小区改造电梯控制系统PLC设计
摘要
电梯是以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人和载运货物。有台阶式，踏步板装在履带上持续运行，也称自动扶梯或自动人行道。服务在规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯有一个轿厢，运行在最少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨间。轿厢尺寸和结构形式方便于乘客出入或装卸货物。习惯上不管其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可以分为低速电梯(1米/秒以下)、快速电梯(1~2米/秒)和高速电梯(2米/秒以上)。19世纪中期才开始出现液压电梯，到现在还在少量低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研究出利用钢丝绳提升的安全升降机。80年代，驱动装置进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。
本次设计内容背景源于实际应用，利用一个可编程序控制器（S7-200PLC）控制一个3层乘客电梯，主体部分是其电气控制部分。目的是解决目前电梯控制中的一些问题，更加合理地利用PLC的硬件资源和软件资源，提高电梯的操作的灵活性和安全可靠性，利用各种指令简化控制程序，做到控制程序尽量简单，更加便于理解，还有一定的规律性能方便适合于不同控制楼层的要求。对于外部控制电路应尽可能可靠简单，控制性能更好好。
因为PLC功能齐全、应用灵活，能够满足大部分电梯控制的要求，还具有抗干扰性能强、操作方便、维护简单等特点，提高了系统可靠性，当乘员进入电梯后，按下楼层按钮，电梯门会自动关闭并运行。主要完成以下功能：根据轿厢所在位置及乘员所在层数．判定轿厢运行方向并且保证轿厢平层时减速，将轿厢停在乘员选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门；在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。
PLC功能齐全、应用灵活，能够满足电梯控制的基本要求，而且具有抗干扰性能强、操作方便、维护简单等特点，使得系统可靠性大大提高。
本论文围绕小区设计电梯，但小区人流量大，用得多，所以加入变频器，变频器可以使电梯具有舒适性，变频器直接控制输出的频率电压来驱动电机，不存在额外的消耗可以更加省电。
关键词：PLC；电梯；舒适；
第1章 引言
在过去的20年里,自动化技术的应用领域迅速扩大,尤其是在工业控制领域广泛应用。处于提高生产效率的目的，工程师将PLC的自动化技术应用于电梯的控制上面，可以更好地对电梯进行控制，达到能源利用率最大化的目的，对电梯控制系统提出了更多更高的要求；引进微电子技术，推动电气高精度控制技术的发展，发展现代控制理论，特别是电梯的自动化控制，对设备高精度的控制要求更高。电梯自动控制系统,作为一个现代生活不可缺少的自动化设备，决定着人们生产的方方面面，目前国内外都在大力开发研究高性能电梯控制系统。
在我国特色社会主义进程不断发展的过程中，我们的生活风平也在有着质的变化，生产效率的需求同时也不断地提高，但是在电梯的调节处理等方面，依旧伴随着高能耗，低效率等世界性的问题。我国是一个发电大国，人口大国，具有关质料统计，我国年电力生产能力早已突破100亿千瓦时，但是与此同时，有些地区依旧面临着用电量不足的问题。根据前文的叙述，可想而知，每年的耗煤量是非常大的，并且燃煤产生的温室气体等，对环境的破坏同样也是不容乐观。通过上面的数据，我们可以看出，节能减排的必要性和紧迫性，利用先进的科学技术率先实现节能减排、提高生产效率的重任，起到表率作用。
在现代化社会中，人们早已经离不开高楼大厦有高楼的地方就需要电梯。传统的电梯控制都是由单片机来控制完成的，单片机在极端环境下，会出现技术上的问题。这样，依据我们国家的自身情况，可以通过智能控制来实现电梯的控制，从而做到运行稳定，控制简单的效果。
此次课题，我们主要围绕着电梯控制技术而展开，在整个电梯控制装置中，控制部分起着举足轻重的作用，通过PLC来控制电梯控制系统的上升，下降，电梯门开关等，自动判断电梯定当前位置，并且可以根据需要通过人工干预来实现这些装置的控制等，实现电梯的高精度控制，提高运行效率。设计中，利用可编程控制器为控制核心，结合外围保护、执行电路对电梯设备进行控制。
1.1电梯的研究现状
早期的电梯采用继电器控制，利用三相交流异步电机的正反转来控制电梯的升降，打开门的操作手册，每个电梯都配备了一个工作人员，这时电梯，操作复杂，自动化程度低，运行不稳定，安全事故率高。随着电力电子技术的发展，PLC作为设备控制器的结构简单，编程容易故障率低可靠性抗干扰能力强，所以发展十分迅速，它在节能，维护量小， 自动控制具有良好性能等优点。
电梯早在19世纪末已经得到应用，但是随后的很多年都没有得到良好的发展。我国电梯的生产在解放前是一个空白，新中国成立后才开始研制自己的电梯。电梯在国内从开始研制到今天已经走过六十年的发展历程，电梯作为运输人员，物料搬运机械在全国经济中处于非常重要的地位。 经过数百年的发展，中国电梯厂商和部门在设计，制造过程，设备，管理，运行和维护方面的使用，继电器控制阶段、电子电路配合常规电路阶段、专用控制器控制阶段。
二十一世纪初，国外许多电梯制造公司将机械技术和电子技术相结合，先进的计算机技术，微电子技术，电力电子技术，光纤电缆技术，液压技术，模糊控制技术应用于机械驱动和控制系统，实现电梯的自动化和智能化。
目录
摘要 4
第1章 引言 6
1.1 电梯的研究现状 6
1.2电梯的研究背景 7
1.3 电梯的研究意义 7
第2章 电梯的控制方案选择 9
2.1 基于单片机控制的设计方案 9
2.2基于PLC控制的设计方案 10
2.3基于继电器控制的设计方案 11
2.4控制的最终设计方案 12
第3章 电梯控制系统的硬件设计 13
3.1 PLC型号的选择 13
3.2 变频器的选择 14
3.3 PLC输入输出点的I/O分配 14
3.4 I/O接线图 15
3.4.1系统总控制电路图 15
3.4.2电源控制电路图 16
3.4.3控制器PLC的IO接线图 16
3.4.4轿厢电机的主电路图 17
第4章供料装置的程序设计 18
4.1 系统设计流程图 18
4.2 电梯的PLC控制程序 19
第5章 电梯控制系统调试 28
总结 33
致谢 34
参考文献 35
参考文献
[1] 鄂大辛.液压传动与气动传动.北京理工大学出版社，2007
[2] 孙开元,李长娜.机械制图新标准解读及画法示例.化学工业出版社，2006
[3] 郭洪江.工业机器人技术.西安电子科技大学出版社，2016
[4] 朱孝录.中国机械设计大典.江西科学技术出版社，2012
[5] 祁红志.机械制造基础.电子工业出版社，2015
[6] 韩鸿鸾.数控机床加工程序的编制.机械工业出版社，2015
[7] 袁锋.全国数控大赛试题精选.机械工业出版社，2015
[8] 宋德玉.可编程序控制器原理及应用系统设计技术.北京冶金工业出版社，2011
[9] 崔洪斌.中文版AutoCAD2005实用培训教材.清华大学出版社，2010
[10] 范次猛.可编程控制器原理与应用.北京:理工大学出版社，2006
[11] 徐灏.机械设计手册.北京机械工业出版社，2009
[12] 机电一体化系统设计第二版.北京:高教出版社,2001.8
