行“逻辑与” “逻辑或”等逻辑运算。而计算机队 进行这些逻辑运算的次数是没有限制的，因此，可在编制程序时无限次使用各种 继电器的触点，且可根据需要采用常开或常闭的形式。 注意，在梯形图程序中同一个继电器号的线圈一般只能使用一次。 (4)在梯形图中有信息流或假象电流在流通，即在梯形图中流过的电流不是 武力电流，而是“能流” ，使用户程序表达方式中满足输出执行条件的形象表达 方式， “能流”只能从左向右流动。在执行梯形图程序时，是自上而下，从左到 右，串行扫描，不会发生触点竞争现象。 (5)PLC 梯形图中的输出线圈之对应存储器中的输出映像区的相应位，不能 用该编程元件（如中间继电器的线圈、定时器、计数器等）直接驱动现场机构， 必须通过指定的输出继电器， 经 I/O 接口上对应的输出单元才能驱动现场执行机 构。-7-沈阳工程学院毕业设计（论文）PLC 的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级 语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要 求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有 它自己的编程语言，OMRON 公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的 PLC。其编程语言都具有以下特点： （1）图形式指令结构：程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成， 易于理解和记忆 。 系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成 象征性图形，用户根据自己的需要把这些图形进行组合，并填入适当的参数。在 逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图，很容易 接受。 （2）简化的程序结构：PLC 的程序结构通常很简单，典型的为块式结构， 不同块完成不同的功能 ， 使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清 晰的概念。 （3）简化应用软件生成过程：使用汇编语言和高级语言编写程序，要完成 编辑、编译和连接三个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系 统软件自动完成，整个编辑过程都不要求用户有高深的软件设计能力。 （4）强化调试手段：无论是汇编程序，还是高级语言程序调试，都是令编 辑人员头疼的事，而 PLC 的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用 PLC 和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等，并在软件支持下，诊断和 调试操作都很简单。2.3 PLC 的编程元件1．输入继电器 I 输入继电器就是 PLC 的存储系统中的输入影响寄存器。 它的作用是接收来自 现场的控制按钮、行程开关及各种传感器的输入信号。通过输入继电器，将 PLC 的存储系统与外部输入端子（输入点）建立起明确对应的连接关系，它的每 1 位对应 1 个数字量输入点。 输入继电器的状态是在每个扫描周期的输入采样阶段 接收到的由现场送来的输入信号的状态（ “1”或“0” ） 。 2．输出继电器 Q 输出继电器就是 PLC 存储系统中的输出映像寄存器， 将 PLC 的存储系统与外 部输出端子（输出点）建立起明确对应的连接关系。 3．变量寄存器 V S7-200 中有大量的变量寄存器，用于模拟量控制、数据运算、参数设置及 存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果。 4．辅助继电器 M 在逻辑运算中， 经常需要一些辅助继电器，它的功能与传统的继电器控制线-8-基于 PLC 的四层电梯控制系统设计路中的中间继电器相同。 辅助继电器与外部没有任何联系，不可能直接驱动任何 负载。 每个辅助继电器对应着数据存储区的一个基本单元，它可以由所有的编程 元件的触点来驱动。 5．特殊继电器 SM 特殊继电器用来存储系统的状态变量及有关的控制参数和信息。 它是用户程 序与系统程序之间的界面， 用户可以通过特殊继电器来沟通 PLC 与被控对象之间 的信息，PLC 通过特殊继电器为用户提供一些特殊继电器来沟通 PLC 与被控对象 之间的信息，用户也可以将对操作的特殊要求通过特殊继电器通知 PLC。 CPU224XP 的特殊继电器的数量为 SM0.0～SM299.7 对 SMB0:有 8 个状态位。 在每个扫描周期的末尾，由 S7-200 的 CPU 更新这 8 个状态位。因此这 8 个 SM 为只读性 SM，这些特殊继电器的功能和状态是由系统 软件决定的，与输入继电器一样，不能通过编程的方式改变其状态，只能通过使 用这些特殊继电器的触点来使用它的状态。 SM0.0:RUN 监控，PLC 在运行状态时，SM0.0 总为 ON。 SM0.1:初始脉冲，PLC 由 STOP 转为 RUN 时，SM0.1 ON 1 个周期。 SM0.2:当 RAM 中保存的数据丢失时，SM0.2 ON 1 个周期。 SM0.3:PLC 上电进入到 RUN 状态时，SM0.3 ON 1 个周期。 SM0.4:分时钟脉冲，占空比为 50%，周期为 1min 的脉冲串。 SM0.5:秒时钟脉冲，占空比为 50%，周期为 1s 的脉冲串。 SM0.6:扫描时钟，一个扫描周期为 ON,下一个扫描周期为 OFF，交替循环。 SM0.7:指示 CPU 上 MODE 开关的位置，0=TERM,11=RUN,通常用来在 RUN 状态 下启动自由口通信方式。 6．定时器 T 定时器是 PLC 的重要编程元件， 它的作用与继电器控制线路中的时间继电器 基本相似。定时器的设定值通过程序预先输入，当满足定时器的工作条件时，定 时器开始计时，定时器的当前值从 0 开始按照一定的时间单位增加，例如对于 10ms 定时器，定时器的当前值间隔 10ms 加 1。当定时器的当前值达到它的设定 值时，定时器动作。 7．计数器 C 计数器也是广泛应用的重要编程元件，用来对输入脉冲的个数进行累计，实 现计数操作。使用计数器时要事先在程序中给出计数的设定值（也称预置值，即 要进行计数的脉冲数） 。当满足计数器的触发输入条件时，计数器开始累计计数 输入端的脉冲前沿的次数，当达到设定值时，计数器动作。-9-沈阳工程学院毕业设计（论文） 2.4 PLC 的工作原理当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序 执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期 间，PLC 的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (一) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它 们存入 I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输 出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的 相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号 的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯 形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控 制线路， 并按先左后右、 先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算， 然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态； 或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态； 或者确定是否要执行该梯形 图所规定的特殊功能指令。 在用户程序执行过程中， 只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生 变化， 而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都 有可能发生变化， 而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是 用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻 辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。 即使用 I/O 指令的话， 输入过程影像寄存器的值不会被更新， 程序直接从 I/O 模块取值， 输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 (三) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相 应的外设。这时，才是 PLC 的真正输出。2.5 S7 系列 PLC 基本介绍SIMATIC 小型 S7-200 系列 PLC 适用于各行各业，各种场合中的检测、监 测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成 网络皆能实现复杂控制功能。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；丰富的内置集成功能；实时特- 10 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200 系列在集散自动化系统中充 分发挥其强大功能。 使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化 控制。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及民用 领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。 STEP 7-Micro/WIN 32 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。STEP 7-Micro/WIN 32 提供两套指令 集，即 SIMATIC 指令集（S7-200 方式）和国际标准指令集（IEC1131-3 方式） 。 程序编制完成之后，利用 PLC 与计算机专用的 PC/PPI 电缆传送程序至 PLC。图 2.1 固定式 PLC CPU 226： 本机集成 24 输入/16 输出共 40 个数字量 I/O 点，2 输入/1 输出共 3 个模拟 量 I/O 点，可连接 7 个扩展模块，最大扩展值至 168 路数字量 I/O 点或 38 路模 拟量 I/O 点。20K 字节程序和数据存储空间，6 个独立的高速计数器（100KHz） ， 2 个 100KHz 的高速脉冲输出，2 个 RS485 通讯/编程口，具有 PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量 I/O,位控 特性，自整定 PID 功能，线性斜坡脉冲指令，诊断 LED，数据记录及配方功能等。 是具有模拟量 I/O 和强大控制能力的新型 CPU。- 11 -沈阳工程学院毕业设计（论文）第三章3.1 逻辑分析四层电梯的控制系统分析开始时,电梯处于任意一层。 当有指令登记信号或呼梯登记信号到来时,轿厢 响应该信号,到达相应楼层时,轿厢停止运行,轿厢门打开,无人操作时,延时一定 时间后自动关门。 根据最早登记的信号， 自动判断电梯是上行还是下行， 这种逻辑判断成为电 梯的定向。电梯的定向根据首先登记信号的性质可分为两种。一种是指令信号， 指令定向是把指令指出的目的地与电梯当前位置比较得出“上行”或“下行”结 论。例如，电梯在二楼，指令为一楼则向上行；指令为四楼则向上行。第二种是 呼梯定向，呼梯定向是根据呼梯信号的来源位置与当前电梯位置比较，得出“上 行”或“下行”结论。例如，电梯在二楼，三楼乘客要向下，此时电梯的运行应 该是向上到三楼接乘客，所以电梯应向上。图 3.1 电梯控制逻辑 电梯控制系统的换向换速控制主要取决于外部各个输入信号之间的逻辑组 合。针对输入的 4 组信号,可以分为 3 类考虑： （1）第一类是输入的楼层监测信号,首先这类信号可以提供电梯所在的楼层 信息,使用它们进行楼层指示。另外, 还可以使用这类信号与另外两组信号配合 , 实现楼层相关的控制指令以及拖动电机的加减速控制。 （2）第二类信号是电梯轿内的楼层选择信号,这几个信号是由轿内的数字按 钮发出的,它们与第一类信号配合实现对电梯升降的控制。 （3）第三类信号为电梯门厅的升降按钮产生的上下信号,包括 2 层向下,3 层- 12 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计向下,4 层向下以及 1 层向上,2 层向上,3 层向上。 这里的 6 个信号与电机运行的方 向信号以及第一类位置信号配合,可用于提供对电梯门厅升降按钮的响应。3.2 电梯控制的要求1). 主要是轿内的楼层选择数字键 1 到 4,各层门厅按钮,除一层只设置上升按 钮,四层只设置下降按钮,其他几层设置上升和下降两个按钮。 2). 为确保电梯的正常停止,在各层设置位置监测元件,当电梯运行到每层时, 对应的监测元件给出信号到 PLC。 3). 对电机进行控制的输出,包括正向控制,反向控制,快速控制和慢速控制 4 个输出.其中正反向控制输出点驱动继电器完成对电机方向的控制,快慢 速输出所驱动的继电器是实现对加减速电阻的控制 , 而具体的电机速度 变化的实现方式依据实际情况不同而不同.而在我的设计中,只是加入了 快速和慢速的功能。 4). 5). 6). 7). 8). 行车方向由内选信号和外呼信号共同决定,顺向优先执行。 行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车。 内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。 内选信号、呼梯信号均由信号灯指示。 到达呼梯层后自动开门，延时自动关门，在此过程中按开关门按钮可以 随时改变其动作。9). 自动关门后，根据呼叫信号自动行车。 10). 行车时不能开门，开门时不能行车。- 13 -沈阳工程学院毕业设计（论文）第四章4.1 硬件设计4.1.1 I/O 地址分配 输入信号 信号元件及作用四层电梯的硬件和软件设计输出信号控制对象及作用I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1关门按钮 1 层上呼按钮 2 层下呼按钮 2 层上呼按钮 3 层下呼按钮 3 层上呼按钮 4 层下呼按钮 开门按钮 关门限位信号 1 层限位信号 2 层限位信号 3 层限位信号 4 层限位信号 开门限位信号 1 层内呼按钮 2 层内呼按钮 3 层内呼按钮 4 层内呼按钮Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5关门控制信号 1 层上呼指示灯 2 层下呼指示灯 2 层上呼指示灯 3 层下呼指示灯 3 层上呼指示灯 4 层下呼指示灯 开门控制信号 下降控制信号 上升控制信号 1 层内呼指示灯 2 层内呼指示灯 3 层内呼指示灯 4 层内呼指示灯表 4.1 I/O 地址分配- 14 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计4.1.2 I/O 接线图图 4.1 I/O 接线图4.1.3 过程分析 1．电梯在一、二、三、四层楼分别设置一个行程开关，在轿厢内设置四个楼 层内选按钮。在行程开关 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4 都断开的情况下，呼叫不起作用。 2．用指示灯来模拟电梯的运行过程。 （1）从一层到二层：接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S2，即 X002 接通 一下，表示呼叫楼层 2，则 Y010 接通，二层内选指示灯 SL2 亮，Y005 接通，表示 电梯上升。断开 SQ1，一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指 示灯 L2 亮。直至 SQ2 接通，Y010 断开（二层内选指示灯 SL2 灭） ，Y005 断开（表 示电梯上升停止） ，二层指示灯 L2 灭，电梯到达二层。- 15 -沈阳工程学院毕业设计（论文）在轿厢原停楼层为 1 时，按 U2，电梯运行过程同上。 （2）从一层到三层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S3， 即 X001 接通一下，表示呼叫楼层 3，则 Y007 接通，三层内选指示灯 SL3 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ1，一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮。直至 SQ3 接通，Y007 断开（三层内选指示灯 SL3 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升停止） ， 三层指示灯 L3 灭，电梯到达三层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 U3，电梯运行过程同上。 （3）从一层到四层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S4， 即 X000 接通一下，表示呼叫楼层 4，则 Y006 接通，四层内选指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ1，一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒 后，三层指示灯 L3 灭、四层指示灯 L4 亮。直至 SQ4 接通，Y006 断开（四层内选 指示灯 SL4 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升停止） ，四层指示灯 L4 灭，电梯到达 四层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 D4，电梯运行过程同上。 （4）从二层到三层：接通 X013 即接通 SQ2，表示轿厢原停楼层 2，按 S3， 即 X001 接通一下，表示呼叫楼层 3，则 Y007 接通，三层内选指示灯 SL3 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ2，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、 三层指示灯 L3 亮。 直至 SQ3 接通， Y007 断开 （四层内选指示灯 SL4 灭） ， Y005 断开（表示电梯上升停止） ，三层指示灯 L3 灭，电梯到达三层。 在轿厢原停楼层为 2 时，按 U3，电梯运行过程同上。 （5）从二层到四层：接通 X013 即接通 SQ2，表示轿厢原停楼层 2，按 S4， 即 X000 接通一下，表示呼叫楼层 4，则 Y006 接通，四层内选指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ2，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、四层指示灯 L4 亮。直至 SQ4 接通，Y006 断开（四层内选指示灯 SL4 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升停止） ， 四层指示灯 L4 灭，电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 2 时，按 D4，电梯运行过程同上。 （6）从三层到四层：接通 X014 即接通 SQ3，表示轿厢原停楼层 3，按 S4， 即 X000 接通一下，表示呼叫楼层 4，则 Y006 接通，四层内选指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ3，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、 四层指示灯 L4 亮。 直至 SQ4 接通， Y006 断开 （四层内选指示灯 SL4 灭） ， Y005 断开（表示电梯上升停止） ，四层指示灯 L4 灭，电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 3 时，按 D4，电梯运行过程同上。 （7）从四层到三层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S3， 即 X001 接通一下，表示呼叫楼层 3，则 Y007 接通，三层内选指示灯 SL3 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、 三层指示灯 L3 亮。 直至 SQ3 接通， Y007 断开 （三层内选指示灯 SL3 灭） ， Y004 断开（表示电梯下降停止） ，三层指示灯 L3 灭，电梯到达三层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 D3，电梯运行过程同上。- 16 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计（8）从四层到二层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S2， 即 X002 接通一下，表示呼叫楼层 2，则 Y010 接通，二层内选指示灯 SL2 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮。直至 SQ2 接通，Y010 断开（二层内选指示灯 SL2 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降停止） ， 二层指示灯 L2 灭，电梯到达二层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 D2，电梯运行过程同上。 （9）从四层到一层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S1， 即 X003 接通一下，表示呼叫楼层 1，则 Y011 接通，一层内选指示灯 SL1 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒 后，二层指示灯 L2 灭、一层指示灯 L1 亮。直至 SQ1 接通，Y011 断开（一层内选 指示灯 SL1 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降停止） ，一层指示灯 L1 灭，电梯到达 一层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 U1，电梯运行过程同上。 （10）从三层到二层：接通 X014 即接通 SQ3，表示轿厢原停楼层 3，按 S2， 即 X002 接通一下，表示呼叫楼层 2，则 Y010 接通，二层内选指示灯 SL2 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ3，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、 二层指示灯 L2 亮。 直至 SQ2 接通， Y010 断开 （二层内选指示灯 SL2 灭） ， Y004 断开（表示电梯下降停止） ，二层指示灯 L2 灭，电梯到达二层。 在轿厢原停楼层为 3 时，按 D2，电梯运行过程同上。 （11）从三层到一层：接通 X014 即接通 SQ3，表示轿厢原停楼层 3，按 S1， 即 X003 接通一下，表示呼叫楼层 1，则 Y011 接通，一层内选指示灯 SL1 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ3，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、一层指示灯 L1 亮。直至 SQ1 接通，Y011 断开（一层内选指示灯 SL1 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降停止） ， 一层指示灯 L1 灭，电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 3 时，按 U1，电梯运行过程同上。 （12）从二层到一层：接通 X013 即接通 SQ2，表示轿厢原停楼层 2，按 S1， 即 X003 接通一下，表示呼叫楼层 1，则 Y011 接通，一层内选指示灯 SL1 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ2，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、一层指示灯 L1 亮。直至 SQ1 接通， Y011 断开（一层内选指示灯 SL1 灭） ， Y004 断开（表示电梯下降停止） ，一层指示灯 L1 灭，电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 2 时，按 U1，电梯运行过程同上。 （13）从一层到二、三、四层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1， 按 S2、S3、S4，即 X000、X001、X002 接通一下，表示呼叫楼层为 2、3、4，则 Y010、Y006、Y007 接通，二层内选指示灯 SL2、三层内选指示灯 SL3、四层内选 指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ1，一层指示灯 L1 亮，过 2 秒 后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后，二层指示灯 L2 灭、二层 内选指示灯 SL2 灭，SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3 闭合后，三层指示灯 L3 灭、三层内选指示灯 SL3 灭，- 17 -沈阳工程学院毕业设计（论文）SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、四层指示灯 L4 亮。 直至 SQ4 接通，Y006 断开（四层内选指示灯 SL4 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升 停止） ，四层指示灯 L4 灭，电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 U2、U3、D4，电梯运行过程同上。 （14）从一层到二、三层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S2、S3，即 X001、X002 接通一下，表示呼叫楼层为 2、3，则 Y010、Y007 接通， 二层内选指示灯 SL2、 三层内选指示灯 SL3， Y005 接通， 表示电梯上升。 断开 SQ1， 一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后， 二层指示灯 L2 灭、二层内选指示灯 SL2 灭，SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮。直至 SQ3 接通，Y007 断开（三层内 选指示灯 SL3 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升停止） ，三层指示灯 L3 灭，电梯到 达三层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 U2、U3，电梯运行过程同上。 （15）从一层到三、四层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S3、S4，即 X000、X001 接通一下，表示呼叫楼层为 3、4，则 Y006、Y007 接通， 三层内选指示灯 SL3、四层内选指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ1，一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3 闭合后，三层指示灯 L3 灭、三 层内选指示灯 SL3 灭，SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、 四层指示灯 L4 亮。 直至 SQ4 接通， Y006 断开 （四层内选指示灯 SL4 灭） ， Y005 断开（表示电梯上升停止） ，四层指示灯 L4 灭，电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 U3、D4，电梯运行过程同上。 （16）从一层到二、四层：接通 X012 即接通 SQ1，表示轿厢原停楼层 1，按 S2、S4，即 X000、X002 接通一下，表示呼叫楼层为 2、4，则 Y006、Y010 接通， 二层内选指示灯 SL2、 四层内选指示灯 SL4， Y005 接通， 表示电梯上升。 断开 SQ1， 一层指示灯 L1 亮，过 2 秒后，一层指示灯 L1 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后， 二层指示灯 L2 灭、二层内选指示灯 SL2 灭，SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、四层 指示灯 L4 亮。 直至 SQ4 接通， Y006 断开 （四层内选指示灯 SL4 灭） ， Y005 断开 （表 示电梯上升停止） ，四层指示灯 L4 灭，电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 1 时，按 U2、D4，电梯运行过程同上。 （17）从二层到三、四层：接通 X013 即接通 SQ2，表示轿厢原停楼层 2，按 S3、S4，即 X000、X001 接通一下，表示呼叫楼层为 3、4，则 Y006、Y007 接通， 三层内选指示灯 SL3、四层内选指示灯 SL4 亮，Y005 接通，表示电梯上升。断开 SQ2，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3 闭合后，三层指示灯 L3 灭、三层内选指示灯 SL3 灭，SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、四层指示灯 L4 亮。直至 SQ4 接通，Y006 断开 （四层内选指示灯 SL4 灭） ，Y005 断开（表示电梯上升停止） ，四层指示灯 L4 灭， 电梯到达四层。 在轿厢原停楼层为 2 时，按 U3、D4，电梯运行过程同上。 （18）从三层到二、一层：接通 X014 即接通 SQ3，表示轿厢原停楼层 3，按- 18 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计S2、S1，即 X002、X003 接通一下，表示呼叫楼层为 2、1，则 Y010、Y011 接通， 二层内选指示灯 SL2、一层内选指示灯 SL1 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ3，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后，二层指示灯 L2 灭、二层内选指示灯 SL2 灭，SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、一层指示灯 L1 亮。直至 SQ1 接通，Y011 断开 （一层内选指示灯 SL1 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降停止） ，一层指示灯 L1 灭， 电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 3 时，按 D2、U1，电梯运行过程同上。 （19）从四层到三、二、一层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4， 按 S1、S2、S3，即 X001、X002、X003 接通一下，表示呼叫楼层为 1、2、3，则 Y007、Y010、Y011 接通，一层内选指示灯 SL1、二层内选指示灯 SL2、三层内选 指示灯 SL3 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒 后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3 闭合后，三层指示灯 L3 灭、三层 内选指示灯 SL3 灭，SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后，二层指示灯 L2 灭、二层内选指示灯 SL2 灭， SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、一层指示灯 L1 亮。 直至 SQ1 接通，Y011 断开（一层内选指示灯 SL1 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降 停止） ，一层指示灯 L1 灭，电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 U1、D2、D3，电梯运行过程同上。 （20）从四层到三、二层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S2、S3，即 X001、X002 接通一下，表示呼叫楼层为 2、3，则 Y007、Y010 接通， 二层内选指示灯 SL2、三层内选指示灯 SL3 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3 闭合后，三层指示灯 L3 灭、三层内选指示灯 SL3 灭，SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮。直至 SQ2 接通，Y010 断开 （二层内选指示灯 SL2 灭） ，Y004 断开（表示电梯下降停止） ，二层指示灯 L2 灭， 电梯到达二层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 D2、D3，电梯运行过程同上。 （21）从四层到二、一层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S1、S2，即 X002、X003 接通一下，表示呼叫楼层为 1、2，则 Y010、Y011 接通， 一层内选指示灯 SL1、二层内选指示灯 SL2 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；SQ2 闭合后，二层指示灯 L2 灭、二 层内选指示灯 SL2 灭，SQ2 断开后，二层指示灯 L2 亮，过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、 一层指示灯 L1 亮。 直至 SQ1 接通， Y011 断开 （一层内选指示灯 SL1 灭） ， Y004 断开（表示电梯下降停止） ，一层指示灯 L1 灭，电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 U1、D2，电梯运行过程同上。 （22）从四层到三、一层：接通 X015 即接通 SQ4，表示轿厢原停楼层 4，按 S1、S3，即 X001、X003 接通一下，表示呼叫楼层为 1、3，则 Y007、Y011 接通， 一层内选指示灯 SL1、三层内选指示灯 SL3 亮，Y004 接通，表示电梯下降。断开 SQ4，四层指示灯 L4 亮，过 2 秒后，四层指示灯 L4 灭、三层指示灯 L3 亮；SQ3- 19 -沈阳工程学院毕业设计（论文）闭合后，三层指示灯 L3 灭、三层内选指示灯 SL3 灭，SQ3 断开后，三层指示灯 L3 亮，过 2 秒后，三层指示灯 L3 灭、二层指示灯 L2 亮；过 2 秒后，二层指示灯 L2 灭、 一层指示灯 L1 亮。 直至 SQ1 接通， Y011 断开 （一层内选指示灯 SL1 灭） ， Y004 断开（表示电梯下降停止） ，一层指示灯 L1 灭，电梯到达一层。 在轿厢原停楼层为 4 时，按 U1、D3，电梯运行过程同上。4.2 软件设计4.2.1 梯形图- 20 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计- 21 -沈阳工程学院毕业设计（论文）- 22 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计- 23 -沈阳工程学院毕业设计（论文）- 24 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计- 25 -沈阳工程学院毕业设计（论文）- 26 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计- 27 -沈阳工程学院毕业设计（论文）4.2.2 系统模拟图- 28 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计总 结2011年3月，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最 初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语 言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回 想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无 数难忘的回忆和收获。 3月初，在与导师的交流讨论中我的题目定了下来，是：基于PLC的四层电梯 控制系统设计。当选题报告，开题报告定下来的时候，我当时便立刻着手资料的 收集工作中，当时面对浩瀚的书海真是有些茫然，不知如何下手。我将这一困难 告诉了导师， 在导师细心的指导下，终于使我对自己现在的工作方向和方法有了 掌握。 在搜集资料的过程中， 我认真准备了一个笔记本。我在学校图书馆搜集资料 ，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全部记在笔记本上，尽量使我 的资料完整、精确、数量多，这有利于论文的撰写。然后我将收集到的资料仔细 整理分类，及时拿给导师进行沟通。 4月中旬，资料已经查找完毕了，我开始着手论文的写作。在写作过程中遇 到困难我就及时和导师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮 助下，困难一个一个解决掉，论文也慢慢成型。 4月底， 论文的文字叙述已经完成。5月开始进行相关图形的绘制工作和电路 的设计工作。为了画出自己满意的梯形图，图表等，我仔细学习了STEP 7软件的 绘图技术。在设计梯形图初期，由于没有设计经验，觉得无从下手，空有很多设 计思想，却不知道应该选哪个，经过导师的指导，我的设计渐渐有了头绪，通过 查阅资料，逐渐确立系统方案。当我终于完成了所有打字、绘图、排版、校对的 任务后整个人都很累，但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的， 我觉得这一切都值了。 这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过 程。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。也学会了很多东西。 我不会忘记这难忘的几个月的时间。毕业论文的制作给了我难忘的回忆。在 我徜徉书海查找资料的日子里， 面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料- 29 -沈阳工程学院毕业设计（论文）时的激动和兴奋； 亲手设计电路图的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现 时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里 满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我 从资料的收集中，掌握了很多自动控制系统、PLC（S7-200）的知识，让我对我 所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对西门子系列的PLC的最新发展技术有 所了解。在整个过程中，我学到了新知识、增长了见识。在今后的日子里，我仍 然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐 劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际 能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。- 30 -基于 PLC 的四层电梯控制系统设计致 谢感谢身边所有的朋友与同学，谢谢你们两年来的关照与宽容，与你们一起走 过的缤纷时代，将会是我一生最珍贵的回忆。 这次毕业论文能够得以顺利完成，是所有曾经指导过我的老师，帮助过我的 同学，一直支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们 表示深深的谢意！ 首先要特别感谢我的指导老师――邓玮老师。 邓老师在我毕业论文的撰写过 程中，给我提供了极大的帮助和指导。从开始选题到中期修正，再到最终定稿， 邓老师给我提供了许多宝贵建议。是老师的细心指导和关怀，使我能够顺利的完 成毕业论文。在我的学业和论文的设计工作中无不倾注着老师辛勤的汗水和心 血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬 的老师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此 我要向邓老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。 同样要感谢张玉艳老师，她也教会我很多专业知识，更多的是对待学习、对 待生活的态度。 其次要感谢我的同学，在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了， 同学之间互相帮助， 有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好 的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 感谢我的父母亲，你们是我力量的源泉，只要有你们，不管面对什么样的的 困难，我都不会害怕。 最后对老师，同学和家人再次致以我最衷心的感谢！- 31 -沈阳工程学院毕业设计（论文）参 考 文 献[1]李航.电梯安装维修电工[M]，北京：中国电力出版社，2002. [2]余雷声.电气控制与 PLC 应用[M]，北京：机械工业出版社，1995. [3]汪晓平.可编成控制器系统开发实例导航[M]，北京：人民邮电出版社，2004. [4]张福恩 .交流调速电梯原理 . 设计及安装维修 [M] ，北京 :机械工业出版社， 1993. [5]陈一才.大楼自动化系统设计手册[M]，北京:中国建筑工业出版社，1996. [6]江秀汉.可编程序控制器原理及应用 [M]，西安:西安电子科技大学出版社， 1996. [7]刘裁文.电梯控制系统[M]，北京:电子工业出版社，1996. [8]刘佩武.电梯的使用与维修[M]，北京:机械工业出版社，1994. [9] OMRON C 系列编程手册。OMRON 内部资料 [10]廖常初.PLC 编程及应用.机械工业出版社.2001. [11]路林吉.可编程序控制器原理及应用.北京:清华大学出版社,2002. [12]皮壮行,宫振鸣.可编程序控制器的系统设计与应用实例.2000. [13]周军,海心.电气控制及 PLC.机械工业出版社.2001. [14]徐德,孙同景.可编程控制器（PLC）应用技术.山东科学技术出版社,2000. [15]赵洪恕 TLC 控制交流调速控制系统在电梯中的应用[J]，基础自动化，2000. [16]朱林根 . 现代化建筑电气设计施工手册 [M] ，北京 : 中国建筑工业出版社， 1998. [17]陈海雄.电梯产品的绿色呼唤[f]，中国电梯，2001. [18] 姚秋霞.现代电梯浅析与展望[P] ,陕西广播电视大学学报，2002. [19]杨长能，张兴毅.可编程序控制器(PC)基础及应用.重庆:重庆大学出版社， 1992. [20]朱善军，翁樟，邓丽曼等.可编程序控制器系统一原理.北京:清华大学出版 社，1992. [21]刘载文、李毫升、钟亚林编。电梯控制技术．北京：电子工业出版社．1996. [22] SIMATIC s7-200 可编程序控制器系统手册，西门子公司 [23]STEP 7-Miert／WIN 32 V3．1 sPl 编程帮助手册，西门子自动化设备公司- 32 -